Ekstrakte superiore të katekinave me ultratinguj
Ekstraktimi i katekinave me ultratinguj
Ekstraktimi me ultratinguj është një teknikë jotermike që bazohet në zbatimin e forcave thjesht mekanike. Valët e ultratingujve me frekuencë të ulët dhe intensitet të lartë transmetohen në një mjedis të lëngshëm nëpërmjet një sonde ultrasonike (sonotrodë). Forcat e fuqishme të prerjes nga kavitacioni akustik shpojnë dhe çajnë membranat qelizore, përmirësojnë transferimin e masës ndërmjet brendësisë së qelizës dhe tretësit dhe çlirojnë përbërjet brendaqelizore në tretës.
Në shqyrtimin e tyre të gjerë të metodave të ekstraktimit nga çaji i gjelbër (Camellia sinensis), Banerjee dhe Chatterjee (2015) zbuluan se aparatet me ultratinguj të tipit sondë janë dukshëm më efikase se banjat me ultratinguj. Për më tepër, autorët deklarojnë se ekstraktimi me ultratinguj është mënyra e preferuar për ekstraktimin e katekinave të çajit për shkak të efektshmërisë më të lartë të procesit të ekstraktimit në temperaturë më të ulët, e cila parandalon degradimin termik të përbërjeve të ndjeshme ndaj nxehtësisë dhe ruan vlerën e tyre mjekësore. Ekstraktimi në temperaturë të lartë shpesh çon në degradimin e polifenoleve dhe rrit çlirimin e proteinave dhe pektinës, të cilat ndikojnë negativisht në cilësinë organoleptike të çajit duke formuar precipitatin e njohur si kremi i çajit. Përparësia e sonikimit qëndron në mekanizmin e tij jotermik. Në studimin e tyre, studiuesit treguan se ekstraktimi me ultratinguj në 65°C mund të rrisë rendimentin e polifenoleve të çajit krahasuar me ekstraktimin tradicional në 85°C. Megjithatë, ekstraktimi me ultratinguj funksionon edhe në temperaturën e dhomës. Si teknikë ekstraktimi jotermike, aparatet e sonikimit zbatojnë forca mekanike për të çarë qelizat dhe për të çliruar në tretës përbërje bioaktive, si polifenolet dhe katekinat, me efikasitet superior.
Ekstraktimi me ultratinguj jep një rendiment të lartë të lëndëve ushqyese me cilësi të lartë. Si proces jotermik, ekstraktimi me ultratinguj shmang humbjen e lëndëve ushqyese të ndjeshme ndaj nxehtësisë.
Ekstraktimi me ultratinguj mund të kryhet edhe në temperaturën e dhomës ose në lëngje të ftohura. Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth çajit të përgatitur në të ftohtë me ultratinguj!
- Pa tretës / me bazë uji
- Rendiment i lartë ekstraktimi
- Ekstrakte me cilësi të lartë
- Ekstrakte me spektër të plotë
- Proces i shpejtë
- Ekologjik, miqësor ndaj mjedisit
- Përdorim i thjeshtë dhe i sigurt
- Kërkesa të pakta për mirëmbajtje
- Kthim i shpejtë i investimit
Ekstraktori me ultratinguj UIP2000hdT (2kW) me reaktor me tufa me përzierje të vazhdueshme
Studim rasti për ekstraktimin e katekinave me ultratinguj
Ekstraktimi me ultratinguj mund të kryhet duke përdorur tretës të ndryshëm, përfshirë ujin, etanolin, përzierjen ujë : etanol, izopropanolin, vajin bimor, glicerinën etj.
Në një studim të vitit 2018, Ayyildiz et al. krahasuan ekstraktimin me ultratinguj duke përdorur ujin dhe etanolin si tretës me metodën konvencionale të ekstraktimit me ujë të nxehtë. Për këtë studim në shkallë pilot, ata përdorën një aparat me ultratinguj Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) në konfigurim me lote dhe me rrjedhje të vazhdueshme.
Rezultatet treguan se ekstraktimi me ultratinguj me etanol ishte ndjeshëm (p < 0,05) më efikas për të arritur rendimente më të larta të EGCG, EGC, ECG dhe EC sesa ekstraktimi konvencional me ujë të nxehtë dhe ekstraktimi me ultratinguj me bazë uji. Në kushte të optimizuara të procesit, me ekstraktimin me ultratinguj me etanol u përftua një përmbajtje EGCG pothuajse 100% dhe 50% më e lartë krahasuar përkatësisht me ekstraktimin konvencional me ujë të nxehtë dhe ekstraktimin me ultratinguj me ujë. Kushtet optimale për ekstraktimin me ultratinguj të EGCG me etanol ishin 66.53ºC, 43,75 min dhe 67,81% etanol.
