Високо ефикасна екстракција чаге путем ултразвука

Чага печурке (Инонотус обликуус) богати су веома моћним фитохемикалијама (нпр. полисахариди, бетулинска киселина, тритерпеноиди), за које се зна да доприносе здрављу и борби против болести. Коришћење ултразвучне фреквенције велике снаге за екстракцију чаге је пожељна техника за производњу врхунских екстраката чаге највишег квалитета и приноса.

Екстракти гљиве чаге од стране ултразвука

Ултразвучна екстракција је веома ефикасна техника ослобађања фитокемијских једињења из биљака као што су биљке и гљиве.
Чага печурке су богате са неколико једињења као што су полисахариди, тритерпени и полифеноли, који су одговорни за већину њених здравствених и терапеутских ефеката. Чагина главна биоактивна једињења су полисахардиди (нпр. β-глукани, протеогликани који садрже д-галактозу, д-глукозу, д-ксилозу и д-манозу), триперпеноиди (нпр. бетулин, бетулинска киселина), полифеноли, фитотодиоли (нпр. ) између осталих једињења.

Ултразвучна екстракција ефикасно разбија ћелије чага печурке и ослобађа интрацелуларна једињења (тј. биоактивне фитокемикалије) у растварач. Ултразвучна екстракција се заснива на принципу рада акустичне кавитације. Ефекти ултразвучне/акустичне кавитације су велике смичне силе, турбуленције и интензивне разлике притиска. Ове сономеханичке силе разбијају ћелијске структуре као што су ћелијски зидови хитинске печурке, промовишу пренос масе између чага материјала и растварача и резултирају веома високим приносима екстракта у оквиру брзог процеса. Поред тога, соникација промовише стерилизацију екстраката убијањем бактерија и микроба. Микробна инактивација соникацијом је резултат деструктивних кавитационих сила на ћелијску мембрану, производње слободних радикала и локализованог загревања.

Зашто је ултразвучна екстракција чаге тако корисна?

Ултразвучна екстракција се примењује у многим областима производње екстраката, нпр. ботанички и биљни екстракти за храну, суплементе, фармацеутске и козметичке производе. Веома истакнут пример ултразвучне екстракције је екстракција канабидиола (ЦБД) и других једињења из биљке канабиса.
Пошто је ултразвучна екстракција техника екстракције која није термичка, биоактивна једињења се благо обрађују ултразвучним таласима и на тај начин се спречава термичка деградација осетљивих биљних једињења. Сви параметри ултразвучног процеса, односно амплитуда, интензитет, температура и притисак, могу се тачно контролисати. Ово омогућава прецизну контролу процеса и квалитета и олакшава понављање и репродукцију након добијених резултата екстракције. Произвођачи екстраката цене ултразвук због његове поуздане поновљивости процеса, што помаже у стандардизацији процеса и производа на високом нивоу квалитета.

Висококвалитетни екстракти чаге високог приноса ултразвуком

Истраживања потврђују да ултразвучно произведени екстракти чаге печурке садрже више тритерпеноида од конвенционалног екстракта топле воде. Ултразвучна техника екстракције промовише ослобађање и изолацију свих важних једињења из чага (И. обликуус) печурака. Екстракција потпомогнута ултразвуком надмашује алтернативне методе екстракције врхунском ефикасношћу и побољшаном биодоступношћу биоактивних фитокемикалија у екстракту печурака. Изводи из научних истраживања показују високу ефикасност и принос ултразвучне екстракције чаге.

Екстракција полисахарида из чаге

Зханг ет ал. користио ултразвучну потпомогнуту екстракцију за развој оптималних услова за екстракцију полисахарида из И. обликуус, са најбољим условима који су подразумевали употребу воде као растварача у трајању од 15 минута на 95 °Ц уз екстракцију ултразвучном фреквенцијом, што је дало вредности екстракције од 1,82%

Бетулин / екстракција бетулинске киселине из чаге

Резултати показују да је ултразвук играо активну улогу у екстракцији бетулина и бетулинске киселине јер може натерати ћелијске зидове да се отворе и промовише бољи пренос масе и топлоте. Ово заузврат помаже да се успешно екстрахују жељене фитокемикалије за кратко време уз високу ефикасност. Мало повећање приноса при додавању корака екстракције растварачем након ултразвучне обраде указује да је већина ових једињења морала бити екстрахована из биомасе. Добијени резултати указују на максималну количину екстрахованог бетулина у биомаси. (Алхазми, 2017) Све у свему, ултразвук је драматично повећао принос бетулина и бетулинске киселине.

Протокол екстракције корак по корак

Да би се изоловао снажан екстракт пуног спектра из чага печурака (Инонотус обликуус), примењује се протокол екстракције у два корака коришћењем моћног ултразвука.
Материјал: Осушени И. обликуус (100г) измрвити на мање комаде од цца. 1,3цм2 (0,5×0.5 инча). Здробљени материјал од печурака ставља се у стаклену чашу од 1,5 л.

1. Корак: Ултразвучна хладна екстракција: Осушена, млевена чага се суспендује у 1000 мЛ 60% етанола у пречишћеној или дестилованој води (в/в; 60% етанол : 40% воде) додавањем мешавине растварача у стаклену чашу са чагом. За екстракцију се користи ултразвучни екстрактор УП400Ст опремљен сонотродом С24д22Л2Д. Рог (сонотрода) ултразвучног апарата је уроњен у суспензију печурака и растварача. Употреба мешалице је опциона, али може помоћи да се честице биљке равномерно транспортују до сонотроде. Уверите се да сонотрода не додирује зидове чаше. Подесите амплитуду на 100% и обрадите соникацијом прибл. 10 мин. УП400Ст долази са сензором температуре који се може прикључити. Повежите термоелемент са ултрасоникатором и уметните сензор у суспензију. У дигиталном менију ултразвучног уређаја УП400Ст можете подесити горњу температурну границу. Ултрасоникатор ће паузирати када се достигне овај максимум температуре и аутоматски се покреће чим суспензија достигне доњу вредност подешене ∆Т. Препоручене вредности ∆Т су прибл. 30°Ц као горња и 20°Ц као доња вредност температуре. Употреба воденог или леденог купатила помаже у одржавању ниске температуре током ултразвучне обраде. Након соникације, чврсте материје печурака се уклањају филтрацијом и пресовањем. Растварач са екстрахованим фитохемикалијама се подвргава вакуумском испаравању или роторском испаравању тако да се коначно добија фракција чаге из екстракције етанолом. Преостале чврсте материје чаге могу се користити за опциони други корак намакања, ултразвучну врућу екстракцију.
2. Корак (опционо): Ултразвучна врућа екстракција: Сировина чаге добијена из прве екстракције користи се у другом кораку ултразвучне вруће екстракције да се изолује фракција још преосталих фитокемикалија у чага печуркама. Материјал гљиве се ставља у стаклену чашу, дода се 600 мЛ свежег 60% раствора етанола : 40% воденог раствора и загрева се на прибл. ден: 70°Ц. Током соникације, температура може порасти до 95°Ц. Додатна топлота промовише ослобађање заосталих фитокемикалија. Пошто су скоро сва термоосетљива једињења екстрахована под термички контролисаним условима у кораку 1, овај други корак се може опционо применити да би се направио веома јак екстракт, који је комплетан у свим фитокемикалијама чага печурке. Суспензија је соникирана са УП400Ст на исти начин као што је горе описано. Филтрирајте, притисните и одвојите печурке од воденог екстракта. Фито-састојци у другој екстракцији се такође изолују испаравањем.

Обе фракције екстракта чаге, из екстракције воде и етанола, се мешају заједно тако да се добија екстракт чаге печурке пуног спектра. Овај екстракт се може формулисати у различите производе као што су тинктуре, капсуле или јестиви производи.

Овај процес је потпуно линеаран скалабилан на било који други волумен. Применом истих ултразвучних параметара (ултразвучни интензитет Вс/Л, притисак, температура, чврста:течност концентрација), сви једном утврђени резултати ултразвучне екстракције чаге могу се једноставно скалирати на веће (или мање) запремине док се постижу исти резултати (тј. приноси, ефикасност процеса).

Екстракти печурака произведени ултразвуком богати су полисахаридима који су познати по бројним благотворним ефектима на здравље. Ултрасоникатор УП100Х је ултразвучни екстрактор снаге 100 вати за ефикасно вађење лековитих гљива као што су чага, лавља грива, реиши или кордицепс.

Ваш избор растварача

Ултразвучна екстракција је компатибилна са било којим растварачем. Ово вам омогућава да користите растварач по вашој жељи. У горенаведеном протоколу екстракције чаге препоручујемо раствор растварача који садржи 60% етанола : 40% воде (в/в). Комбинација етанола и воде омогућава ослобађање фитокемикалија различитих поларитета. Алтернативно, може се применити двофазна екстракција коришћењем етанола у првом кораку екстракције и воде у другом кораку екстракције. Ултразвучна екстракција употребом комбинације растварача алкохола и воде ослобађа фитокемикалије растворљиве у води и алкохолу из печурака као што је чага.
Због тога је екстракција кључна у стварању чистих и моћних екстраката гљива.
Други растварачи који се користе за екстракцију Инонотус обликуус-а су изопропанол, метанол, метанол који садржи 10% сирћетне киселине, етилацетат између осталих. За екстракте за храну, препоручује се нетоксичан растварач, јер након уклањања растварача (нпр. испаравање) понекад у екстракту могу остати заостале количине у траговима.

Зашто ултразвучне купке дају недовољне резултате екстракције чаге?

Ултразвучне купке се обично користе за благо чишћење. У ултразвучном купатилу, акустична кавитација се јавља неконтролисано и неравномерно распоређена кроз релативно велики резервоар. Ако стаклену чашу са мешавином печурака и растварача ставите у ултразвучну купку, ионако слаби ултразвучни таласи морају да прођу кроз зидове чаше, што још више умањује интензитет ултразвука. То значи да је интензитет ултразвука у резервоару за ултразвучно чишћење преслаб за ефикасну екстракцију печурака. Зидови ћелија печурака садрже хитин, жилав материјал који чини ћелије печурака веома крутим и тешко их је пореметити. Да би се ослободила биоактивна једињења из печурака као што је чага, потребан је ултразвук високог интензитета. Ултразвучне сонде стварају много интензивнију акустичну кавитацију, силу која разбија зидове ћелија гљивица.
 

Табела УВ-Вис анализе показује поређење између ултразвучне сонде и екстракције чага печурке у ултразвучном купатилу. Ултрасоникатор типа сонде УП100Х (црна крива) даје значајно веће приносе биоактивних једињења чаге.

 
Прочитајте више о разликама између ултразвучних сонди и ултразвучних купки и погледајте како се упоређују у ефикасности екстракције!

Ултрасоникатори високих перформанси за екстракцију чаге

Ултразвучна екстракција је поуздана технологија обраде, која олакшава и убрзава производњу висококвалитетних екстраката из различитих сировина као што су чага и друге печурке. Хиелсцхер Ултрасоницс портфолио покрива читав спектар од компактних лабораторијских ултрасоникатора до индустријских система за екстракцију. На тај начин, ми у Хиелсцхеру можемо вам понудити најпогоднији ултрасоникатор за ваш предвиђени капацитет процеса. Наше дугогодишње искусно особље ће вам помоћи од тестова изводљивости и оптимизације процеса до инсталације вашег ултразвучног система на коначном нивоу производње.
Мали отисак наших ултразвучних екстрактора, као и њихова разноврсност у опцијама уградње, чине их уклапањем чак и у мале просторе за прераду пектина. Ултразвучни процесори су инсталирани широм света у објектима за производњу хране, фармације и додатака исхрани.

Hielscher Ultrasonics – Софистицирана опрема за екстракцију

Портфолио производа Хиелсцхер Ултрасоницс покрива читав низ ултразвучних екстрактора високих перформанси од малих до великих. Додатни додаци омогућавају једноставну монтажу најпогодније конфигурације ултразвучног уређаја за ваш процес екстракције чаге. Оптимална ултразвучна поставка зависи од предвиђеног капацитета, запремине, сировине, серијског или инлине процеса и временског оквира.

Батцх и Цонтинуоус Флов-Тхроугх

Хиелсцхер ултрасоницатори се могу користити за серијску и континуирану проточну обраду. Ултразвучна серијска обрада је идеална за тестирање процеса, оптимизацију и ниво производње мале до средње величине. За производњу великих количина чага печурке, инлине обрада би могла бити кориснија. Континуирани инлине процес мешања захтева софистицирано подешавање – који се састоји од пумпе, црева или цеви и резервоара -, али је веома ефикасан, брз и захтева знатно мање рада. Сви индустријски системи могу да раде под повишеним притисцима, што повећава кавитацију, а тиме и ефикасност екстракције. Хиелсцхер Ултрасоницс има најпогодније подешавање екстракције за ваш волумен екстракције и циљеве процеса.

Ултразвучни екстрактори за сваки производни капацитет

Асортиман производа Хиелсцхер Ултрасоницс покрива читав спектар ултразвучних процесора од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја преко столних и пилот система до потпуно индустријских ултразвучних процесора са капацитетом за обраду камиона на сат. Комплетан асортиман производа нам омогућава да вам понудимо најпогоднији ултразвучни екстрактор за вашу чагу, као и за друге печурке, капацитет процеса и производне циљеве.
Ултразвучни стони системи су идеални за тестове изводљивости и оптимизацију процеса. Линеарно повећање на основу утврђених параметара процеса чини веома лаким повећање прерађивачких капацитета од мањих серија до потпуно комерцијалне производње. Повећање се може извршити било инсталирањем снажније ултразвучне јединице за екстракцију или групирањем неколико ултразвучних уређаја паралелно. Са УИП16000, Хиелсцхер нуди најмоћнији ултразвучни екстрактор широм света.

Прецизно контролисане амплитуде за оптималне резултате

Сви Хиелсцхер ултрасоникатори су прецизно контролисани и тиме поуздани радни коњи у производњи. Амплитуда је један од кључних параметара процеса који утичу на ефикасност и ефективност ултразвучне екстракције фитокемикалија из чаге печурке (Инонотус обликуус).
Алл Хиелсцхер Ултрасоницс’ процесори омогућавају прецизно подешавање амплитуде. Сонотроде и бустер рогови су додаци који омогућавају модификацију амплитуде у још ширем опсегу. Хиелсцхер-ови индустријски ултразвучни процесори могу да испоруче веома високе амплитуде и испоруче потребан ултразвучни интензитет за захтевне примене. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7.
Прецизна подешавања амплитуде и трајно праћење параметара ултразвучног процеса путем паметног софтвера дају вам могућност да своју сировину гљива третирате најефикаснијим ултразвучним условима. Оптимална соникација за најбоље резултате екстракције!
Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима. Ово чини Хиелсцхерову ултразвучну опрему поузданим радним алатом који испуњава ваше захтеве за екстракцијом.

Лако тестирање без ризика

Ултразвучни процеси се могу потпуно линеарно скалирати. То значи да сваки резултат који сте постигли коришћењем лабораторијског или стоног ултразвучног апарата, може се скалирати на потпуно исти излаз користећи потпуно исте параметре процеса. Ово чини ултрасоницатион идеалним за тестирање изводљивости без ризика, оптимизацију процеса и накнадну имплементацију у комерцијалну производњу. Контактирајте нас да бисте сазнали како ултразвук може повећати производњу екстракта чаге.

Највиши квалитет – Дизајниран и произведен у Немачкој

Као породично предузеће које је у породичном власништву, Хиелсцхер даје приоритет највишим стандардима квалитета за своје ултразвучне процесоре. Сви ултрасоникатори су дизајнирани, произведени и темељно тестирани у нашем седишту у Телтову близу Берлина, Немачка. Робусност и поузданост Хиелсцхерове ултразвучне опреме чине је радним коњем у вашој производњи. 24/7 рад под пуним оптерећењем иу захтевним окружењима је природна карактеристика Хиелсцхер-ових екстрактора високих перформанси.
Хиелсцхер ултразвучни процесор можете купити у било којој различитој величини и тачно конфигурисан према вашим захтевима процеса екстракције печурака. Од третирања гљивица у малој лабораторијској чаши до континуираног проточног мешања каше печурака на индустријском нивоу, Хиелсцхер Ултрасоницс нуди одговарајући ултрасоникатор за вас! Молимо Вас да нас контактирате – драго нам је да вам препоручимо идеално ултразвучно подешавање!

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: