Ultrasonik ile Üstün Kateşin Özleri
Kateşinlerin Ultrasonik Ekstraksiyonu
Ultrasonik ekstraksiyon, saf mekanik kuvvetlerin uygulanmasına dayanan termal olmayan bir tekniktir. Düşük frekanslı, yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları, sıvı bir ortamda ultrasonik bir prob (sonotrot) aracılığıyla birleştirilir. Akustik kavitasyonun yoğun kesme kuvvetleri, hücre zarlarını deler ve bozar, hücre içi ile çözücü arasındaki kütle transferini arttırır ve hücre içi bileşikleri çözücüye salar.
Banerjee ve Chatterjee (2015), yeşil çaydan (Camellia sinensis) ekstraksiyon yöntemlerinin kapsamlı incelemesinde, prob tipi ultrasonikatörlerin ultrasonik banyolardan önemli ölçüde daha verimli olduğunu bulmuşlardır. Ayrıca, yazarlar, ultrasonik ekstraksiyonun, ısıya duyarlı bileşiklerin termal bozulmasını önleyen ve tıbbi değerlerini koruyan düşük sıcaklıkta ekstraksiyon işleminin artan etkinliği nedeniyle tercih edilen çay kateşinleri ekstraksiyon modu olduğunu belirtmektedir. Yüksek sıcaklıkta ekstraksiyon genellikle polifenollerin bozulmasına yol açar ve protein ve pektin salınımını arttırır, bu da krema oluşumu ile çayın organoleptik kalitesine müdahale eder. Sonikasyonun avantajı, termal olmayan mekanizmasında yatmaktadır. Araştırmacılar çalışmalarında, ultrasonik ekstraksiyonun 85 ° C'deki geleneksel ekstraksiyona kıyasla 65 ° C'de çay polifenol verimini artırabildiğini gösterdiler. Bununla birlikte, ultrasonik ekstraksiyon oda sıcaklığında da çalışır. Termal olmayan bir ekstraksiyon tekniği olarak, sonikatörler hücreyi açmak ve polifenoller ve kateşinler gibi biyoaktif bileşikleri çözücüye üstün verimlilikle salmak için mekanik kuvvetler uygular.
Ultrasonik ekstraksiyon, yüksek kaliteli besin maddelerinin yüksek verimini verir. Termal olmayan bir işlem olarak, ultrasonik ekstraksiyon ısıya duyarlı besin maddelerinin kaybını önler.
Ultrasonik ekstraksiyon, oda sıcaklığında veya soğutulmuş sıvılarda da gerçekleştirilebilir. Ultrasonik soğuk demlenmiş çay hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın!
- Solvent içermez / su bazlı
- Yüksek ekstraksiyon verimi
- Yüksek kaliteli özler
- Tam Spektrumlu Ekstraktlar
- Hızlı Süreç
- Yeşil, çevre dostu
- Basit ve güvenli kullanım
- Az bakım gerektirir
- Hızlı Yatırım Getirisi
Ultrasonik çıkarıcı UIP2000hdT (2kW) sürekli karıştırılan kesikli reaktör ile
Ultrasonik Kateşin Ekstraksiyonu Vaka Çalışması
Ultrasonik ekstraksiyon, su, etanol, su: etanol karışımı, izopropanol, bitkisel yağ, gliserin vb. dahil olmak üzere çeşitli çözücüler kullanılarak gerçekleştirilebilir.
2018'de yapılan bir çalışmada, Ayyıldız ve ark. çözücü olarak su ve etanol kullanarak ultrasonik ekstraksiyonu geleneksel sıcak su ekstraksiyon yöntemiyle karşılaştırdı. Pilot ölçekte bu çalışma için, toplu halde ve sürekli akış kurulumunda bir Hielscher UIP2000hd (2kW, 20kHz) ultrasonicator kullanılmıştır.
Sonuçlar, etanol ile ultrasonik ekstraksiyonun anlamlı derecede (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.
Yüksek Performanslı Ultrasonik Çıkarıcılar
Hielscher Ultrasonik ekstraksiyon sistemleri, diyet takviyeleri ve farmasötikler olarak kullanılan yüksek kaliteli bitki özlerinin ticari üretimi için gıda ve ilaçta dünya çapında kullanılmaktadır. Daha küçük partilerde soğuk demlenmiş çay üretmek veya büyük miktarlarda yüksek kaliteli polifenol / kateşin özleri işlemek istiyorsanız, Hielscher Ultrasonik sizin için uygun ultrasonik çıkarıcıya sahiptir. Ultrasonicators kullanımı kolay ve güvenlidir. Sezgisel yazılım ve dokunmatik ekran üzerinden dijital kontrol, hassas bir proses kontrolü sağlar. Hielscher ultrasonik ekipmanın sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Prob tipi sonikatör UP100H Çay yapraklarından kateşin ekstraksiyonu için
Hielscher Ultrasonik ile Süreç Standardizasyonu
Gıda ve ilaç sınıfı ekstraktlar, İyi Üretim Uygulamalarına (GMP) uygun olarak ve standartlaştırılmış işleme spesifikasyonları altında üretilmelidir. Hielscher Ultrasonics'in dijital ekstraksiyon sistemleri, sonikasyon sürecini hassas bir şekilde ayarlamayı ve kontrol etmeyi kolaylaştıran akıllı bir yazılımla birlikte gelir. Otomatik veri kaydı, ultrason enerjisi (toplam ve net enerji), genlik, sıcaklık, basınç (sıcaklık ve basınç sensörleri monte edildiğinde) gibi tüm ultrasonik işlem parametrelerini dahili SD karta tarih ve saat damgası ile yazar. Bu, ultrasonik olarak işlenmiş her lotu revize etmenizi sağlar. Aynı zamanda tekrarlanabilirlik ve sürekli yüksek ürün kalitesi sağlanır.
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:
| Numune Hacmi | Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
|---|---|---|
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha büyük | grubu UIP16000 |
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sor!
Yüksek güçlü ultrasonik homojenizatörler laboratuvar Hedef pilot ve Endüstriyel ölçeklemek.
Literatür/Referanslar
- Ayyıldız, Sena Saklar; Karadeniz, Bülent; Sağcanb, Nihan; Bahara, Banu; Biz, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Yeşil çaydan geleneksel sıcak su ve ultrason destekli yöntemler kullanılarak epigallocatechin gallat ekstraksiyon parametrelerinin optimize edilmesi. Gıda ve Biyoürün İşleme 111 (2018). 37–44.
- Banerjee, S., Chatterjee, J. (2015): Çay (Camellia sinensis) biyomoleküllerinin etkin ekstraksiyon stratejileri. J. Gıda Sci. Technol. 52, 2015. 3158–3168.
- Martín-García Beatriz; Pasini, Federica; Verardo, Vito; Díaz-de-Cerio, İksir; Tylewicz, Urszula; Gómez-Caravaca, Ana María; Caboni Maria Fiorenza (2019): Bira Üreticilerinin Kullanılmış Tahıllarından Proantosiyanidinlerin Sonotrode Ultrasonik Destekli Ekstraksiyonunun Optimizasyonu. Antioksidanlar 2019, 8, 282.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Boldo Yapraklarının Toplu ve Sürekli Ultrason Destekli Ekstraksiyonu (Peumus boldus Mol.). Uluslararası Moleküler Bilimler Dergisi 14, 2013. 5750-5764.
- K.S. Suslick, K. Othmer, "Kimyasal Teknoloji Ansiklopedisi"; 4. Ed. J. Wiley & Oğullar: New York, 1998, cilt 26, s. 517-541.
Bilmeye Değer Gerçekler
ultrasonik ekstraksiyon – Çalışma prensibi
Ultrasonik ekstraksiyon, bitki hücreleri gibi hücre matrislerinden hücre içi bileşiği serbest bırakmak ve izole etmek için mekanik bir yöntemdir. Yüksek güçlü ultrason dalgaları bir bulamaç halinde birleştirildiğinde (örneğin, su veya çözücü içinde yumuşatılmış bitki parçacıklarından oluşan), yüksek enerjili ultrason dalgaları kavitasyon oluşturur. Kavitasyon olgusu yerel olarak ortamdaki aşırı sıcaklıklara, basınçlara, ısıtma/soğutma hızlarına, basınç farklarına ve yüksek kesme kuvvetlerine yol açar. Kavitasyon kabarcıkları katıların yüzeyinde (parçacıklar, bitki hücreleri, dokular vb.) patladığında, mikro jetler ve parçacıklar arası çarpışma, yüzey soyulması, erozyon ve parçacık parçalanması gibi etkiler oluşturur. Ek olarak, sıvı ortamdaki kavitasyon kabarcıklarının patlaması makro türbülanslar ve mikro karışım yaratır.
Ultrasonik ışınlama, kütle transfer süreçlerini geliştirmek için etkili bir yolu temsil eder, çünkü sonikasyon, kavitasyon ve sıvı jetleri tarafından mikro hareket, malzemede sıkıştırma ve dekompresyon gibi ilgili mekanizmalar, hücre duvarlarının daha sonra bozulması ile sonuçlanır, ayrıca yüksek ısıtma ve soğutma oranları.
Bitki hücrelerinden ultrasonik ekstraksiyon: mikroskobik enine kesit (TS), hücrelerden ultrasonik ekstraksiyon sırasındaki eylemlerin mekanizmasını gösterir (büyütme 2000x) [kaynak: Vilkhu ve ark. 2011]
Bitki materyalinin ultrasonikasyonu, bitki hücrelerinin matrisini parçalar ve aynı hidrasyonunu arttırır. Chemat ve ark. (2015), botaniklerden biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun, parçalanma, erozyon, kılcallık, doku kaybı ve sonoporasyon dahil olmak üzere farklı bağımsız veya birleşik mekanizmaların sonucu olduğu sonucuna varmıştır. Bu etkiler hücre duvarını bozar, çözücüyü hücre içine iterek ve fito-bileşik yüklü çözücüyü emerek kütle transferini iyileştirir ve mikro karıştırma yoluyla sıvı hareketini sağlar.
Ultrasonik Çekimin Başlıca Avantajları Nelerdir?
- Hızlı proses ve yüksek verim
- Düşük enerji tüketimi
- Azaltılmış işlem maliyeti
- Termal olmayan teknoloji
- Daha yüksek saflık
- Yeşil teknoloji
Akustik Kavitasyon ve Etkileri
Sıvıda, ultrason dalgaları yoğun alternatif yüksek basınç / düşük basınç döngüleri oluşturur ve bu da kavitasyon kabarcıklarının oluşumuna neden olur. Birkaç basınç döngüsü boyunca, kavitasyon kabarcıkları, kabarcığın daha fazla enerji ememeyeceği bir sınıra ulaşana kadar büyür. Bu noktada balon şiddetli bir şekilde patlar. Kabarcık patlaması sırasında 5000K'ya kadar yüksek sıcaklıklar, 2000atm'ye kadar basınçlar, çok yüksek ısıtma/soğutma oranları ve basınç farkları gibi aşırı koşullar meydana gelir. Kabarcık çökme dinamikleri kütle ve ısı transferinden daha hızlı olduğundan, çöken boşluktaki enerji "sıcak nokta" olarak da adlandırılan çok küçük bir bölgeyle sınırlıdır. Kavitasyon kabarcığının patlaması ayrıca mikro türbülanslara, 280 m/s hıza kadar sıvı jetlerine ve bunun sonucunda ortaya çıkan kesme kuvvetlerine neden olur. Bu fenomen ultrasonik veya akustik kavitasyon olarak bilinir.
Ultrasonik ekstraksiyon, akustik kavitasyona ve hidrodinamik kesme kuvvetlerine dayanır
kateşinler
Yeşil çayın kafeik asit, gallik asit, kateşin, epikateşin, gallocatechin, kateşin gallat, gallokateşin gallat, epikateşin gallat, epikateşin gallat, epigallokatechin ve epigallocatechin gallat (EGCG) gibi polifenoller açısından zengin olduğu bilinmektedir, bu da yeşil çayı içecek ve ekstrakt olarak tüketilen popüler bir sağlıklı gıda haline getirir. EGCG, yeşil çayın kurutulmuş yapraklarında (100 g'da 7380 mg), beyaz çayda (100 g'da 4245 mg) ve siyah çayda daha küçük miktarlarda (100 g'da 936 mg) yüksek miktarlarda bulunan iyi bilinen bir kateşindir. Siyah çay üretimi sırasında, kateşinler çoğunlukla polifenol oksidazlar yoluyla theaflavinlere ve thearubiginlere dönüştürülür.
Epigallocatechin Gallate'ın (EGCG) Sağlığa Faydaları
Kateşinler grubundan epigallokateşin gallat (EGCG) en çok araştırılan ve en umut verici olanıdır. Anti-kanser, antioksidatif, anti-enflamatuar, anti-fibroz, anti-kollajenazdan bağışıklık sistemini güçlendirici ve yaşlanma karşıtı etkilere kadar, EGCG birçok fayda gösterir ve bu nedenle yeşil çay içeceği şeklinde ve kapsüller, tozlar, tabletler vb. gibi diyet takviyeleri şeklinde tüketilir.
Araştırma çalışmaları, epigallokateşin gallat (EGCG) gibi kateşinlerin iltihabı azaltabileceğini ve kalp hastalığı, diyabet ve bazı kanser türleri gibi bazı kronik durumları önleyebileceğini düşündürmektedir.
EGCG ve Antikanser Etkileri
Kanser genellikle yaşamı tehdit eden bir hastalık olduğundan, EGCG'nin antikanser özellikleri yoğun araştırmalar altındadır. Çalışmalar, EGCG'nin kanserojen etkileri azaltarak veya ortadan kaldırarak tümör oluşumunu inhibe edebileceğini düşündürmektedir. EGCG'nin IGF/IGF-1R eksenini inhibe ederek, hiperinsülinemiyi iyileştirerek ve kronik inflamasyonu hafifleterek dietilnitrozamin kaynaklı obezite ile ilişkili karaciğer tümörigenezini önlediğini gösteren bulgular vardır. EGCG'nin antikanser etkisinin bir başka mekanizması, anjiyogenezin inhibisyonu ve dolayısıyla tümör proliferasyonunun kısıtlanmasıdır.
EGCG ve Antioksidatif Etkileri
İnsan vücudunda sayısız antioksidatif süreç meydana gelir ve sağlık, güç ve esenliğe katkıda bulunur. EGCG bir antioksidandır. Antioksidanlar, serbest radikalleri temizleyerek ve onları nötralize ederek hücresel hasara karşı koruma sağlayabilir. EGCG yapısındaki fenol halkaları, elektron tuzakları ve serbest radikallerin temizleyicileri olarak işlev görür, reaktif oksijen türlerinin oluşumunu engeller ve böylece oksidatif stresin neden olduğu hasarları azaltır.
EGCG ve Anti-İnflamatuar Etkileri
Enflamasyona hastalık, kronik stres ve çevre kirliliği neden olabilir. Vücut, bu tür stres faktörlerine, enflamatuar bölgelerde çok sayıda bağışıklık hücresinin toplanması, proinflamatuar sitokinlerin salınması ve reaktif oksijen / nitrojen türleri (ROS/RNS) ile karakterize edilen iltihaplanma ile tepki verir. ROS / RNS, transkripsiyon faktörü NF-B ve aktivatör protein- (AP-)1'in aktivasyonu ile ilgilidir. Aktivasyondan sonra, NF-jB ve AP-1 sitoplazmadan çekirdeğe geçer ve çeşitli enflamatuar gen ekspresyonlarını yukarı regüle eder, bu da daha sonra şiddetlenmiş bir inflamatuar yanıta ve doku hasarına neden olur.
EGCG, NF-B ve AP-1'in iletimini inhibe eder, iNOS ve COX-2 ekspresyonu esas olarak nitrik oksit, peroksinitrit ve diğer ROS / RNS'lerin süpürülmesiyle aşağı regüle edilir ve enflamatuar faktörlerin üretimi azalır.
EGCG ve Osteogenez Teşviki Üzerindeki Etkileri
Osteoporoz, kemik matrisinin dejenerasyonu ve kemik yoğunluğunun kaybı ile karakterize ciddi bir hastalıktır. EGCG kemik metabolizması üzerinde düzenleyici etkiler gösterir. EGCG, osteoklastların apoptozunu indükleyebilir ve NF-B ve IL-1b oluşumunu bloke ederek osteoklast oluşumunu inhibe edebilir. Ayrıca, mineralize kemik nodüllerinin oluşumunu teşvik edebilir.
[Bkz. Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Adam; Yili Qu (2017): Yeşil Çay, Farklı Tedaviler için Epigallocatechin-3-gallat Özleri. BioMed Araştırma Uluslararası Cilt 2017]