Ekstraktimi me ultratinguj është mënyra e parapëlqyer për ekstraktimin e katekinave të çajit për shkak të efikasitetit të shtuar të procesit të ekstraktimit në temperaturë më të ulët, duke ruajtur aktivitetin e tyre antioksidues.
Ekstraktorë me ultratinguj me performancë të lartë
Sistemet e ekstraktimit të Hielscher Ultrasonics përdoren në mbarë botën në industrinë ushqimore dhe farmaceutike për prodhimin tregtar të ekstrakteve bimore me cilësi të lartë që përdoren si shtesa ushqimore dhe preparate farmaceutike. Pavarësisht nëse dëshironi të prodhoni lote më të vogla çaji të përgatitur në të ftohtë apo të përpunoni sasi të mëdha ekstraktesh polifenolesh / katekinash me cilësi të lartë, Hielscher Ultrasonics ka ekstraktorin me ultratinguj të përshtatshëm për ju. Aparatet me ultratinguj janë të lehta dhe të sigurta në përdorim. Softueri intuitiv dhe komandimi digjital nëpërmjet ekranit me prekje mundësojnë kontroll të saktë të procesit. Qëndrueshmëria e pajisjeve me ultratinguj të Hielscher mundëson funksionimin 24/7 nën ngarkesa të rënda dhe në mjedise me kërkesa të larta.
Aparat me ultratinguj me sondë UP100H për ekstraktimin e katekinave nga gjethet e çajit
Standardizimi i procesit me Hielscher Ultrasonics
Ekstraktet e cilësisë ushqimore dhe farmaceutike duhet të prodhohen në përputhje me Praktikat e Mira të Prodhimit (GMP) dhe sipas specifikimeve të standardizuara të përpunimit. Sistemet digjitale të ekstraktimit të Hielscher Ultrasonics janë të pajisura me softuer inteligjent, i cili lehtëson konfigurimin dhe kontrollin e saktë të procesit të trajtimit me ultratinguj. Regjistrimi automatik i të dhënave ruan në kartën SD të integruar të gjithë parametrat e procesit me ultratinguj, si energjinë e ultratingujve (energjinë totale dhe neto), amplitudën, temperaturën, presionin (kur janë montuar sensorët e temperaturës dhe presionit), së bashku me shënimin e datës dhe orës. Kjo ju mundëson të shqyrtoni çdo lot të përpunuar me ultratinguj. Në të njëjtën kohë, sigurohen riprodhueshmëria dhe cilësia vazhdimisht e lartë e produktit.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të aparateve tona me ultratinguj:
| Vëllimi i lotit | Prurja | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 1 deri në 500mL | 10 deri në 200mL/min | UP100H |
| 10 deri në 2000mL | 20 deri në 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 deri në 20L | 0,2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100L | 2 deri në 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 deri në 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | më e madhe | grup pajisjesh UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Homogjenizues me ultratinguj me fuqi të lartë nga shkalla laboratorike deri në atë pilot dhe industriale .
Literatura/Referencat
- Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizimi i parametrave të ekstraktimit të galatit të epigalokatekinës nga çaji i gjelbër duke përdorur metoda konvencionale me ujë të nxehtë dhe metoda të asistuara me ultratinguj. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): Strategji efikase për ekstraktimin e biomolekulave të çajit (Camellia sinensis). J. Food Sci. Technol. 52, 2015. 3158–3168.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, Elixabet; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Caboni Maria Fiorenza (2019): Optimizimi i ekstraktimit të proantocianidinave nga mbetjet e drithërave të përdorura në prodhimin e birrës, të asistuar me ultratinguj nëpërmjet sonotrodës. Antioxidants 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Ekstraktimi në tufa dhe i vazhdueshëm i gjetheve të boldos (Peumus boldus Mol.) me ndihmën e ultratingujve. International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- K.S. Suslick, K. Othmer, “Enciklopedia e Teknologjisë Kimike”; botimi i 4-t. J. Wiley & Sons: New York, 1998, vëll. 26, f. 517-541.
Fakte që ia vlen të dihen
Ekstraktimi me ultratinguj – Parimi i funksionimit
Ekstraktimi me ultratinguj është një metodë mekanike për të çliruar dhe izoluar përbërjen brendaqelizore nga matricat qelizore, siç janë qelizat bimore. Kur valët e ultratingujve me fuqi të lartë transmetohen në një suspension (p.sh. të përbërë nga grimca bimore të maceruara në ujë ose tretës), valët e ultratingujve me energji të lartë gjenerojnë kavitacion. Fenomeni i kavitacionit shkakton lokalisht temperatura, presione dhe shpejtësi ngrohjeje/ftohjeje ekstreme, diferenca presioni dhe forca të larta prerëse në mjedis. Kur flluskat e kavitacionit shemben në sipërfaqen e trupave të ngurtë (si grimcat, qelizat bimore, indet etj.), mikrorrymat dhe përplasjet ndërmjet grimcave gjenerojnë efekte si zhveshja e sipërfaqes, erozioni dhe copëtimi i grimcave. Përveç kësaj, shembja e flluskave të kavitacionit në mjedise të lëngshme krijon makroturbulenca dhe mikropërzierje.
Rrezatimi me ultratinguj përfaqëson një mënyrë efikase për të përmirësuar proceset e transferimit të masës, pasi trajtimi me ultratinguj shkakton kavitacion dhe mekanizmat që lidhen me të, si mikrolëvizjet nga rrymat e lëngut, ngjeshja dhe çngjeshja në material me prishjen pasuese të mureve qelizore, si edhe shpejtësi të larta ngrohjeje dhe ftohjeje.
Ekstraktimi me ultratinguj nga qelizat bimore: prerja tërthore mikroskopike (TS) tregon mekanizmin e veprimeve gjatë ekstraktimit me ultratinguj nga qelizat (zmadhimi 2000x) [burimi: Vilkhu et al. 2011]
Trajtimi i materialit bimor me ultratinguj copëton matricën e qelizave bimore dhe përmirëson hidratimin e saj. Chemat et al. (2015) arrijnë në përfundimin se ekstraktimi me ultratinguj i përbërjeve bioaktive nga materialet bimore është rezultat i mekanizmave të ndryshëm të pavarur ose të kombinuar, përfshirë fragmentimin, erozionin, kapilaritetin, çstrukturimin dhe sonoporacionin. Këto efekte prishin murin qelizor, përmirësojnë transferimin e masës duke shtyrë tretësin brenda qelizës dhe duke thithur jashtë tretësin e ngarkuar me përbërje bimore, si dhe sigurojnë lëvizjen e lëngut përmes mikropërzierjes.
Cilat janë përparësitë kryesore të ekstraktimit me ultratinguj?
- Proces i shpejtë dhe prodhimtari e lartë
- Konsum i ulët i energjisë
- Kosto e reduktuar e përpunimit
- Teknologji jotermike
- Pastërti më e lartë
- Teknologji e gjelbër
Kavitacioni akustik dhe efektet e tij
Në lëng, valët e ultratingujve krijojnë cikle intensive të alternuara presioni të lartë / presioni të ulët, të cilat çojnë në formimin e flluskave të kavitacionit. Gjatë disa cikleve të presionit, flluskat e kavitacionit rriten derisa arrijnë një kufi, ku flluska nuk mund të përthithë më energji. Në këtë pikë, flluska shembet vrullshëm. Gjatë shembjes së flluskës krijohen kushte ekstreme, si temperatura të larta deri në 5000K, presione deri në 2000atm, shpejtësi shumë të larta ngrohjeje/ftohjeje dhe diferenca presioni. Meqenëse dinamika e shembjes së flluskës është më e shpejtë se transferimi i masës dhe i nxehtësisë, energjia në zgavrën që shembet kufizohet në një zonë shumë të vogël, të quajtur edhe “pikë e nxehtë”. Shembja e flluskës së kavitacionit shkakton gjithashtu mikroturbulenca, rryma lëngu me shpejtësi deri në 280m/s dhe forca prerëse që rezultojnë prej tyre. Ky fenomen njihet si kavitacion ultrasonik ose akustik.
Ekstraktimi me ultratinguj bazohet në kavitacionin akustik dhe forcat e tij prerëse hidrodinamike
Katekinat
Çaji i gjelbër njihet për përmbajtjen e lartë të polifenoleve si acidi kafeik, acidi galik, katekina, epikatekina, galokatekina, galati i katekinës, galati i galokatekinës, galati i epikatekinës, epigalokatekina dhe galati i epigalokatekinës (EGCG), gjë që e bën çajin e gjelbër një ushqim popullor të dobishëm për shëndetin, që konsumohet si pije dhe si ekstrakt. EGCG është një katekinë e njohur, e cila është e pranishme në sasi të mëdha në gjethet e thara të çajit të gjelbër (7380 mg për 100 g), të çajit të bardhë (4245 mg për 100 g) dhe në sasi më të vogla në çajin e zi (936 mg për 100 g). Gjatë prodhimit të çajit të zi, katekinat shndërrohen kryesisht në teaflavina dhe tearubigina nëpërmjet oksidazave të polifenoleve.
Përfitimet shëndetësore të galatit të epigalokatekinës (EGCG)
Nga grupi i katekinave, galati i epigalokatekinës (EGCG) është më i studiuari dhe më premtuesi. Nga efektet kundër kancerit, antioksiduese, antiinflamatore, kundër fibrozës dhe kundër kolagjenazës deri te forcimi i sistemit imunitar dhe efektet kundër plakjes, EGCG shfaq shumë përfitime dhe për këtë arsye konsumohet si pije çaji të gjelbër, si edhe në formën e suplementeve ushqimore si kapsula, pluhura, tableta etj.
Studimet kërkimore sugjerojnë se katekinat si galati i epigalokatekinës (EGCG) mund të zvogëlojnë inflamacionin dhe mund të parandalojnë disa gjendje kronike, si sëmundjet e zemrës, diabeti dhe disa forma të kancerit.
EGCG dhe efektet e tij kundër kancerit
Meqë kanceri është një sëmundje që shpesh kërcënon jetën, vetitë e EGCG kundër kancerit po studiohen intensivisht. Studimet sugjerojnë se EGCG mund të frenojë tumorigjenezën duke zvogëluar ose eliminuar efektet e kancerogjenëve. Ka gjetje që sugjerojnë se EGCG parandalon tumorigjenezën e mëlçisë të lidhur me obezitetin dhe të shkaktuar nga dietilnitrozamina, duke frenuar boshtin IGF/IGF-1R, duke përmirësuar hiperinsulineminë dhe duke zbutur inflamacionin kronik. Një mekanizëm tjetër i efektit të EGCG kundër kancerit është frenimi i angiogjenezës dhe, në këtë mënyrë, kufizimi i proliferimit të tumorit.
EGCG dhe efektet e tij antioksiduese
Në trupin e njeriut zhvillohen procese të panumërta antioksiduese, të cilat kontribuojnë në shëndet, forcë dhe mirëqenie. EGCG është një antioksidant. Antioksidantët mund të mbrojnë nga dëmtimi qelizor duke kapur radikalet e lira dhe duke i neutralizuar ato. Unazat e fenolit në strukturën e EGCG veprojnë si kurthe për elektronet dhe kapëse të radikaleve të lira, frenojnë formimin e specieve reaktive të oksigjenit dhe, në këtë mënyrë, zvogëlojnë dëmtimet e shkaktuara nga stresi oksidativ.
EGCG dhe efektet e tij antiinflamatore
Inflamacioni mund të shkaktohet nga sëmundjet, stresi kronik dhe ndotja e mjedisit. Trupi reagon ndaj faktorëve të tillë të stresit me inflamacion, i cili karakterizohet nga grumbullimi i një numri të madh qelizash imunitare në vatrat e inflamacionit, çlirimi i citokinave proinflamatore dhe i specieve reaktive të oksigjenit/azotit (ROS/RNS). ROS/RNS lidhen me aktivizimin e faktorit të transkriptimit NF-B dhe të proteinës aktivizuese-(AP-)1. Pas aktivizimit, NF-jB dhe AP-1 kalojnë nga citoplazma në bërthamë dhe rrisin shprehjen e një sërë gjenesh inflamatore, të cilat më pas shkaktojnë një përgjigje inflamatore të përkeqësuar dhe dëmtim të indeve.
EGCG frenon transmetimin e NF-B dhe AP-1, në mënyrë që shprehja e iNOS dhe COX-2 të ulet kryesisht nëpërmjet kapjes së oksidit nitrik, peroksinitritit dhe ROS/RNS të tjera dhe të zvogëlohet prodhimi i faktorëve inflamatorë.
EGCG dhe efektet e tij në nxitjen e osteogjenezës
Osteoporoza është një sëmundje e rëndë që karakterizohet nga degjenerimi i matricës kockore dhe humbja e dendësisë kockore. EGCG shfaq efekte rregulluese në metabolizmin kockor. EGCG mund të nxitë apoptozën e osteoklasteve dhe të frenojë formimin e osteoklasteve duke bllokuar gjenerimin e NF-B dhe IL-1b. Për më tepër, ai mund të nxitë formimin e nodujve kockorë të mineralizuar.
[cf. Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Green Tea Extracts Epigallocatechin-3-gallate for Different Treatments. BioMed Research International Vol. 2017]