อัลตราโซนิกเอาชนะวิธีการสกัดอื่น ๆ ด้วยความเร็ว
ขั้นตอนการสกัดอัลตราโซนิกอย่างรวดเร็วและส่งผลให้ประหยัดเวลาในการผลิตสารสกัดเป็นหนึ่งในข้อดีหลายประการของการสกัดอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช การสกัดด้วยอัลตราโซนิกได้รับการเปรียบเทียบทางวิทยาศาสตร์กับเทคนิคการสกัดทางเลือกเช่นการสกัด CO2 วิกฤตยิ่งยวดการหมักกรดไหลย้อนความร้อนการสกัดด้วยไมโครเวฟและผลการวิจัยพิสูจน์ข้อได้เปรียบที่สําคัญของอัลตราโซนิกเกี่ยวกับความเร็วในการสกัดและผลผลิต
Ultrasonication เป็นขั้นตอนการสกัดอย่างรวดเร็ว
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเป็นที่รู้จักกันดีในด้านผลผลิตสูงสารสกัดคุณภาพสูงเวลาสกัดสั้นการใช้พลังงานต่ําและความสามารถในการทํางานกับตัวทําละลายที่ไม่รุนแรงมาก ปัจจัยทั้งหมดเหล่านี้มีส่วนช่วยในประสิทธิภาพโดยรวมที่ไม่ธรรมดาของการสกัดอัลตราโซนิกของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากวัสดุจากพืช
ด้านล่างนี้คุณจะพบรายงานการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ที่เลือกซึ่งการสกัดด้วยอัลตราโซนิก (รวมถึงการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย / UAE) ถูกเปรียบเทียบกับเทคนิคการสกัดอื่น ๆ เช่น maceration, Soxhlet, heat-reflux, supercritical CO2และการสกัดด้วยไมโครเวฟ
เครื่องอัลตราโซนิก UP400St สําหรับการสกัดพฤกษศาสตร์ความเร็วสูงในโหมดแบทช์
| การประยุกต์ใช้การสกัด | เวลาสกัดอัลตราโซนิก | เวลาวิธีการสกัดทางเลือก | ข้อมูลเพิ่มเติม | ที่มา |
|---|---|---|---|---|
| การสกัดแอนโธไซยานินจากผลเบอร์รี่ไมร์เทิล | 5 นาที | 15 นาที ไมโครเวฟ | เครื่องอัลตราโซนิก UP200S | กอนซาเลซและคณะ, 2019 |
| การสกัดใบ Boldo | 5-30 นาที | 15-90 นาที การหมัก | เครื่องอัลตราโซนิก UIP1000hdT "เราจะเห็นว่าตั้งแต่ 5 ถึง 30 นาทีของการ sonication ผลผลิตจะเทียบเท่ากับผลผลิตของการหมักแบบธรรมดาที่ 15 ถึง 90 นาที: UAE ต้องใช้เวลาหนึ่งในสามในการสกัดวัสดุที่ละลายน้ําได้ของใบในการหมักแบบธรรมดา" | Petigny และคณะ, 2013 |
| การสกัดฟีนอลและฟลาโวนอยด์ทั้งหมดจากปราชญ์ | 11 นาที | 30 นาที การสกัดแบบธรรมดาด้วยเครื่องปั่นอ่างน้ําที่อุณหภูมิ 60ºC | เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UP100H, ยูพี 400 เอส | Dent และคณะ, 2015 |
| การสกัดโพลีฟีนอลใบมะกอก | 21 นาที | 60 นาที การสกัดกรดไหลย้อนแบบธรรมดา | เครื่องอัลตราโซนิก UP400S | Dobrinčić และคณะ, 2020 |
| การสกัดฟีนอลิกที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากใบ Malva sylvestris | 49 นาที 48°C ที่ 110W | 5 ชม. การสกัดเตียงกวนที่ 150 รอบต่อนาที | เครื่องอัลตราโซนิก UP200S การวิเคราะห์ HPLC พบว่าความเข้มข้นของฟีนอลิกที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ (p≺0.05) ภายใต้ค่าที่เหมาะสมที่สุด UAE เงื่อนไข | Bimakr และคณะ, 2017 |
| การสกัดไขมันจากเมล็ดแตงโมฤดูหนาว (Benincasa hispida) | ∼36 นาที | การสกัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวดรวมกับเทคนิคการแกว่งแรงดัน (SCE-PST) (∼50 นาที), CO วิกฤตยิ่งยวด2 (∼97 นาที) และการสกัด Soxhlet แบบธรรมดา (∼360 นาที) | การเปรียบเทียบคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (sCO2), การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) การสกัดคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวดรวมกับเทคนิคการแกว่งแรงดัน (SCE-PST) และการสกัด Soxhlet แสดงให้เห็นว่าสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์เป็นเทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วที่สุด | Bimakr และคณะ (2015) |
การเปรียบเทียบคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (sCO2), การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) การสกัดคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวดรวมกับเทคนิคการแกว่งแรงดัน (SCE-PST) และการสกัด Soxhlet แสดงให้เห็นว่า UAE เป็นเทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วที่สุด
- ประสิทธิภาพการสกัดสูง
- ผลผลิตการสกัดที่เหนือกว่า
- กระบวนการที่รวดเร็ว
- อุณหภูมิต่ํา
- เหมาะสําหรับการสกัดสารประกอบที่ผ่านความร้อน
- เข้ากันได้กับตัวทําละลายใด ๆ
- ใช้พลังงานต่ํา
- เทคนิคการสกัดสีเขียว
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- ต้นทุนการลงทุนและการดําเนินงานต่ํา
- การทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้งานหนัก
เครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการแยกสารประกอบอย่างรวดเร็ว
อุปกรณ์อัลตราโซนิกที่ทันสมัยของ Hielscher ช่วยให้สามารถสกัดโมเลกุลชีวภาพคุณภาพสูงจากพืชได้อย่างรวดเร็ว การควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างเต็มที่ เช่น แอมพลิจูด อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานที่ป้อนเข้าช่วยให้เกิดสภาวะการสกัดที่มีประสิทธิภาพและอ่อนโยนที่สุดโดยให้สารสกัดที่ปราศจากความเสียหายและมีฤทธิ์ทางชีวภาพสูง การปรับพารามิเตอร์การสกัดอัลตราโซนิกให้เหมาะสมเช่นขนาดอนุภาคของวัตถุดิบประเภทตัวทําละลายอัตราส่วนของแข็งต่อตัวทําละลายและเวลาในการสกัดสามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดและผลลัพธ์โดยรวมที่ดีที่สุด เนื่องจากการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีการสกัดแบบไม่ใช้ความร้อนจึงสามารถหลีกเลี่ยงการย่อยสลายด้วยความร้อนของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพส่งผลให้ได้คุณภาพสารสกัดที่เหนือกว่า
โดยรวมแล้วข้อดีเช่นผลผลิตสูงเวลาในการสกัดสั้นอุณหภูมิการสกัดต่ําและความต้องการตัวทําละลายที่ลดลงทําให้ sonication เป็นวิธีการสกัดที่ต้องการ
อัลตราโซนิกเอาชนะไมโครเวฟในการสกัดแอนโธไซยานินจากผลเบอร์รี่ไมร์เทิล Sonication เร็วกว่าการสกัดด้วยไมโครเวฟถึงสามเท่า
การเปรียบเทียบระหว่างอัลตราโซนิกกับแบบธรรมดากับเครื่องปั่นอ่างน้ําแสดงให้เห็นว่าเวลาในการสกัดฟีนอลและฟลาโวนอยด์ทั้งหมดจากปราชญ์ลดลงอย่างมากเมื่อใช้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกใช้เวลาเพียงหนึ่งในสามของเวลาในการสกัดด้วยเครื่องปั่นอ่างน้ํา
การสกัดอัลตราโซนิก: ก่อตั้งขึ้นในห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายสําหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพชนิดใดก็ได้จากพฤกษศาสตร์เชื้อราสาหร่ายแบคทีเรียและเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม การสกัดด้วยอัลตราโซนิกได้รับการจัดตั้งขึ้นว่าง่ายคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพสูงซึ่งเหนือกว่าเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิมอื่น ๆ โดยผลผลิตการสกัดที่สูงขึ้นและระยะเวลาการประมวลผลที่สั้นลง
ด้วยห้องปฏิบัติการ, ระบบอัลตราโซนิกแบบตั้งโต๊ะและอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบพร้อมใช้งาน, การสกัดอัลตราโซนิกในปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีที่มั่นคงและเชื่อถือได้. เครื่องสกัดอัลตราโซนิก Hielscher ได้รับการติดตั้งทั่วโลกในโรงงานแปรรูปอุตสาหกรรมสําหรับการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเกรดอาหารและยา
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, UP400 เซนต์ |
| 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!
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Bimakr, Mandana; Ganjloo, Ali; Zarringhalami, Soheila; Ansarian, Elham (2017): Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from Malva sylvestris leaves and its comparison with agitated bed extraction technique. Food Science and Biotechnology 26(6); 2017.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Bimakr, Mandana; Abdul Rahman, Russly; Ganjloo, Ali; Taip, Farah; Mohd Adzahan, Noranizan; Sarker, Md Zaidul (2016): Characterization of Valuable Compounds from Winter Melon (Benincasa hispida (Thunb.) Cogn.) Seeds Using Supercritical Carbon Dioxide Extraction Combined with Pressure Swing Technique. Food and Bioprocess Technology 9, 2016. 396-406.
- Bimakr, Mandana, Russly Abdul Rahman, Farah Saleena Taip, Noranizan Mohd Adzahan, Md. Zaidul Islam Sarker, Ali Ganjloo (2012): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction of Crude Oil from Winter Melon (Benincasa hispida) Seed Using Response Surface Methodology and Evaluation of Its Antioxidant Activity, Total Phenolic Content and Fatty Acid Composition. Molecules 17, No. 10, 2012 11748-11762.
- González de Peredo; Ana V., Vázquez-Espinosa, Mercedes; Espada-Bellido, Estrella; Ferreiro-González, Marta; Amores-Arrocha, Antonio; Palma, Miguel; Barbero, Gerardo; Jiménez-Cantizano, Ana (2019): Alternative Ultrasound-Assisted Method for the Extraction of the Bioactive Compounds Present in Myrtle (Myrtus communis L.). Molecules. 2019 Mar 2;24(5):882.
- Dent, Maja; Verica, Dragović-Uzelac; Garofulić, Ivona; Bosiljkov, Tomislav; Ježek, Damir; Brncic, Mladen (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chemical and Biochemical Engineering Quarterly 29 (3), 2015.
- Dobrinčić, Ana; Maja Repajić, Ivona E. Garofulić, Lucija Tuđen, Verica Dragović-Uzelac; Branka Levaj (2020): Comparison of Different Extraction Methods for the Recovery of Olive Leaves Polyphenols. Processes 8, no. 9, 2020.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
หลักการทํางานของการสกัดอัลตราโซนิก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการแยกและแยกส่วนประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากวัสดุจากพืช เนื่องจาก sonication เข้ากันได้กับตัวทําละลายทุกชนิดขั้นตอนการสกัดอัลตราโซนิกจึงสามารถออกแบบได้อย่างเหมาะสมที่สุดเกี่ยวกับสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (เช่นสารประกอบเป้าหมาย) ขั้วความสามารถในการละลายความไวต่อความร้อนและปัจจัยอื่น ๆ การปรับกระบวนการ sonication โดยเฉพาะกับสารประกอบบางชนิดหรือสารประกอบต่างๆสามารถเลือกการตั้งค่าที่เหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้สารสกัดที่มีคุณภาพสูงเป็นพิเศษ
คลื่นอัลตราซาวนด์ที่ควบคู่กับของเหลวหรือสารละลายทําให้เกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรงและโพรงอากาศอะคูสติก อะคูสติกหรือที่เรียกว่าโพรงอากาศอัลตราโซนิกถูกกําหนดโดยความแตกต่างของแรงดันสูงมากแรงเฉือนและไอพ่นของเหลวที่เกิดขึ้นในท้องถิ่น แรงเหล่านี้ทําลายผนังเซลล์ ทําลายเซลล์พืช และเพิ่มการถ่ายโอนมวลระหว่างภายในเซลล์และตัวทําละลาย ด้วยเหตุนี้ สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจึงถูกปล่อยออกมาสู่ตัวทําละลายโดยรอบอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งโมเลกุลเป้าหมายสามารถแยกและทําให้บริสุทธิ์ได้ง่าย (เช่น โดยการระเหยของโรเตอร์ การกลั่นด้วยไอน้ํา หรือ HPLC)
การสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์พืช: ส่วนตามขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์ (TS) แสดงกลไกการออกฤทธิ์ระหว่างการสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์ (กําลังขยาย 2000x)
[ที่มา: Vilkhu et al. 2011]
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม