Ultrazvočna ekstrakcija česna brez topila
Česen (Allium sativum) je bogat z organožveplovimi spojinami (npr. Alicin, glutation), ki spodbujajo številne koristi za zdravje. Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva in učinkovita tehnika za proizvodnjo visoko koncentriranih izvlečkov česna. Ultrasonication ima za posledico visoke donose visokokakovostnih ekstraktov celotnega spektra v zelo kratkem času ekstrakcije.
Vrhunski izvlečki česna z ultrazvočno ekstrakcijo
Uporaba sondnega sondnega sondatorja za ekstrakcijo alicina in organožveplovih spojin iz česna ponuja več prednosti, vključno z visokimi donosi in visoko kakovostjo ekstrakta česna, hitro predelavo in okolju prijaznim pristopom brez topil. Ti dejavniki skupaj prispevajo k proizvodnji visokokakovostnih izvlečkov česna z izboljšano bioaktivnostjo in dosledno sestavo, zaradi česar je to najprimernejša metoda za raziskovalce in industrije, ki iščejo vrhunske izdelke, pridobljene iz česna.
V nadaljevanju podrobno razpravljamo o koristnih učinkih ultrazvočne ekstrakcije česna:
- Prvič, sondni zvočnik uporablja ultrazvočne valove, ki se prenašajo skozi titanovo sondo, tako imenovano sonotrodo, v ekstrakcijski medij. Mehanska energija ultrazvočnih valov ustvarja kavitacijske mehurčke v tekočini, zaradi česar se hitro zrušijo. Med tem procesom se pojavijo intenzivne lokalne mikroturbulence ter spremembe tlaka in temperature. Te sile spodbujajo motnje celičnih sten česna. Ta motnja olajša sproščanje alicina in drugih organožveplovih spojin, ujetih v celicah, kar vodi do učinkovite ekstrakcije.
- Drugič, nadzorovana in natančna narava sondnega ultrazvočnega razbijanja omogoča prilagoditev postopka ekstrakcije. Proizvajalci ekstraktov in raziskovalci lahko prilagodijo parametre, kot so čas ultrazvočne obdelave, amplituda in temperatura, da optimizirajo pogoje ekstrakcije, s čimer povečajo donos alicina in organožveplovih spojin, hkrati pa zmanjšajo razgradnjo občutljivih spojin. Ta raven nadzora je ključnega pomena za pridobivanje visokokakovostnih izvlečkov z dosledno sestavo in močjo.
- Poleg tega je postopek ultrazvočnega razbijanja razmeroma hiter v primerjavi s tradicionalnimi metodami ekstrakcije, kot sta maceracija ali Soxhletova ekstrakcija. Ta učinkovitost ne le prihrani čas, ampak tudi pomaga ohraniti svežino in bioaktivnost ekstrahiranih spojin. Krajše trajanje ekstrakcije zmanjša izpostavljenost ekstrakta česna toploti in kisiku, kar lahko razgradi občutljive organožveplove spojine.
- Poleg tega je ultrazvočna ekstrakcija združljiva s katerim koli topilom, vključno s takšnimi blagimi in okolju prijaznimi topili, kot so voda, vodni etanol ali alkohol. To je zlasti pomembno, kadar se izvleček česna proizvaja za uporabo kot aditiv za živila, arome, prehranska dopolnila, nutracevtiki ali farmacevtski izdelki, kjer se je treba izogniti tveganju kontaminacije s topili ali drugimi kemikalijami, da se zagotovita čistost in varnost končnega proizvoda.

Ultrazvočni homogenizator UIP2000hdT (2kW) z neprekinjeno mešanim šaržnim reaktorjem
Ultrazvočna ekstrakcija alicina na vodni osnovi
Alicin je najpogostejša molekula tiosulfinata, ki jo najdemo v izvlečku česna. Allicin ima antibakterijske, protivirusne, protiglivične, anti-protozoalne, anti-rakave in hipoglikemične učinke, znano pa je tudi, da podpira zdravje srca in ožilja in imunski sistem. Farmakološke aktivnosti česna so večinoma povezane z reakcijami izmenjave tiol-disulfida z beljakovinami, ki vsebujejo tiol.
Za proizvodnjo visoko koncentriranih izvlečkov česna z velikimi količinami organskih žveplovih spojin je ultrazvočna ekstrakcija zanesljiva in učinkovita tehnika za izolacijo tiolov in drugih bioaktivnih snovi iz česna. Sonication sprošča tiole iz notranjosti celic česna in omogoča pripravo celotnega spektra ekstrakta biomolekul česna. Za ultrazvočno ekstrakcijo česna se lahko kot topilo uporablja voda, ki je nestrupena, poceni in okolju prijazna.

Sonikator UP200Ht za ekstrakcijo alicina, organožveplovih spojin in fitokemikalij iz česna.
Ultrazvočni protokoli za ekstrakcijo alicina
Za ultrazvočno ekstrakcijo česna je bilo vzpostavljenih več protokolov. V znanstvenih študijah je več raziskovalnih skupin pokazalo, da je ultrazvočni donos v visokem alicinu, aliinu, organožveplovih spojinah in drugih fitokemikalijah iz česna.
Arzanlou et al. (2010) poročajo o ultrazvočni ekstrakciji alicina iz strok česna z uporabo vode kot topila. Uporabili so 20 g ročno zdrobljenih strok česna. Macerirani česen so sonikirali v 600 ml destilirane vode 5 minut, pri čemer so uporabili Hielscher UP200S (200 vatov) pri 100 % amplitudi. Za odvajanje toplote je bila uporabljena ledena kopel. Po ultrazvočni ekstrakciji je bila česnova kaša stisnjena skozi petplastno gazo. Suspenzijo so prenesli v 50 ml epruveto in 20 minut centrifugirali pri 1258 g pri 4 ° C, da se preostali ostanki ločijo od tekočine. Supernatant je bil prenesen v sterilno 50 ml epruveto in zapečaten za shranjevanje.
Bose et al. (2014) primerjal ultrazvočno ekstrakcijo tipa sonde s tradicionalno maceracijo, ultrazvočno kopanjem in mikrovalovno ekstrakcijo. Rezultati so pokazali, da je ultrazvočna ekstrakcija tipa sonde dala najvišje donose alicina.
(2014) poročajo o učinkoviti ultrazvočni ekstrakciji biomolekul, ki vsebujejo žveplo, cisteina in glutationa iz čebulic česna. Uporabili so ultrazvočno ekstrakcijo na vodni osnovi za ekstrakcijo tiolov iz čebulic česna z uporabo UP100H pri nastavitvi 100% amplitude. Ugotovili so, da je optimalna koncentracija česna 10% (w / v) pri ekstrakciji odprte čaše. Kvantifikacija tiolov je bila opravljena z uporabo Ellmanove metode reagenta. Pridobili so donos ekstrakta 0,170 mM tiolov. Raziskovalci ugotavljajo, da je ultrazvočna ekstrakcija na vodni osnovi preprosta, varna in stroškovno učinkovita metoda za izolacijo tiolov iz česna.
- Brez topil / na vodni osnovi
- Visok donos ekstrakcije
- Visokokakovostni izvlečki
- netoplotni
- Izvlečki celotnega spektra
- Hiter postopek
- Zeleno, okolju prijazno
- enostavno in varno upravljanje
- nizko vzdrževanje
- Hitra donosnost naložbe
Visoko zmogljivi sonikatorji za ekstrakcijo česna
Hielscher ultrazvočni ekstrakcijski sistemi se po vsem svetu uporabljajo v živilski in farmacevtski industriji za komercialno proizvodnjo visokokakovostnih rastlinskih izvlečkov, ki se uporabljajo kot aditivi za živila, prehranska dopolnila in terapevtiki. Ne glede na to, ali je vaš cilj proizvajati manjše serije izvlečkov česna ali predelati velike količine visokokakovostnih botaničnih izvlečkov, ima Hielscher Ultrasonics idealen ultrazvočni ekstraktor za vas.
Konkurenčne prednosti z ultrazvočno ekstrakcijo
Glavne prednosti ultrazvočne ekstrakcije bioaktivnih spojin iz botaničnih materialov, kot je česen, vključujejo znatno skrajšan čas ekstrakcije in obdelave, njegovo prijaznost do okolja zaradi ekstrakcije na vodni osnovi ali zmanjšane porabe topil in zanemarljiv majhen CO2emisije, majhna količina porabljene energije ter enostavno in varno delovanje ultrazvočnih sistemov.
Standardizacija procesov s Hielscher Ultrasonics
Ekstrakti, ki se uporabljajo v živilih ali farmacevtskih izdelkih, morajo biti proizvedeni v skladu z dobro proizvodno prakso in v skladu s standardiziranimi specifikacijami predelave. Hielscher Ultrasonics digitalni sonicatorji so opremljeni z inteligentno programsko opremo, ki omogoča enostavno nastavitev in natančno krmiljenje postopka ultrazvočnega razbijanja. Samodejno snemanje podatkov zapiše vse ultrazvočne procesne parametre, kot so ultrazvočna energija (skupna in neto energija), amplituda, temperatura, tlak (ko so nameščeni senzorji temperature in tlaka) z datumom in časovnim žigom na vgrajeni SD kartici. To vam omogoča, da pregledate vsako ultrazvočno obdelano serijo. Hkrati je zagotovljena ponovljivost in stalno visoka kakovost izdelkov. Robustnost vseh Hielscher sonicatorjev omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
---|---|---|
1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Literatura / Reference
- Arzanlou M., Bohlooli S. (2010): Inhibition of streptolysin O by allicin – an active component of garlic. Journal of Medical Microbiology Volume 59, Issue 9, 2010. 1044-1049.
- Ghasemi, Kamran; Bolandnazar, Sahebali; Tabatabaei, Seyed Jalal; Pirdashti, Hemmatollah; Arzanlou, Mohsen; Ebrahimzadeh, Mohammad; Fathi, Hamed (2015): Antioxidant properties of garlic as affected by selenium and humic acid treatments. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 43, 2015. 1-9.
- Nur Izzah Ismail, Yumi Zuhanis Has-Yun Hashim, Parveen Jamal, Hamzah MohdSalleh, Rashidi Othman (2014): Ultrasonic-Assisted Extraction of Thiols from Garlic Bulbs. Advances in Environmental Biology, 8(3) Special 2014. 725-728.
- Sankhadip Bose, Bibek Laha, Subhasis Banerjee (2014): Quantification of allicin by high performance liquid chromatography‐ultraviolet analysis with effect of post‐ultrasonic sound and microwave radiation on fresh garlic cloves. Pharmacognosy Magazine Vol 10, Issue 38. April-June 2014, S288-S293.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Česen in njegove koristi za zdravje
Česen je bogat z biomolekulami, ki dajejo česnu moč kot zdravilna rastlina in prehransko dopolnilo. 200 različnih spojin prispeva k številnim blagodejnim učinkom česna na zdravje. Stroki česna imajo izjemno visoko vsebnost organožveplovih spojin, kot so aliin, alicin in γ-glutamilcisteinske spojine, kot so γ-glutamil-S-alilcistein, γ-glutamil-S-trans-1-propenilcistein. Česen vsebuje vsaj štirikrat več žvepla kot druge zelenjave, bogate z žveplo, kot so čebula, brokoli in cvetača. Te spojine, ki vsebujejo žveplo, dajejo česnu oster vonj in okus.
Biomolekule, ki vsebujejo žveplo, se imenujejo sulfhidrilne spojine in spadajo v skupino tiolov. Najdemo jih v vseh tkivih in celicah človeškega telesa in igrajo ključno vlogo pri številnih vitalnih biokemičnih reakcijah. Cistein in glutation (GHS) sta dva pomembna tiola, prisotna v česnu. Cistein je aminokislina, ki vsebuje žveplo in ima kemično zelo reaktivno sulfhidrilno skupino. Glutation (GHS), tripeptid, ki ga sestavljajo aminokisline glutamat, cistein in glicin, je najbolj vseprisotna sulfhidrilna spojina z nizko molekulsko maso v človeškem telesu. Glutation deluje kot super-antioksidant in ima vitalno funkcijo v človeškem telesu (npr. Imunski sistem).
alicin
Alicin je ena najpomembnejših biomolekul v česnu, ki kaže različne učinke na zdravje. Alicin ni prisoten v nepoškodovanem stroku česna, ampak se sintetizira, ko se česen nareže ali zdrobi. Z maceracijo česnovega tkiva se aktivira encim, imenovan aliinaza. Alinaza sproži transformacijo aminokisline aliina v alicin in druge aliltiosulfinate. Nastajanje alicina je hiter proces, ki se zaključi v nekaj sekundah po drobljenju sveže čebulice česna.
Ultrazvočna ekstrakcija – Načelo delovanja akustične kavitacije
Načelo delovanja ultrazvočne ekstrakcije (znano tudi kot sono-ekstrakcija) temelji na pojavu akustične kavitacije. Ultrazvočno ustvarjena kavitacija ustvarja visoke strižne sile, mikroturbulence, tekoče curke in lokalno omejene, ekstremne temperaturne in tlačne razlike. Mehanski učinki visoko zmogljivega ultrazvoka motijo celične stene, spodbujajo prodiranje topila v notranjost celice in povečujejo prenos mase. Kot tehnika netermične ekstrakcije ultrazvočna obdelava preprečuje toplotno razgradnjo bioaktivnih spojin. Ultrazvočni procesni parametri se lahko natančno prilagodijo surovini in ciljnim snovem, tako da je zagotovljena vrhunska kakovost ekstrakta.

Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.