Ekstraktimi me ultratinguj i saponinave të Quillaja
- Ekstraktet e saponinave nga pema Quillaja saponaria Molina janë burimi kryesor i saponinave për përdorime industriale.
- Ekstraktimi me ultratinguj i saponinave të Quillaja jep saponina me cilësi të lartë.
- Ekstraktimi me ultratinguj është një metodë shumë efikase për të prodhuar ekstrakt saponinash të Quillaja me rendiment të lartë në një kohë të shkurtër.
Ekstrakti i saponinave të Quillaja
Ekstrakti i saponinave të Quillaja (sinonime: ekstrakte të quillaia, dru i Panamasë, ekstrakte të lëvores së Panamasë, ekstrakte të quillai, ekstrakte të lëvores së Quillay, ekstrakte të lëvores së pemës së sapunit) është një substancë e ekstraktuar nga pema Quillaja Saponaria Molina (Q. saponaria). Ekstrakti i Quillaja përbëhet nga mbi 100 saponina triterpenoide. Saponinat kryesore të pranishme janë glikozide të acidit kuilaik. Përbërës të tjerë kryesorë janë polifenolet dhe taninet, si dhe sasi të vogla kripërash dhe sheqernash. Ekstrakti i Quillaja përftohet nëpërmjet ekstraktimit ujor të lëvores së brendshme të bluar ose të drurit të trungjeve dhe degëve të krasitura të pemës Quillaja saponaria. Meqë ekstraktet e saponinave të Quillaja përmbajnë si substanca sipërfaqësisht aktive, ashtu edhe përbërje fenolike, ato paraqesin interes të jashtëzakonshëm për formulimin e përbërësve të ndjeshëm të ushqimeve funksionale dhe mbrojtjen e tyre nga oksidimi.
Përdorimi i saponinave si emulsifikues natyrorë po rritet ndjeshëm për shkak të kërkesës në rritje për produkte të shëndetshme, natyrore dhe pa aditivë sintetikë. Saponinat e Quillaja janë emulsifikues të shkëlqyer për emulsionet O/W dhe nanoemulsionet dhe kanë treguar efekte shumë të mira në formulime të ndryshme, si pijet dhe përzierjet e vajrave. Një përdorim i zakonshëm i ekstraktit të saponinave të Quillaja është emulsifikimi i vajrave CBD, pijeve të tejdukshme dhe produkteve ushqimore të shkumëzuara. Saponinat e Quillaja mund të përdoren të vetme ose në kombinim me agjentë të tjerë emulsifikues.
Q-Naturale® është një aditiv ushqimor me bazë saponinat e lëvores së Quillaja, i cili është miratuar nga FDA si emulsifikues efektiv për ushqime dhe pije. Përveç përdorimit si agjentë emulsifikues, saponinat e Quillaja përdoren në formulime farmaceutike për vetitë e tyre antibakteriale, antivirale, antifungale, antiparazitare, antitumorale, hepatoprotektive dhe imunoadjuvante.
- Rendiment superior
- Ekstraktim me shpejtësi të lartë – brenda pak minutash
- Ekstrakte me cilësi të lartë – proces i butë, jotermik
- Tretës ekologjik (d.m.th. ujë)
- Me kosto efektive
- Përdorim i lehtë dhe i sigurt
- Kosto të ulëta investimi dhe operimi
- Funksionim 24/7 nën ngarkesë të rëndë
- Metodë ekologjike, miqësore me mjedisin
Ekstraktim me ultratinguj në seri prej 120L i materialeve bimore me UIP2000hdT dhe përzierës
Studim rasti për ekstraktimin me ultratinguj të saponinave nga Quillaja
Për të përgatitur një ekstrakt të Quillaja me cilësi të lartë, i cili ofron funksionalitetet e dëshiruara si aditiv ushqimor dhe farmaceutik, duhet të izolohen substancat fitokimike aktive, konkretisht saponinat. Saponina e Quillaja është një saponinë triterpenike e izoluar nga lëvorja e pemës së sapunit. Kavitacioni me ultratinguj nxit ekstraktimin duke përmirësuar kontaktin midis lëndëve të ngurta dhe lëngut dhe duke rritur transferimin e masës.
Cares et al. demonstrojnë qartë në studimin e tyre se ekstraktimi i asistuar me ultratinguj (UAE) mund të përmirësojë procesin e ekstraktimit të substancave bioaktive nga Quillaja Saponaria Molina. Ata përdorën ashkla druri dhe lëvoreje të Quillaja dhe i ekstraktuan saponinat në ujë duke përdorur sonikimin, në mënyrë që produkti përfundimtar të përmbajë vetëm përbërës dhe lëndë të para natyrore dhe të mund të përdoret në proceset e prodhimit të ushqimit. Duke qenë se ekstraktimi ishte jotermik, temperatura e ekstraktimit gjatë trajtimit me ultratinguj u mbajt vazhdimisht në 20ºC (68ºF). Rendimentet e ekstraktimit u rritën ndjeshëm me zgjatjen e kohës së sonikimit nga 10 në 30 minuta. Rendimentet e arritura pas 20 minutash në 20ºC gjatë ekstraktimit të asistuar me ultratinguj ishin të krahasueshme me ato të arritura me metodën konvencionale të ekstraktimit për 3 orë në 60ºC.
Pajisjet me ultratinguj përdoren për të përgatitur emulsione o/w të qëndrueshme për një kohë të gjatë, duke përdorur ekstraktin e saponinave të Quillaja për ta stabilizuar emulsionin fizikisht dhe kimikisht. Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth emulsifikimit me ultratinguj!
Ekstraktues me ultratinguj me performancë të lartë
Hielscher Ultrasonics është e specializuar në prodhimin e procesorëve ultrasonikë me performancë të lartë për prodhimin e ekstrakteve me cilësi të lartë nga materiale bimore.
Portofoli i gjerë i produkteve të Hielscher shtrihet nga ultrasonikatorët laboratorikë të vegjël e të fuqishëm deri te sistemet e qëndrueshme për tavolina pune dhe sistemet plotësisht industriale, të cilat ofrojnë ultratinguj me intensitet të lartë për ekstraktimin dhe izolimin efikas të përbërësve bioaktivë (p.sh. kuercetina, kafeina, kurkumina, terpenet etj.). Të gjitha pajisjet ultrasonike nga 200W deri në 16 000W kanë një ekran me ngjyra për kontroll digjital, një kartë SD të integruar për regjistrimin automatik të të dhënave, kontroll në distancë përmes shfletuesit dhe shumë veçori të tjera që lehtësojnë përdorimin. Sonotrodat dhe qelizat e rrjedhjes (pjesët që janë në kontakt me mjedisin e përpunimit) mund të sterilizohen në autoklavë dhe pastrohen lehtë. Të gjithë ultrasonikatorët tanë janë ndërtuar për funksionim 24/7, kërkojnë pak mirëmbajtje dhe përdoren lehtë dhe në mënyrë të sigurt.
Një ekran digjital me ngjyra mundëson kontroll të lehtë të pajisjeve ultrasonike. Sistemet tona mund të ofrojnë amplituda nga të ulëta deri në shumë të larta. Për ekstraktimin e përbërjeve kimike si astaksantina, ne ofrojmë sonotroda ultrasonike të posaçme (të njohura edhe si sonda ose brirë ultrasonikë), të optimizuara për izolimin delikat të substancave aktive me cilësi të lartë. Qëndrueshmëria e pajisjeve ultrasonike të Hielscher mundëson funksionim 24/7 nën ngarkesa të rënda dhe në mjedise me kërkesa të larta.
Kontrolli i saktë i parametrave të procesit ultrasonik siguron riprodhueshmëri dhe standardizim të procesit. Sistemet e automatizuara të Hielscher për ekstraktim ultrasonik në shkallë industriale janë projektuar për kapacitete të larta prodhimi të ekstrakteve me cilësi superiore, duke reduktuar njëkohësisht punën, kostot dhe energjinë.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të ultrasonikatorëve tanë:
| Vëllimi i serisë | 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 |
| nuk zbatohet | 10 deri në 100L/min | UIP16000 |
| nuk zbatohet | më e lartë | grup pajisjesh UIP16000 |
Na kontaktoni! / Na pyesni!
Literaturë/Referenca
- M. G. Cares, Y. Vargas, L. Gaete, J. Sainz, J. Alarcón (2009): Ekstraktimi i substancave bioaktive nga Quillaja Saponaria Molina me ndihmën e ultratingujve. Kongresi Ndërkombëtar i Ultratingujve, Universidad de Santiago de Chile, January 2009.
- J. Deise Fleck, A. Heemann Betti, F. Pereira da Silva, E. A. Troian, C. Olivaro, F. Ferreira, S. Gasparin Verza (2019): Saponinat nga Quillaja saponaria dhe Quillaja brasiliensis: Karakteristika kimike të veçanta dhe aktivitete biologjike. Molecules. 2019 Jan; 24(1): 171.
- K. Kaur, R. Kumar, S.K. Mehta (2015): Formulimi me metodën ultrasonike i një nanoemulsioni të stabilizuar me saponinë dhe roli i tij në mbrojtjen e kuercitinës nga degradimi prej dritës UV. Ultrasonics Sonochemistry 31, 2015.
- R.R.T. Majinda (2012): Ekstraktimi dhe izolimi i saponinave. Në: Satyajit D. Sarker dhe Lutfun Nahar (red.), Izolimi i produkteve natyrore, Metoda në biologjinë molekulare, Vëll. 864, 2012.
- N. Riquelme, R.N. Zúñiga, C. Arancibia (2019): Qëndrueshmëria fizike e nanoemulsioneve me përzierje emulsifikuesish: Zëvendësimi i tween 80 me saponinë të quillaja. LWT – Food Science and Technology 111, 2019. 760–766.
Fakte që ia vlen të njihni
Rreth pemës Quillaja dhe saponinave të saj
Pema Quillaja Saponaria Molina, e njohur edhe si pema e sapunit e Amerikës së Jugut, rritet natyrshëm dhe në zona të gjera në Kili. Pema Quillaja Saponaria (familja Rosaceae) është një pemë e madhe me gjelbërim të përhershëm dhe lëvore të trashë, vendase në disa vende të Amerikës së Jugut, veçanërisht në Bolivi, Kili dhe Peru.
Ekstrakti i saponinave të Quillaja përmban kryesisht saponina, por edhe polifenole, tanine, si dhe kripëra e sheqerna në sasi të vogla. Saponinat e Quillaja janë molekula të ndërtuara nga një bërthamë triterpenike me dy zinxhirë sheqeri. Këta zinxhirë sheqeri u japin saponinave një veti hidrofile (= të tretshme në ujë), ndërsa bërthama triterpenike është hidrofobe (= ujëlarguese). Për këto arsye, ai është një tensid amfoter, gjë që i bën saponinat substanca tensioaktive jojonike, duke mundësuar uljen e tensionit sipërfaqësor, solubilizimin e produkteve hidrofobe në tretësira ujore, si dhe formimin e mikro-/nano-emulsioneve.
Te pema Quillaja, lëvorja përmban sasinë më të lartë të saponinave, me rreth 5%, ndërsa druri ka një përmbajtje saponinash prej rreth 2%.
Meqenëse saponinat janë substanca natyrore me veti të mira shkumëzuese dhe emulguese, ato përdoren shpesh si agjentë shkumëzues në industrinë e ushqimit, të pijeve dhe të birrës, si substanca tensioaktive në kozmetikë, si aditivë në agrokimikate dhe në ushqimin për kafshë, dhe si adjuvantë në vaksina.
Prodhimi i ekstrakteve të quillaja kryhet me ekstraktim ujor; në prodhimin e tyre nuk përdoren tretës të tjerë. Produkti përfundimtar, qoftë ekstrakt i papërpunuar apo i pastruar, në formulim të lëngshëm ose pluhur, përmban vetëm përbërës dhe lëndë të para natyrore, të autorizuara për përdorim në proceset e prodhimit të ushqimit. (Cares et al. 2009)
Çfarë janë saponinat?
Fjala saponinë rrjedh nga fjala latine sapo, që do të thotë sapun. Saponinat janë substanca fitokimike, që gjenden kryesisht, por jo vetëm, te bimët, shfaqin veti shkumëzuese dhe përbëhen nga aglikone policiklike të lidhura me një ose më shumë zinxhirë anësorë sheqeri. Pjesa aglikonike, e cila quhet edhe sapogjeninë, është ose një steroid (C27) ose një triterpen (C30). Aftësia shkumëzuese e saponinave shkaktohet nga kombinimi i një sapogjenine hidrofobe (të tretshme në yndyrë) dhe një pjese sheqeri hidrofile (të tretshme në ujë). [Majinda, 2012: p. 515] Materialet bimore me përmbajtje të lartë saponinash janë përdorur tradicionalisht si agjentë emulgues. Shembuj të njohur të bimëve të pasura me saponina janë pema e sapunit (Quillaja saponaria; Rosaceae), sapunorja (Saponaria officinalis; Caryophyllaceae) dhe pluhuri shikakai (Gleditsia sinensis; Leguminosae). Saponinat janë glikozide amfipatike me peshë të lartë molekulare, të cilat kanë në strukturën e tyre një ose më shumë pjesë glikozidike hidrofile, të kombinuara me një derivat triterpenik lipofil. Veçanërisht në industrinë farmaceutike, saponinat kanë tërhequr shumë vëmendje për shkak të gamës së vetive të tyre biologjike, përfshirë aftësinë për të stimuluar një përgjigje imunitare, gjë që i bën kandidate kryesore për adjuvantë.
Gjithçka që duhet të dini për ekstraktimin me ultratinguj
Ekstraktimi i asistuar nga ultratingujt (UAE), e quajtur edhe sonoekstraktim, është një metodë ekologjike dhe shumë efikase ekstraktimi për izolimin e substancave bioaktive si proteinat, vitaminat, polifenolet, pigmentet natyrore, lipidet etj. nga matricat bimore. Ekstraktimi me ultratinguj bazohet në parimin e funksionimit të kavitacionit akustik.
Kur në sistemet e lëngshme aplikohen valë intensive ultrasonore, ndodh kavitacioni akustik, i cili është dukuria e krijimit, rritjes dhe shembjes përfundimtare të flluskave të vakumit (shih figurën më poshtë). Gjatë përhapjes së valëve ultrasonore, flluskat e vakumit lëkunden dhe rriten derisa arrijnë një pikë ku nuk mund të përthithin më energji. Në kulmin e rritjes së tyre, flluskat shemben vrullshëm, duke shkaktuar efekte termike, mekanike dhe kimike në nivel lokal. Efektet mekanike përfshijnë presione të larta deri në 1000atm, turbulenca dhe forca prerëse intensive. Këto forca shkatërrojnë muret qelizore dhe nxisin transferimin e masës ndërmjet brendësisë së qelizës dhe tretësit, duke çliruar përbërje bioaktive në lëngun përreth (pra, në tretës).
Ekstraktimi me ultratinguj bazohet në kavitacionin akustik dhe forcat e tij prerëse hidrodinamike
Ekstraktimi me ultratinguj në sistem të ngurtë–lëng i përbërjeve nga materialet bimore dhe indet qelizore është hulumtuar gjerësisht. Aplikimi i valëve ultrasonore me intensitet shumë të lartë nxit ndjeshëm proceset e ekstraktimit. Krahas intensifikimit të procesit – që sjell rendimente më të larta dhe kohë më të shkurtër ekstraktimi – parandalohet degradimi termik dhe humbja e përbërësve të ndjeshëm ndaj temperaturës, pasi trajtimi me ultratinguj është jotermik. Për më tepër, ekstraktimi me ultratinguj ka kosto të ulëta investimi dhe operimi, zvogëlon përdorimin e tretësve dhe/ose mundëson përdorimin e tretësve më ekologjikë, gjë që e bën atë një teknikë ekstraktimi ekonomike dhe miqësore me mjedisin. Duke tejkaluar metodat konvencionale të ekstraktimit, ekstraktimi i asistuar me ultratinguj (UAE) është përvetësuar nga industria ushqimore për të prodhuar substanca bioaktive me përfitime ekonomike.
Ekstraktimi me ultratinguj nga qelizat bimore: prerja tërthore mikroskopike (TS) tregon mekanizmin e veprimit gjatë ekstraktimit me ultratinguj nga qelizat (zmadhim 2000x) [burimi: Vilkhu et al. 2011]
Procesorë ultrasonorë me fuqi të lartë, nga shkalla laboratorike në atë pilot dhe industriale.