Ултразвучна екстракција ћелијског материјала

Ултразвучна екстракција или соноекстракција је технологија интензивирања процеса која делује увођењем ултразвука велике снаге у суспензију биљног или ћелијског ткива. Hielscher Ultrasonics испоручује поуздане ултразвучне уређаје за разарање ћелија и екстракцију, од малих лабораторијских узорака до великих запремина у индустријској преради. Привлачност екстракције потпомогнуте ултразвуком лежи у нетермичкој обради материјала, једноставној примени и могућности повећања размера од испитивања до производње.

Ултразвучни уређаји компаније Hielscher генеришу ултразвук високог интензитета који се може прецизно контролисати према захтевима вашег процеса.

Списак у наставку доноси различите протоколе ултразвучне обраде који показују широку област примене ултразвука велике снаге у биологији, преради хране и фармацеутској производњи.
Било да имате на уму одређену екстракцију из биљног материјала или желите више општих информација о нашим ултразвучним екстракторима високих перформанси, користите образац за контакт у наставку! Радо ћемо вам помоћи!

Ултразвучна екстракција болдина из листова болда (Peumus boldus Molina)

Примена ултразвука:
Важна активна компонента болда је болдин ((S)-2,9-дихидрокси-1,10-диметоксиапорфин), који је, поред катехина ((2S,3R)-2-(3,4-дихидрокси-фенил)-3,4-дихидро-1(2H)-бензопиран-3,5,7-триол), једна од главних компоненти алкалоидне и флавоноидне фракције у листовима болда. Болдин је снажан антиоксиданс који подлеже пероксидативном оштећењу посредованом слободним радикалима и делује као ефикасан хватач хидроксилних радикала.
Поступак екстракције: У типичном поступку екстракције, узорци листова болда екстраховани су са 1L дестиловане воде при атмосферском притиску помоћу ултразвучног уређаја UIP1000hd у шаржном и проточном режиму. Време екстракције креће се између 10 и 40 min., при интензитету ултразвука од 10 до 23 W/cm², и у температурном опсегу од 10 до 70°C. Најбољи резултати постигнути су под следећим условима: интензитет ултразвука од 23 W/cm² током 40 min. на температури од 36°C
Резултати: Резултати анализе показују да соникација великом снагом поспешује ослобађање аналита из материјала биљног матрикса болда знатно већом брзином у поређењу са конвенционалном методом: једнак принос добијен је соникацијом за 30 min., док је време конвенционалне екстракције износило 2h.
Chemat (2013) и сарадници показали су да екстракција потпомогнута ултразвуком побољшава ефикасност екстракције из биљака, уз скраћивање времена екстракције и повећање концентрације екстраката (иста количина растварача и биљног материјала). Анализа је показала да су оптимизовани услови били: снага соникације од 23 W/cm² помоћу UIP1000hd током 40 min. и температура од 36°C. Оптимизовани параметри ултразвучне екстракције омогућавају бољу екстракцију у поређењу са конвенционалном мацерацијом у погледу времена процеса (30 min. уместо 120 min.), већег приноса, веће енергетске ефикасности, побољшане чистоће, веће безбедности и бољег квалитета производа.
Препоручени уређај:
UIP1000hdT са сонотродом BS2d34 и проточном ћелијом
Референца/ научни рад:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Шаржна и континуална екстракција листова болда (Peumus boldus Mol.) потпомогнута ултразвуком. International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750–5764.

Ултразвучна екстракција хлорогенске киселине из листова дувана

Примена ултразвука:
За експерименте екстракције, листови дувана врсте Nicotiana tabacum уситњени су млевењем до мањих честица величине око >4 x ≧2 mm. За испитивања ултразвучне екстракције, узорци осушених листова дувана масе 20g екстраховани су дестилованом водом на температурама од 5°C до 30°C. Експерименти екстракције спроведени су са трајањем циклуса екстракције од 5 минута до 30 минута по циклусу. Око 10 до 15 капи етанола додато је у израчунату оптималну запремину дестиловане воде од 256 ml, потребну да се из узорака осушених листова дувана масе 20 g екстрахује сва растворљива хлорогенска киселина. Оптимална запремина дестиловане воде од 256 ml затим је подељена на мање запремине растварача за екстракцију, намењене употреби у сваком циклусу ултразвучне екстракције.
За ултразвучно озрачивање коришћен је ултразвучни процесор UP400S (400 вати, 24 kHz) са сонотродом H7 израђеном од титанијума, чији је пречник врха био 7mm. Сонотрода H7 уроњена је до половине висине смеше за екстракцију.
Протокол: Као оптимални услови за ултразвучну екстракцију хлорогенске киселине из листова дувана утврђени су: 20g осушених листова дувана у дестилованој води (оптимални однос течне и чврсте фазе: 12,8mL/g) при температури обраде од 20 degC, ултразвучни уређај UP400S (400W, 24kHz) током 3 циклуса соникације од по 15min (укупно трајање соникације: 45 min).
Препоручени уређај:
UP400S са сонотродом H7
Референца/ научни рад:
Mazvimba, Martin Tongai; Yu, Ying; Zhang, Ying (2011): Оптимизација и ортогонално планирање процеса водене екстракције потпомогнуте ултразвуком за екстракцију хлорогенске киселине из осушених листова дувана. Chinese Journal of Natural Medicines 2011.
Прочитајте више о ултразвучној екстракцији из дувана!

Ултразвучна екстракција мангиферина

Примена ултразвука:
Мангиферин (1,3,6,7-тетрахидрокси-2-[3,4,5-трихидрокси-6-(хидроксиметил)оксан-2-ил]ксантен-9-он; формула: C₁₉H₁₈O₁₁) је полифенол са структуром C-гликозилксантона који се може наћи у многим биљним врстама. Мангиферин испољава различите фармаколошке активности. Липаза може веома ефикасно да катализује региоселективно ациловање мангиферина под дејством ултразвука. У поређењу са конвенционалним методама, катализа потпомогнута ултразвуком истиче се предностима краћег времена реакције и већих приноса. Утврђени су следећи оптимални услови за ултразвучно ациловање мангиферина:
липаза: PCL, донор ацил-групе: винил-ацетат; реакциони растварач: DMSO, температура реакције: 45 degC, ултразвучна снага: 200W; однос супстрата: донор ацил-групе/мангиферин 6/1, количина додатог ензима: 6 mg/ml
Принос региоселективног ациловања износио је до 84%.
Препоручени уређај:
UP200St или UP200Ht
Референца/ научни рад:
уп.: Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): Утицај ултразвука на региоселективно ациловање мангиферина катализовано липазом у неводеним растварачима. J. Asian Nat Prod. Res. 12/1, 2010. 56-63.

Ултразвучна екстракција капсаициноида

Примена ултразвука:
Екстракција капсаициноида (капсаицина, нордихидрокапсаицина) из чили паприка: Капсаициноиди из паприка врсте Capsicum frutescens добијени су ултразвучном екстракцијом под следећим условима: растварач: 95% (v/v) етанол, однос запремине растварача и масе од 10 ml/g, време екстракције соникацијом 40 min., температура екстракције 45°C. Принос екстракције: 85% капсаициноида
Препоручени уређај:
UP400St
Прочитајте више о екстракцији капсаициноида из чили паприка потпомогнутој ултразвуком!

Ултразвучна екстракција силимарина из семена гујине траве

Примена ултразвука:
Екстракција потпомогнута ултразвуком изведена је помоћу ултразвучног уређаја UP400S. У овој студији коришћена је ултразвучна сонда типа рога пречника 1,5 cm. Прецизно је одмерено 10 g обезмашћеног праха гујине траве и растворено у 100 mL метанола. Лабораторијска чаша је држана у воденом купатилу на температури од 25°C. Прах гујине траве растворен у растварачу подвргнут је соникацији током различитих временских интервала (30, 60, 90, 120 и 150 min.). После сваког временског интервала раствор је филтриран кроз Whatman филтер-папир, а сваки филтрат (око 80mL) упараван је помоћу ротационог испаривача док није добијено 30 mL раствора. Апсорбанца фенолних једињења мерена је UV-Vis спектрофотометром на таласној дужини од 517 nm према DPPH методи. Као што се очекивало, продужавање времена екстракције довело је до повећања садржаја силимарина.
Аутори студије утврдили су да је ултразвучна екстракција ради добијања алкохолних екстраката једна од најбољих техника за замену конвенционалних техника. Доказано је да се ултразвучном екстракцијом добија екстракт бољег квалитета. Додатне предности су уштеда времена, већа ефикасност итд.
Препоручени уређај:
UP400St
Референца / научни рад:
Çağdaş, E.; Kumcuoğlu, S.; Güventürk, S.; Tavman, S. (2011): Екстракција компонената силимарина из семена гујине траве (Silybum Marianum L.) потпомогнута ултразвуком. GIDA 36/6, 2011. 311-318.
Прочитајте више о ултразвучној екстракцији силимарина из семена гујине траве!

Ултразвучна екстракција стевиозида

Примена ултразвука:
Узорци од 10g сувог и самлевеног лишћа стевије екстраховани су у 100mL воде уз непрекидно мешање (магнетном мешалицом). pH вредност је контролисана помоћу 0,01 M натријум-фосфата са pH 7. Узорак је стављен у стаклену лабораторијску чашу запремине 150 mL и подвргнут соникацији помоћу ултразвучног уређаја са сондом UIP500hT (20kHz, 500W). Врх сонотроде уроњен је око 1,5 cm у суспензију лишћа стевије. Ултразвучни уређај је подешен на излазну снагу од 350W. Благим третманом соникацијом снаге 350 W током 5–10 min. при константној температури процеса од 30°C добијен је принос ребаудиозида А од 30–34g на 100g узорка. После соникације, раствор екстракта је центрифугиран и филтриран кроз микропорозну мембрану од 0,45 μm; филтрат је узет за анализу укупног садржаја ребаудиозида А. Принос екстракције укупног садржаја ребаудиозида А анализиран је методом HPLC.
Ултразвучно потпомогнутом екстракцијом без растварача добијен је висок принос ребаудиозида А у поређењу са традиционалним методама екстракције, као што су топлотна екстракција или мацерација.
Препоручени уређај:
UIP500hdT
Прочитајте више о ултразвучној екстракцији стевије!

Ултразвучна екстракција терпена

Примена ултразвука:
Екстракција испарљивих једињења, као што су терпени, из цвасти култивара Cannabis sativa L. намењеног производњи влакана може се побољшати ултразвуком. Студије су показале да се већ после кратке соникације циљани терпени ослобађају из биљног материјала.
Резултати показују да ултразвучни третман који не траје дуже од 5 min омогућава добијање повећане концентрације терпена у поређењу са мацерацијом. Насупрот томе, ултразвучни третман дужи од 5 min повећао је концентрацију δ-9-тетрахидроканабинола (THC).
Протокол соникације:
Екстракција терпена потпомогнута ултразвуком изведена је помоћу ултразвучног уређаја са сондом снаге 200W. Ултразвучни уређај је подешен на 25% амплитуде. У сваки од три аликвота од по 50g осушених цвасти додато је по 250mL 70% етанола v/v, који је коришћен као растварач за екстракцију. Свака лабораторијска чаша са својим садржајем уроњена је у ледено купатило. Соникација је спроведена током 5, 10 и 15 min. Током ултразвучне екстракције обезбеђено је непрекидно брзо одвођење топлоте како би се температура процеса одржавала испод 30°C. Након екстракције, смеше су филтриране под вакуумом кроз филтер-папир Whatman бр. 3, а растварач је уклоњен ротационим упаравањем под вакуумом. Сваки експеримент екстракције изведен је у три понављања, уз коришћење три различита узорка.
Утврђено је да је ултразвучни третман занимљива алтернатива мацерацији за екстракцију испарљивих једињења из цвасти канабиса, али резултати такође показују да ултразвучни третман не сме трајати дуже од 5 минута како би се повећао степен издвајања терпена. С друге стране, ултразвучни третман дужи од 5 минута повећао је концентрацију δ-9-тетрахидроканабинола (THC). Екстракт цвасти Cannabis sativa добијен ултразвучном екстракцијом у трајању од 5 min могао би се користити као састојак парфема или као арома за напитке. Може се користити као алтернатива за индустријску конопљу, чије се стабљике користе у индустрији влакана, а екстракти цвасти у козметичкој и прехрамбеној индустрији.
Препоручени уређај:
UP200St или UP200Ht са сонотродом/сондом S26d14
Референца/научни рад:
Da Porto, C.; Decorti, D.; Natolino, A. (2014): „Екстракција испарљивих једињења из цвасти индустријске конопље Cannabis sativa L. потпомогнута ултразвуком“. IJARNP 2014, 7/ 1. 8–14.
Прочитајте више о ултразвучно потпомогнутој екстракцији терпена!

