Överlägsen catechin extrakt med ultraljud

Fakta Värt att veta

ultraljuds extraktion – Arbets princip

Ultraljud utvinning är en mekanisk metod för att frigöra och isolera intracellulära förening från cell matriser såsom växtceller. När hög effekt ultraljud vågor kopplas till en slurry (t.ex. bestående av macerated växtpartiklar i vatten eller lösningsmedel), den mycket energisk ultraljud vågor generera kavitation. Fenomenet kavitation leder lokalt till extrema temperaturer, tryck, uppvärmning/kylning, tryckskillnader och höga skjuvkrafter i mediet. När kavitation bubblor implodera på ytan av fasta ämnen (såsom partiklar, växtceller, vävnader etc.), mikro-jets och interparticlular kollision generera effekter såsom ytskalning, erosion och partikel uppdelning. Dessutom skapar implosionen av kavitationsbubblor i flytande medier makroturbulens och mikroblandning.
Ultraljudsbestrålning är ett effektivt sätt att förbättra massöverföringsprocesser, eftersom ultraljudsbehandling resulterar i kavitation och dess relaterade mekanismer såsom mikrorörelser av flytande strålar, kompression och dekompression i materialet med den efterföljande störningar i cellväggarna samt höga värme- och kylhastigheter.

Ultraljud extraktion från växt celler: den mikroskopiska tvärgående avsnitt (TS) visar mekanismen för åtgärder under ultraljud extraktion från celler (förstoring 2000x) [resurs: Vilkhu et al. 2011]

Ultraljud av växtmaterial fragment matrisen av växtceller och förbättrar hydrering av samma. Chemat et al. (2015) dra slutsatsen att ultraljud utvinning av bioaktiva föreningar från växter är resultatet av olika oberoende eller kombinerade mekanismer inklusive fragmentering, erosion, kapilläritet, detexturation, och sonoporation. Dessa effekter stör cellväggen, förbättrar massöverföringen genom att trycka in lösningsmedel i cellen och suga fyto-förening lastat lösningsmedel ut, och säkerställa vätskerörelser genom mikroblandning.

Vilka är de stora fördelarna med ultraljud utvinning?

• Snabb process och hög effekt
• Låg energi förbrukning
• Minskad bearbetningskostnad
• Icke-termisk teknik
• Högre renhet
• Grön teknik

Akustisk kavitation och dess effekter

I vätskan skapar ultraljudsvågorna intensiva alternerande högtrycks- och lågtryckscykler, vilket resulterar i bildandet av kavitationsbubblor. Under flera tryckcykler växer kavitationsbubblorna tills de når en gräns, där bubblan inte kan absorbera mer energi. Vid denna punkt bubblan imploderar våldsamt. Under bubblaimplosionen är extrema förhållanden såsom höga temperaturer på upp till 5000K, tryck på upp till 2000atm, mycket höga uppvärmnings-/kylningshastigheter och tryckskillnader uppstår. Eftersom bubblan kollaps dynamiken är snabbare än massa och värmeöverföring, är energin i kollapsande hålighet begränsad till en mycket liten zon, även kallad "hot spot". Implosionen av kavitationsbubblan resulterar också i mikroturbulensar, flytande strålar med upp till 280 m/s hastighet och resulterande skjuvkrafter. Detta fenomen är känt som ultraljud eller akustisk kavitation.

Ultraljud extraktion är baserad på akustisk kavitation och dess hydrodynamiska skjuvning krafter

Katekinerna

Grönt te är känt för att vara rik på polyfenoler som koffeinsyra, gallsyra, katekin, epicatechin, gallocatechin, catechin gallate, gallocatechin gallate, epicatechin gallate, epigallocatechin, och epigallocatechin gallate (EGCG), som gör grönt te en populär hälsokost som konsumeras som dryck och som extrakt. EGCG är en välkänd katekin, som finns i stora mängder i torkade blad av grönt te (7380 mg per 100 g), vitt te (4245 mg per 100 g), och i mindre mängder i svart te (936 mg per 100 g). Under produktionen av svart te omvandlas katekinerna till de flingor och thearubiginer via polyfenoloxidaser.

Hälsofördelar med Epigallocatechin Gallate (EGCG)

Från gruppen av katekiner, epigallocatechin gallate (EGCG) är den mest utforskade och mest lovande en. Från anti-cancer, antioxidativ, antiinflammatorisk, anti-fibros, anti-collagenase till immunsystemet öka och anti-aging effekter, EGCG visar många fördelar och konsumeras därför i form av grönt te dryck samt i form av kosttillskott såsom kapslar, pulver, tabletter etc.
Forskningsstudier tyder på att katekiner som epigallocatechin gallate (EGCG) kan minska inflammation och kan förhindra vissa kroniska tillstånd, såsom hjärtsjukdomar, diabetes, och vissa former av cancer.

EGCG och dess cancereffekter

Eftersom cancer är en ofta livshotande sjukdom, är de cancerrelaterade egenskaperna hos EGCG under tung forskning. Studier tyder på att EGCG kan hämma tumorigenesis genom att minska eller eliminera cancerframkallande effekter. Det finns resultat som tyder på att EGCG förhindrar diethylnitrosamine-inducerad fetma-relaterade lever tumorigenesis genom att hämma IGF/IGF-1R axeln, förbättra hyperinsulinemia, och dämpa kronisk inflammation. En annan mechnaism av EGCG: s cancer anticancer effekt är hämning av angiogenes och därmed hindra tumör spridning.

EGCG och dess antioxidativa effekter

Otaliga antioxidativa processer förekommer i människokroppen och bidrar till hälsa, styrka och välbefinnande. EGCG är en antioxidant. Antioxidanter kan skydda mot cellulära skador genom att rensa fria radikaler och neutralisera dem. Fenolringarna i EGCG-strukturen fungerar som elektronfällor och asätare av fria radikaler, hämmar bildandet av reaktiva syrearter och minskar därmed skador orsakade av oxidativ stress.

EGCG och dess antiinflammatoriska effekter

Inflammation kan orsakas av sjukdom, kronisk stress och miljöföroreningar. Kroppen reagerar på sådana stressfaktorer med inflammation, som kännetecknas av aggregering av ett stort antal immunceller vid de inflammatoriska platserna, frisättningen av proinflammatoriska cytokiner och reaktiva syre/kvävearter (ROS/RNS). ROS/RNS är relaterade till aktivering av transkriptionsfaktor NF-B och aktivatorprotein-(AP-)1. Efter aktivering, NF-jB och AP-1 överföring från cytoplasman till kärnan och upregulate en mängd inflammatoriska genuttryck, som därefter orsakar en förvärrad inflammatorisk reaktion och vävnadsskada.
EGCG hämmar överföringen av NF-B och AP-1 att uttrycket av iNOS och COX-2 är nedreglerad främst genom rensning kväveoxid, peroxynitrit och andra ROS/RNS och produktionen av inflammatoriska faktorer minskas.

EGCG och dess effekter på Osteogenesis Promotion

Osteoporos är en allvarlig sjukdom som kännetecknas av degeneration av benmatrisen och förlusten av bentäthet. EGCG visar regleringseffekter på benmetabolismen. EGCG kan inducera apoptos av osteoklaster och hämma bildandet av osteoklaster genom att blockera generationen av NF-B och IL-1b. Dessutom kan det främja bildandet av mineraliserade ben knölar.
[jfr Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Grönt te extrakt Epigallocatechin-3-gallate för olika behandlingar. BioMed Research International Vol. 2017]