Ultraljud extraktion av polyfenoler från Baggibuti (Stachys parviflora)

Extrakt av växten Baggibuti (Stachys parviflora L.) värderas som örtmedicin som används som behandling av kramper, artralgi, epilepsi, fallsjuka och dracunculiasis. Ultraljud extraktorer används framgångsrikt för isolering av polyfenoler och andra fytokemikalier från Stachys parviflora.

Vad gör ultraljudsextraktion överlägsen? – Principen för arbetet & Fördelar med Power-Ultrasonics

När bioaktiva föreningar (dvs. fytokemikalier, sekundära metaboliter) bör isoleras från botaniska ämnen måste växtmaterialets cellulära strukturer störas för att de avsedda föreningarna ska frigöras. Ultraljud extraktion är en mycket effektiv metod för att isolera hela mängden fytokemikalier från växter (t.ex. Stachys parviflora, örter, etc.) inom en snabb extraktionsprocess. Tillämpningen av ultraljud med hög effekt ger starka kavitationseffekter, störningar / turbulenser, vätskeströmning med hög hastighet. Dessa ultraljudskrafter främjar cellstörning och blandning på makro- och mikronivå. Dessutom förbättras lösningsmedelspenetrationen, upplösningen av bioaktiva föreningar och masstransporten avsevärt. Detta gör ultraljudsassisterad extraktion mycket effektiv, vilket resulterar i överlägsna extraktutbyten inom en snabb processtid.

Fördelarna med fytokemikalier från Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L., allmänt känd som "Baggibuti", är en art i familjen Lamicae. Stachys parviflora-föreningar såsom iridoider, flavonoider, fenolsyror och diterpenoider rapporteras eftersom sekundära metaboliter är kända för sina antinefritiska, antiinflammatoriska, radikalrensande och antimikrobiella egenskaper.

Ultraljud extraktion av bioaktiva föreningar från Baggibuti (Stachys parviflora)

Ultraljud extraktion, även känd som ultraljudsassisterad extraktion (UAE), är en vetenskapligt bevisad och industriellt etablerad teknik för isolering av bioaktiva föreningar såsom polyfenoler, flavonoider, terpener och många andra sekundära metaboliter från växter.

Extraktion av Baggibuti (Stachys parviflora): Arbetsprincip och protokoll

Ultraljudsextraktion är en mild, icke-termisk, men ändå mycket effektiv extraktionsteknik, som enbart är baserad på mekaniska krafter. Därigenom bevaras känsliga botaniska föreningar mot termisk nedbrytning, men extraktutbyten som erhålls genom ultraljud är exceptionellt höga och av överlägsen kvalitet.

Högeffektiva ultraljud för extraktion

Extraktionsintensifieringsmekanismen för lågfrekvent, högintensivt ultraljud tillskrivs huvudsakligen fenomenet akustisk kavitation. När kavitationsbubblor kollapsar på ytan av det botaniska materialet, bryter erosion och sonoporation matrisen av växtceller (såsom Stachys parviflora), vilket resulterar i förstörelse av den cellulära strukturen och frisättning av intracellulära ämnen som polyfenoler och andra fytokemikalier. Den därigenom intensifierade massöverföringen underlättar frisättningen av molekyler som proteiner, lipider och fytokemikalier.
Ultraljudsgenererade skjuvkrafter förbättrar lösningsmedlets penetration i den cellulära matrisen i det botaniska materialet och förbättrar permeabiliteten hos cellmembranen. Dessa mekanismer för makt ultraljud är ansvariga för den betydande process intensifiering som uppnås när ultraljud tillämpas för botanisk extraktion.

SEM från Stachys parviflora-yta, a) obehandlat prov, b) maceration, c) optimerad ultraljudsassisterad extraktion (UAE) (UP200Ht, 4 min behandlingstid, 74,5 % hög intensitet och 74,2 % lösningsmedelsrenhet)
Studie och bild: ©Salarbashi et al., 2016

Ultraljud extraktion protokoll för fenoler från Baggibuti

Forskargruppen i Salarbashi extraherade polyfenoliska föreningar från Stachys parviflora-blad med hjälp av ultraljudsutdragaren UP200Ht (200W, 26kHz). För den jämförande extraktionsstudien av ultraljudsextraktion och maceration maldes torkade luftdelar (skördade under blomningsstadiet) av S. parviflora till pulver med en genomsnittlig partikelstorlek på mindre än 149 μm. Den botaniska extraktionen utfördes vid en temperatur på 35 °C, naturligt pH, med användning av metanol (60, 80 och 100 % (v v-1)) som lösningsmedel i 4, 7 och 10 minuters intervall.
För ultraljud extraktion, Hielscher sond-typ ultraljudsapparat UP200Ht (200W, 26kHz) användes. Amplituden för ultraljudsutdragaren UP200Ht sattes till 100%. Intensiteten av ultraljudsbehandlingen var 21,8346 Wcm-2 vid 100% amplitud.
Analysresultaten av det ultraljudsproducerade extraktet avslöjade att det totala flavonoidinnehållet (TFC) i extrakten ökade linjärt med ultraljudsbehandling, medan extraktionstiden hade motsatt effekt på TFC. Den högsta totala flavonoidhalten erhölls vid ultraljud varaktighet av 4min. (t = 4 min).
Koffeinsyra, garvsyra, quercetin, transferulsyra och rosmarinsyra hittades som viktiga fenolföreningar i det ultraljudsproducerade extraktet.
Baserat på SEM-bilderna är det tydligt synligt att ultraljud och dess resulterande akustiska kavitation definitivt spelar en viktig roll i den effektiva störningen av cellväggen och strukturen hos växtmaterial och extraktionsutbytet förbättras av ultraljudsvibrationer och kavitationell mikroströmning. Genom dessa effekter inducerade av kraftultraljud, förbättrar ultraljudsassisterad extraktion svullnaden och mjukningsprocessen av cellväggar via hydratisering av pektinöst material från den mellersta lamellen. Följaktligen bryts matrisen av växtcellerna upp, vilket i sin tur leder till en mycket snabbare och effektivare frisättning av bioaktiva metaboliter än i andra klassiska extraktionsmetoder. SEM-bilder visar att effektiviteten av ultraljudsextraktion av fenolföreningar. Som en mild, icke-termisk extraktionsmetod, ultraljudsbehandling ger i överlägsen antioxidant och antimikrobiella aktiviteter som utmärker extrakt som produceras med konventionella extraktionstekniker.
(jfr Salarbashi et al., 2016)

HPLC-kromatogram från Stachys parviflora-extrakt, som isolerades under optimerade ultraljudsassisterade extraktionsförhållanden
Studie och bild: ©Salarbashi et al., 2016

Högpresterande, state-of-the-art ultraljudsapparater för Stachys parviflora extraktion

De smarta funktionerna i Hielscher ultraljudsapparater är utformade för att garantera tillförlitlig drift, reproducerbara resultat och användarvänlighet. Driftinställningar kan enkelt nås och ställas in via en intuitiv meny, som kan nås via en digital färgpekskärm och webbläsarens fjärrkontroll. Därför registreras alla bearbetningsförhållanden som nettoenergi, total energi, amplitud, tid, tryck och temperatur automatiskt på ett inbyggt SD-kort. Detta gör att du kan revidera och jämföra tidigare ultraljudsbehandling körningar och att optimera utvinningen av eteriska oljor från Stachys parviflora (baggibuti) till högsta effektivitet.
Hielscher ultraljudssystem används över hela världen för tillverkning av högkvalitativa botaniska extrakt. Hielscher industriella ultraljudsapparater kan enkelt köra höga amplituder i kontinuerlig drift (24/7/365). Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt genereras kontinuerligt med vanliga sonotroder (ultraljudssonder / horn). För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. På grund av sin robusthet och låga underhåll installeras våra ultraljudsutsugningssystem vanligtvis för tunga applikationer och i krävande miljöer.

Kontakta oss nu för att lära dig mer om ultraljud botanisk extraktion, våra ultraljudsextraktionssystem och prisinformation! Vår erfarna personal diskuterar gärna din ansökan och dina behandlingskrav med dig!

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