Поставка за екстракцију ради изоловања једињења из биљака: ултрасоникатор са сондом UP400ST, вакуумски филтер Büchi и ротациони упаривач за екстракцију фитохемикалија.

Ултразвучна екстракција ванилина из обрађених махуна ваниле

Примена ултразвука:
Екстракција ванилина оптимизована је применом ултразвучног третмана. У ту сврху, ултразвучни уређај снаге 100 вати радио је у импулсном режиму (циклуси: 5 секунди рада, затим 5 секунди паузе).
Најбољи резултати постигнути су ултразвучном екстракцијом са 40% етанолом током 1h на 30°C. Ради поређења резултата са конвенционалним методама екстракције, изведене су и екстракције у воденом купатилу и ултразвучном купатилу. Резултати су показали да је оптимизована екстракција ванилина ултразвучном сондом са 40% етанолом током 1h на 30°C била упоредива са екстракцијом у воденом купатилу са 40% етанолом на 56°C током 15h.
Препоручени уређај:
UP100H
Референца/научни рад:
Rasoamandrary, N.; Fernandes, A. M.; Bashari, M.; Masamba, K.; Xueming, X. (2013): Побољшана екстракција ванилина 4-хидрокси-3-метоксибензалдехида из обрађених махуна ваниле применом екстракције потпомогнуте ултразвуком: поређење екстракције потпомогнуте ултразвуком и екстракције у топлом воденом купатилу. Akademik Gıda 11/1, 2013. 6–12.
Прочитајте више о предностима ултразвучне екстракције ванилина!

Ултразвучна екстракција фенолних једињења из Ziziphus Jujube

Примена ултразвука:
За ултразвучно потпомогнуту екстракцију фенолних једињења из жижуле (Ziziphus Jujube) коришћен је ултрасоникатор високог интензитета са сондом UP200H снаге 200W и фреквенције 24kHz. Ултразвучни уређај био је опремљен сонотродом S2 са микроврхом (пречник врха 2 mm), која је била уроњена у водено купатило у којем је била постављена лабораторијска чаша са узорком (унутрашње димензије: 280:195:135 mm). Амплитуда ултразвучних вибрација износила је 100% номиналне снаге (максимална амплитуда 260 μm), акустичка снага 0,171402 W, а интензитет 21,8346 W/cm2. Ултразвучни интензитет одређен је калориметријски мерењем пораста температуре суспензије током времена у адијабатским условима. Поступак ултразвучне екстракције коришћен је за екстракцију укупних фенолних једињења из узорака према експерименталном плану (ради оптимизације).
Препоручени уређај:
UP200H са сонотродом S2
Референца/научни рад:
Fooladi, H.; Mortazavi, S. A.; Rajaei, A.; Elhami Rad, A.H.; Salar Bashi, D.; Savabi Sani Kargar, S. (2013): Оптимизација екстракције фенолних једињења из жижуле (Ziziphus Jujube) применом методе екстракције потпомогнуте ултразвуком. IECFP 2013.

Кликните овде да бисте пронашли још протокола за ултразвучни третман биолошког материјала!