Güç Ultrason kullanarak Biberiye Ekstraksiyonu

Biberiye, tıbbi, gıda ve kozmetik ürünlerinde kullanılan biyoaktif bileşikler ve uçucu yağlar açısından zengin, hoş kokulu, yaprak dökmeyen bir bitkidir. Ultrasonik ekstraksiyon, biyoaktif bileşikleri ve uçucu yağları biberiye ve diğer bitkilerden izole etmek için hafif, ancak oldukça verimli bir tekniktir. Ultrasonik ekstraksiyon, kısa işlem süresi içinde daha yüksek verim ve üstün ekstrakt kalitesi sağlar.

Ultrasonikasyon ile Biberiye Özü Üretimi

Ultrasonikatörler, botanik özlerin üretimi söz konusu olduğunda oldukça verimlidir. Ultrason, bitkilerden hassas biyoaktif moleküllerin nazik bir şekilde işlenmesine ve izole edilmesine izin veren hafif, termal olmayan bir ekstraksiyon tekniğidir. Sonikasyon sadece mekanik kuvvetler uyguladığından, ısıya duyarlı moleküllerin zarar görmesi önlenir. Bu, birbiriyle etkileşime giren ve sözde çevre etkisi ile sonuçlanan çok sayıda biyoaktif bileşik içeren tam spektrumlu ekstraktın hazırlanmasına izin verir. Örneğin, ultrasonik biberiye özütü, karnosik asit, karnosol, rosmarinik asit, oleanolik asit, ursolik asit, kafur, 1,8-sineol, p-kumarik asit ve kafeik asit gibi yüksek miktarda biyoaktif moleküller içerir.
Bir biberiye özü üretmek için, biberiye bitkisinin (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) iğne benzeri yapraklarından biyoaktif bileşikler izole edilir. Gıda ve kozmetik endüstrilerinde doğal bir koruyucu ve tatlandırıcı madde olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
 

Biberiye özü, anti-inflamatuar, antimikrobiyal ve anti-kanser özelliklerine sahip olduğu gösterilen karnosik asit ve rosmarinik asit gibi antioksidanlar dahil olmak üzere çeşitli biyoaktif bileşikler içerir. Bu özellikler, biberiye özütünü gıda ürünlerinin tazeliğini ve kalitesini korumanın yanı sıra diyet takviyeleri ve doğal ilaçlarda potansiyel sağlık yararları sağlamak için faydalı kılar.
Gıda endüstrisinde, biberiye özü genellikle işlenmiş etlere, unlu mamullere ve atıştırmalık yiyeceklere raf ömürlerini uzatmak ve oksidasyonu önlemek için eklenir. Ayrıca soslarda, soslarda ve turşularda doğal bir tatlandırıcı madde olarak kullanılır.
Kozmetik endüstrisinde biberiye özü, cildi ve saçı korumaya ve beslemeye yardımcı olabilecek antioksidan ve antienflamatuar özellikleri nedeniyle cilt bakımı ve saç bakım ürünlerinde kullanılmaktadır. Bazı kozmetik ürünlerde doğal koku ve renklendirici olarak da kullanılmaktadır.

Hücre duvarı bozulma mekanizması (a) kavitasyon nedeniyle hücre duvarının kırılması. (b) çözücünün hücre yapısına difüzyonu.
(Shirsath ve ark., 2012'den uyarlanan grafik)

Biberiye özü üretimi bir prob tipi ultrasonicator kullanarak nasıl çalışır?

Prob tipi bir ultrasonicator kullanarak biberiye özü üretimi tipik olarak aşağıdaki adımları içerir:

1. Biberiyenin Hazırlanışı: Biberiye yaprakları temizlenir, kurutulur ve ince bir toz haline getirilir.
2. Çıkarma: Öğütülmüş biberiye tozu, etanol veya su gibi bir çözücü ile karıştırılır ve karışım, prob tipi bir ultrasonicator kullanılarak sonikleştirilir. Ultrasonicator, bitki materyalini parçalamaya ve aktif bileşikleri serbest bırakmaya yardımcı olan kavitasyon kabarcıkları oluşturmak için yüksek frekanslı ses dalgaları kullanır.
3. Filtrasyon: Karışım, kalan bitki materyalini uzaklaştırmak için süzülür ve geride sıvı bir ekstrakt bırakır.
4. Konsantrasyon: Sıvı ekstrakt, aktif bileşiklerin konsantrasyonunu arttırmak için döner bir buharlaştırıcı veya başka bir uygun yöntem kullanılarak konsantre edilir.
5. Kurutma: Konsantre ekstrakt, kuru toz formunda bir ekstrakt üretmek için sprey kurutma veya dondurarak kurutma (liyofilizasyon) gibi uygun bir yöntem kullanılarak kurutulur.
6. Ambalaj: Kuru toz daha sonra paketlenir ve kullanıma hazır olana kadar serin ve kuru bir yerde saklanır.

Ekstraksiyon işleminde bir prob tipi ultrasonicator kullanılması, biberiye yapraklarından aktif bileşiklerin daha verimli ve etkili bir şekilde ekstraksiyonuna izin verir, bu da daha yüksek bir konsantrasyonda faydalı bileşikler ile daha yüksek kaliteli bir ekstrakt ile sonuçlanır. Ek olarak, bu yöntem büyük ölçekte kullanılabilir ve bu da onu ticari üretime uygun hale getirir. Hielscher Ultrasonicators, hassas işlem parametresi kontrolüne ve ekstraksiyon işleminin istenen herhangi bir hacme doğrusal olarak ölçeklendirilmesine izin verir.

Ultrasonik Biberiye Ekstraksiyonunun Bilimsel Olarak Kanıtlanmış Üstünlüğü

Dhoubi ve ark. (2020), bilimsel araştırma raporlarında, farklı ekstraksiyon yöntemlerinin Rosmarinus officinalis L. ekstraktlarının kimyasal bileşimi ve antioksidan gücü üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Üç ekstraksiyon yöntemini karşılaştırırlar: süperkritik sıvı ekstraksiyonu, Hielscher ultrasonicator UIP1000hdT kullanarak ultrason destekli ekstraksiyon (BAE) ve mikrodalga destekli ekstraksiyon (MAE).

Çalışmada öne çıkan noktalar:

• Yazarlar, ekstraksiyon yönteminin biberiye özlerinin kimyasal bileşimini ve antioksidan gücünü önemli ölçüde etkilediğini bulmuşlardır. Süperkritik sıvı ekstraksiyonu ve mikrodalga gibi diğer ekstraksiyon teknikleriyle karşılaştırıldığında, ultrason destekli ekstraksiyon en iyi sonuçları verdi.
• Biberiyenin etanol ile ultrasonik ekstraktı polifenoller açısından çok zengindi.
• Sonikasyon ile kısa süreli ekstraksiyonda (10 dakika) daha yüksek antioksidan kapasite gözlendi.

Ultrasonik Biberiye Ekstraksiyonu için Protokol

Ultrason destekli ekstraksiyon, bir sonotrot (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, aşağıdaki resme bakınız) kullanılarak prob tipi bir ultrasonikatörde gerçekleştirildi. Toz haline getirilmiş biberiye ve mutlak etanol (1:3 a/h) karışımı çift cidarlı bir reaktöre yerleştirildi ve 10 dakika boyunca 750 W'ta ultrasona maruz bırakıldı. Ekstraksiyon sıcaklığı 25 ° C'de düzenlendi. Ultrasonik ekstrakt 10 dakika boyunca 4000 rpm'de santrifüjlendi. Süpernatant, bir döner vakumlu evaporatör kullanılarak bir vakum altında çıkarıldı ve konsantre edildi.

kullanarak ultrasonik ekstraksiyon kurulumu Hielscher prob tipi ultrasonicator UIP1000hdT botaniklerin toplu ekstraksiyonu için.
(resim: © Petigny ve diğerleri, 2013)

Spesifik olarak, ultrasonik ekstraksiyon, maserasyona kıyasla daha yüksek konsantrasyonlarda toplam fenolik bileşikler, flavonoidler ve karotenoidlerin yanı sıra daha yüksek antioksidan aktiviteye sahip ekstraktlar üretti. Ek olarak, ultrasonik ekstraksiyon daha verimli yöntemlerdi ve daha kısa sürede daha yüksek ekstrakt verimi üretti.
Yazarlar, gıda, kozmetik ve ilaç endüstrilerinde kullanılmak üzere biberiye özleri üretilirken ekstraksiyon yöntemi seçiminin dikkate alınması gereken önemli bir faktör olduğu sonucuna varmışlardır. Ultrasonik ekstraksiyon, daha yüksek verimle daha güçlü ve verimli ekstraktlar üretebilen umut verici bir ekstraksiyon yöntemidir.
Araştırma ekibi şu sonuca vardı: “İncelenen ekstraktlar arasında, ultrasonik olarak ekstrakte edilen biberiye, her iki antioksidan aktivite testine göre daha yüksek antioksidan aktivite sergiledi. Bu, daha yüksek Toplam Fenolik İçerik ve özellikle karnosik asit ve rosmarinik asit içerikleri ile ilgiliydi. Ayrıca, oksidatif strese maruz kalan fibroblast insan hücrelerinde test edilen ultrasonik ekstraktımız, gallik asit ve N-asetil sisteine kıyasla güçlü bir antioksidan aktivite gerçekleştirdi. Bu nedenle, sentetik antioksidanların yerini almayı amaçlayan, doğal bir antioksidan kaynağı olan ultrasonik olarak hazırlanmış biberiye özümüz, çeşitli endüstriyel uygulamalar için ilgi çekici olabilir.”

Biberiye özlerinin antioksidan aktivitesi. Mavi sütunlar: 60°C'de damıtılmış su kullanılarak; Turuncu sütunlar: ultrasonik tedaviden sonra.
(çalışma ve grafik: Suchkova ve ark., 2021)

Biberiye ve Bitkisel Ekstraksiyon için Yüksek Performanslı Ultrasonikatörler

Hielscher Ultrasonics, herhangi bir güç ve boyutta yüksek performanslı ultrasonicators üretir ve tedarik eder. Ultrasonik homojenizatörler ve çıkarıcılar portföyümüz, ticari ölçekte büyük hacimlerin hat içi işlenmesi için elde taşınan, taşınabilir cihazlardan tamamen endüstriyel üretim sistemlerine kadar uzanmaktadır.

Tasarım, İmalat ve Danışmanlık – Almanya'da Üretilen Kalite

Hielscher ultrasonicators en yüksek kalite ve tasarım standartları için iyi bilinir. Sağlamlık ve kolay kullanım, ultrasonicators'ımızın endüstriyel tesislere sorunsuz bir şekilde entegre edilmesini sağlar. Zorlu koşullar ve zorlu ortamlar Hielscher ultrasonicators tarafından kolayca ele alınır.

Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve en son teknoloji ve kullanıcı dostu özelliklere sahip yüksek performanslı ultrasonicators'a özel önem vermektedir. Tabii ki, Hielscher ultrasonicators CE uyumludur ve UL, CSA ve RoHs gereksinimlerini karşılar.
Hemen bizimle iletişime geçin! İyi eğitimli, uzun deneyimli teknik personelimiz, ekstraksiyon sürecinizi sizinle tartışmaktan ve size en uygun ultrasonik çıkarıcıyı önermekten memnuniyet duyacaktır!

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: