Sonikasyon ile Yüksek Verimli Chaga Ekstraksiyonu

Chaga mantarları (Inonotus obliquus), sağlığa katkıda bulunduğu ve hastalıklarla mücadele ettiği bilinen çok güçlü fitokimyasallar (ör. polisakkaritler, betulinik asit, triterpenoidler) bakımından zengindir. Chaga ekstraksiyonunda yüksek güçlü ultrasonik frekans kullanılması, en yüksek kalite ve verime sahip üstün chaga ekstraktları üretmek için tercih edilen tekniktir.

Ultrasonik Yöntemle Chaga Mantarı Ekstraktları

Ultrasonik ekstraksiyon, bitkiler ve mantarlar gibi botanik kaynaklardan fitokimyasal bileşiklerin açığa çıkarılması için son derece etkili bir tekniktir.
Chaga mantarları, sağlığı destekleyici ve terapötik etkilerinin çoğundan sorumlu olan polisakkaritler, triterpenler ve polifenoller gibi çeşitli bileşikler bakımından zengindir. Chaganın başlıca biyoaktif bileşikleri arasında polisakkaritler (ör. β-glukanlar, d-galaktoz, d-glukoz, d-ksiloz ve d-mannoz içeren proteoglikanlar), triterpenoidler (ör. betulin, betulinik asit), polifenoller, fitosteroller (ör. inotodiol) ve diğer bileşikler bulunur.

Ultrasonik ekstraksiyon, chaga mantarının hücrelerini verimli bir şekilde parçalar ve hücre içi bileşikleri (yani biyoaktif fitokimyasalları) çözücüye serbest bırakır. Ultrasonik ekstraksiyon, akustik kavitasyonun çalışma prensibine dayanır. Ultrasonik / akustik kavitasyonun etkileri yüksek kesme kuvvetleri, türbülans ve yoğun basınç farklarıdır. Bu sonomekanik kuvvetler, mantarların kitinli hücre duvarları gibi hücresel yapıları parçalar, chaga materyali ile çözücü arasındaki kütle transferini destekler ve hızlı bir süreçte çok yüksek ekstrakt verimleri elde edilmesine yol açar. Ayrıca sonikasyon, bakterileri ve mikropları öldürerek ekstraktların sterilizasyonunu destekler. Sonikasyonla mikrobiyal inaktivasyon, hücre zarına etki eden yıkıcı kavitasyon kuvvetlerinin, serbest radikal üretiminin ve lokal ısınmanın sonucudur.

Ultrasonik Chaga Ekstraksiyonu Neden Bu Kadar Avantajlıdır?

Ultrasonik ekstraksiyon, ekstrakt üretiminin birçok alanında, örneğin gıdalar, takviyeler, ilaçlar ve kozmetikler için botanik ve bitkisel ekstraktların üretiminde uygulanır. Ultrasonik ekstraksiyonun çok belirgin bir örneği, kenevir bitkisinden kannabidiol (CBD) ve diğer bileşiklerin ekstraksiyonudur.
Ultrasonik ekstraksiyon termal olmayan bir ekstraksiyon tekniği olduğundan, biyoaktif bileşikler ultrason dalgalarıyla nazikçe işlenir ve böylece hassas bitkisel bileşiklerin termal bozunması önlenir. Tüm ultrasonik proses parametreleri, yani genlik, şiddet, sıcaklık ve basınç, tam olarak kontrol edilebilir. Bu, hassas proses ve kalite kontrolüne olanak tanır ve bir kez elde edilen ekstraksiyon sonuçlarının tekrarlanmasını ve yeniden üretilmesini kolaylaştırır. Ekstrakt üreticileri, proseslerin ve ürünlerin yüksek kalite düzeylerinde standardize edilmesine yardımcı olan güvenilir proses tekrarlanabilirliği nedeniyle ultrasonikasyona değer verir.

Sonikasyon ile Yüksek Kaliteli, Yüksek Verimli Chaga Ekstraktları

Araştırmalar, ultrasonik yöntemle üretilen chaga mantarı ekstraktlarının geleneksel bir sıcak su ekstraktından daha fazla triterpenoid içerdiğini doğrulamaktadır. Ultrasonik ekstraksiyon tekniği, chaga (I. obliquus) mantarlarındaki tüm önemli bileşiklerin açığa çıkarılmasını ve izolasyonunu destekler. Ultrason destekli ekstraksiyon, üstün verimliliği ve mantar ekstraktındaki biyoaktif fitokimyasalların artmış biyoyararlanımı sayesinde alternatif ekstraksiyon yöntemlerini geride bırakır. Bilimsel araştırma çalışmalarından alınan alıntılar, ultrasonik chaga ekstraksiyonunun yüksek verimliliğini ve verimini göstermektedir.

Chagadan Polisakkarit Ekstraksiyonu

Zhang ve ark., I. obliquus mantarından polisakkaritlerin ekstraksiyonu için optimum koşulları geliştirmek amacıyla ultrason destekli ekstraksiyon kullanmıştır. En iyi koşullar, ultrason frekansıyla ekstraksiyon sırasında 95 °C sıcaklıkta 15 dakika boyunca çözücü olarak su kullanımını içermiş ve %1,82 ekstraksiyon değerleri sağlamıştır

Chagadan Betulin / Betulinik Asit Ekstraksiyonu

Sonuçlar, ultrasonun hücre duvarlarını açılmaya zorlayabilmesi ve daha iyi kütle ve ısı transferini desteklemesi nedeniyle betulin ve betulinik asit ekstraksiyonunda etkin bir rol oynadığını göstermektedir. Bu da istenen fitokimyasalların kısa sürede yüksek verimlilikle başarıyla ekstrakte edilmesine yardımcı olur. Ultrasonikasyondan sonra çözücü ekstraksiyonu adımının eklenmesiyle verimlerde görülen küçük artış, bu bileşiklerin çoğunun biyokütleden zaten ekstrakte edilmiş olması gerektiğine işaret etmiştir. Elde edilen sonuçlar, biyokütledeki ekstrakte edilebilir maksimum betulin miktarını göstermektedir. (Alhazmi, 2017) Genel olarak ultrasonikasyon, betulin ve betulinik asit verimini önemli ölçüde artırmıştır.

Adım Adım Ekstraksiyon Protokolü

Chaga mantarlarından (Inonotus obliquus) güçlü bir tam spektrumlu ekstrakt izole etmek için yüksek güçlü ultrason kullanan iki adımlı bir ekstraksiyon protokolü uygulanır.
Materyal: Kurutulmuş I. obliquus (100g), yaklaşık 1,3cm² (0,5×0,5 inç) boyutunda daha küçük parçalara ayrılır. Parçalanmış mantar materyali 1,5L hacimli bir cam behere yerleştirilir.

1. Adım: Ultrasonik Soğuk Ekstraksiyon: Kurutulmuş, öğütülmüş chaga, chaganın bulunduğu cam behere çözücü karışımı eklenerek saflaştırılmış veya damıtılmış su içindeki 1000 mL %60 etanol çözeltisinde (v/v; %60 etanol : %40 su) süspanse edilir. Ekstraksiyon için S24d22L2D sonotrotu ile donatılmış bir UP400St ultrasonik ekstraktörü kullanılır. Sonikatörün hornu (sonotrotu), mantar ve çözücü süspansiyonuna daldırılır. Karıştırıcı kullanımı isteğe bağlıdır, ancak bitki parçacıklarının sonotrota eşit şekilde taşınmasına yardımcı olabilir. Sonotrotun beherin duvarlarına temas etmediğinden emin olun. Genliği %100 olarak ayarlayın ve yaklaşık 10 min boyunca sonikasyon uygulayın. UP400St, takılabilir bir sıcaklık sensörüyle birlikte sunulur. Termokuplu sonikatöre bağlayın ve sensörü süspansiyona yerleştirin. UP400St ultrasonik cihazının dijital menüsünde bir üst sıcaklık sınırı ayarlayabilirsiniz. Sonikatör, bu maksimum sıcaklığa ulaşıldığında duraklar ve süspansiyon ayarlanan ∆T değerinin alt değerine ulaşır ulaşmaz otomatik olarak çalışmaya başlar. Önerilen ∆T değerleri, üst sıcaklık değeri olarak yaklaşık 30°C ve alt sıcaklık değeri olarak 20°C şeklindedir. Su veya buz banyosu kullanımı, sonikasyon sırasında sıcaklığın düşük tutulmasına yardımcı olur. Sonikasyondan sonra mantarın katı kısımları filtrasyon ve presleme yoluyla uzaklaştırılır. Ekstrakte edilen fitokimyasalları içeren çözücü, vakum altında buharlaştırma veya döner buharlaştırma işlemine tabi tutulur; böylece sonunda etanol ekstraksiyonundan elde edilen chaga fraksiyonu elde edilir. Kalan chaga katıları, isteğe bağlı ikinci bir bekletme adımı olan ultrasonik sıcak ekstraksiyon için kullanılabilir.
2. Adım (isteğe bağlı): Ultrasonik Sıcak Ekstraksiyon: İlk ekstraksiyondan geri kazanılan chaga hammaddesi, chaga mantarlarında hâlâ bulunan fitokimyasalların fraksiyonunu izole etmek için ikinci adım olan ultrasonik sıcak ekstraksiyonda kullanılır. Mantar materyali bir cam behere yerleştirilir, 600mL taze %60 etanol : %40 su çözücü çözeltisi eklenir ve yaklaşık 70°C sıcaklığa kadar ısıtılır. Sonikasyon sırasında sıcaklık 95°C değerine kadar yükselebilir. Ek ısı, kalan fitokimyasalların açığa çıkmasını destekler. Isıya duyarlı bileşiklerin neredeyse tamamı 1. adımda termal olarak kontrol edilen koşullar altında ekstrakte edildiğinden, bu ikinci adım, chaga mantarının tüm fitokimyasallarını eksiksiz içeren çok güçlü bir ekstrakt oluşturmak için isteğe bağlı olarak uygulanabilir. Süspansiyona, yukarıda açıklanan şekilde UP400St sonikatörüyle sonikasyon uygulanır. Filtreleyin, presleyin ve mantarları su ekstraktından ayırın. İkinci ekstraksiyondaki fitobileşenler de buharlaştırma yoluyla izole edilir.

Su ve etanol ekstraksiyonundan elde edilen her iki chaga ekstraktı fraksiyonu birlikte karıştırılarak tam spektrumlu bir chaga mantarı ekstraktı elde edilir. Bu ekstrakt, tentürler, kapsüller veya yenilebilir ürünler gibi çeşitli ürünlere formüle edilebilir.

Bu proses, başka herhangi bir hacme tamamen doğrusal olarak ölçeklenebilir. Aynı ultrasonik parametreler (ultrasonik şiddet Ws/L, basınç, sıcaklık, katı:sıvı konsantrasyonu) uygulanarak, ultrasonik chaga ekstraksiyonunun bir kez belirlenmiş tüm sonuçları, aynı sonuçlar (yani verimler, proses verimliliği) elde edilerek daha büyük (veya daha küçük) hacimlere kolayca ölçeklenebilir.

Ultrasonik yöntemle üretilen mantar ekstraktları, sağlık üzerindeki çok sayıda yararlı etkisiyle bilinen polisakkaritler bakımından zengindir. UP100H sonikatörü, chaga, aslan yelesi, reishi veya cordyceps gibi tıbbi mantarların verimli ekstraksiyonu için 100 watt gücünde bir ultrasonik ekstraktördür.

Çözücü Seçiminiz

Ultrasonik ekstraksiyon her türlü çözücüyle uyumludur. Bu, tercih ettiğiniz çözücüyü kullanmanıza olanak tanır. Yukarıdaki chaga ekstraksiyon protokolünde, %60 etanol : %40 su (v/v) içeren bir çözücü çözeltisi öneriyoruz. Etanol ve su kombinasyonu, farklı polaritelere sahip fitokimyasalların açığa çıkarılmasını mümkün kılar. Alternatif olarak, ilk ekstraksiyon adımında etanol ve ikinci ekstraksiyon adımında su kullanılan iki fazlı bir ekstraksiyon uygulanabilir. Alkol ve sudan oluşan bir çözücü kombinasyonuyla gerçekleştirilen ultrasonik ekstraksiyon, chaga gibi mantarlardan suda çözünen ve alkolde çözünen fitokimyasalları açığa çıkarır.
Bu nedenle ekstraksiyon, saf ve güçlü mantar ekstraktlarının oluşturulmasında temel bir işlemdir.
Inonotus obliquus ekstraksiyonunda kullanılan diğer çözücüler arasında izopropanol, metanol, %10 asetik asit içeren metanol ve etil asetat bulunur. Gıda kullanımına uygun ekstraktlar için toksik olmayan bir çözücü önerilir; çünkü çözücünün uzaklaştırılmasından (ör. buharlaştırma) sonra bazen ekstraktta eser miktarda çözücü kalıntısı kalabilir.

Ultrasonik Banyolar Neden Yetersiz Chaga Ekstraksiyonu Sonuçları Verir?

Ultrasonik banyolar genellikle nazik temizleme uygulamaları için kullanılır. Ultrasonik banyoda akustik kavitasyon, nispeten büyük bir tankta kontrolsüz ve eşit olmayan bir dağılımla meydana gelir. Mantar-çözücü karışımınızı içeren bir cam beheri ultrasonik banyoya koyarsanız, zaten zayıf olan ultrason dalgaları beher duvarlarından geçmek zorunda kalır; bu da ultrasonun şiddetini daha da azaltır. Bu, ultrasonik temizleme tankındaki ultrason şiddetinin verimli bir mantar ekstraksiyonu için çok zayıf olduğu anlamına gelir. Mantar hücre duvarları, mantar hücrelerini çok sert ve parçalanması zor hâle getiren dayanıklı bir materyal olan kitin içerir. Chaga gibi mantarlardan biyoaktif bileşikleri açığa çıkarmak için yüksek şiddetli ultrason gereklidir. Ultrasonik problar, mantar hücre duvarlarını parçalayarak açan kuvvet olan akustik kavitasyonu çok daha yoğun biçimde oluşturur.
 

UV-Vis analiz grafiği, chaga mantarının ultrasonik prob ve ultrasonik banyo ile ekstraksiyonunun karşılaştırmasını göstermektedir. Prob tipi UP100H sonikatörü (siyah eğri), biyoaktif chaga bileşiklerinde önemli ölçüde daha yüksek verimler sağlar.

 
Ultrasonik problar ile ultrasonik banyolar arasındaki farklar hakkında daha fazla bilgi edinin ve ekstraksiyon verimliliği açısından nasıl karşılaştırıldıklarını görün!

Chaga Ekstraksiyonu için Yüksek Performanslı Sonikatörler

Ultrasonik ekstraksiyon, chaga ve diğer mantarlar gibi çeşitli hammaddelerden yüksek kaliteli ekstraktların üretimini kolaylaştıran ve hızlandıran güvenilir bir işleme teknolojisidir. Hielscher Ultrasonics portföyü, kompakt laboratuvar sonikatörlerinden endüstriyel ekstraksiyon sistemlerine kadar tüm ürün yelpazesini kapsar. Böylece Hielscher olarak, öngördüğünüz proses kapasitesi için size en uygun sonikatörü sunabiliriz. Uzun yıllara dayanan deneyime sahip personelimiz, fizibilite testlerinden ve proses optimizasyonundan ultrasonik sisteminizin nihai üretim düzeyinde kurulumuna kadar size yardımcı olacaktır.
Ultrasonik ekstraktörlerimizin az yer kaplaması ve kurulum seçeneklerinin çeşitliliği, küçük alanlı pektin işleme tesislerine bile sığmalarını sağlar. Ultrasonik işlemciler dünya genelinde gıda, ilaç ve besin takviyesi üretim tesislerine kurulmaktadır.

Hielscher Ultrasonics – Gelişmiş Ekstraksiyon Ekipmanları

Hielscher Ultrasonics ürün portföyü, küçük ölçekten büyük ölçeğe kadar yüksek performanslı ultrasonik ekstraktörlerin tüm yelpazesini kapsar. Ek aksesuarlar, chaga ekstraksiyon prosesiniz için en uygun ultrasonik cihaz konfigürasyonunun kolayca bir araya getirilmesine olanak tanır. Optimum ultrasonik düzenek, öngörülen kapasiteye, hacme, hammaddeye, kesikli veya hat içi prosese ve zaman planına bağlıdır.

Kesikli ve Sürekli Akışlı İşleme

Hielscher sonikatörleri, kesikli ve sürekli akışlı işleme için kullanılabilir. Ultrasonik kesikli işleme, proses testleri, optimizasyon ve küçük ila orta ölçekli üretim için idealdir. Büyük hacimlerde chaga mantarı üretimi için hat içi işleme daha avantajlı olabilir. Sürekli hat içi karıştırma prosesi, gelişmiş bir düzenek – pompa, hortumlar veya borular ve tanklardan oluşan – gerektirir, ancak son derece verimlidir, hızlıdır ve önemli ölçüde daha az iş gücü gerektirir. Tüm endüstriyel sistemler yükseltilmiş basınçlarda çalıştırılabilir; bu, kavitasyonu ve dolayısıyla ekstraksiyon verimliliğini artırır. Hielscher Ultrasonics, ekstraksiyon hacminiz ve proses hedefleriniz için en uygun ekstraksiyon düzeneğine sahiptir.

Her Üretim Kapasitesi için Ultrasonik Ekstraktörler

Hielscher Ultrasonics ürün yelpazesi, kompakt laboratuvar sonikatörlerinden tezgâh üstü ve pilot sistemlere, saatte kamyonlar dolusu materyali işleme kapasitesine sahip tamamen endüstriyel ultrasonik işlemcilere kadar ultrasonik işlemcilerin tüm yelpazesini kapsar. Geniş ürün yelpazesi, chaga ve diğer mantarlarınız, proses kapasiteniz ve üretim hedefleriniz için size en uygun ultrasonik ekstraktörü sunmamıza olanak tanır.
Ultrasonik tezgâh üstü sistemler, fizibilite testleri ve proses optimizasyonu için idealdir. Belirlenmiş proses parametrelerine dayanan doğrusal ölçek büyütme, işleme kapasitelerinin küçük partilerden tamamen ticari üretime çıkarılmasını çok kolaylaştırır. Ölçek büyütme, daha güçlü bir ultrasonik ekstraktör ünitesi kurularak veya birden fazla sonikatör paralel olarak gruplandırılarak gerçekleştirilebilir. Hielscher, UIP16000 ile dünyanın en güçlü ultrasonik ekstraktörünü sunar.

Optimum Sonuçlar için Hassas Şekilde Kontrol Edilebilir Genlikler

Tüm Hielscher sonikatörleri hassas şekilde kontrol edilebilir ve bu nedenle üretimde güvenilir iş yükü taşıyıcılarıdır. Genlik, chaga mantarından (Inonotus obliquus) fitokimyasalların ultrasonik ekstraksiyonunun verimliliğini ve etkinliğini etkileyen kritik proses parametrelerinden biridir.
Hielscher Ultrasonics işlemcilerinin tamamı, genliğin hassas şekilde ayarlanmasına olanak tanır. Sonotrotlar ve güçlendirici hornlar, genliğin daha da geniş bir aralıkta değiştirilmesini sağlayan aksesuarlardır. Hielscher endüstriyel ultrasonik işlemcileri çok yüksek genlikler sağlayabilir ve zorlu uygulamalar için gereken ultrasonik şiddeti sunabilir. 200µm değerine kadar genliklerde 24/7 kesintisiz çalışma kolayca gerçekleştirilebilir.
Hassas genlik ayarları ve ultrasonik proses parametrelerinin akıllı yazılım aracılığıyla sürekli izlenmesi, mantar hammaddenizi en etkili ultrasonik koşullarda işlemenize olanak tanır. En iyi ekstraksiyon sonuçları için optimum sonikasyon!
Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı, ağır iş koşullarında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışmaya olanak tanır. Bu, Hielscher ultrasonik ekipmanlarını ekstraksiyon gereksinimlerinizi karşılayan güvenilir bir çalışma aracı hâline getirir.

Kolay, Risksiz Testler

Ultrasonik prosesler tamamen doğrusal olarak ölçeklenebilir. Bu, bir laboratuvar veya tezgâh üstü sonikatör kullanarak elde ettiğiniz her sonucun, tam olarak aynı proses parametreleri kullanılarak tam olarak aynı çıktıya ölçeklenebileceği anlamına gelir. Bu özellik, ultrasonikasyonu risksiz fizibilite testleri, proses optimizasyonu ve ardından ticari üretime uygulanması için ideal hâle getirir. Sonikasyonun chaga ekstraktı üretiminizi nasıl artırabileceğini öğrenmek için bizimle iletişime geçin.

En Yüksek Kalite – Almanya’da Tasarlanmış ve Üretilmiştir

Aileye ait ve aile tarafından yönetilen bir işletme olarak Hielscher, ultrasonik işlemcileri için en yüksek kalite standartlarına öncelik verir. Tüm sonikatörler, Almanya’da Berlin yakınlarındaki Teltow’da bulunan merkezimizde tasarlanır, üretilir ve kapsamlı şekilde test edilir. Hielscher ultrasonik ekipmanlarının sağlamlığı ve güvenilirliği, onları üretiminizde güvenilir iş yükü taşıyıcıları hâline getirir. Tam yük altında ve zorlu ortamlarda 24/7 çalışma, Hielscher yüksek performanslı ekstraktörlerinin doğal bir özelliğidir.
Hielscher ultrasonik işlemcisini farklı boyutlarda ve mantar ekstraksiyonu prosesinizin gereksinimlerine tam olarak uyarlanmış konfigürasyonda satın alabilirsiniz. Küçük bir laboratuvar beherinde mantarların işlenmesinden endüstriyel düzeyde mantar bulamaçlarının sürekli akışlı karıştırılmasına kadar Hielscher Ultrasonics size uygun bir sonikatör sunar! Lütfen bizimle iletişime geçin – size ideal ultrasonik düzeneği önermekten memnuniyet duyarız!

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir vermektedir: