Ультразвукова екстракція лікарських трав

Трави, спеції та інша рослинна сировина багаті на фітохімічні сполуки, які є цінними компонентами лікарських засобів і харчових продуктів. Ультразвукова обробка руйнує клітинну структуру та вивільняє біоактивні сполуки – завдяки цьому підвищується вихід і прискорюється екстракція. Як нетепловий процес, ультразвукова обробка є м’яким методом екстракції, що запобігає термічному розкладанню екстракту. Завдяки цим властивостям ультразвукові екстрактори зондового типу забезпечують кращий метод отримання високоякісних рослинних екстрактів.

Ультразвукова екстракція антиоксидантів

Антиоксиданти – це біоактивні сполуки, які нейтралізують радикали та містяться в рослинах. Антиоксиданти, як-от вітамін C, вітамін E, тіоли тощо, є фармакологічно активними речовинами, які використовують для поліпшення здоров’я та лікування захворювань.
Завдяки високій ефективності процесу ультразвукова екстракція дає змогу використовувати дуже широкий спектр сировини для виділення антиоксидантів. Окрім таких рослинних матеріалів, як трави, фрукти й овочі, високоякісні антиоксиданти можна екстрагувати за допомогою ультразвуку з малоцінної сировини або відходів, як-от лушпиння, стебла, насіння, шкірки, ядра, корені тощо.

У цьому відео продемонстровано ультразвукову екстракцію хмелю звичайного. За допомогою сонікатора UP200Ht екстрагують каріофілен та інші сполуки.

Ультразвукова екстракція адаптогенів

Адаптогени, як-от таніни, є поліфенольними молекулами, які часто мають в’яжучі властивості та відомі своєю здатністю підвищувати стійкість клітин ссавців до стресу. Ці молекули містяться всередині рослинної клітини. Щоб отримати адаптогени з високою біодоступністю, молекули необхідно вивільнити з рослинної сировини. Ультразвукове руйнування клітин розкриває їх, руйнуючи клітинні стінки та посилюючи масоперенесення між внутрішнім вмістом клітини й навколишнім розчинником. Завдяки високоефективному механізму дії ультразвукова обробка є надійним та ефективним методом виділення адаптогенів високої якості з високим виходом.

Чому варто використовувати ультразвуковий апарат для екстракції лікарських трав?

Ультразвукові апарати зондового типу є усталеною технологією простого й водночас високоефективного отримання високоякісних екстрактів із трав. У виробництві трав’яних екстрактів ультразвукова обробка є пріоритетним методом отримання рослинних екстрактів завдяки низці переваг, які забезпечують високу результативність та ефективність ультразвукового методу. Розгляньмо деякі ключові причини:

Підвищена ефективність екстракції: Ультразвукова обробка зондом використовує високочастотні звукові хвилі, що передаються безпосередньо через зонд, занурений в екстракційне середовище. Ці ультразвукові хвилі утворюють кавітаційні бульбашки, які швидко розширюються та схлопуються поблизу поверхні лікарських трав. Це явище спричиняє інтенсивне локальне перемішування й мікропотоки, значно посилюючи масоперенесення біоактивних сполук із трав у розчинник. У результаті порівняно з традиційними методами екстракції ефективно вилучається більше біоактивних компонентів, що забезпечує вищий вихід сполук із лікувальними властивостями.

Скорочення часу екстракції: Ультразвукова обробка прискорює процес екстракції, сприяючи швидкій та ефективній дифузії розчинених речовин. Інтенсивне перемішування, спричинене кавітацією, забезпечує повніше проникнення розчинника в матрицю трав’яної сировини, скорочуючи необхідний час екстракції. Порівняно з традиційними методами, такими як мацерація або перколяція, які можуть тривати кілька годин або навіть днів, ультразвукова обробка може забезпечувати подібну ефективність екстракції за значно коротший час, часто за лічені хвилини.

Збереження біоактивних сполук: Ультразвукова обробка зондом відбувається за нижчих температур порівняно з традиційними методами екстракції, що передбачають сильне нагрівання або тривалий вплив. Ця перевага запобігає розкладанню термочутливих біоактивних сполук, що містяться в лікарських травах, забезпечуючи отримання екстракту з вищою активністю та терапевтичною цінністю.

Селективність: Ультразвукову обробку можна налаштовувати на певні частоти та рівні потужності, що дає змогу селективно екстрагувати цільові сполуки з лікарських трав. Оптимізуючи параметри ультразвукової обробки, можна переважно вилучати певні біоактивні компоненти, отримуючи екстракти з вищою концентрацією бажаних лікувальних властивостей.

Масштабованість і простота використання: Системи ультразвукової обробки зондового типу є масштабованими та легко адаптуються як для екстракції в невеликих лабораторних масштабах, так і для великомасштабного промислового застосування. Метод відносно простий у впровадженні й не потребує складного обладнання, що робить його доступним і зручним для різних умов використання.

Екологічність: Порівняно з деякими традиційними методами екстракції, які передбачають використання органічних розчинників і великих об’ємів води, ультразвукова обробка зазвичай потребує менше розчинника та скорочує загальний час екстракції. Це забезпечує екологічніший і сталіший процес екстракції зі зменшеним утворенням відходів.

Загалом ультразвукова обробка зондом стала пріоритетним методом виробництва екстрактів лікарських трав завдяки здатності забезпечувати вищий вихід екстракції, коротший час екстракції, кращу селективність і збереження біоактивних сполук, що робить її цінним інструментом у фітотерапії та дослідженні природних продуктів.

У цій презентації ми ознайомимо вас із виробництвом рослинних екстрактів. Ми пояснимо, які труднощі виникають під час виробництва високоякісних рослинних екстрактів і як сонікатор допомагає їх подолати. Ця презентація покаже, як працює ультразвукова екстракція. Ви дізнаєтеся, які переваги дає використання сонікатора для екстракції та як інтегрувати ультразвуковий екстрактор у виробництво екстрактів.

Переваги:

Високий вихід
Висока якість
Вища біодоступність
М’який процес
Швидка екстракція
Безпечний процес
Без розчинників або з м’якими розчинниками
Простота експлуатації

Системи ультразвукової екстракції для отримання трав’яних екстрактів

Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід ультразвукової екстракції з рослинної сировини для харчової, фармацевтичної та косметичної промисловості. Від компактних ультразвукових дезінтеграторів для лабораторій і малосерійного виробництва до повноцінних промислових ультразвукових екстракторів для виробництва великих об’ємів екстрактів – Hielscher Ultrasonics пропонує повний асортимент ультразвукових апаратів, а отже, і найвідповідніший ультразвуковий апарат для вашого застосування. Усі ультразвукові апарати Hielscher дуже міцні та розраховані на роботу в режимі 24/7 за повного навантаження. Промислові ультразвукові апарати Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати дуже високі амплітуди. Безперервну роботу з амплітудами до 200µm можна легко підтримувати в режимі 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні ультразвукові сонотроди, виготовлені за індивідуальним замовленням.
Інтелектуальні програмні функції, такі як цифрове керування, автоматичне протоколювання даних, дистанційне керування через браузер і автоматичне налаштування частоти, забезпечують надійну ультразвукову обробку та стабільну вихідну потужність. Широкий асортимент аксесуарів, зокрема сонотроди (ультразвукові зонди / рупори / наконечники) різних розмірів і форм, проточні комірки різних розмірів і геометрії, підсилювачі амплітуди, а також датчики температури й тиску, дає змогу створити оптимальну конфігурацію для ультразвукової обробки.
Зв’яжіться з нами зараз і повідомте свої вимоги до процесу екстракції! Наша команда радо проконсультує вас і порекомендує найефективніший ультразвуковий екстрактор.

Пов’язані теми

Література / Джерела

Bashi, D.S. et al. (2016): Evaluation, prediction and optimization the ultrasound-assisted extraction method using response surface methodology: antioxidant and biological properties of Stachys parviflora L. Iran J Basic Med Sci. 19(5), 2016. 529–541.
Hashemi, S.M.B. et al. (2016): The Effects of Amplitudes Ultrasound-Assisted Solvent Extraction and Pretreatment Time on the Yield and Quality of Pistacia Khinjuk Hull Oil. J. Oleo Sci. 65, (9), 2016. 733-738.
Yu, X. et al. (2016): Ultrasound enhanced aqueous extraction from rapeseed green biomass for polyphenol and protein valorization. Comptes Rendus Chimie Vol. 19, Issue 6, 2016. 766-777.

Корисні відомості

Антиоксиданти

Порошок хни з висушеного мацерованого листя хни є сировиною для ультразвукової екстракції lawson та інших біоактивних сполук. Антиоксидант визначають як молекулу, що пригнічує реакцію окиснення, запобігаючи процесу розкладання інших молекул. Окиснення – це хімічна реакція, унаслідок якої утворюються вільні радикали, що запускають ланцюгові реакції, які можуть призвести до пошкодження клітин. Антиоксиданти, як-от тіоли або аскорбінова кислота (вітамін C), припиняють ці ланцюгові реакції окиснення.
Антиоксиданти широко використовують як консерванти в харчових продуктах, де вони діють як фітохімічні речовини, що запобігають псуванню. Наприклад, антиоксиданти додають до харчових продуктів та олій, багатих на ненасичені жири, оскільки ненасичені жирні кислоти схильні до окиснювального розкладання, яке спричиняє згіркнення олії.

Адаптогени

Адаптогени, або адаптогенні сполуки, – це молекули, що сприяють гомеостазу, тобто знижують чутливість клітин до стресу. Адаптогени містяться в травах та овочах, наприклад у женьшені, лимоннику, кордицепсі, ashwagandha, rhaponticum, гіностемі, солодці, родіолі, базиліку священному, астрагалі, рейші та маці.
За застосування як фармакологічно активних речовин (у вигляді лікарських засобів або добавок) адаптогени відомі здатністю підвищувати працездатність, чинити антидепресивну, заспокійливу або збуджувальну дію. Ефект залежить від конкретної застосованої адаптогенної речовини. Для підвищення працездатності успішно використовують такі рослини, як ashwangadha та моринга, тоді як гриб кордицепс, гіностема й rhaponicum відомі як адаптогени, що протидіють старінню. Для зменшення стресу та тривожності використовують адаптогени з женьшеню, базиліку священного, рейші або лимоннику.
Адаптогени для застосування як добавок і в медицині здебільшого готують у вигляді тонізувальних засобів або капсул.