Ekstraktim shumë efikas i artemisininës me sonikim

Artemisinina mund të ekstraktohet me efikasitet duke përdorur sonikim me performancë të lartë. Ekstraktimi me ultratinguj jep rendimente shumë të larta të artemisininës duke përdorur tretës të butë. Procesi i ekstraktimit me ultratinguj përshpejtohet në mënyrë drastike. Kushtet e përpunimit në ekstraktorët me ultratinguj mund të kontrollohen me saktësi, gjë që lejon parandalimin e degradimit të biomolekulës artemisininë, e cila është e ndjeshme ndaj nxehtësisë.

Ekstraktimi i artemisininës

Artemisinina është një molekulë bioaktive e pranishme në gjëndrat e trikomave të bimës Artemisia annua, e cila përdoret si ilaç kundër malaries dhe shfaq potencial të lartë si ilaç për trajtimin e disa sëmundjeve të tjera, përfshirë kancerin dhe SARS-CoV-2. Metoda tradicionale e ekstraktimit përfshin tretës toksikë dhe është një proces i kushtueshëm, me efikasitet nën nivelin optimal. Për të prodhuar artemisininë në shkallë të gjerë në kushte të favorshme mjedisore dhe ekonomike, nevojitet një teknikë ekstraktimi efikase dhe ekologjike. Ekstraktimi me ultratinguj është një metodë ekstraktimi gjerësisht e konsoliduar që mund të përdoret në kombinim me ujin ose etanolin si tretës jotoksikë. Tashmë është vërtetuar se ekstraktimi me ultratinguj jep rendimente të larta të artemisininës, kështu që prodhimi i artemisininës mund të zgjerohet me shpejtësi në vëllime të mëdha. Pajisjet e ekstraktimit me ultratinguj për përpunim në lote dhe në linjë në nivel industrial janë lehtësisht të disponueshme.

Ekstraktimi me ultratinguj i artemisininës nga Artemisia annua

Përdorimi i ultratingujve me fuqi të lartë për ekstraktim i tejkalon metodat e tjera të ekstraktimit në disa faktorë kryesorë, përfshirë rendimentin, kohën e ekstraktimit, ndikimin e favorshëm në mjedis dhe efikasitetin ekonomik.

Mangësitë e ekstraktimit tradicional të artemisininës

Metodat tradicionale të ekstraktimit të artemisininës kërkojnë shumë kohë, mund të dëmtojnë molekulat bioaktive të artemisininës për shkak të temperaturave të larta të aplikuara dhe kanë ndikim të lartë në mjedis për shkak të tretësve organikë të përdorur në temperatura të larta. Për më tepër, në fazat pasuese të procesit nevojitet pastrim i gjerë për të larguar papastërtitë nga ekstrakti i papërpunuar.

Përparësitë e ekstraktimit të artemisininës me ultratinguj

Përdorimi i ultratingujve me fuqi të lartë për ekstraktim ka disa efekte pozitive që intensifikojnë procesin e ekstraktimit: ultratingujt me performancë të lartë krijojnë kavitacion akustik. Ky kavitacion akustik nxit ekstraktimin nga bimët nëpërmjet shpërbërjes së qelizave, në mënyrë që biomolekulat e bllokuara të çlirohen nga matrica qelizore e bimës. Për më tepër, forcat e kavitacionit intensifikojnë transferimin e masës, duke transportuar me efikasitet biomolekula si artemisinina drejt tretësit përreth. Parimi i funksionimit të ekstraktimit me ultratinguj mund t’u atribuohet forcave thjesht mekanike të kavitacionit. Kjo do të thotë se sonikimi është një teknikë ekstraktimi jotermike dhe jokimike. Fakti që është një teknikë ekstraktimi jotermike e bën ekstraktimin me ultratinguj veçanërisht të favorshëm, pasi artemisinina është një përbërje e ndjeshme ndaj nxehtësisë, që do të thotë se temperaturat më të larta (p.sh., 70°C) do të shkaktojnë zbërthimin e saj. Rrjedhimisht, Artemisia annua L. nuk mund të zihej në ujë të nxehtë për të përftuar artemisininë.

Tretës ekologjikë për ekstraktimin e artemisininës me ultratinguj

Tretësit klasikë të ekstraktimit që përdoren për prodhimin e artemisininës përfshijnë heksanin, eterin e naftës ose diklorometanin. Ekstraktimi i nxitur nga ultratingujt është i pajtueshëm me çdo tretës, përfshirë tretës të butë dhe ekologjikë si etanoli ose uji. Ekstraktimi i artemisininës me ultratinguj duke përdorur etanol është po aq efikas sa ai me tretës agresivë. Meqenëse artemisinina ka tretshmëri të ulët në ujë, ciklodekstrinat mund të përdoren për të përmirësuar ekstraktimin e artemisininës me ultratinguj në ujë të ftohtë.

Çfarë e bën kaq efikas ekstraktimin e artemisininës me ultratinguj?

Për të kuptuar përparësitë e ekstraktimit të asistuar me ultratinguj, duhet të kuptohet parimi i funksionimit të ultratingujve me fuqi të lartë. Mekanizmi me të cilin ultratingujt me fuqi të lartë intensifikojnë ekstraktimin i atribuohet kryesisht dukurisë së kavitacionit akustik. Kavitacioni ultrasonik shkakton përplasje ndërmjet grimcave të biomasës bimore (si gjethet e Artemisia annua L.), gjë që sjell copëtim nga ndërveprimi ndërmjet grimcave dhe zvogëlim të madhësisë së tyre. Kur flluskat e kavitacionit shemben në sipërfaqen e lëndëve të ngurta bimore, erozioni dhe sonoporacioni e zmadhojnë më tej sipërfaqen e grimcave. Transferimi i masës, i intensifikuar në këtë mënyrë, lehtëson çlirimin e molekulave si proteinat, lipidet, sheqernat, vitaminat, antioksidantët, substancat fitokimike (p.sh., artemisinina) dhe fibrat ushqimore. Forcat prerëse të gjeneruara nga ultratingujt përmirësojnë përkatësisht depërtimin e tretësit në matricën qelizore të lëndës bimore dhe përshkueshmërinë e membranave qelizore. Këta mekanizma të ultratingujve me fuqi të lartë janë përgjegjës për intensifikimin e ndjeshëm të procesit që arrihet kur trajtimi me ultratinguj zbatohet për ekstraktimin nga bimët.

Valët e ultratingujve me fuqi të lartë prishin strukturën qelizore të bimëve, çlirojnë përbërësit bioaktivë dhe nxisin transferimin e masës ndërmjet materialit bimor dhe tretësit (p.sh., etanolit).

Rezultate të vërtetuara nga kërkimet për ekstraktimin e artemisininës me ultratinguj

Janë kryer disa studime shkencore për të hetuar efikasitetin dhe zbatueshmërinë praktike të ekstraktimit të artemisininës me ultratinguj nga gjethet e Artemisia annua.

Briars dhe Paniwnyk treguan “se ultratingujt në temperatura të ulëta e rrisin rendimentin e artemisininës së ekstraktuar nga A. annua me rreth 58% dhe ekstraktet duken më të pastra krahasuar me njomjen konvencionale; prandaj përdorimi i ultratingujve gjatë ekstraktimit ka potencialin të mundësojë prodhimin e trajtimeve me bazë artemisinine me kosto më të ulët.” (Briars and Paniwnyk, 2013)

Zhang et al. (2017) hetuan ekstraktimin e artemisininës me ultratinguj duke përdorur eterin metilik të propilenglikolit (PGME) si tretës. Ekstrakti i artemisininës i prodhuar me ultratinguj u analizua duke përdorur kromatografinë e lëngshme me performancë ultra të lartë (UPLC). Rezultatet e analizës nxorën në pah cilësinë e ekstraktit. Falë përsëritshmërisë së mirë të procesit dhe qëndrueshmërisë së artemisininës së ekstraktuar, ekstraktimi i asistuar me ultratinguj që përdor si tretës monoeterin ekologjik dhe efikas, eterin metilik të propilenglikolit (PGME), shfaq perspektiva të mëdha për ekstraktimin dhe ndarjen e molekulave bioaktive nga bimët. Ekstraktimi me ultratinguj duke përdorur eterin metilik të propilenglikolit (PGME) si tretës dha efikasitet të lartë të përgjithshëm të ekstraktimit dhe rendimente të larta të artemisininës. (shih Zhang et al., 2017)

Në një studim tjetër, Zhang et al. (2020) paraqesin ekstraktimin e artemisininës me ultratinguj duke përdorur hidroksipropil-β-ciklodekstrinë. Shtimi i ciklodekstrinës përmirëson çlirimin e artemisininës, një përbërje me tretshmëri të ulët në ujë, dhe mundëson përdorimin e ujit si tretës me rendimente të mira ekstraktimi. Ekstraktimi me ultratinguj në kombinim me ciklodekstrinën e rriti sasinë e artemisininës në 8,66 mg/g, që është dukshëm më e madhe se sasia përkatëse prej 1,70 mg/g e përftuar në ujë.

Ekstraktorë me ultratinguj me performancë të lartë për prodhimin e artemisininës

Sistemet e ekstraktimit me ultratinguj me performancë të lartë nga Hielscher Ultrasonics përdoren në mbarë botën për kërkim dhe zhvillim dhe në nivele prodhimi të vogla, të mesme dhe plotësisht komerciale, në industri të ndryshme si prodhimi i ushqimeve, suplementeve ushqimore dhe produkteve farmaceutike. Ekstraktorët me ultratinguj me performancë të lartë intensifikojnë procesin e ekstraktimit dhe rrisin rendimentin, duke përmirësuar kështu efikasitetin e përgjithshëm të prodhimit të ekstrakteve me cilësi të lartë. Hielscher Ultrasonics ofron pajisje ekstraktimi për çdo vëllim / kapacitet përpunimi. Me më shumë se 25 vjet përvojë në ekstraktimin nga bimët, Hielscher Ultrasonics është partneri juaj i besuar për ekstraktimin me ultratinguj me performancë të lartë nga Artemisia annua!

Pajisje ultrasonike me performancë të lartë dhe teknologji të fjalës së fundit

Funksionet inteligjente të pajisjeve ultrasonike Hielscher janë projektuar për të garantuar funksionim të besueshëm, rezultate të riprodhueshme dhe lehtësi përdorimi. Cilësimet e funksionimit mund të hapen dhe të rregullohen lehtësisht përmes një menyje intuitive, e cila mund të hapet përmes ekranit dixhital me ngjyra dhe me prekje, si dhe përmes telekomandimit nga shfletuesi. Prandaj, të gjitha kushtet e përpunimit, si energjia neto, energjia totale, amplituda, koha, presioni dhe temperatura, regjistrohen automatikisht në një kartë SD të integruar. Kjo ju mundëson të rishikoni dhe të krahasoni ciklet e mëparshme të sonikimit dhe të optimizoni procesin e ekstraktimit të artemisininës për të arritur efikasitetin më të lartë.
Sistemet Hielscher Ultrasonics përdoren në mbarë botën për prodhimin e ekstrakteve bimore me cilësi të lartë. Pajisjet ultrasonike industriale Hielscher mund të punojnë lehtësisht me amplituda të larta në funksionim të vazhdueshëm (24/7/365). Amplituda deri në 200µm mund të gjenerohen lehtësisht dhe vazhdimisht me sonotroda standarde (sonda / brirë ultrasonikë). Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotroda ultrasonike të përshtatura sipas kërkesave. Për shkak të qëndrueshmërisë së tyre dhe nevojës së ulët për mirëmbajtje, sistemet tona të ekstraktimit me ultratinguj instalohen zakonisht për aplikime me ngarkesë të rëndë dhe në mjedise me kushte të vështira.

Na kontaktoni tani për të mësuar më shumë rreth ekstraktimit të artemisininës me ultratinguj nga bima Artemisia annua. Do t’ju dërgonim me kënaqësi informacion për sistemet tona të ekstraktimit me ultratinguj dhe çmimet! Stafi ynë me përvojë të gjerë do të diskutonte me kënaqësi me ju për aplikimin tuaj dhe kërkesat e përpunimit!
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të pajisjeve tona ultrasonike: