การสกัดพอลิฟีนอลจาก Baggibuti (Stachys parviflora) ด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์

สารสกัดจากพืช Baggibuti (Stachys parviflora L.) ได้รับการยอมรับในฐานะยาสมุนไพรที่ใช้รักษาอาการตะคริว อาการปวดข้อ โรคลมชัก โรคลมบ้าหมู และโรคพยาธิกินี มีการใช้เครื่องสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์อย่างประสบความสำเร็จเพื่อแยกพอลิฟีนอลและสารพฤกษเคมีอื่น ๆ จาก Stachys parviflora

อะไรทำให้การสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์เหนือกว่า? – หลักการทำงานและประโยชน์ของคลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูง

เมื่อต้องการแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (ได้แก่ สารพฤกษเคมีและสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิ) จากพืช จำเป็นต้องทำลายโครงสร้างเซลล์ของวัสดุพืชเพื่อปลดปล่อยสารเป้าหมาย การสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการแยกสารพฤกษเคมีทั้งหมดจากพืช (เช่น Stachys parviflora สมุนไพร เป็นต้น) ภายในกระบวนการสกัดที่รวดเร็ว การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงทำให้เกิดผลจากคาวิเทชันที่รุนแรง การรบกวน / การไหลปั่นป่วน และการไหลของของเหลวด้วยความเร็วสูง แรงจากคลื่นอัลตราซาวนด์เหล่านี้ส่งเสริมการทำลายเซลล์และการผสมทั้งในระดับมหภาคและจุลภาค นอกจากนี้ การแทรกซึมของตัวทำละลาย การละลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และการถ่ายเทมวลยังดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ จึงทำให้การสกัดโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วยมีประสิทธิผลสูงมาก และให้ผลผลิตสารสกัดที่เหนือกว่าภายในระยะเวลาดำเนินกระบวนการที่รวดเร็ว

ประโยชน์ของสารพฤกษเคมีจาก Baggibuti (Stachys parviflora)

Stachys parviflora L. ซึ่งรู้จักกันทั่วไปในชื่อ “Baggibuti” เป็นพืชชนิดหนึ่งใน Lamicae มีรายงานว่าสารประกอบของ Stachys parviflora เช่น อิริดอยด์ ฟลาโวนอยด์ กรดฟีนอลิก และไดเทอร์พีนอยด์ เป็นสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิที่เป็นที่รู้จักว่ามีคุณสมบัติต้านไตอักเสบ ต้านการอักเสบ กำจัดอนุมูลอิสระ และต้านจุลชีพ

การสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจาก Baggibuti (Stachys parviflora) ด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์

การสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ หรือที่เรียกว่าการสกัดโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์และใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เพื่อแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น พอลิฟีนอล ฟลาโวนอยด์ เทอร์พีน และสารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิอื่น ๆ อีกมากมายจากพืช

การสกัด Baggibuti (Stachys parviflora): หลักการทำงานและวิธีดำเนินการ

การสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคการสกัดที่อ่อนโยน ไม่ใช้ความร้อน แต่มีประสิทธิภาพสูง โดยอาศัยแรงเชิงกลเพียงอย่างเดียว จึงช่วยปกป้องสารประกอบจากพืชที่ไวต่อการเสื่อมสภาพจากความร้อน ขณะเดียวกัน ผลผลิตสารสกัดที่ได้จากการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ก็สูงเป็นพิเศษและมีคุณภาพเหนือกว่า

คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงสำหรับการสกัด

กลไกเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดของคลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ำที่มีความเข้มสูงมีสาเหตุหลักมาจากปรากฏการณ์คาวิเทชันทางเสียง เมื่อฟองคาวิเทชันยุบตัวบนผิวของวัสดุพืช การกัดกร่อนและการเกิดรูพรุนด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์จะทำลายเมทริกซ์ของเซลล์พืช (เช่น Stachys parviflora) ส่งผลให้โครงสร้างเซลล์ถูกทำลายและปลดปล่อยสารภายในเซลล์ เช่น พอลิฟีนอลและสารพฤกษเคมีอื่น ๆ การถ่ายเทมวลที่เพิ่มขึ้นจากกระบวนการนี้ช่วยให้โมเลกุล เช่น โปรตีน ลิพิด และสารพฤกษเคมี ถูกปลดปล่อยได้ง่ายขึ้น
แรงเฉือนที่เกิดจากคลื่นอัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการแทรกซึมของตัวทำละลายเข้าสู่เมทริกซ์เซลล์ของวัสดุพืช และเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ตามลำดับ กลไกเหล่านี้ของคลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงเป็นสาเหตุที่ทำให้กระบวนการมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ในการสกัดสารจากพืช

ภาพ SEM ของผิว Stachys parviflora โดย (a) เป็นตัวอย่างที่ไม่ผ่านการบำบัด (b) เป็นการสกัดแบบแช่ และ (c) เป็นการสกัดโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) ภายใต้สภาวะที่ปรับให้เหมาะสม (UP200Ht, ระยะเวลาบำบัด 4 min ความเข้มสูง 74.5% และความบริสุทธิ์ของตัวทำละลาย 74.2 %)
งานวิจัยและภาพ: ©Salarbashi et al., 2016

วิธีดำเนินการสกัดสารฟีนอลิกจาก Baggibuti ด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์

ทีมวิจัยของ Salarbashi สกัดสารประกอบพอลิฟีนอลจากใบ Stachys parviflora โดยใช้เครื่องสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ UP200Ht (200W, 26kHz) ในการศึกษาเปรียบเทียบการสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์กับการสกัดแบบแช่ ส่วนเหนือดินที่ทำให้แห้งแล้วของ S. parviflora (เก็บเกี่ยวในระยะออกดอก) ถูกบดเป็นผงที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยน้อยกว่า 149µm การสกัดสารจากพืชดำเนินการที่อุณหภูมิ 35°C และค่า pH ตามธรรมชาติ โดยใช้เมทานอล (60, 80 และ 100 % (v v-1)) เป็นตัวทำละลาย เป็นระยะเวลา 4, 7 และ 10 min
สำหรับการสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ ใช้เครื่องอัลตราซาวนด์ชนิดโพรบ Hielscher UP200Ht (200W, 26kHz) โดยตั้งแอมพลิจูดของเครื่องสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ UP200Ht ไว้ที่ 100% ความเข้มของการบำบัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์เท่ากับ 21.8346 Wcm-2 ที่แอมพลิจูด 100%
ผลการวิเคราะห์สารสกัดที่ผลิตด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์แสดงให้เห็นว่า ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด (TFC) ของสารสกัดเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามการบำบัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ ขณะที่ระยะเวลาการสกัดมีผลต่อ TFC ในทิศทางตรงกันข้าม ได้ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดสูงสุดเมื่อใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นระยะเวลา 4min. (t = 4 min)
พบ caffeic acid, tannic acid, quercetin, trans ferulic acid และ rosmarinic acid เป็นสารประกอบฟีนอลิกหลักในสารสกัดที่ผลิตด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์
จากภาพ SEM เห็นได้อย่างชัดเจนว่าการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์และคาวิเทชันทางเสียงที่เกิดขึ้นมีบทบาทสำคัญอย่างแน่นอนในการทำลายผนังเซลล์และโครงสร้างของวัสดุพืชอย่างมีประสิทธิผล และผลผลิตจากการสกัดเพิ่มขึ้นด้วยการสั่นของคลื่นอัลตราซาวนด์และการไหลระดับจุลภาคที่เกิดจากคาวิเทชัน ผลเหล่านี้ที่เกิดจากคลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงทำให้การสกัดโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการพองตัวและการอ่อนตัวของผนังเซลล์ผ่านการรับน้ำของวัสดุเพกทินในชั้นมิดเดิลลาเมลลา ดังนั้น เมทริกซ์ของเซลล์พืชจึงถูกทำลาย ซึ่งส่งผลให้สารเมแทบอไลต์ที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพถูกปลดปล่อยได้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีการสกัดแบบดั้งเดิมอื่น ๆ อย่างมาก ภาพ SEM แสดงให้เห็นประสิทธิภาพของการสกัดสารประกอบฟีนอลิกด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ เนื่องจากเป็นวิธีสกัดที่อ่อนโยนและไม่ใช้ความร้อน การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์จึงให้สารสกัดที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและต้านจุลชีพเหนือกว่าสารสกัดที่ผลิตด้วยเทคนิคการสกัดแบบทั่วไป
(เทียบกับ Salarbashi et al., 2016)

โครมาโทแกรม HPLC ของสารสกัด Stachys parviflora ที่แยกได้ภายใต้สภาวะการสกัดโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วยที่ปรับให้เหมาะสม
งานวิจัยและภาพ: ©Salarbashi et al., 2016

เครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยสำหรับการสกัด Stachys parviflora

คุณสมบัติอัจฉริยะของเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher ได้รับการออกแบบเพื่อรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ และความสะดวกในการใช้งาน สามารถเข้าถึงและปรับค่าการทำงานได้อย่างง่ายดายผ่านเมนูที่ใช้งานได้อย่างเป็นธรรมชาติ โดยเข้าถึงเมนูได้ผ่านหน้าจอสัมผัสสีแบบดิจิทัลและการควบคุมระยะไกลผ่านเบราว์เซอร์ ดังนั้น สภาวะการดำเนินกระบวนการทั้งหมด เช่น พลังงานสุทธิ พลังงานรวม แอมพลิจูด เวลา ความดัน และอุณหภูมิ จึงถูกบันทึกโดยอัตโนมัติลงในการ์ด SD ที่ติดตั้งในเครื่อง ซึ่งช่วยให้คุณทบทวนและเปรียบเทียบการดำเนินกระบวนการด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ครั้งก่อน ๆ และปรับการสกัดน้ำมันหอมระเหยจาก Stachys parviflora (baggibuti) ให้มีประสิทธิภาพสูงสุดได้
ระบบของ Hielscher Ultrasonics ถูกใช้ทั่วโลกเพื่อผลิตสารสกัดจากพืชคุณภาพสูง เครื่องอัลตราซาวนด์อุตสาหกรรมของ Hielscher สามารถทำงานที่แอมพลิจูดสูงอย่างต่อเนื่อง (24/7/365) ได้อย่างง่ายดาย สามารถสร้างแอมพลิจูดได้สูงถึง 200µm อย่างต่อเนื่องและง่ายดายด้วยโซโนโทรดมาตรฐาน (โพรบ / ฮอร์นอัลตราซาวนด์) สำหรับแอมพลิจูดที่สูงยิ่งขึ้น มีโซโนโทรดอัลตราซาวนด์ที่ผลิตตามความต้องการให้เลือกใช้ ด้วยความแข็งแรงทนทานและความต้องการบำรุงรักษาที่ต่ำ ระบบสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ของเราจึงมักติดตั้งสำหรับงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดการใช้งานสูง

ติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดสารจากพืชด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ ระบบสกัดด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ของเรา และข้อมูลราคา! บุคลากรที่มีประสบการณ์สูงของเรายินดีพูดคุยกับคุณเกี่ยวกับการใช้งานและข้อกำหนดของกระบวนการของคุณ!

ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการดำเนินกระบวนการโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา: