Baggibuti (Stachys parviflora) Bitkisinden Polifenollerin Ultrasonik Ekstraksiyonu

Baggibuti (Stachys parviflora L.) bitkisinin ekstraktları, krampların, artraljinin, epilepsinin, sara hastalığının ve drakunkuliyazın tedavisinde kullanılan bitkisel ilaçlar olarak değer görür. Ultrasonik ekstraktörler, Stachys parviflora bitkisinden polifenollerin ve diğer fitokimyasalların izolasyonu için başarıyla uygulanmaktadır.

Ultrasonik Ekstraksiyonu Üstün Kılan Nedir? – Güç Ultrasoniğinin Çalışma Prensibi ve Faydaları

Biyoaktif bileşiklerin (yani fitokimyasalların, ikincil metabolitlerin) bitkilerden izole edilmesi gerektiğinde, hedef bileşiklerin açığa çıkması için bitkisel materyalin hücresel yapıları parçalanmalıdır. Ultrasonik ekstraksiyon, hızlı bir ekstraksiyon süreci içinde bitkilerdeki (örneğin Stachys parviflora, otlar vb.) fitokimyasalların tamamını izole etmek için son derece verimli bir yöntemdir. Yüksek güçlü ultrason uygulaması, güçlü kavitasyon etkileri, düzensiz hareketler / türbülanslar ve yüksek hızlı sıvı akımları oluşturur. Bu ultrasonik kuvvetler, makro ve mikro düzeyde hücre parçalamayı ve karıştırmayı destekler. Ayrıca çözücünün nüfuzu, biyoaktif bileşiklerin çözünmesi ve kütle transferi önemli ölçüde iyileşir. Bu da ultrason destekli ekstraksiyonu son derece etkili kılar ve kısa bir işlem süresinde üstün ekstrakt verimleri elde edilmesini sağlar.

Baggibuti (Stachys parviflora) Bitkisindeki Fitokimyasalların Faydaları

Yaygın olarak “Baggibuti” adıyla bilinen Stachys parviflora L., Lamicae grubuna ait bir türdür. Stachys parviflora bitkisinin iridoidler, flavonoidler, fenolik asitler ve diterpenoidler gibi bileşikleri ikincil metabolitler olarak bildirilmekte olup anti-nefritik, anti-inflamatuvar, radikal süpürücü ve antimikrobiyal özellikleriyle bilinir.

Baggibuti (Stachys parviflora) Bitkisinden Biyoaktif Bileşiklerin Ultrasonik Ekstraksiyonu

Ultrason destekli ekstraksiyon (UAE) olarak da bilinen ultrasonik ekstraksiyon, bitkilerden polifenoller, flavonoidler, terpenler ve diğer birçok ikincil metabolit gibi biyoaktif bileşiklerin izolasyonu için bilimsel olarak kanıtlanmış ve endüstride yerleşmiş bir teknolojidir.

Baggibuti (Stachys parviflora) Ekstraksiyonu: Çalışma Prensibi ve Protokol

Ultrasonik ekstraksiyon, yalnızca mekanik kuvvetlere dayanan, hafif koşullarda yürütülen, termal olmayan, ancak son derece verimli bir ekstraksiyon tekniğidir. Böylece hassas bitkisel bileşikler termal bozunmaya karşı korunurken ultrasonikasyonla elde edilen ekstrakt verimleri olağanüstü yüksek ve ekstraktlar üstün kalitededir.

Ekstraksiyon için Yüksek Güçlü Ultrasonik

Düşük frekanslı, yüksek şiddetli ultrasonun ekstraksiyonu yoğunlaştırma mekanizması esas olarak akustik kavitasyon olgusuna bağlanır. Kavitasyon kabarcıkları bitkisel materyalin yüzeyinde çöktüğünde, erozyon ve sonoporasyon bitki hücrelerinin (örneğin Stachys parviflora hücrelerinin) matrisini parçalar; bu da hücresel yapının tahrip olmasına ve polifenoller ile diğer fitokimyasallar gibi hücre içi maddelerin açığa çıkmasına yol açar. Böylece yoğunlaşan kütle transferi, proteinler, lipitler ve fitokimyasallar gibi moleküllerin salınmasını kolaylaştırır.
Ultrasonik olarak oluşturulan kesme kuvvetleri, çözücünün bitkisel materyalin hücresel matrisine nüfuzunu ve hücre zarlarının geçirgenliğini iyileştirir. Güç ultrasoniğinin bu mekanizmaları, bitkisel ekstraksiyonda ultrasonikasyon uygulandığında elde edilen önemli işlem yoğunlaşmasını sağlar.

Stachys parviflora yüzeyinin SEM görüntüsü, (a) işlem görmemiş numune, (b) maserasyon, (c) optimize edilmiş ultrason destekli ekstraksiyon (UAE) (UP200Ht, 4 min işlem süresi, %74,5 yüksek şiddet ve %74,2 çözücü saflığı)
Çalışma ve görsel: ©Salarbashi et al., 2016

Baggibuti Bitkisinden Fenoliklerin Ultrasonik Ekstraksiyon Protokolü

Salarbashi araştırma ekibi, UP200Ht ultrasonik ekstraktörünü (200W, 26kHz) kullanarak Stachys parviflora yapraklarından polifenolik bileşikler ekstrakte etmiştir. Ultrasonik ekstraksiyon ile maserasyonun karşılaştırmalı ekstraksiyon çalışması için S. parviflora bitkisinin kurutulmuş toprak üstü kısımları (çiçeklenme evresinde hasat edilmiş), ortalama parçacık boyutu 149µm’den küçük olan bir toz hâline öğütülmüştür. Bitkisel ekstraksiyon, 35°C sıcaklıkta, doğal pH değerinde, çözücü olarak metanol (%60, 80 ve 100 (v v-1)) kullanılarak 4, 7 ve 10 min sürelerle gerçekleştirilmiştir.
Ultrasonik ekstraksiyon için Hielscher prob tipi UP200Ht sonikatörü (200W, 26kHz) kullanılmıştır. UP200Ht ultrasonik ekstraktörünün genliği %100 olarak ayarlanmıştır. Ultrasonik işlemin şiddeti, %100 genlikte 21,8346 Wcm-2 olmuştur.
Ultrasonik olarak üretilen ekstraktın analiz sonuçları, ekstraktların toplam flavonoid içeriğinin (TFC) ultrasonik işlemle doğrusal olarak arttığını, ekstraksiyon süresinin ise TFC üzerinde ters etki gösterdiğini ortaya koymuştur. En yüksek toplam flavonoid içeriği, 4min. ultrasonikasyon süresinde (t = 4 min) elde edilmiştir.
Ultrasonik olarak üretilen ekstraktta başlıca fenolik bileşikler olarak kafeik asit, tanik asit, kuersetin, trans ferulik asit ve rosmarinik asit bulunmuştur.
SEM görüntülerine dayanarak, ultrasonikasyonun ve bunun sonucunda oluşan akustik kavitasyonun, bitkisel materyalin hücre duvarının ve yapısının etkili biçimde parçalanmasında kesinlikle önemli bir rol oynadığı ve ultrasonik titreşimler ile kavitasyon kaynaklı mikro akımların ekstraksiyon verimini artırdığı açıkça görülmektedir. Güç ultrasonunun oluşturduğu bu etkiler sayesinde ultrason destekli ekstraksiyon, orta lameldeki pektinli materyalin hidrasyonu yoluyla hücre duvarlarının şişme ve yumuşama sürecini geliştirir. Bunun sonucunda bitki hücrelerinin matrisi parçalanır ve ardından biyoaktif metabolitler diğer klasik ekstraksiyon yöntemlerine göre çok daha hızlı ve verimli biçimde salınır. SEM görüntüleri, fenolik bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun verimliliğini ortaya koymaktadır. Hafif koşullarda yürütülen, termal olmayan bir ekstraksiyon yöntemi olarak sonikasyon, geleneksel ekstraksiyon teknikleriyle üretilen ekstraktlarınkini aşan üstün antioksidan ve antimikrobiyal aktiviteler sağlar.
(bkz. Salarbashi et al., 2016)

Optimize edilmiş ultrason destekli ekstraksiyon koşullarında izole edilen Stachys parviflora ekstraktının HPLC kromatogramı
Çalışma ve görsel: ©Salarbashi et al., 2016

Stachys parviflora Ekstraksiyonu için Yüksek Performanslı, En Son Teknolojiye Sahip Sonikatörler

Hielscher sonikatörlerinin akıllı özellikleri, güvenilir çalışmayı, tekrarlanabilir sonuçları ve kullanım kolaylığını garanti etmek üzere tasarlanmıştır. Dijital renkli dokunmatik ekran ve tarayıcı üzerinden uzaktan kontrol aracılığıyla erişilebilen sezgisel menü üzerinden çalışma ayarlarına kolayca erişilebilir ve bu ayarlar seçilebilir. Böylece net enerji, toplam enerji, genlik, süre, basınç ve sıcaklık gibi tüm işlem koşulları, yerleşik bir SD karta otomatik olarak kaydedilir. Bu, önceki sonikasyon işlemlerini gözden geçirip karşılaştırmanıza ve Stachys parviflora (baggibuti) bitkisinden uçucu yağ ekstraksiyonunu en yüksek verimliliğe ulaşacak şekilde optimize etmenize olanak tanır.
Hielscher Ultrasonics sistemleri, yüksek kaliteli bitkisel ekstraktların üretimi için dünya çapında kullanılmaktadır. Hielscher endüstriyel sonikatörleri, sürekli çalışmada (24/7/365) yüksek genliklerde kolayca çalışabilir. Standart sonotrotlarla (ultrasonik problar / hornlar) 200µm’ye kadar genlikler kolayca ve sürekli olarak oluşturulabilir. Daha da yüksek genlikler için özel olarak uyarlanmış ultrasonik sonotrotlar mevcuttur. Sağlamlıkları ve düşük bakım gereksinimleri sayesinde ultrasonik ekstraksiyon sistemlerimiz, ağır hizmet uygulamalarına ve zorlu ortamlara yaygın olarak kurulur.

Ultrasonik bitkisel ekstraksiyon, ultrasonik ekstraksiyon sistemlerimiz ve fiyat bilgileri hakkında daha fazla bilgi edinmek için hemen bizimle iletişime geçin! Çok deneyimli ekibimiz, uygulamanızı ve işlem gereksinimlerinizi sizinle görüşmekten memnuniyet duyacaktır!

Aşağıdaki tablo, sonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir: