Високо ефикасна екстракција артемисинина уз помоћ ултразвука
Артемисинин се може ефикасно екстраховати коришћењем ултразвучне обраде високих перформанси. Ултразвучна екстракција даје веома високе приносе артемисинина коришћењем благих растварача. Процес екстракције ултразвуком се драстично убрзава. Услови обраде у ултразвучним екстракторима се прецизно контролишу, што омогућава да се спречи деградација топлотно осетљивог биомолекула артемисинина.
Екстракција артемисинина
Артемисинин је биоактивни молекул присутан у трихома жлездама биљке Артемисиа аннуа, који се користи као лек против маларије и показује висок потенцијал као лек за лечење неколико других болести, укључујући рак и САРС-ЦоВ-2. Традиционална метода екстракције укључује токсичне раствараче и скуп је, неоптималан процес. Да би се артемисинин производио у великим размерама у еколошки и економски повољним условима, потребна је ефикасна и зелена техника екстракције. Ултразвучна екстракција је широко распрострањена метода екстракције која се може користити у комбинацији са водом или етанолом као нетоксичним растварачима. Већ је доказано да ултразвучна екстракција даје високе приносе артемисинина, тако да се производња артемисинина може брзо повећати на велике количине. Опрема за ултразвучну екстракцију за серијску и линијску обраду на индустријском нивоу је лако доступна.
Ултразвучни екстрактор УИП2000хдТ за индустријску серијску екстракцију артемисинина из листова Артемисиа аннуа.
Ултразвучна екстракција артемисинина из Артемисиа аннуа
Употреба снажног ултразвука за екстракцију надмашује друге методе екстракције у различитим главним факторима, укључујући принос, време екстракције, еколошку прихватљивост и економичност.
Недостаци традиционалне екстракције артемисинина
Традиционалне методе екстракције артемисинина су дуготрајне, могу оштетити биоактивне молекуле артемисинина услед високих температура које се примењују и имају велики утицај на животну средину због органских растварача који се користе на високим температурама. Поред тога, у даљем процесу потребно је опсежно пречишћавање да би се уклониле нечистоће из сировог екстракта.
Предности ултразвучне екстракције артемисинина
Примена снажног ултразвука за екстракцију има неколико позитивних ефеката који интензивирају процес екстракције: Ултразвук високих перформанси ствара акустичну кавитацију. Ова акустична кавитација промовише ботаничку екстракцију разбијањем ћелија, тако да се заробљени биомолекули ослобађају из ћелијског матрикса биљке. Поред тога, кавитационе силе интензивирају пренос масе преносећи биомолекуле као што је артемисинин ефикасно у околни растварач. Принцип рада ултразвучне екстракције може се допринети чисто механичким силама кавитације. То значи да је соникација нетермална, нехемијска техника екстракције. Будући да је техника нетермалне екстракције, ултразвучна екстракција је посебно повољна јер је артемисинин термички осетљиво једињење, што значи да ће више температуре (нпр. 70°Ц) изазвати његову разградњу. Сходно томе, Артемисиа аннуа Л. није могла да се кува у врућој води да би се добио артемисинин.
- већи приноси
- Врхунског квалитета
- брзо извлачење
- Изаберите жељени растварач
- Нема термичке деградације
- Ради са свежим и осушеним листовима
- Прецизно контролисани услови
- Рационалан
Зелени растварачи за ултразвучну екстракцију артемисинина
Класични растварачи за екстракцију који се користе за производњу артемисинина укључују хексан, петролеум етар или дихлорометан. Екстракција вођена ултразвуком је компатибилна са било којим растварачем укључујући благе, зелене раствараче као што су етанол или вода. Ултразвучна екстракција артемисинина етанолом је подједнако ефикасна у поређењу са јаким растварачима. Пошто артемисинин показује слабу растворљивост у води, циклодекстрини се могу користити за побољшање ултразвучне екстракције артемисинина хладном водом.
Шта ултразвучну екстракцију артемисинина чини тако ефикасном?
Да би се разумеле предности екстракције потпомогнуте ултразвуком, мора се разумети принцип рада ултразвука. Механизам интензивирања екстракције ултразвука снаге се углавном приписује феномену акустичне кавитације. Ултразвучна кавитација изазива колизије између честица ботаничке биомасе (као што су листови Артемисиа аннуа Л.), што доводи до интерпартикуларног фракционисања и смањења величине честица. Када се кавитациони мехурићи сруше на површину чврстих материја поврћа, ерозија и сонопорација додатно увећавају површину честица. На тај начин интензивирани пренос масе олакшава ослобађање молекула као што су протеини, липиди, шећери, витамини, антиоксиданси, фито-хемикалије (нпр. артемисинин) и дијетална влакна. Ултразвучно генерисане силе смицања побољшавају продирање растварача у ћелијски матрикс ботаничке материје и побољшавају пропустљивост ћелијских мембрана, респективно. Ови механизми снаге ултразвука су одговорни за значајно интензивирање процеса постигнуто када се ултразвучна метода примењује за ботаничку екстракцију.
Снажни ултразвучни таласи ремете ћелијску структуру биљака, ослобађају биоактивна једињења и промовишу пренос масе између биљног материјала и растварача (нпр. етанола).
Ултрасоникатор УП400Ст (400 вати) за серијску екстракцију артемисинина.
Истраживањем доказани резултати ултразвучне екстракције артемисинина
Предузето је неколико научних студија како би се испитала ефикасност и изводљивост ултразвучне екстракције артемисинина из листова Артемисиа аннуа.
Бриарс и Панивник су показали „да ултразвук на ниским температурама повећава принос артемисинина екстрахованог из А. аннуа за око 58% и да се екстракти чине чистијим у поређењу са конвенционалним намакањем; стога употреба ултразвука током екстракције има потенцијал за производњу јефтинијих третмана заснованих на артемисинину. (Бриарс и Панивник, 2013)
Зханг ет ал. (2017) су истраживали ултразвучну екстракцију артемисинина користећи пропилен гликол метил етар (ПГМЕ) као растварач. Екстракт артемисинина произведен ултразвуком је анализиран коришћењем Ултра Перформанце Ликуид Цхроматограпхи (УПЛЦ). Резултати анализе су истакли квалитет екстракта. Због добре поновљивости процеса и стабилности екстрахованог артемисинина, ултразвучно потпомогнута екстракција коришћењем зеленог и ефикасног моноетар пропилен гликол метил етра (ПГМЕ) као растварача показује велике изгледе у екстракцији и одвајању биоактивних молекула из биљака. Ултразвучна екстракција коришћењем пропилен гликол метил етра (ПГМЕ) као растварача резултирала је високом укупном ефикасношћу екстракције и високим приносима артемисинина. (уп. Зханг ет ал., 2017)
У другој студији, Зханг ет ал. (2020) представљају ултразвучну екстракцију артемисинина коришћењем хидроксипропил-β-циклодекстрина. Додатак циклодекстрина побољшава ослобађање једињења артемисинина који је слабо растворљив у води и омогућава коришћење воде као растварача са добрим приносима екстракције. Ултразвучна екстракција у комбинацији са циклодекстрином повећала је количину артемисинина на 8,66 мг/г, што је знатно више од одговарајуће количине од 1,70 мг/г добијене у води.
Ултразвучни екстрактори високих перформанси за производњу артемисинина
Ултразвучни системи за екстракцију високих перформанси компаније Хиелсцхер Ултрасоницс се користе широм света на Р&Д, мали, средњи и потпуно комерцијални нивои производње у различитим индустријама као што су храна, дијететски суплементи и фармацеутска производња. Ултразвучни екстрактори високих перформанси интензивирају процес екстракције и повећавају принос чиме се побољшава укупна ефикасност производње висококвалитетног екстракта. Хиелсцхер Ултрасоницс нуди опрему за екстракцију за било коју запремину / капацитет процеса. Са искуством у ботаничкој екстракцији више од 25 година, Хиелсцхер Ултрасоницс је ваш партнер од поверења за ултразвучну екстракцију високих перформанси из Артемисиа аннуа!
Најсавременији ултразвучни апарати високих перформанси
Паметне карактеристике Хиелсцхер ултрасоницатора су дизајниране да гарантују поуздан рад, поновљиве резултате и једноставност за коришћење. Оперативним подешавањима се може лако приступити и бирати их преко интуитивног менија, коме се може приступити преко дигиталног екрана осетљивог на додир у боји и даљинског управљача претраживача. Због тога се сви услови обраде као што су нето енергија, укупна енергија, амплитуда, време, притисак и температура аутоматски снимају на уграђену СД картицу. Ово вам омогућава да ревидирате и упоредите претходне серије соникације и да оптимизујете процес екстракције артемисинина до највеће ефикасности.
Хиелсцхер Ултрасоницс системи се користе широм света за производњу висококвалитетних биљних екстраката. Хиелсцхер индустријски ултрасоникатори могу лако покренути високе амплитуде у континуираном раду (24/7/365). Амплитуде до 200 µм могу се лако континуирано генерисати помоћу стандардних сонотрода (ултразвучне сонде/трубе). За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Због своје робусности и ниског одржавања, наши ултразвучни системи за екстракцију се обично инсталирају за тешке примене и у захтевним окружењима.
Контактирајте нас сада да бисте сазнали више о ултразвучној екстракцији артемисинина из биљке Артемисиа аннуа. Биће нам драго да вам пошаљемо информације о нашим ултразвучним системима за екстракцију и ценама! Нашем искусном особљу ће бити драго да разговара са вама о захтевима за вашу пријаву и обраду!
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси за апликације за мешање, дисперзију, емулзификацију и екстракцију у лабораторијским, пилотским и индустријским размерама.
Литература / Референце
- Zhang, Yongqiang; Prawang, Phongphat; Li, Chunshan; Meng, Xiangzhan; Zhao, Yu; Wang, Hui; Zhang, Suojiang (2017): Ultrasonic Assisted Extraction of Artemisinin from Artemisia Annua L. Using Monoether based Solvents. Green Chemistry 2017.
- Zhang, Yongqiang; Cao, Yingying; Meng, Xiangzhag; Prawang, Phonphat; Wang, Hui (2020): Extraction of Artemisinin with Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin Aqueous Solution for Fabrication of Drinkable Extract. Green Chemical Engineering 2020.
- Rhianna Briars; Larysa Paniwnyk (2012): Examining the extraction of artemisinin from artemisia annua using ultrasound. AIP Conference Proceedings 1433, 581.
- Rhianna Briars, Larysa Paniwnyk (2013): Effect of ultrasound on the extraction of artemisinin from Artemisia annua. Industrial Crops and Products, Volume 42, 2013. 595-600.
Шта је Артемисинин и за шта се користи?
Артемисинин је једињење добијено из биљке Артемисиа аннуа, обично познате као слатки пелин. Пре свега је познат по својим антималаријским својствима и користи се у лечењу маларије. Артемисинин и његови деривати су веома ефикасни против сојева маларије отпорних на лекове, што их чини кључним у борби против болести.
У смислу индустријске употребе, артемисинин је од интереса за различите потенцијалне примене изван медицине. Показао је обећање у различитим областима као што је пољопривреда, где може деловати као природни хербицид и пестицид. Поред тога, спроводе се истраживања како би се истражила његова потенцијална употреба у лечењу рака. Ове апликације се научно проучавају и тестирају на пилот скали за примену у различитим индустријским областима.
Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.