ตัวทําละลายสําหรับการสกัดอัลตราโซนิกจากพืช

• การสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีข้อดีหลายประการเช่นผลผลิตสูงอัตราการสกัดที่รวดเร็วเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและการใช้พลังงานต่ํา
• ประโยชน์ที่แข็งแกร่งที่สุดอย่างหนึ่งคือการใช้น้ําเป็นสื่อสกัด อย่างไรก็ตามสามารถใช้ sonication กับระบบตัวทําละลายที่หลากหลายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เหนือกว่าสําหรับสารสกัดเป้าหมาย
• ตัวทําละลายที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการสกัดอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของพืชถูกเลือกโดยคํานึงถึงวัตถุดิบ

การสกัดอัลตราโซนิก

อัลตราซาวนด์เป็นที่ทราบกันดีว่าขัดขวางโครงสร้างเซลล์และปรับปรุงการถ่ายเทมวล ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสามารถในการสกัดสารประกอบชีวภาพ (เช่น ฟีนอลิก แคโรทีนอยด์)
เนื่องจากผลกระทบทางกลของ sonication ช่วยเพิ่มกระบวนการสกัดเนื่องจากการถ่ายเทมวลที่ดีขึ้นอย่างมากการใช้ตัวทําละลายอินทรีย์จึงมักไม่จําเป็น ซึ่งหมายความว่าสําหรับการสกัดด้วยอัลตราโซนิกน้ํามักจะเป็นสื่อการสกัดที่เพียงพอซึ่งมีประโยชน์มากมายเช่นราคาไม่แพงไม่เป็นอันตรายหาได้ง่ายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
อย่างไรก็ตามสําหรับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เฉพาะเจาะจงผลลัพธ์ที่ดีที่สุดอาจทําได้โดยการสกัดด้วยอัลตราโซนิกร่วมกับตัวทําละลายระเหย
ในการเลือกตัวทําละลายที่เหมาะสม จะต้องพิจารณาวัตถุดิบ (เช่น สดหรือแห้ง หมัก/บด หรือวัสดุจากพืชแบบผง) และสารเป้าหมาย (เช่น ไลโปฟิลิก ชอบน้ํา)
 

ตารางต่อไปนี้แสดงรายการตัวทําละลายหลายชนิดซึ่งเป็นตัวทําละลายสกัดที่จัดตั้งขึ้นอย่างดีและใช้สําหรับการสกัดอัลตราโซนิกจากวัสดุพืช

คลื่นอัลตราซาวนด์อันทรงพลังจะขัดขวางเมทริกซ์ของเซลล์ของโครงสร้างทางชีวภาพและปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ การถ่ายโอนมวลระหว่างวัสดุจากพืชและตัวทําละลายจะเข้มข้นขึ้น เนื่องจากกลไกเหล่านี้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงมีประสิทธิภาพสูงสําหรับการสกัดทางพฤกษศาสตร์

เครื่องอัลตราโซนิกสําหรับการสกัด

ตั้งแต่ห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์อัลตราโซนิกแบบตั้งโต๊ะไปจนถึงระบบสกัดอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ – Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรที่มีประสบการณ์มานานเมื่อพูดถึงอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สําหรับกระบวนการสกัดที่ประสบความสําเร็จ
ระบบอัลตราโซนิกของเราใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการทางชีวเคมีและโรงงานผลิตยา sonotrodes และเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกสามารถนึ่งฆ่าเชื้อได้และเป็นไปตามมาตรฐานการผลิตยา

เครื่องสะท้อนเสียงอุตสาหกรรม Hielscher สามารถส่งแอมพลิจูดที่สูงมากเพื่อขัดขวางเมทริกซ์เซลล์และปล่อยสารเป้าหมาย แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน พลังและความทนทานของเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้มั่นใจได้ถึงผลผลิตสูงอัตราการสกัดที่รวดเร็วและการสกัดที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น – กระบวนการสกัดแบบเดิมที่ยอดเยี่ยม
โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของเราสามารถใช้ร่วมกับวิธีการสกัดแบบเดิมเช่น การสกัด Soxhlet หรือการสกัด CO2 วิกฤตยิ่งยวด การติดตั้งเพิ่มเติมในสายการผลิตที่มีอยู่สามารถทําได้ง่าย

วรรณกรรม / อ้างอิง

ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้

การสกัดอัลตราโซนิกโดย Cavitation

คลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงสร้าง โพรงอากาศอะคูสติกในของเหลว. แรงเฉือนของโพรงอากาศทําลายผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อให้วัสดุภายในเซลล์ถูกปล่อยออกมา การสกัดด้วยอัลตราโซนิกทําให้ตัวทําละลายเข้าสู่เนื้อเยื่อพืชได้มากขึ้นและปรับปรุงการถ่ายโอนมวล ด้วยเหตุนี้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการสกัดอย่างมีนัยสําคัญส่งผลให้ผลผลิตสูงขึ้นอัตราการสกัดที่เร็วขึ้นและการสกัดที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

ระบบตัวทําละลาย

สําหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากวัสดุพืชมีระบบตัวทําละลายต่างๆ สําหรับการสกัดสารประกอบที่ชอบน้ํา ส่วนใหญ่จะใช้ตัวทําละลายที่มีขั้ว เช่น เมทานอล เอทานอล หรือเอทิลอะซิเตท ในขณะที่สําหรับการสกัดสารประกอบไลโปฟิลิก (เช่น ไขมัน) ควรใช้ระบบตัวทําละลาย เช่น ไดคลอโรมีเทนหรือไดคลอโรมีเทน/เมทานอล (v/v 1:1) เฮกเซนมักใช้เป็นตัวทําละลายสําหรับการสกัดคลอโรฟิลล์

สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพคืออะไร?

สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหรือไฟโตเคมิคอลถูกกําหนดให้เป็นสารที่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต เนื้อเยื่อ หรือเซลล์ สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ได้แก่ ยาปฏิชีวนะ เอนไซม์ และวิตามิน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น แคโรทีนอยด์และโพลีฟีนอล สามารถสกัดได้จากผลไม้ ใบไม้ และผัก ในขณะที่ไฟโตสเตอรอลพบได้ในน้ํามันพืช
สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ได้จากพืช ได้แก่ ฟลาโวนอยด์, คาเฟอีน, แคโรทีนอยด์, โคลีน, ไดไทโอลไธโอน, ไฟโตสเตอรอล, โพลีแซ็กคาไรด์, ไฟโตเอสโตรเจน, กลูโคซิโนเลต, โพลีฟีนอล และแอนโธไซยานิน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลายชนิดมีคุณค่าในการทําหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ดังนั้นจึงถือว่าเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ

ฉันจะเลือกตัวทําละลายการสกัดที่ดีที่สุดได้อย่างไร

แนวทางด้านล่างช่วยให้คุณเลือกตัวทําละลายที่เหมาะสมสําหรับการสกัดทางพฤกษศาสตร์อัลตราโซนิก เนื่องจาก sonication เข้ากันได้กับตัวทําละลายมาตรฐานใด ๆ คุณสามารถเลือกตัวทําละลายที่เหมาะสมที่สุดสําหรับวัตถุดิบพืชของคุณไฟโตเคมิคอลเป้าหมายและประสิทธิภาพด้านต้นทุน

• การเลือก: เลือกตัวทําละลายที่ละลายสารประกอบที่ต้องการโดยเฉพาะในขณะที่ทิ้งส่วนประกอบที่ไม่ต้องการไว้เบื้องหลัง ตัวอย่างเช่น ใช้เอทานอลสําหรับสารประกอบที่มีขั้ว เช่น อัลคาลอยด์และฟลาโวนอยด์
• สภาพละลายได้: ตามหลักการ “เหมือนละลายเหมือน” เลือกตัวทําละลายที่มีขั้วคล้ายกับตัวละลาย ตัวทําละลายที่มีขั้ว (เช่น น้ํา เอทานอล) ละลายสารประกอบที่มีขั้ว ในขณะที่ตัวทําละลายที่ไม่มีขั้ว (เช่น เฮกเซน) จะละลายสารประกอบที่ไม่มีขั้ว เช่น ไขมันและน้ํามัน
• ค่า: พิจารณาความคุ้มค่าของตัวทําละลาย ตัวทําละลายบางชนิดอาจมีราคาแพงกว่า แต่ให้ผลผลิตที่สูงกว่าหรือการเลือกที่ดีกว่า ซึ่งปรับสมดุลต้นทุนการสกัดโดยรวม
• ความปลอดภัย: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวทําละลายปลอดภัยสําหรับการใช้งานและการจัดการ ปัจจัยต่างๆ ได้แก่ ความเป็นพิษ ความไวไฟ และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น น้ําและเอทานอลเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าเมื่อเทียบกับคลอโรฟอร์มหรือโทลูอีน

การเลือกขั้วและตัวทําละลาย
ตามกฎของความคล้ายคลึงกันและการผสมผสานตัวทําละลายที่มีค่าขั้วใกล้กับขั้วของตัวถูกละลายมีแนวโน้มที่จะทํางานได้ดีกว่า นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

• ตัวทําละลายขั้วโลก: น้ํา, เอทานอล, เมทานอล – ใช้สําหรับสกัดสารประกอบที่มีขั้ว เช่น อัลคาลอยด์ ฟลาโวนอยด์ ไกลโคไซด์ และโปรตีน
• ตัวทําละลายที่มีขั้วปานกลาง: อะซิโตน, เอทิลอะซิเตท, ไอโซโพรพานอล – เหมาะสําหรับการสกัดสารประกอบที่หลากหลาย รวมถึงฟีนอลิกและอัลคาลอยด์บางชนิด
• ตัวทําละลายที่ไม่มีขั้ว: เฮกเซน, โทลูอีน, ปิโตรเลียมอีเธอร์ – เหมาะอย่างยิ่งสําหรับการสกัดสารประกอบที่ไม่มีขั้ว เช่น ไขมัน แว็กซ์ เทอร์พีน และน้ํามันหอมระเหย

ตัวอย่างการใช้ตัวทําละลาย

• เอทานอล: หนึ่งในตัวทําละลายที่พบมากที่สุดสําหรับการสกัดจากพฤกษศาสตร์ ในฐานะที่เป็นตัวทําละลายที่มีขั้วเอทานอลจะละลายสารประกอบที่มีขั้วเช่นอัลคาลอยด์และฟลาโวนอยด์
• น้ำ: ตัวทําละลายสากลมักใช้ในการสกัดสารประกอบที่ชอบน้ํา เช่น โพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน และไกลโคไซด์บางชนิด
• เมทานอล: ตัวทําละลายที่มีขั้วสูงที่มีประสิทธิภาพในการสกัดสารประกอบจากพืชที่หลากหลาย รวมถึงฟีนอลิก ฟลาโวนอยด์ และอัลคาลอยด์บางชนิด
• เฮกเซน: ตัวทําละลายที่ไม่มีขั้วที่ใช้ในการสกัดสารประกอบที่ไม่มีขั้วเป็นหลัก เช่น ไขมัน ขี้ผึ้ง และน้ํามันหอมระเหย
• อะซีโตน: ตัวทําละลายอะโปรโตติกที่มีขั้วอะซิโตนมีประสิทธิภาพในการสกัดสารประกอบทางพฤกษศาสตร์ที่หลากหลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่มีขั้วน้อยกว่าสารสกัดด้วยน้ําหรือเมทานอล
• ไอโซโพรพานอล: ตัวทําละลายที่มีขั้วคล้ายกับเอทานอล มักใช้ในการสกัดน้ํามันหอมระเหย เรซิน และอัลคาลอยด์บางชนิด
• คลอโรฟอร์ม: ตัวทําละลายที่ไม่มีขั้วที่มีประสิทธิภาพในการสกัดอัลคาลอยด์เทอร์พีนอยด์และไกลโคไซด์บางชนิด มักใช้น้อยกว่าเนื่องจากความเป็นพิษ
• เอทิลอะซิเตท: ตัวทําละลายที่มีขั้วปานกลางที่ใช้ในการสกัดสารประกอบต่างๆ รวมถึงฟลาโวนอยด์ อัลคาลอยด์ และฟีนอลิก
• โทลูอีน: ตัวทําละลายที่ไม่มีขั้วที่ใช้ในการสกัดสารประกอบที่ไม่มีขั้ว เช่น น้ํามันหอมระเหย เทอร์พีน และแว็กซ์
• บิวทานอล: ตัวทําละลายที่มีขั้วปานกลางที่มีประสิทธิภาพในการสกัดสารประกอบที่มีขั้วปานกลางรวมถึงไกลโคไซด์และซาโปนินบางชนิด
• ปิโตรเลียมอีเธอร์: ตัวทําละลายที่ไม่มีขั้วที่ใช้ในการสกัดไขมัน น้ํามัน และสารประกอบที่ไม่มีขั้วอื่นๆ จากวัสดุจากพืชเป็นหลัก

ตัวทําละลายต่อไปนี้ได้รับการทดสอบในการศึกษาวิจัยที่ตรวจสอบการสกัดด้วยอัลตราโซนิกของวัสดุพืชและพฤกษเคมีเฉพาะ

ตัวทําละลายอินทรีย์คืออะไร?

ตัวทําละลายอินทรีย์เป็นสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) ชนิดหนึ่ง VOCs เป็นสารเคมีอินทรีย์ที่ระเหยที่อุณหภูมิห้อง
สารประกอบอินทรีย์ที่ใช้เป็นตัวทําละลาย ได้แก่ :

• สารประกอบอะโรมาติก เช่น เบนซินและโทลูอีน
• แอลกอฮอล์ เช่น เมทานอล
• เอสเทอร์และอีเธอร์
• คีโตน เช่น อะซิโตน
• เอมีน
• ไฮโดรคาร์บอนไนเตรตและฮาโลเจน

ตัวทําละลายอินทรีย์หลายชนิดจัดเป็นพิษหรือก่อมะเร็ง ในกรณีที่จัดการไม่ถูกต้อง อาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ และอาจปนเปื้อนอากาศ น้ํา และดินได้ เนื่องจากกลไกที่มีประสิทธิภาพของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงสามารถหลีกเลี่ยงการใช้ตัวทําละลายอินทรีย์แทนที่ด้วยตัวทําละลายที่อ่อนโยนและปลอดสารพิษ