Високоефективне видалення чаги за допомогою ультразвукового апарату

Гриби чага (Inonotus obliquus) багаті дуже потужними фітохімічними речовинами (наприклад, полісахаридами, бетуліновою кислотою, тритерпеноїдами), які, як відомо, сприяють здоров'ю та боротьбі з хворобами. Використання високопотужної ультразвукової частоти для екстракції чаги є кращою технікою для отримання чудових екстрактів чаги найвищої якості та виходу.

Екстракти гриба чаги від Ultrasonics

Ультразвукова екстракція є високоефективним методом вивільнення фітохімічних сполук з рослинних компонентів, таких як рослини та гриби.
Гриби чага багаті кількома сполуками, такими як полісахариди, тритерпени та поліфеноли, які відповідають за більшість його оздоровчих і терапевтичних ефектів. Основними біологічно активними сполуками чаги є полісакхардиди (наприклад, β-глюкани, протеоглікани, що включають d-галактозу, d-глюкозу, d-ксилозу та d-манозу), триперпеноїди (наприклад, бетулін, бетулінова кислота), поліфеноли, фітостероли (наприклад, інотодіол) та інші сполуки.

Ультразвукова екстракція ефективно руйнує клітини гриба чага і вивільняє внутрішньоклітинні сполуки (тобто біологічно активні фітохімічні речовини) в розчинник. Ультразвукова екстракція заснована на робочому принципі акустичної кавітації. Наслідками ультразвукової / акустичної кавітації є високі зсувні сили, турбулентності та інтенсивні перепади тиску. Ці сономеханічні сили руйнують клітинні структури, такі як клітинні стінки хітинового гриба, сприяють перенесенню маси між матеріалом чаги та розчинником і призводять до дуже високих виходів екстракту в рамках швидкого процесу. Крім того, ультразвук сприяє стерилізації екстрактів шляхом знищення бактерій і мікробів. Мікробна інактивація шляхом ультразвукового звуку є результатом руйнівних кавітаційних сил на клітинну мембрану, вироблення вільних радикалів і локалізованого нагрівання.

Чому ультразвукова екстракція чаги така вигідна?

Ультразвукова екстракція застосовується в багатьох сферах виробництва екстрактів, наприклад, рослинних і рослинних екстрактів для харчових продуктів, добавок, фармацевтичних препаратів і косметики. Дуже яскравим прикладом ультразвукової екстракції є екстракція канабідіолу (КБД) та інших сполук з рослини канабісу.
Оскільки ультразвукова екстракція є нетермічним методом екстракції, біологічно активні сполуки м'яко обробляються ультразвуковими хвилями, і тим самим запобігається термічна деградація чутливих рослинних сполук. Всі параметри ультразвукового процесу, тобто амплітуду, інтенсивність, температуру і тиск, можна точно контролювати. Це дозволяє здійснювати точний контроль процесу та якості, а також дозволяє легко повторювати та відтворювати отримані результати екстракції. Виробники екстрактів цінують ультразвук за його надійну повторюваність процесу, що допомагає стандартизувати процеси та продукти на високому рівні якості.

Високоякісні екстракти чаги з високим виходом методом ультразвуку

Дослідження підтверджують, що екстракти гриба чаги, вироблені ультразвуком, містять більше тритерпеноїдів, ніж звичайний екстракт гарячої води. Методика ультразвукової екстракції сприяє вивільненню та виділенню всіх важливих сполук з грибів чаги (I. obliquus). Ультразвукова екстракція перевершує альтернативні методи екстракції завдяки чудовій ефективності та покращеній біодоступності біологічно активних фітохімічних речовин у екстракті грибів. Витяги з наукових досліджень демонструють високу ефективність і вихід ультразвукової екстракції чаги.

Екстракція полісахаридів з чаги

Zhang et al. використовували ультразвукову екстракцію для створення оптимальних умов для екстракції полісахаридів з I. obliquus, з найкращими умовами, що передбачали використання води як розчинника протягом 15 хвилин при 95 °C з екстракції ультразвуковою частотою, що дало значення екстракції 1,82%

Екстракція бетуліну / бетулінової кислоти з чаги

Результати показують, що ультразвук відіграв активну роль у екстракції бетуліну та бетулінової кислоти, оскільки він може змусити клітинні стінки відкриватися та сприяє кращій масі та теплопередачі. Це, в свою чергу, допомагає успішно витягувати потрібні фітохімічні речовини в короткі терміни з високою ефективністю. Невелике збільшення виходів при додаванні етапу екстракції розчинником після ультразвуку показало, що більшість цих сполук повинні були бути екстраговані з біомаси. Отримані результати свідчать про максимальну кількість екстрагованого бетуліну в біомасі. (Альхазмі, 2017) В цілому ультразвукове дослідження різко збільшило вихід бетуліну і бетулінової кислоти.

Покроковий протокол екстракції

Для того, щоб виділити сильний екстракт повного спектру з грибів чаги (Inonotus obliquus), застосовується двоетапний протокол екстракції з використанням силового ультразвуку.
Матеріал: висушений I. obliquus (100 г) подрібнюють на менші шматочки приблизно 1,3 см2 (0,5×0,5 дюймів). Подрібнений грибний матеріал поміщається в скляну мензурку об'ємом 1,5 л.

1. Етап: Ультразвукова холодна екстракція: Висушену, подрібнену чагу підвішують у 1000 мл 60% етанолу в очищеній або дистильованій воді (об/об; 60% етанол: 40% води) шляхом додавання суміші розчинника в скляну мензурку з чагою. Для екстракції використовується ультразвуковий екстрактор UP400St, оснащений сонотродом S24d22L2D. Ріг (сонотрод) ультразвукового апарату занурюється в суспензію гриба і розчинника. Використання мішалки необов'язкове, але може допомогти рівномірно транспортувати частинки рослини до сонотрода. Слідкуйте за тим, щоб сонотрод не торкався стінок мензурки. Встановіть амплітуду на 100% і робіть ультразвук приблизно 10 хв. UP400St поставляється зі штепсельним датчиком температури. З'єднайте термопару з ультразвуковим апаратом і вставте датчик в підвіску. У цифровому меню ультразвукового апарату UP400St, можна встановити верхню межу температури. Ультразвуковий прилад зробить паузу при досягненні цього температурного максимуму і запуститься автоматично, як тільки підвіска досягне нижнього значення встановленого ∆Т. Рекомендовані значення ∆T становлять приблизно 30 °C як верхнє та 20 °C як нижнє значення температури. Використання водної або крижаної ванни допомагає підтримувати низьку температуру під час ультразвуку. Після ультразвуку грибні тверді частинки видаляють шляхом фільтрації та пресування. Розчинник з екстрагованими фітохімікатами піддається вакуумному випаровуванню або роторному випаровуванню, завдяки чому в кінцевому підсумку виходить фракція чаги в результаті екстракції етанолом. Залишкові тверді речовини чаги можна використовувати для додаткового другого етапу замочування, ультразвукової гарячої екстракції.
2. Крок (опціонально): ультразвукова гаряча екстракція: Отримана сировина чаги з першого екстракції використовується на другому етапі ультразвукової гарячої екстракції для виділення фракції ще залишкових фітохімічних речовин у грибах чага. Матеріал гриба поміщають у скляну мензурку, додають 600 мл свіжого 60% етанолу: додають 40% розчинник води та нагрівають приблизно до 70°C. Під час ультразвуку температура може підвищуватися до 95°С. Додаткове тепло сприяє вивільненню залишкових фітохімічних речовин. Оскільки майже всі термочутливі сполуки були екстраговані в термічно контрольованих умовах на кроці 1, цей другий крок може бути додатково застосований для створення дуже сильного екстракту, який є повним у всіх фітохімічних речовинах гриба чага. Ультразвукова обробка підвіски з UP400St проводиться таким же чином, як описано вище. Проціджують, віджимають і відокремлюють гриби від водного екстракту. Фітокомпоненти при другій екстракції також виділяються шляхом випаровування.

Обидві фракції екстракту чаги, з води та екстракції етанолу, змішуються разом, щоб отримати екстракт гриба чаги повного спектру. Цей екстракт можна додавати в різні продукти, такі як настоянки, капсули або їстівні продукти.

Цей процес повністю лінійно масштабується на будь-який інший обсяг. Застосовуючи одні й ті ж ультразвукові параметри (інтенсивність ультразвуку Ws/L, тиск, температура, концентрація твердої речовини: рідина), всі одного разу встановлені результати ультразвукової екстракції чаги можна просто масштабувати до більших (або менших) обсягів, досягаючи при цьому тих же результатів (тобто врожайність, ефективність процесу).

Екстракти грибів, вироблені ультразвуковим способом, багаті полісахаридами, які відомі численними корисними ефектами для здоров'я. Ультразвуковий екстрактор UP100H - це потужний ультразвуковий екстрактор потужністю 100 Вт для ефективної екстракції лікарських грибів, таких як чага, левова грива, рейши або кордицепс.

Ваш вибір розчинника

Ультразвукова екстракція сумісна з будь-яким розчинником. Це дозволяє використовувати розчинник за вашим бажанням. У наведеному вище протоколі екстракції чаги ми рекомендуємо розчин розчинника, що містить 60% етанолу: 40% води (об/об). Поєднання етанолу і води дозволяє виділяти фітохімічні речовини різної полярності. Крім того, може бути застосована двофазна екстракція з використанням етанолу на першому етапі екстракції та води на другому етапі екстракції. Ультразвукова екстракція з використанням комбінації розчинника спирту та води вивільняє водорозчинні та спирторозчинні фітохімічні речовини з грибів, таких як чага.
Таким чином, екстракція має фундаментальне значення для створення чистих і потужних грибних екстрактів.
Іншими розчинниками, що використовуються для екстракції Inonotus obliquus, є ізопропанол, метанол, метанол, що містить 10% оцтової кислоти, етилацетат та ін. Для харчових екстрактів рекомендується використовувати нетоксичний розчинник, оскільки після видалення розчинника (наприклад, випаровування) іноді в екстракті можуть залишатися залишкові кількості.

Чому ультразвукові ванни дають недостатні результати екстракції чаги?

Ультразвукові ванни зазвичай використовуються для м'якого очищення. В ультразвуковій ванні акустична кавітація виникає неконтрольовано і нерівномірно розподіляється по відносно великому резервуару. Якщо ви покладете скляну мензурку з сумішшю гриб і розчинник в ультразвукову ванну, і без того слабкі ультразвукові хвилі повинні пройти через стінки мензурки, що ще більше знижує інтенсивність ультразвуку. Це означає, що інтенсивність ультразвуку в резервуарі для ультразвукового очищення занадто слабка для ефективного вилучення грибів. Клітинні стінки грибів містять хітин, міцний матеріал, який робить клітини грибів дуже жорсткими і їх важко порушити. Для того, щоб вивільнити біологічно активні сполуки з грибів, таких як чага, потрібен ультразвук високої інтенсивності. Ультразвукові зонди створюють набагато інтенсивнішу акустичну кавітацію – силу, яка розриває клітинні стінки грибків.
 

Діаграма аналізу UV-Vis показує порівняння між ультразвуковим зондом і ультразвуковою ванною екстракцією гриба чаги. Ультразвуковий апарат зондового типу UP100H (чорна крива) дає значно вищі виходи біоактивних сполук чаги.

 
Дізнайтеся більше про відмінності ультразвукових зондів від ультразвукових ванн і подивіться, як вони порівнюються за ефективністю екстракції!

Високоефективні ультразвукові апарати для екстракції чаги

Ультразвукова екстракція - це надійна технологія обробки, яка полегшує і прискорює отримання високоякісних витяжок з різної сировини, таких як чага та інші гриби. Портфоліо Hielscher Ultrasonics охоплює повний спектр від компактних лабораторних ультразвукових приладів до промислових екстракційних систем. Таким чином, ми в Hielscher можемо запропонувати вам найбільш підходящий ультразвуковий апарат для вашої передбачуваної потужності процесу. Наш досвідчений персонал допоможе вам від техніко-економічних випробувань та оптимізації процесу до встановлення вашої ультразвукової системи на кінцевому рівні виробництва.
Невелика площа наших ультразвукових екстракторів, а також універсальність у варіантах встановлення дозволяють їм входити навіть у невеликі приміщення з переробки пектину. Ультразвукові процесори встановлюються по всьому світу на підприємствах з виробництва харчових продуктів, фармацевтики та харчових добавок.

Hielscher Ultrasonics – Складне екстракційне обладнання

Портфель продукції Hielscher Ultrasonics охоплює повний спектр високопродуктивних ультразвукових екстракторів від малих до великих масштабів. Додаткові аксесуари дозволяють легко зібрати найбільш підходящу конфігурацію ультразвукового пристрою для вашого процесу екстракції чаги. Оптимальна ультразвукова установка залежить від передбачуваної потужності, обсягу, сировини, партії або вбудованого процесу та термінів.

Пакетний і безперервний потік

Ультразвукові апарати Hielscher можуть використовуватися для періодичної та безперервної проточної обробки. Ультразвукова пакетна обробка ідеально підходить для тестування процесів, оптимізації та рівня виробництва малого та середнього розміру. Для виробництва великих обсягів гриба чага більш вигідною може бути внутрішня обробка. Безперервний процес змішування в лінію вимагає складного налаштування – що складається з насоса, шлангів або труб і резервуарів -, але він високоефективний, швидкий і вимагає значно менших трудовитрат. Всі промислові системи можуть експлуатуватися в умовах підвищеного тиску, що підвищує кавітацію і тим самим ефективність витяжки. Hielscher Ultrasonics має найбільш підходящу установку екстракції для вашого обсягу екстракції та цілей процесу.

Ультразвукові екстрактори для будь-якої ємності продукту

Асортимент продукції Hielscher Ultrasonics охоплює повний спектр ультразвукових процесорів, від компактних лабораторних ультразвукових пристроїв для настільних і пілотних систем до повністю промислових ультразвукових процесорів з продуктивністю обробки вантажівок на годину. Повний асортимент продукції дозволяє нам запропонувати вам найбільш підходящий ультразвуковий екстрактор для вашої чаги, а також інших грибів, технологічних потужностей і цілей виробництва.
Ультразвукові настільні системи ідеально підходять для техніко-економічних випробувань та оптимізації процесів. Лінійне масштабування на основі встановлених параметрів процесу дозволяє дуже легко збільшувати потужності з переробки від невеликих партій до повністю комерційного виробництва. Масштабування може бути виконане шляхом встановлення більш потужного ультразвукового екстракторного блоку або паралельного скупчення кількох ультразвукових апаратів. Завдяки UIP16000 компанія Hielscher пропонує найпотужніший ультразвуковий екстрактор у всьому світі.

Точно контрольовані амплітуди для оптимальних результатів

Всі ультразвукові апарати Hielscher точно управляються і тим самим надійні робочі коні на виробництві. Амплітуда є одним з найважливіших параметрів процесу, що впливають на ефективність і результативність ультразвукової екстракції фітохімічних речовин з гриба чага (Inonotus obliquus).
Всі ультразвуки Hielscher’ Процесори дозволяють точно налаштовувати амплітуду. Сонотроди і бустерні ріжки - це аксесуари, що дозволяють змінювати амплітуду в ще більш широкому діапазоні. Промислові ультразвукові процесори Hielscher можуть забезпечувати дуже високі амплітуди та забезпечувати необхідну ультразвукову інтенсивність для вимогливих застосувань. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7.
Точні налаштування амплітуди та постійний моніторинг параметрів ультразвукового процесу за допомогою інтелектуального програмного забезпечення дають вам можливість обробляти вашу сировину грибів у найефективніших ультразвукових умовах. Оптимальна ультразвукова діагностика для найкращих результатів екстракції!
Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах. Це робить ультразвукове обладнання Hielscher надійним робочим інструментом, який відповідає вашим вимогам до екстракції.

Легке тестування без ризиків

Ультразвукові процеси можуть бути повністю лінійно масштабовані. Це означає, що кожен результат, якого ви досягли за допомогою лабораторного або настільного ультразвукового апарату, може бути масштабований до абсолютно однакового результату за допомогою тих самих параметрів процесу. Це робить ультразвук ідеальним для безризикового техніко-економічного обґрунтування, оптимізації процесу та подальшого впровадження в комерційне виробництво. Зв'яжіться з нами, щоб дізнатися, як ультразвукова діагностика може збільшити вироблення екстракту чаги.

Найвища якість – Розроблено та виготовлено в Німеччині

Як сімейний бізнес, Hielscher надає пріоритет найвищим стандартам якості для своїх ультразвукових процесорів. Всі ультразвукові апарати розроблені, виготовлені та ретельно протестовані в нашій штаб-квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Міцність і надійність ультразвукового обладнання Hielscher роблять його робочою конячкою на вашому виробництві. Робота 24/7 при повному навантаженні та в складних умовах є природною характеристикою високопродуктивних екстракторів Hielscher.
Ви можете купити ультразвуковий процесор Hielscher в будь-якому розмірі і точно налаштований під ваші вимоги до процесу вилучення грибів. Від обробки грибків у невеликій лабораторній мензурці до безперервного проточного змішування грибних суспензій на промисловому рівні, Hielscher Ultrasonics пропонує відповідний ультразвуковий засіб для вас! Будь ласка, зв'яжіться з нами – Ми раді порекомендувати Вам ідеальну ультразвукову установку!

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: