Фитохемија и соникација: Високоефикасна ултразвучна екстракција биолошки активних супстанци из биљака

Фитохемија је наука о хемијским једињењима изведеним из биљака – Од полифенола, флавоноида и алкалоида до терпена, сапонина, гликозида, пигмената, антиоксиданата и састојака етеричног уља. Ове фитохемикалије су драгоцене за нутрацеутика, фармацеутских производа, козметике, састојака хране, природних боја, мириса, биљних екстраката и аналитичких истраживања.

Надоградите своју фитохемијску екстракцију са Хиелсцхер Соницаторс

Екстракт више биоактивних у мање времена
Хиелсцхер сонда-тип соницаторс интензивирају ботаничку екстракцију разбијањем отворених биљних ћелија и убрзава пренос масе. Ово омогућава екстракцију фитохемикалија високог приноса из биља, корена, лишћа, цвећа, воћа, семена, коре, алги и других биљних материјала.

 
Зашто изабрати Хиелсцхер ултразвучне системе за екстракцију

• Виша приноса екстракције: Опоравите више циљних једињења из исте ботаничке сировине.
• Кратко време обраде: Замените дуга мацерација или поступке интензивне температуре брзом ултразвучном обрадом.
• Блага, не-топлотна екстракција: Сачувајте термолабилне фитохемијске састојке као што су полифеноли, терпени, антоцијани, витамини и антиоксиданси.
• Флексибилност растворљивача: Користите воду, етанол, хидроетанолне мешавине, глицерин, уља, дубоке еутектичке растворљиве или друге погодне медијуме за екстракцију.
• Прецизна контрола процеса: Прилагодите амплитуду, снагу, унос енергије, време, температуру, притисак и проток.
• Линеарно повећање масштаба: Развијте параметре екстракције у лабораторији и пренесите их на пилот и индустријску производњу.
• Батцх и инлине операција: Изаберите соникацију на нивоу бејкера, обраду у мешаном резервоару или континуирану проточну екстракцију.
• Робусан индустријски дизајн: Хиелсхерови ултразвучни апарати су конструисани за захтевне производне средине, репродуктивну експлоатацију и лаку интеграцију.

Ултразвучна обрада за бржу, чистију и потпунију екстракцију фитохемикалија

Да бисте користили фитохемикалије у формулацијама, тестовима или комерцијалним производима, прво се морају ослободити из матрице биљке. Ово је место где је ултразвук постао један од најефикаснијих технологија екстракције. Ултразвучни уређаји типа сонде генеришу интензивну акустичну кавитацију у течностима и кашама. Добијена микротурбуленција, силе смицања и флуктуације притиска пореметити биљне ћелије, побољшати продирање растварача и убрзати пренос биоактивних молекула у медијум за екстракцију.

Hielscher Ultrasonics снабдева високоперформансне ултразвучне уређаје за екстракцију фитохемикалија, од лабораторијских истраживања до пуног индустријског производње. Без обзира да ли развијате ботанички екстракт, оптимизујете припрему аналитичког узорка или скалирате процес састојка на бази биљака, соникација вам даје прецизну контролу над интензитетом екстракције, репродуктивношћу и пропусношћу.

Šta je sonikacija u fitokemiji?

Соникација је примена ултрајачног ултразвука на течност или пасту. У фитохемији, соникација се најчешће користи за ултразвучну асистирану екстракцију, припрему узорака, разбијање ћелија, дисперзију, емулгирање и интензификацију процеса.
Када ултразвучна сонда високог интензитета преноси звучне таласе у медијум за екстракцију, наизменични циклуси високог притиска и ниског притиска стварају акустичну кавитацију. Кавитацијски мехурићи расту и колабирају насилно. Овај колапс производи локализоване силе смицања, течне микромлазове и интензивне ефекте мешања.

У ботаничкој екстракцији, ови ефекти помажу да:

• руптуре ћелијских зидова и мембрана
• повећати приступ растварача интрацелуларним једињењима
• смањити граничне слојеве око биљних честица
• побољшати дифузију фитохемикалија у растварач
• скратити време екстракције
• повећати поновљивост
• смањити потребу за прекомерном топлотом или продуженог излагања растварачу

Резултат је бржи, ефикаснији и често нежнији процес екстракције у поређењу са конвенционалним методама мацерације, инфузије, перколације или рефлукса.

Зашто је соникација важна за савремено екстраховање фитохемикалија

Ботанички сирови материјали су сложени. Биоактивни једињења су смештена у ћелијама биљака, везана за структурне компоненте или распоређена у различитим ткивима. Конвенционална екстракција често захтева дуго време задржавања, велике количине растварача или високе температуре. Ови услови могу бити неефикасни и могу разлагати термолабилна једињења.
Екстракција помоћу ултразвука отклања ове ограничења интензивирајући физичко ослобађање фитохемикалија. Уместо да се ослања само на пасивну дифузију, соникација активно нарушава биљну матрицу и покреће масени пренос.

Ово чини ултразвучну екстракцију посебно корисном када прерађивачи требају:

• већи принос скупоцених биљних сировина
• краће производне циклусе
• Manja potrošnja rastvarača
• побољшано екстраховање термосензитивних једињења
• репродуцибилно издвајање за контролу квалитета
• скалабилна обрада од лабораторије до производње
• компатибилност са зеленим растварачима и састојцима чистих ознака

За фитохемијска истраживања, сонкација такође побољшава припрему аналитичких узорака. Лабораторије могу брзо и доследно издвојити циљане супстанце пре HPLC, GC-MS, LC-MS, UV-Vis, антиоксидативних анализа или других аналитичких метода.

Serijska i inline sonikacija za biljne ekstrakte

Ултразвучна екстракција у серијама

Ултразвучна обрада узорака у серијама је идеална за лабораторијска истраживања, развој формулација, производњу малих размера и флексибилну обраду. Сонicator са сондама се убацује у посуду која садржи мешавину биљке и растварача. Обрада у серијама је једноставна за постављање и одлична за испитивање параметара као што су врста растварача, амплитуда, време екстракције и температура.

Континуирана ултразвучна екстракција у линији

За веће производне количине, континуирана ултразвучна обрада у линији је пожељан метод. Ботаничка кашица се пумпа кроз ултразвучну проточну ћелију где је изложена контролисаној кавитацији. Обрада у линији побољшава репродуктивност, контролу процеса и проток. Такође омогућава предвидивије повећање обима производње јер се унос енергије, време задржавања и брзина протока могу прецизно одредити.
Индустријски ултразвучни апарати Hielscher су дизајнирани за континуиран рад и могу се интегрисати са пумпама, размењивачима топлоте, резервоарима за задржавање, системима за филтрацију, опоравак растварача и накнадном концентирањем.

Табела испод вам даје представу о приближном капацитету обраде наших соникатора за ботаничку екстракцију.

Фитохемикалије экстраховане соникацијом

Соникација је погодна за широк спектар класа фитохемикалија. Резултат екстракције зависи од биљног материјала, величине честица, растварача, температуре, ултразвучне амплитуде, времена боравка и накнадне сепарације.

Полифеноли и флавоноиди

Полифеноли и флавоноиди спадају међу највише проучаване фитохемијске супстанце због својих антиоксидативних својстава и значаја у храни, нутрацевтицима и козметичким формулацијама. Ултразвучна екстракција побољшава ослобађање фенолних киселина, катехина, кверцетина, рутина, антоцијанина и сродних једињења из листова, плодова, коре, цвећа, семена и коре дрвећа.

Терпени и састојци есенцијалних уља

Терпени и ароматични састојци су важни за биљне екстракте, ароме, укусе и обраду канабиса или индустријске конопље. Соникација може побољшати екстракцију из биљног ткива уз омогућавање благе контроле температуре, што је важно за испарљива и на оксидацију осетљива једињења.

алкалоиди

Алкалоиди се јављају у многим лековитим биљкама и често се екстрахују у аналитичке, фармацеутске или нутрицевтске сврхе. Ултразвучни третман побољшава разбијање матрице и може убрзати пренос алкалоида у одговарајућа растварачи.

Сапонини, Гликозиди и Танини

Многи корени, биље, махунарке и лековите биљке садрже сапонине, гликозиде и танине. Соноикација помаже у ослобађању ових једињења из влакнастих или густих биљних матрица и може се оптимизовати како би се балансирао принос екстракције са селективношћу.

Пигменти и Антиоксиданси

Природни пигменти као што су антоцијанини, хлорофили, каротеноиди и беталаини су драгоцени за храну, пиће, козметичке и аналитичке апликације. Пошто су многи пигменти осетљиви на топлоту, кисеоник и пХ, ултразвучна екстракција под контролисаним температурним условима је веома повољна.

Канабиноиди и конопље фитохемикалије

Конопља и канабис садрже канабиноиде, терпене, флавоноиде и друге биљне састојке. Ултразвучна екстракција побољшава ослобађање ових једињења из млевене биомасе и може се прилагодити етанолу, хидроетанолу или другим системима растварача.

Ултразвучна екстракција фитохемикалија

Литература / Референце