สารสกัด Catechin ที่เหนือกว่าพร้อมอัลตราโซนิก
การสกัดอัลตราโซนิกของ Catechins
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่ไม่ใช่ความร้อนซึ่งขึ้นอยู่กับการใช้แรงกลบริสุทธิ์ คลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําความเข้มสูงเชื่อมต่อผ่านโพรบอัลตราโซนิก (sonotrode) ในตัวกลางของเหลว แรงเฉือนที่รุนแรงของโพรงอากาศอะคูสติกเจาะและทําลายเยื่อหุ้มเซลล์เพิ่มการถ่ายโอนมวลระหว่างภายในเซลล์และตัวทําละลายและปล่อยสารประกอบภายในเซลล์เข้าสู่ตัวทําละลาย
ในการทบทวนวิธีการสกัดจากชาเขียว (Camellia sinensis) อย่างกว้างขวาง Banerjee และ Chatterjee (2015) พบว่าเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบมีประสิทธิภาพมากกว่าอ่างอัลตราโซนิกอย่างมีนัยสําคัญ นอกจากนี้ผู้เขียนยังระบุว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นโหมดที่ต้องการของการสกัดคาเทชินชาเนื่องจากประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นของกระบวนการสกัดที่อุณหภูมิต่ํากว่าซึ่งป้องกันการเสื่อมสภาพความร้อนของสารประกอบที่ไวต่อความร้อนและรักษาคุณค่าทางยา การสกัดที่อุณหภูมิสูงมักนําไปสู่การย่อยสลายของโพลีฟีนอลและเพิ่มการปลดปล่อยโปรตีนและเพคตินซึ่งรบกวนคุณภาพทางประสาทสัมผัสของชาโดยการก่อตัวของครีม ข้อดีของการ sonication อยู่ในกลไกที่ไม่ใช่ความร้อน ในการศึกษาของพวกเขานักวิจัยแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มผลผลิตโพลีฟีนอลของชาได้ที่ 65 °C ในขณะที่เมื่อเทียบกับการสกัดแบบดั้งเดิมที่ 85 °C อย่างไรก็ตามการสกัดด้วยอัลตราโซนิกยังทํางานที่อุณหภูมิห้อง ในฐานะที่เป็นเทคนิคการสกัดแบบไม่ใช้ความร้อนเครื่องสะท้อนเสียงจะใช้แรงเชิงกลเพื่อทําลายเซลล์เปิดและปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นโพลีฟีนอลและคาเทชินที่มีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าลงในตัวทําละลาย
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกให้ผลผลิตสารอาหารคุณภาพสูงสูง ในฐานะที่เป็นกระบวนการที่ไม่ใช่ความร้อนการสกัดด้วยอัลตราโซนิกจะช่วยหลีกเลี่ยงการสูญเสียสารอาหารที่ไวต่อความร้อน
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถทําได้ที่อุณหภูมิห้องหรือในของเหลวที่เย็นลง คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับชาสกัดเย็นอัลตราโซนิก!
- ปราศจากตัวทําละลาย / น้ํา
- ผลผลิตการสกัดสูง
- สารสกัดคุณภาพสูง
- สารสกัดเต็มสเปกตรัม
- กระบวนการที่รวดเร็ว
- เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- การบํารุงรักษาต่ํา
- ROI ที่รวดเร็ว
เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UIP2000hdT (2kW) พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบทช์กวนอย่างต่อเนื่อง
กรณีศึกษาการสกัด Catechin อัลตราโซนิก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถทําได้โดยใช้ตัวทําละลายต่างๆรวมถึงน้ําเอทานอลน้ํา: ส่วนผสมเอทานอลไอโซโพรพานอลน้ํามันพืชกลีเซอรีน ฯลฯ
ในการศึกษาจากปี 2018 Ayyildiz และคณะ เปรียบเทียบการสกัดด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้น้ําและเอทานอลเป็นตัวทําละลายกับวิธีการสกัดน้ําร้อนแบบเดิม สําหรับการศึกษานี้ในระดับนําร่องใช้เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ในชุดและในการตั้งค่าการไหลต่อเนื่อง
ผลการวิจัยพบว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกด้วยเอทานอลมีนัยสําคัญ (p < 0.05) more efficient to extract higher yields of EGCG, EGC, ECG, and EC than conventional hot water extraction and ultrasonic water-based extraction. Under optimised process conditions, almost 100% and 50% more EGCG content was obtained ultrasonic ethanol extraction than conventional hot water extraction and ultrasonic extraction with water, respectively. The optimal conditions for the ultrasonic extraction of EGCG with ethanol were 66.53ºC, 43.75 min and, 67.81% ethanol.
Ultrasonic extraction is the preferred mode of tea catechins due to the increased efficacy of extraction process at lower temperature by retaining their antioxidant activity.
เครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง
ระบบสกัดอัลตราโซนิกของ Hielscher ถูกนํามาใช้ทั่วโลกในอาหารและยาสําหรับการผลิตสารสกัดจากพืชคุณภาพสูงในเชิงพาณิชย์ที่ใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและยา ไม่ว่าคุณจะต้องการผลิตชาสกัดเย็นในปริมาณที่เล็ก ๆ หรือแปรรูปสารสกัดโพลีฟีนอล / คาเทชินคุณภาพสูงในปริมาณมาก Hielscher Ultrasonics มีเครื่องสกัดอัลตราโซนิกที่เหมาะสมสําหรับคุณ เครื่องอัลตราโซนิกใช้งานง่ายและปลอดภัย ซอฟต์แวร์ที่ใช้งานง่ายและการควบคุมแบบดิจิตอลผ่านหน้าจอสัมผัสช่วยให้สามารถควบคุมกระบวนการได้อย่างแม่นยํา ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง
เครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบ UP100H สําหรับการสกัดคาเทชินจากใบชา
การกําหนดมาตรฐานกระบวนการด้วย Hielscher Ultrasonics
สารสกัดเกรดอาหารและยาควรผลิตตามแนวทางปฏิบัติที่ดีในการผลิต (GMP) และภายใต้ข้อกําหนดการแปรรูปที่ได้มาตรฐาน ระบบสกัดแบบดิจิตอลของ Hielscher Ultrasonic มาพร้อมกับซอฟต์แวร์อัจฉริยะซึ่งทําให้ง่ายต่อการตั้งค่าและควบคุมกระบวนการ sonication อย่างแม่นยํา การบันทึกข้อมูลอัตโนมัติจะเขียนพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกทั้งหมดเช่นพลังงานอัลตราซาวนด์ (พลังงานทั้งหมดและพลังงานสุทธิ) แอมพลิจูดอุณหภูมิความดัน (เมื่อติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความดัน) พร้อมวันที่และเวลาประทับบนการ์ด SD ในตัว สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถแก้ไขล็อตที่ประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกแต่ละล็อตได้ ในขณะเดียวกันก็มั่นใจได้ถึงความสามารถในการทําซ้ําและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สูงอย่างต่อเนื่อง
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม/อ้างอิง
- Ayyildiz, เสนา ซาคลาร์; คาราเดนิซ, บูเลนท์; แซกแคนบ์, นีฮัน; บาฮารา, บานู; เรา Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): การปรับพารามิเตอร์การสกัดของ epigallocatechin gallate ให้เหมาะสมโดยใช้น้ําร้อนทั่วไปและวิธีการช่วยอัลตราซาวนด์จากชาเขียว. การแปรรูปอาหารและผลิตภัณฑ์ชีวภาพ 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): กลยุทธ์การสกัดที่มีประสิทธิภาพของชา (Camellia sinensis) ชีวโมเลกุล เจ วิทยาศาสตร์อาหาร เทคโนโลยี 52, 2015. 3158–3168.
- มาร์ติน-การ์เซีย เบียทริซ; ปาซินี, เฟเดริกา; เวราร์โด, วิโต้; Díaz-de-Cerio, Elixabet; ไทเลวิช, เออร์ซูลา; โกเมซ-คาราวากา, อนา มาเรีย; คาโบนี่ มาเรีย ฟิโอเรนซา (2019): การเพิ่มประสิทธิภาพการสกัด Proanthocyanidins ด้วยอัลตราโซนิกจาก Brewers' Spent Grains. สารต้านอนุมูลอิสระ 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): แบทช์และอัลตราซาวนด์ต่อเนื่องช่วยสกัดใบ Boldo (Peumus boldus Mol.) วารสารวิทยาศาสตร์โมเลกุลนานาชาติ 14, 2013. 5750-5764.
- KS Suslick, K. Othmer, "สารานุกรมเทคโนโลยีเคมี"; ฉบับที่ 4 เจ. ไวลีย์ & ลูกชาย: นิวยอร์ก 1998 ฉบับที่ 26 หน้า 517-541
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
การสกัดอัลตราโซนิก – หลักการทํางาน
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีทางกลในการปลดปล่อยและแยกสารประกอบภายในเซลล์ออกจากเมทริกซ์เซลล์เช่นเซลล์พืช เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์กําลังสูงถูกควบคู่เข้ากับสารละลาย (เช่นประกอบด้วยอนุภาคพืชที่หมักในน้ําหรือตัวทําละลาย) ปรากฏการณ์ของโพรงอากาศนําไปสู่อุณหภูมิความดันอัตราการให้ความร้อน / ความเย็นความแตกต่างของแรงดันและแรงเฉือนสูงในตัวกลาง เมื่อฟองอากาศระเบิดบนพื้นผิวของของแข็ง (เช่นอนุภาคเซลล์พืชเนื้อเยื่อ ฯลฯ ) ไมโครเจ็ทและการชนกันระหว่างอนุภาคจะสร้างผลกระทบเช่นการลอกพื้นผิวการกัดเซาะและการสลายอนุภาค นอกจากนี้ การระเบิดของฟองอากาศในสื่อเหลวจะสร้างความปั่นป่วนมาโครและการผสมขนาดเล็ก
การฉายรังสีอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเพิ่มกระบวนการถ่ายเทมวลเนื่องจากการ sonication ส่งผลให้เกิดโพรงอากาศและกลไกที่เกี่ยวข้องเช่นการเคลื่อนไหวของไมโครโดยไอพ่นของเหลวการบีบอัดและการบีบอัดในวัสดุด้วยการหยุดชะงักของผนังเซลล์ในภายหลังตลอดจนอัตราการให้ความร้อนและความเย็นสูง
การสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์พืช: ส่วนตามขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์ (TS) แสดงกลไกการออกฤทธิ์ระหว่างการสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์ (กําลังขยาย 2000x) [แหล่งข้อมูล: Vilkhu et al. 2011]
อัลตราโซนิกของวัสดุพืชจะแยกส่วนเมทริกซ์ของเซลล์พืชและเพิ่มความชุ่มชื้นของเซลล์พืช Chemat et al. (2015) สรุปว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพฤกษศาสตร์เป็นผลมาจากกลไกอิสระหรือรวมกันที่แตกต่างกันรวมถึงการกระจายตัวการกัดเซาะเส้นเลือดฝอยการขจัดพื้นผิวและโซโนโพเรชั่น ผลกระทบเหล่านี้ขัดขวางผนังเซลล์ปรับปรุงการถ่ายเทมวลโดยการผลักตัวทําละลายเข้าไปในเซลล์และดูดตัวทําละลายที่บรรจุสารประกอบไฟโตออกและรับประกันการเคลื่อนที่ของของเหลวโดยการผสมไมโคร
ข้อได้เปรียบที่สําคัญของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกคืออะไร?
- กระบวนการที่รวดเร็วและผลผลิตสูง
- ใช้พลังงานต่ํา
- ลดต้นทุนการประมวลผล
- เทคโนโลยีที่ไม่ระบายความร้อน
- ความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้น
- เทคโนโลยีสีเขียว
โพรงอากาศอะคูสติกและเอฟเฟกต์
ในของเหลวคลื่นอัลตราซาวนด์จะสร้างวงจรความดันสูง / ความดันต่ําสลับกันอย่างรุนแรงซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของฟองอากาศ ในช่วงหลายรอบความดัน ฟองอากาศจะเติบโตจนกว่าจะถึงขีดจํากัด ซึ่งฟองอากาศไม่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้น ณ จุดนี้ฟองสบู่ระเบิดอย่างรุนแรง ในระหว่างการระเบิดของฟองอากาศ สภาวะที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูงถึง 5000K แรงดันสูงถึง 2000 ATM อัตราการให้ความร้อน/ความเย็นที่สูงมากและความแตกต่างของแรงดันเกิดขึ้น เนื่องจากพลวัตของการยุบตัวของฟองอากาศเร็วกว่าการถ่ายเทมวลและความร้อนพลังงานในโพรงที่ยุบตัวจึงถูก จํากัด อยู่ในโซนเล็กมากหรือที่เรียกว่า "ฮอตสปอต" การระเบิดของฟองอากาศยังส่งผลให้เกิดความปั่นป่วนขนาดเล็ก ไอพ่นของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 280 ม./วินาที และแรงเฉือนที่เกิดขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโพรงอากาศอัลตราโซนิกหรืออะคูสติก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับโพรงอากาศทางเสียงและแรงเฉือนอุทกพลศาสตร์
คาเทชิน
ชาเขียวเป็นที่ทราบกันดีว่าอุดมไปด้วยโพลีฟีนอล เช่น กรดคาเฟอิก, กรดแกลลิก, คาเทชิน, เอพิคาเทชิน, กัลโลกาทีน, คาเทชินแกลเลต, กัลโลกาเทชินแกลเลต, เอพิกาเทชินแกลเลต, เอพิกาโลกาเทคีน, และเอพิกาลอกาเทชินแกลเลต (EGCG) ซึ่งทําให้ชาเขียวเป็นอาหารเพื่อสุขภาพยอดนิยมที่บริโภคเป็นเครื่องดื่มและเป็นสารสกัด EGCG เป็นคาเทชินที่รู้จักกันดีซึ่งมีอยู่ในปริมาณสูงในใบแห้งของชาเขียว (7380 มก. ต่อ 100 กรัม) ชาขาว (4245 มก. ต่อ 100 กรัม) และในปริมาณที่น้อยกว่าในชาดํา (936 มก. ต่อ 100 กรัม) ในระหว่างการผลิตชาดํา คาเทชินส่วนใหญ่จะถูกเปลี่ยนเป็นธีฟลาวินและธีรูบิกินผ่านโพลีฟีนอลออกซิเดส
ประโยชน์ต่อสุขภาพของ Epigallocatechin Gallate (EGCG)
จากกลุ่มของคาเทชิน epigallocatechin gallate (EGCG) เป็นชนิดที่มีการวิจัยมากที่สุดและมีแนวโน้มมากที่สุด ตั้งแต่การต้านมะเร็ง ต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ ต้านพังผืด ต้านคอลลาเจนเนส ไปจนถึงการเพิ่มระบบภูมิคุ้มกันและต่อต้านริ้วรอย EGCG มีประโยชน์มากมาย ดังนั้นจึงบริโภคในรูปแบบของเครื่องดื่มชาเขียว เช่นเดียวกับในรูปแบบของผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เช่น แคปซูล ผง เม็ดยา เป็นต้น
การศึกษาวิจัยชี้ให้เห็นว่าคาเทชิน เช่น epigallocatechin gallate (EGCG) อาจลดการอักเสบและสามารถป้องกันภาวะเรื้อรังบางอย่าง เช่น โรคหัวใจ เบาหวาน และมะเร็งบางรูปแบบ
EGCG และฤทธิ์ต้านมะเร็ง
เนื่องจากมะเร็งมักเป็นโรคที่คุกคามถึงชีวิตคุณสมบัติต้านมะเร็งของ EGCG จึงอยู่ภายใต้การวิจัยอย่างหนัก การศึกษาชี้ให้เห็นว่า EGCG สามารถยับยั้งการสร้างเนื้องอกได้โดยการลดหรือกําจัดผลกระทบของสารก่อมะเร็ง มีการค้นพบที่ชี้ให้เห็นว่า EGCG ป้องกันการเกิดเนื้องอกในตับที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนที่เกิดจากไดเอทิลไนโตรซามีนโดยการยับยั้งแกน IGF/IGF-1R ปรับปรุงภาวะอินซูลินในเลือดสูง และลดการอักเสบเรื้อรัง กลไกอีกประการหนึ่งของฤทธิ์ต้านมะเร็งของ EGCG คือการยับยั้งการสร้างหลอดเลือดและยับยั้งการแพร่กระจายของเนื้องอก
EGCG และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ
กระบวนการต้านอนุมูลอิสระนับไม่ถ้วนเกิดขึ้นในร่างกายมนุษย์และมีส่วนช่วยในสุขภาพความแข็งแรงและความเป็นอยู่ที่ดี EGCG เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ สารต้านอนุมูลอิสระสามารถป้องกันความเสียหายของเซลล์ได้โดยการกําจัดอนุมูลอิสระและทําให้เป็นกลาง วงแหวนฟีนอลในโครงสร้าง EGCG ทําหน้าที่เป็นกับดักอิเล็กตรอนและกําจัดอนุมูลอิสระยับยั้งการก่อตัวของออกซิเจนที่ทําปฏิกิริยาและลดความเสียหายที่เกิดจากความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน
EGCG และฤทธิ์ต้านการอักเสบ
การอักเสบอาจเกิดจากโรค ความเครียดเรื้อรัง และมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ร่างกายตอบสนองต่อปัจจัยความเครียดดังกล่าวด้วยการอักเสบซึ่งมีลักษณะการรวมตัวของเซลล์ภูมิคุ้มกันจํานวนมากที่บริเวณที่อักเสบการปลดปล่อยไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบและออกซิเจน/ไนโตรเจนชนิดที่ทําปฏิกิริยา (ROS/RNS) ROS/RNS เกี่ยวข้องกับการกระตุ้นปัจจัยการถอดความ NF-B และโปรตีนตัวกระตุ้น - (AP-)1 หลังจากเปิดใช้งาน NF-jB และ AP-1 จะถ่ายโอนจากไซโตพลาสซึมไปยังนิวเคลียสและควบคุมการแสดงออกของยีนอักเสบที่หลากหลาย ซึ่งต่อมาทําให้เกิดการตอบสนองต่อการอักเสบที่รุนแรงขึ้นและเนื้อเยื่อเสียหาย
EGCG ยับยั้งการส่งผ่านของ NF-B และ AP-1 ที่การแสดงออกของ iNOS และ COX-2 ถูกควบคุมลดลงโดยการกําจัดไนตริกออกไซด์ เปอร์ออกซีไนไตรต์ และ ROS/RNS อื่นๆ เป็นหลัก และการผลิตปัจจัยการอักเสบจะลดลง
EGCG และผลกระทบต่อการส่งเสริมการสร้างกระดูก
โรคกระดูกพรุนเป็นโรคร้ายแรงที่มีลักษณะการเสื่อมสภาพของเมทริกซ์กระดูกและการสูญเสียความหนาแน่นของกระดูก EGCG แสดงผลการควบคุมต่อการเผาผลาญกระดูก EGCG สามารถกระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์กระดูกและยับยั้งการก่อตัวของเซลล์กระดูกโดยการปิดกั้นการสร้าง NF-B และ IL-1b นอกจากนี้ยังสามารถส่งเสริมการก่อตัวของก้อนกระดูกแร่ธาตุ
[อ้างอิง Chenyu Chu; เจียเติ้ง; อี้แมน; Yili Qu (2017): สารสกัดจากชาเขียว Epigallocatechin-3-gallate สําหรับการรักษาที่แตกต่างกัน BioMed Research International ฉบับ 2017]