Артемізінін можна ефективно витягти за допомогою високоефективної ультразвукової обробки. Ультразвукова екстракція дає дуже високі виходи артемізініну з використанням м'яких розчинників. Процес екстракції застосування ультразвуку прискорюється кардинально. Умови обробки в ультразвукових екстракторах точно контролюються, що дозволяє запобігти деградації теплочутливого біомолекула артемізиніну.

Екстракція артемізініну

Артемізінін є біологічно активною молекулою, присутньою в трихомових залозах рослини Artemisia annua, яка використовується як препарат проти малярії і показує високий потенціал як препарат для лікування ряду інших захворювань, включаючи рак і SARS-CoV-2. Традиційний метод екстракції включає в себе токсичні розчинники і є дорогим, субоптимальним процесом. Для того, щоб виробляти артемізінін у великих масштабах в екологічно та економічно сприятливих умовах, потрібна ефективна і зелена техніка видобутку. Ультразвукова екстракція - це широко встановлений метод вилучення, який можна використовувати в поєднанні з водою або етанолом як нетоксичні розчинники. Ультразвукова екстракція вже доведена до високих надоїв артемисиніну, так що виробництво артемісиніну можна швидко масштабувати до великих обсягів. Ультразвукове екстракційне обладнання для пакетної та он-лайн обробки на промисловому рівні легко доступне.

Ультразвукова екстракція артемізініну з артемізії ануа

Використання ультразвуку потужності для екстракції перевершує інші методи видобутку в різних основних факторах, включаючи врожайність, час видобутку, екологічність та економічну ефективність.

Недоліки традиційної екстракції артемізініну

Традиційні методи екстракції артемізініну трудомісткі, можуть пошкодити біологічно активні молекули артемізініну через високі температури, що застосовуються, і мати високий вплив на навколишнє середовище завдяки органічним розчинникам, що використовуються при високих температурах. Крім того, в процесі вниз за течією необхідне широке очищення для видалення домішок з сирого екстракту.

Переваги ультразвукової екстракції артемізініну

Застосування ультразвуку для екстракції має кілька позитивних ефектів, які посилюють процес вилучення: Високоенердійне ультразвук створює акустичну кавітацію. Ця акустична кавітація сприяє ботанічному екстракції шляхом порушення клітин, так що захоплені біомолекули виходять з клітинної матриці рослини. Крім того, кавітаційні сили активізують масову передачу біомолекул, таких як артемізинін, ефективно в навколишній розчинник. Принцип роботи ультразвукової екстракції може сприяти суто механічним силам кавітації. Це означає, що ультразвукова обробка є нетехнічною, нехімічною технікою вилучення. Будучи технікою нетехнальної екстракції, ультразвукова екстракція особливо сприятлива, оскільки артемізінін є термічно чутливим з'єднанням, тобто більш високі температури (наприклад, 70 ° C) виявить його розкладання. Отже, Artemisia annua L. не можна було кип'ятити в гарячій воді, щоб отримати артемізінін.

Зелені розчинники для ультразвукової екстракції артемізініну

Класичні екстракціонери, що використовуються для виробництва артемізініну, включають гексан, ефір нафти або дихлорометан. Ультразвукова екстракція сумісна з будь-яким розчинником, включаючи м'які, зелені розчинники, такі як етанол або вода. Ультразвукова екстракція артемізініну з етанолом однаково ефективна в порівнянні з жорсткими розчинниками. Оскільки артемізінін проявляє погану водорізність циклодекстріна, може бути використаний для поліпшення ультразвукового екстракції холодної води артемізініну.

Що робить ультразвукову екстракцію артемізініну настільки ефективною?

Щоб зрозуміти переваги ультразвукової екстракції, необхідно розуміти принцип роботи ультразвуку потужності. Екстракція інтенсифікуювного механізму ультразвуку в основному пов'язана з явищем акустичної кавітації. Ультразвукова кавітація викликає зіткнення частинок ботанічної біомаси (таких як листя Artemisia annua L.), що призводить до міжпартійного дроблення та зменшення розміру частинок. Коли кавітаційні бульбашки руйнуються на поверхні рослинних твердих речовин, ерозія і сонопорація збільшують поверхню частинок далі. Тим самим посилена масова передача полегшує вивільнення таких молекул, як білки, ліпіди, цукри, вітаміни, антиоксиданти, фітохімікати (наприклад, артемізинін) і харчові волокна. Ультразвуково генеровані сили підливу покращують проникнення розчинника в клітинну матрицю ботанічної матерії і покращують проникність клітинних мембран, відповідно. Ці механізми ультразвуку влади несуть відповідальність за значну активізацію процесу, досягнуту при застосуванні ультразвуку для ботанічної екстракції.

Силові ультразвукові хвилі порушують структуру клітинних рослинних, випускають біологічно активні сполуки і сприяють масопередаці між рослинним матеріалом і розчинником (наприклад, етанол).

Науково-перевірені результати ультразвукової екстракції артемізініну

Було проведено кілька наукових досліджень з метою дослідження ефективності та практичності екстракції ультразвукового артемізініну з листя ануїтесу Artemisia.

Бріар і Панівник показали, «що ультразвук при низьких температурах підвищує вихід артемісиніну, витягнутого з ануї приблизно на 58% і екстракти здаються чистішими в порівнянні зі звичайним замочуванням; тому використання ультразвуку під час екстракції має потенціал для виробництва лікування на основі артемісиніну нижчої вартості». (Бріар і Панівник, 2013)

Чжан та ін. (2017) досліджували ультразвукову екстракцію артемізініну з використанням пропіленглікольметилового ефіру (PGME) як розчинника. Екстракт артемізініну ультразвукового виробництва був проаналізований за допомогою ультраекономічної рідкої хроматографії (UPLC). Результати аналізу підкреслили якість екстракту. Завдяки хорошій повторюваності процесу та стабільності вилученого артемізиніну ультразвукова екстракція з використанням зеленого та ефективного моноетерного пропіленгліколь-метилтеру (PGME), як розчинник, показує великі перспективи у вилученні та відокремленні біологічно активних молекул від рослинних. Ультразвукова екстракція з використанням пропіленгліколю метилового ефіру (PGME) як розчинника призвела до високої загальної ефективності вилучення та високих виходів артемізиніну. (пор. Чжан та ін., 2017)

В іншому дослідженні Чжан та ін. (2020) представляють ультразвукову екстракцію артемісиніну за допомогою гідроксипропіл-β-циклодекстріна. Додавання циклодекстріна покращує вивільнення погано водорозчинного сполуки артемізініну і дозволяє використовувати воду в якості розчинника при хороших виходах екстракції. Ультразвукова екстракція в поєднанні з циклодекстрином збільшила кількість артемізініну до 8,66 мг / г, що значно більше відповідної кількості 1,70 мг / г, отриманої у воді.

Високоемісійні ультразвукові витяжки для виробництва артемізініну

Високоехитивні ультразвукові екстракційні системи hielscher Ультразвук використовуються в усьому світі на R&D, малий, середній і повністю комерційний рівень виробництва в різних галузях промисловості, таких як харчові продукти, харчові добавки та фармацевтичне виробництво. Високоефективні ультразвукові екстрактори активізують процес вилучення та збільшують врожайність, тим самим підвищуючи загальну ефективність високоякісного виробництва екстракту. Hielscher Ultrasonics пропонує екстракційне обладнання для будь-якого об'єму / технологічної потужності. Маючи досвід ботанічної екстракції більше 25 років, Hielscher Ultrasonics є вашим надійним партнером для високоемісійної ультразвукової екстракції від Artemisia annua!

Високоемісійні ультраакукатори

Розумні особливості hielscher ультраакукатори призначені для забезпечення надійної роботи, відтворюваних результатів і зручності користувача. Оперативні налаштування можна легко отримати доступ і набирати через інтуїтивно зрозуміле меню, доступ до якого можна отримати за допомогою цифрового кольорового сенсорного дисплея та пульта дистанційного керування браузера. Тому всі умови обробки, такі як чиста енергія, сумарна енергія, амплітуда, час, тиск і температура, автоматично записуються на вбудовану SD-карту. Це дозволяє переглянути та порівняти попередні пробіги ультразвукової обробки та оптимізувати процес вилучення артемісиніну до найвищої ефективності.
Hielscher Ультразвукові системи використовуються в усьому світі для виробництва високоякісних ботанічних екстрактів. Hielscher промислові ультраакукатори можуть легко працювати високі амплітуди в безперервній роботі (24/7/365). Амплітуди до 200 мкм можуть легко безперервно генеруються за допомогою стандартних сонотродів (ультразвукові зонди / роги). Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Завдяки своїй надійності та низькому обслуговуванню, наші ультразвукові системи вилучення зазвичай встановлюються для важких застосувань та у вимогливих середовищах.

Зв'яжіться з нами зараз, щоб дізнатися більше про ультразвукову екстракцію артемізініну з заводу Artemisia annua. Ми будемо раді надіслати вам інформацію про наші ультразвукові екстракційні системи та ціни! Наш досвідчений персонал з радістю обговорить з Вами Ваші вимоги до подачі заявки та обробки!
У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв: