Mycket effektiv Chaga extraktion via ultraljudsbehandling

Chaga svamp (Inonotus obliquus) är rika på mycket potenta fytokemikalier (t.ex. polysackarider, betulinsyra, triterpenoider), som är kända för att bidra till hälsa och bekämpa sjukdomar. Att använda högeffekts ultraljudsfrekvens för chaga-extraktion är den föredragna tekniken för att producera överlägsna chaga-extrakt av högsta kvalitet och avkastning.

Chaga svamp extrakt av ultraljud

Ultraljud extraktion är en mycket effektiv teknik för att frigöra fytokemiska föreningar från växter som växter och svampar.
Chaga-svampar är rika på flera föreningar som polysackarider, triterpener och polyfenoler, som är ansvariga för de flesta av dess hälsofrämjande och terapeutiska effekter. Chagas huvudsakliga bioaktiva föreningar är polysackhardider (t.ex. β-glukaner, proteoglykaner som består av d-galaktos, d-glukos, d-xylos och d-mannos), triperpenoider (t.ex. betulin, betulinsyra), polyfenoler, fytosteroler (t.ex. inotodiol) bland andra föreningar.

Ultraljudsextraktion bryter effektivt cellerna i chaga-svampen och släpper ut de intracellulära föreningarna (dvs. de bioaktiva fytokemikalierna) i lösningsmedlet. Ultraljudsextraktion är baserad på arbetsprincipen för akustisk kavitation. Effekterna av ultraljud / akustisk kavitation är höga skjuvkrafter, turbulens och intensiva tryckskillnader. Dessa sonomekaniska krafter bryter cellulära strukturer som de kitinösa svampcellväggarna, främjar massöverföring mellan chaga-material och lösningsmedel och resulterar i mycket höga extraktutbyten inom en snabb process. Dessutom främjar ultraljudsbehandling sterilisering av extrakt genom att döda bakterier och mikrober. Mikrobiell inaktivering genom ultraljudsbehandling är ett resultat av de destruktiva kavitationskrafterna på cellmembranet, produktionen av fria radikaler och lokal uppvärmning.

Varför är ultraljud Chaga extraktion så fördelaktigt?

Ultraljud extraktion används inom många områden av extraktproduktion, t.ex. botaniska och växtbaserade extrakt för livsmedel, kosttillskott, läkemedel och kosmetika. Ett mycket framträdande exempel på ultraljudsextraktion är extraktionen av cannabidiol (CBD) och andra föreningar från cannabisväxten.
Eftersom ultraljudsextraktion är en icke-termisk extraktionsteknik, bearbetas de bioaktiva föreningarna milt med ultraljudsvågor och därigenom förhindras den termiska nedbrytningen av känsliga växtföreningar. Alla ultraljudsprocessparametrar, dvs. amplitud, intensitet, temperatur och tryck, kan styras exakt. Detta möjliggör exakt process- och kvalitetskontroll och gör det enkelt att upprepa och reproducera när de väl har erhållits extraktionsresultat. Extrakt producenter värdesätter ultraljud för sin tillförlitliga process repeterbarhet, vilket bidrar till att standardisera processer och produkter på höga kvalitetsnivåer.

Högkvalitativa, högavkastande Chaga extrakt av ultraljudsbehandling

Forskning bekräftar att ultraljudsproducerade chaga-svampextrakt innehåller mer triterpenoider än ett konventionellt varmvattenextrakt. Ultraljudsextraktionstekniken främjar frisättning och isolering av alla viktiga föreningar från chaga (I. obliquus) svampar. Den ultraljudsassisterade extraktionen utmärker sig genom alternativa extraktionsmetoder genom överlägsen effektivitet och en förbättrad biotillgänglighet av de bioaktiva fytokemikalierna i svampextraktet. Utdrag från vetenskapliga forskningsstudier visar den höga effektiviteten och utbytet av ultraljud chaga extraktion.

Extraktion av polysackarid från Chaga

Zhang et al. använde ultraljudsassisterad extraktion för att utveckla optimala förhållanden för extraktion av polysackarider från I. obliquus, med de bästa förhållandena med användning av vatten som lösningsmedel i 15 minuter vid 95 °C med ultraljudsfrekvensextraktion, vilket gav extraktionsvärden på 1,82%

Extraktion av betulin / betulinsyra från Chaga

Resultaten visar att ultraljud har spelat en aktiv roll för att extrahera betulin och betulinsyra eftersom det kan tvinga cellväggarna att öppna sig och främjar bättre massa och värmeöverföring. Detta hjälper i sin tur till att framgångsrikt extrahera de önskade fytokemikalierna på kort tid med hög effektivitet. Den lilla ökningen av utbyten vid tillsats av lösningsmedel extraktion steg efter ultraljud indikerade att de flesta av dessa föreningar måste ha extraherats ur biomassan. De erhållna resultaten anger den maximala mängden extraherbart betulin i biomassan. (Alhazmi, 2017) Sammantaget, ultraljud dramatiskt ökade betulin och betulinsyra utbytet.

Steg-för-steg extraktionsprotokoll

För att isolera ett starkt fullspektrumextrakt från chagasvampar (Inonotus obliquus) tillämpas ett tvåstegs extraktionsprotokoll med hjälp av kraftultraljud.
Material: Torkad I. obliquus (100 g) krossas i mindre bitar på ca 1,3 cm2 (0,5×00,5 tum). Det krossade svampmaterialet placeras i en 1,5L glasbägare.

1. Steg: Ultraljud kall extraktion: Den torkade, malda chagan suspenderas i 1000 ml 60 % etanol i renat eller destillerat vatten (v/v; 60 % etanol: 40 % vatten) genom att tillsätta lösningsmedelsblandningen i glasbägaren med chagan. För extraktion används en ultraljudsextraktor UP400St utrustad med sonotrode S24d22L2D. Ultraljudsapparatens horn (sonotrode) är nedsänkt i suspension av svamp och lösningsmedel. Det är valfritt att använda en omrörare, men det kan hjälpa till att transportera växtpartiklarna jämnt till sonotroden. Se till att sonotroden inte vidrör bägarens väggar. Ställ in amplituden till 100 % och ultraljudsbehandla i ca 10 min. UP400St levereras med en pluggbar temperatursensor. Anslut termoelementet med ultraljud och sätt in sensorn i suspensionen. I den digitala menyn på ultraljudsenheten UP400St kan du ställa in en övre temperaturgräns. Ultraljudaren kommer att pausa när denna maximala temperatur uppnås och startar automatiskt så snart suspensionen har nått det lägre värdet på den inställda ∆T. Rekommenderade ∆T-värden är ca 30 °C som övre och 20 °C som nedre temperaturvärde. Användningen av ett vatten- eller isbad hjälper till att hålla temperaturen under ultraljudsbehandling låg. Efter ultraljudsbehandling avlägsnas de fasta svamparna genom filtrering och pressning. Lösningsmedlet med de extraherade fytokemikalierna genomgår vakuumindunstning eller rotoravdunstning så att slutligen chagafraktionen från etanolextraktion erhålls. De kvarvarande chaga-fasta ämnena kan användas för ett valfritt andra blötläggningssteg, ultraljudsvarmextraktion.
2. Steg (valfritt): Ultraljud varm extraktion: Den från första extraktionen återvunnen chaga-råvara används i det andra steget av ultraljud varm extraktion för att isolera fraktionen av fortfarande kvarvarande fytokemikalier i chaga-svamparna. Svampmaterialet placeras i en glasbägare, 600 ml färsk 60 % etanol: 40 % vattenlösningsmedelslösning tillsätts och värms upp till ca 70 °C. Under ultraljudsbehandling kan temperaturen stiga upp till 95 °C. Den extra värmen främjar frisättningen av kvarvarande fytokemikalier. Eftersom nästan alla termokänsliga föreningar har extraherats under termiskt kontrollerade förhållanden i steg 1 kan detta andra steg eventuellt tillämpas för att skapa ett mycket starkt extrakt, som är komplett i alla fytokemikalier i chaga-svampen. Fjädringen är sonikerad med UP400St på samma sätt som beskrivits ovan. Filtrera, pressa och separera svampen från vattenextraktet. Fytobeståndsdelarna i den andra extraktionen isoleras också genom avdunstning.

Både chaga-extraktfraktioner, från vatten- och etanolextraktion, blandas ihop så att ett fullspektrum chaga-svampextrakt erhålls. Detta extrakt kan formuleras till olika produkter som tinkturer, kapslar eller ätbara produkter.

Den här processen är helt linjärt skalbar till alla andra volymer. Genom att tillämpa samma ultraljudsparametrar (ultraljudsintensitet Ws / L, tryck, temperatur, fast ämne: vätskekoncentration), kan alla en gång etablerade resultat av ultraljud chaga extraktion helt enkelt skalas till större (eller mindre) volymer samtidigt som man uppnår samma resultat (dvs. utbyten, processeffektivitet).

Ultraljudsproducerade svampextrakt är rika på polysackarider, som är kända för många fördelaktiga hälsoeffekter. Ultraljudsapparaten UP100H är en 100 watt kraftfull ultraljudsutdragare för effektiv extraktion av medicinska svampar som chaga, lejonmane, reishi eller cordyceps.

Ditt val av lösningsmedel

Ultraljudsextraktion är kompatibel med alla lösningsmedel. Detta gör att du kan använda det lösningsmedel du föredrar. I chaga-extraktionsprotokollet ovan rekommenderar vi en lösningsmedelslösning som består av 60 % etanol: 40 % vatten (v/v). Kombinationen av etanol och vatten gör det möjligt att frigöra fytokemikalier med olika polariteter. Alternativt kan en tvåfasextraktion med etanol i ett första extraktionssteg och vatten i ett andra extraktionssteg tillämpas. Ultraljud extraktion med hjälp av ett lösningsmedel kombination av alkohol och vatten frigör vattenlösliga och alkohollösliga fytokemikalier från svampar som chaga.
Därför är extraktion grundläggande för att skapa rena och potenta svampextrakt.
Andra lösningsmedel som används för extraktion av Inonotus obliquus är bland annat isopropanol, metanol, metanol som innehåller 10 % ättiksyra, etylacetat. För extrakt av livsmedelskvalitet rekommenderas ett giftfritt lösningsmedel, eftersom det ibland kan finnas rester av spår kvar i extraktet efter avlägsnande av lösningsmedel (t.ex. avdunstning).

Varför ge ultraljudsbad otillräckliga resultat av Chaga-extraktion?

Ultraljudsbad används ofta för milda rengöringsapplikationer. I ett ultraljudsbad sker akustisk kavitation okontrollerat och ojämnt fördelat genom en relativt stor tank. Om du lägger en glasbägare med din svamp-lösningsmedelsblandning i ett ultraljudsbad måste de redan svaga ultraljudsvågorna passera genom bägarens väggar, vilket minskar ultraljudets intensitet ytterligare. Detta innebär att ultraljudsintensiteten i en ultraljudsrengöringstank är för svag för en effektiv svampextraktion. Svampcellväggar innehåller kitin, ett tufft material som gör svampceller mycket styva och svåra att bryta. För att frigöra de bioaktiva föreningarna från svampar som chaga krävs ultraljud med hög intensitet. Ultraljudssonder skapar mycket mer intensiv akustisk kavitation, den kraft som bryter upp svampens cellväggar.
 

UV-Vis-analysdiagrammet visar jämförelsen mellan ultraljudssond och ultraljudsbadextraktion av chaga-svamp. Sond-typ ultraljudsapparat UP100H (svart kurva) ger betydligt högre utbyten av bioaktiva chaga-föreningar.

 
Läs mer om skillnaderna mellan ultraljudssonder och ultraljudsbad och se hur de står sig i jämförelse i extraktionseffektivitet!

Högpresterande ultraljudsapparater för Chaga utvinning

Ultraljudsextraktion är en pålitlig bearbetningsteknik som underlättar och påskyndar produktionen av högkvalitativa extrakt från olika råvaror som chaga och andra svampar. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta labb ultraljudsapparater till industriella extraktionssystem. Därmed kan vi på Hielscher erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsapparaten för din tänkta processkapacitet. Vår erfarna personal hjälper dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljudssystem på slutproduktionsnivå.
Det lilla fotavtrycket hos våra ultraljudsutsug samt deras mångsidighet i installationsalternativ gör att de passar även in i små utrymmen för pektinbearbetningsanläggningar. Ultraljudsprocessorer installeras över hela världen i produktionsanläggningar för livsmedel, läkemedel och kosttillskott.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikerad utsugningsutrustning

Hielscher Ultrasonics produktportfölj täcker hela utbudet av högpresterande ultraljudsutsug från liten till stor skala. Ytterligare tillbehör gör det enkelt att montera den mest lämpliga ultraljudsenhetskonfigurationen för din chaga-extraktionsprocess. Den optimala ultraljudsinställningen beror på den tänkta kapaciteten, volymen, råmaterialet, batch- eller inline-processen och tidslinjen.

Batchvis och kontinuerlig genomströmning

Hielscher ultraljudsapparater kan användas för batchvis och kontinuerlig genomströmningsbehandling. Ultraljudsbatchbearbetning är idealisk för processtestning, optimering och liten till medelstor produktionsnivå. För en producent av stora volymer chaga-svamp kan inline-bearbetning vara mer fördelaktigt. En kontinuerlig inline-blandningsprocess kräver sofistikerad installation – bestående av en pump, slangar eller rör och tankar -, men det är mycket effektivt, snabbt och kräver betydligt mindre arbete. Alla industriella system kan drivas under förhöjda tryck, vilket ökar kavitationen och därmed extraktionseffektiviteten. Hielscher Ultrasonics har den mest lämpliga extraktionsinställningen för din extraktionsvolym och processmål.

Ultraljudsutsug för alla produktkapaciteter

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljudsprocessorer från kompakta labb ultraljudsapparater över bänk-top och pilotsystem till fullt industriella ultraljudsprocessorer med kapacitet att bearbeta lastbilslaster per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutdragaren för din chaga samt andra svampar, processkapacitet och produktionsmål.
Bänksystem med ultraljud är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserat på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka processkapaciteten från mindre partier till fullt kommersiell produktion. Uppskalning kan göras genom att antingen installera en kraftfullare ultraljudsutsugsenhet eller klustra flera ultraljudsapparater parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsutsutrustaren i världen.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultraljudsapparater är exakt kontrollerbara och därmed pålitliga arbetshästar i produktionen. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten av ultraljud extraktion av fytokemikalier från chaga-svamp (Inonotus obliquus).
Alla Hielscher ultraljud’ processorer möjliggör exakt inställning av amplituden. Sonotrodes och boosterhorn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare intervall. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den ultraljudsintensitet som krävs för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och permanent övervakning av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att behandla ditt svampråmaterial med de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa extraktionsresultat!
Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer. Detta gör Hielschers ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina extraktionskrav.

Enkel, riskfri testning

Ultraljudsprocesser kan vara helt linjärt skalade. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett laboratorium eller bänkskiva ultraljud, kan skalas till exakt samma utdata med exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljud idealisk för riskfri genomförbarhetstestning, processoptimering och efterföljande implementering i kommersiell tillverkning. Kontakta oss för att lära dig hur ultraljudsbehandling kan öka din produktion av chaga-extrakt.

Högsta kvalitet – Designad och tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitetsstandarder för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är utformade, tillverkade och grundligt testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robustheten och tillförlitligheten hos Hielschers ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande utsug.
Du kan köpa Hielscher ultraljudsprocessor i vilken annan storlek som helst och exakt konfigurerad efter dina processkrav för svampextraktion. Från behandling av svampar i en liten labbbägare till kontinuerlig genomströmningsblandning av svampslam på industriell nivå, erbjuder Hielscher Ultrasonics en lämplig ultraljudsapparat för dig! Kontakta oss gärna – Vi är glada att kunna rekommendera dig den perfekta ultraljudsinställningen!

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: