Ultrasonication hız ile diğer ekstraksiyon yöntemlerini geride bırakır
Ultrasonik ekstraksiyonun hızlı prosedürü ve bundan dolayı ekstrakt üretiminde elde edilen zaman tasarrufu, bitkilerden biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonunun birçok avantajından biridir. Ultrasonik ekstraksiyon, süperkritik CO2 ekstraksiyonu, maserasyon, ısı-reflü, Soxhlet veya mikrodalga ekstraksiyonu gibi alternatif ekstraksiyon teknikleriyle bilimsel olarak karşılaştırılmıştır ve araştırma sonuçları, ekstraksiyon hızı ve verimi ile ilgili ultrasonikasyonun önemli avantajını kanıtlamaktadır.
Hızlı Ekstraksiyon Prosedürü Olarak Ultrasonication
Biyoaktif bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonu, yüksek verimi, yüksek kaliteli ekstraktları, kısa ekstraksiyon süresi, düşük enerji tüketimi ve çok hafif çözücülerle çalışabilme kabiliyeti ile bilinir. Tüm bu faktörler, bitki materyallerinden biyoaktif bileşenlerin ultrasonik ekstraksiyonunun olağanüstü genel verimliliğine katkıda bulunur.
Aşağıda, ultrasonik ekstraksiyonun (ayrıca ultrason destekli ekstraksiyon? UAE) maserasyon, Soxhlet, ısı-geri akış, süperkritik CO gibi diğer ekstraksiyon teknikleri ile karşılaştırıldı2ve mikrodalga ekstraksiyonu.
ultrasonikatör UP400St Toplu modda botaniklerin yüksek hızda ekstraksiyonu için
| Ekstraksiyon Uygulaması | Ultrasonik ekstraksiyon süresi | Alternatif ekstraksiyon yöntemi süresi | Ek bilgi | Kaynak |
|---|---|---|---|---|
| Mersin meyvelerinden antosiyanin ekstraksiyonu | 5 dk | 15 dk mikrodalga |
Ultrasonik atör UP200S | Gonzalez ve ark., 2019 |
| Boldo yaprağı çıkarma | 5-30 dk | 15-90 dk Maserasyon |
Ultrasonicator UIP1000hdT “5 ila 30 dakikalık sonikasyon arasında, verimin 15 ila 90 dakikadaki geleneksel maserasyon verimine eşdeğer olduğunu görebiliriz: UAE Konvansiyonel maserasyonda yaprakların çözünür materyalini çıkarmak için zamanın üçte birini gerektirir.” |
Petigny ve ark., 2013 |
| Adaçayı toplam fenol ve flavonoidlerin ekstraksiyonu | 11 dk | 30 dk 60ºC'de su banyosu çalkalayıcı ile konvansiyonel ekstraksiyon |
Ultrasonik aspiratörler UP100H, UP400S |
Dent ve ark., 2015 |
| Zeytin yaprağı polifenollerinin ekstraksiyonu | 21 dk | 60 dk. Konvansiyonel ısı geri akışı ekstraksiyonu |
Ultrasonik cihaz UP400S | Dobrinčić ve diğerleri, 2020 |
| Malva sylvestris yapraklarından biyoaktif fenoliklerin ekstraksiyonu | 49 dk 110W'da 48°C |
5 saat 150 rpm'de çalkalanmış yatak ekstraksiyonu |
Ultrasonik atör UP200S HPLC analizi, biyoaktif fenoliklerin konsantrasyonunun optimal altında önemli ölçüde arttığını (p≺0.05) ortaya koydu. UAE Koşul -ları. |
Bimakr ve ark., 2017 |
| Kış Kavunu (Benincasa hispida) Tohumundan Lipitlerin Ekstraksiyonu | ∼36 dk | Basınç salınım tekniği ile birleştirilmiş süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu (SCE-PST) (∼50 dk), süper kritik CO2 (∼97 dk) ve konvansiyonel Soxhlet ekstraksiyonu (∼360 dk) | Süperkritik karbondioksitin (sCO) karşılaştırılması2), ultrason yardımlı ekstraksiyon (UAE), basınç salınım tekniği ile birleştirilmiş süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu (SCE-PST) ve Soxhlet ekstraksiyonu, BAE'nin en verimli ve hızlı ekstraksiyon tekniği olduğunu göstermektedir. | Bimakr ve ark. (2015) |
Süperkritik karbondioksitin (sCO) karşılaştırılması2), ultrason yardımlı ekstraksiyon (UAE), basınç salınım tekniği ile birleştirilmiş süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu (SCE-PST) ve Soxhlet çıkarımı şunu gösterir ki UAE en verimli ve hızlı ekstraksiyon tekniğidir.
- Yüksek Ekstraksiyon Verimliliği
- Üstün ekstraksiyon verimi
- Hızlı Süreç
- Düşük sıcaklıklar
- Termolabil bileşikleri çıkarmak için uygundur
- Herhangi Bir Solvent ile Uyumlu
- Düşük enerji tüketimi
- Yeşil ekstraksiyon tekniği
- Kolay ve güvenli kullanım
- Düşük yatırım ve işletme maliyetleri
- Ağır hizmet koşullarında 7/24 çalışma
Bileşiklerin Hızlı İzolasyonu için Yüksek Performanslı Ultrasonik Çıkarıcılar
Hielscher'ın son teknoloji ultrasonik ekipmanı, bitkilerden yüksek kaliteli biyo-moleküllerin hızlı bir şekilde çıkarılmasını sağlar. Genlik, sıcaklık, basınç ve enerji girişi gibi proses parametreleri üzerinde tam kontrol, hasarsız, yüksek oranda biyoaktif ekstraktlar üreten en verimli ve en hafif ekstraksiyon koşullarına izin verir. Hammadde parçacık boyutu, çözücü tipi, katı-çözücü oranı ve ekstraksiyon süresi gibi ultrasonik ekstraksiyon parametrelerinin optimize edilmesi, en yüksek verimlilik ve en iyi genel sonuçlar için optimize edilebilir. Ultrasonik ekstraksiyon termal olmayan bir ekstraksiyon yöntemi olduğundan, biyoaktif bileşenlerin termal bozunması önlenebilir, bu da üstün ekstrakt kalitesi ile sonuçlanır.
Genel olarak, yüksek verim, kısa ekstraksiyon süresi, düşük ekstraksiyon sıcaklığı ve azaltılmış çözücü gereksinimleri gibi avantajlar, sonikasyonu tercih edilen ekstraksiyon yöntemi haline getirir.
Ultrasoniction, mersin meyvelerinden antosiyanin ekstraksiyonunda mikrodalgayı geride bırakır. Sonikasyon, mikrodalga ekstraksiyonundan üç kat daha hızlıdır.
Ultrasonik ve konvansiyonel bir su banyosu çalkalayıcı ile karşılaştırılması, ultrason ekstraksiyonu kullanıldığında adaçayından toplam fenoller ve flavonoidler için önemli ölçüde azaltılmış bir ekstraksiyon süresi gösterir. Ultrasonik ekstraksiyon, bir su banyosu çalkalayıcı ile ekstraksiyon süresinin sadece üçte birini gerektirir.
Ultrasonik Ekstraksiyon: Laboratuar ve Endüstride Kuruldu
Ultrasonik ekstraksiyon, botaniklerden, mantarlardan, alglerden, bakterilerden ve memeli hücrelerinden her türlü biyoaktif bileşiğin ekstraksiyonu için yaygın olarak uygulanır. Ultrasonik ekstraksiyon, daha yüksek ekstraksiyon verimi ve daha kısa işlem süresi ile diğer geleneksel ekstraksiyon tekniklerini mükemmelleştiren basit, uygun maliyetli ve yüksek verimli olarak kurulmuştur.
Laboratuvar, tezgah üstü ve tamamen endüstriyel ultrasonik sistemler ile hazır bulunan ultrasonik ekstraksiyon günümüzde köklü ve güvenilir bir teknolojidir. Hielscher ultrasonik çıkarıcılar, gıda ve ilaç sınıfı biyoaktif bileşiklerin üretimi için endüstriyel işleme tesislerinde dünya çapında kuruludur.
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!
Hielscher Ultrasonics, laboratuvar, pilot ve endüstriyel ölçekte karıştırma uygulamaları, dispersiyon, emülsifikasyon ve ekstraksiyon için yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretmektedir.
Literatür? Referanslar
- 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.
Bilmeye Değer Gerçekler
Ultrasonik Ekstraksiyonun Çalışma Prensibi
Ultrasonik ekstraksiyon, biyoaktif bileşenleri bitki materyallerinden izole etmek ve ayırmak için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Sonikasyon her türlü çözücü ile uyumlu olduğundan, ultrasonik ekstraksiyon prosedürü biyoaktif bileşikler (yani hedeflenen bileşikler), polariteleri, çözünürlükleri, ısı duyarlılığı ve diğer faktörler ile ilgili olarak en uygun şekilde tasarlanabilir. Sonikasyon işlemini özellikle belirli bir bileşiğe veya çeşitli bileşiklere uyarlayarak, olağanüstü yüksek kalitede bir ekstrakt elde etmek için en ideal kurulum seçilebilir.
Bir sıvı veya bulamaç içine birleştirilmiş ultrason dalgaları, yoğun titreşimler ve akustik kavitasyon oluşturur. Akustik aka ultrasonik kavitasyon, yerel olarak meydana gelen aşırı yüksek basınç farkları, kesme kuvvetleri ve sıvı jetleri ile belirlenir. Bu kuvvetler hücre duvarlarını kırar, sebze hücrelerini bozar ve hücre içi ile çözücü arasındaki kütle transferini yoğunlaştırır. Böylece, biyoaktif bileşenler, hedef moleküllerin kolayca izole edilebildiği ve saflaştırılabildiği (örneğin, rotor buharlaştırma, buhar damıtma veya HPLC ile) çevreleyen çözücüye verimli bir şekilde salınır.
Bitki hücrelerinden ultrasonik ekstraksiyon: mikroskobik enine kesit (TS), hücrelerden ultrasonik ekstraksiyon sırasındaki eylemlerin mekanizmasını gösterir (büyütme 2000x)
[kaynak: Vilkhu ve ark. 2011]
Hielscher Ultrasonics, yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretmektedir. laboratuvar Hedef endüstriyel boyut.