Екстракція терпенів ультразвуком
Доведено, що ультразвукова екстракція терпенів дає високі врожаї оксиду терпен-каріофілену, наприклад, з канабісу та хмелю. Оксид каріофілену – це терпен, який міститься в канабісі, хмелі, перці, базиліку та розмарині. Як активна сполука екстрагований терпеновий оксид каріофілену використовується як смакова добавка та оздоровча добавка.
Використання екстрагованого оксиду каріофілену
Оксид каріофілену відрізняється своїм ароматним запахом і смаком (тобто трав). Завдяки своєму інтенсивному ароматному запаху та смаку його часто використовують як смакову добавку в харчових продуктах, а також як ароматичний компонент. Крім того, він також має здатність зв'язуватися з ендокринними рецепторами CB2 в організмі людини, що робить його цікавим фармацевтичним компонентом.
Ультразвукова екстракція оксиду каріофілена
Ультразвукова екстракція оксиду терпенового каріофілену є чудовою технікою для отримання високих врожаїв, наприклад, з марихуана і хмелю. Детальніше про акустичну кавітацію, активний принцип ультразвукової екстракції!
Наприклад, ультразвуковим апаратом ультразвуковим способом екстрагували оксид β-каріофілену UP100H (100 Вт, 30 кГц) з висушених бутонів хмелю.
Дані аналізу ГХ показують вихід екстракції оксиду β-каріофілену, екстрагованого за допомогою оксиду Хілшера UP100H з хмелю.
UP400St – Потужний ультразвуковий процесор потужністю 400 Вт для екстракції терпенів з мішалкою
Газова хроматографія аналіз ультразвукового екстракту хмелю: оксид β-каріофілен, α-каріофілен, α-пінен, мікрена, лімонен, α-каріофілен, а також оксид каріофілену та інші.
Крім оксиду β-каріофілену, були успішно вилучені інші терпени, такі як α-каріофілен, α-пінен, мікрен, лімонен і α-каріофілен та інші.
Як витягують терпени з рослин за допомогою зондового ультразвуку? Покрокова інструкція!
- Спочатку рослинну сировину подрібнюють або подрібнюють на дрібні шматочки, щоб збільшити площу поверхні для екстракції.
- Потім рослинний матеріал змішують з розчинником (наприклад, етанолом або водою) для вилучення терпенів.
- Потім ультразвук зондового типу використовується для підтримки в процесі екстракції шляхом застосування високоінтенсивних низькочастотних ультразвукових хвиль на частоті приблизно 20 кГц до суспензії. Це викликає акустичну кавітацію і швидку вібрацію розчинника, що сприяє розпаду і руйнуванню рослинних клітин і вивільненню терпенів.
- Потім суміш фільтрують, щоб відокремити твердий рослинний матеріал від рідини, що містить екстраговані терпени.
- Потім рідину випарюють або піддають подальшій обробці для видалення розчинника і концентрації терпенів.
- Кінцевим продуктом є багатий терпенами екстракт, який можна використовувати в різних сферах застосування, таких як дієтичні добавки, функціональні продукти харчування та косметика.
Протокол ультразвукової екстракції терпенів
Хміль подрібнювали за допомогою звичайної кавомолки для отримання більш однорідного розміру частинок зразка хмелю.
4,5 мг хмелю помістили у флакон, а потім додали 5 мл етанолу. Флакон поміщали в мензурку з крижаною водою для розсіювання тепла. Потім зразок був проведений ультразвуковим дослідженням за допомогою UP100H, оснащений сонотродом MS7, при налаштуванні амплітуди 50% протягом 90сек.
Газова хроматографічна аналіз ультразвукового екстракту хмелю:
Ультразвук забезпечує високий масообмін між клітинним матриксом і розчинником, що в результаті призводить до дуже високого виходу високоякісного екстракту.
- високоякісні терпенові екстракти (без термічної деградації)
- високі врожаї,
- Швидка процедура
- Швидка рентабельність інвестицій
- більш м'які розчинники
- менше використання розчинника
- Безпека та простота в експлуатації
- низькі експлуатаційні витрати
- Зелена, екологічно чиста екстракція терпенів
Ультразвукова екстракція терпенів виділяється як зелений метод екстракції, який дозволяє значно прискорити процедуру екстракції терпену, при цьому вимагає менше енергії, ніж інші традиційні методи екстракції (наприклад, надкритичний CO2, Сокслет і т.д.). Іншими перевагами, пов'язаними з використанням ультразвукової екстракції терпенів, є простота використання ультразвукового екстрактора, швидкий процес, відсутність хімічних відходів, високий вихід, екологічно чистий, підвищена якість завдяки м'яким умовам обробки та запобігання термічній деградації.
Ультразвукові екстрактори для терпенів
Наведена нижче таблиця дає уявлення про те, який ультразвуковий пристрій може бути найбільш підходящим для ваших потреб у екстракції терпенів.
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000 |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Потужні ультразвукові гомогенізатори від лабораторних до промислових масштабів.
Література/Список літератури
- Selvamuthukumaran, M.; Shi, J. (2017): Recent advances in extraction of antioxidants from plant by-products processing industries. Food Quality and Safety, 2017, 1, 61–81.
- Suslick, K.S. (1990): Sonochemistry. Science 23 Mar 1990: Vol. 247, Issue 4949, pp. 1439-1445
Факти, які варто знати
каріофілен
Каріофілен або (−)-β-каріофілен, є природним біциклічним сесквітерпеном, який можна знайти в багатьох ефірних оліях. Хорошим джерелом каріофілену відомі такі трави: марихуана, коноплі (Cannabis sativa), кмин чорний (Carum nigrum), гвоздика (Syzygium aromaticum), хміль (Humulus lupulus), базилік (Ocimum spp.), материнка звичайна (Origanum vulgare), чорний перець (Piper nigrum), лаванда (Lavandula angustifolia), розмарин (Rosmarinus officinali та олія копайби (Copaifera spp.). β-каріофіллен є фітоканабіноїдом із сильною спорідненістю до канабіноїдного рецептора типу 2 (CB 2), але не до канабіноїдного рецептора типу 1 (CB 1).
каріофіленоксид
Оксид каріофілену (також оксид β-каріофілену) є похідним окислення β-каріофілену і являє собою білий кристалічний твердий порошок з температурою плавлення приблизно 62 ° C.
Він цінується за протизапальну, місцевоанестезуючу та антиоксидантну дію. Перші дослідження показують, що оксид каріофілену також може бути потенційним препаратом для лікування раку. Оксид каріофілену входить до складу циклобутанового кільця, яке вже використовується в медичних дослідженнях з метою синтезу широко застосовуваного хіміотерапевтичного препарату карбоплатину.
Оксид каріофілену, в якому олефін каріофілілен став епоксидом, є дозволеним компонентом для ароматизації харчових продуктів.
Як β-каріофілен, так і оксид β-каріофілену виявляють низьку розчинність у воді, що перешкоджає їх всмоктуванню в клітину. Щоб використовувати ці сесквітерпени як лікарські препарати або харчові добавки, інкапсуляція в ліпосоми подолати погану розчинність цих сесквітерпенів у водних рідинах і забезпечити біодоступність і біоактивність. Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукову інкапсуляцію біологічно активних сполук!
Оксид каріофілену в канабісі
У рослині cannabis sativa оксид каріофілілену виявлений у вигляді сесквітерпену, який складається з трьох ізопренових ланок. Оксид каріофілену є одним з найбільших і найпоширеніших терпенів у рослині канабісу і відповідає за характерний аромат і запах канабісу. Ультразвукова екстракція успішно застосовується для виробництва Повний спектр канабідіолових олій, так що дається антуражний ефект різноманітних сполук.
Ультразвукова кавітація для екстракції
При введенні в рідину ультразвукових хвиль великої потужності в рідині відбуваються цикли стиснення і розширення (розрідження). Під час розрідження в рідині утворюються порожнечі або так звані кавітаційні бульбашки. Ці кавітаційні бульбашки, які є крихітними вакуумними бульбашками, виникають при впливі негативного тиску, завдяки чому місцева міцність рідини на розрив долається. Вакуумні бульбашки ростуть протягом декількох циклів стиснення / розрідження, поки не зможуть поглинути більше енергії, і кавітаційний міхур зазнає sn імплозивного колапсу. Це явище відоме як кавітація. Згідно з дослідженнями професора Сусліка (1990), в кавітаційних бульбашках переважають екстремальні умови з температурою до 5000 К, тиском 1000 атмосфер, швидкістю нагрівання-охолодження вище 1010 К/с і струменями рідин зі швидкістю до 280 м/с, які проявляються у вигляді дуже високої сили зсуву і турбулентності в зоні кавітації. Сукупність цих факторів (тиск, теплота, зсув і турбулентність) використовується для прискорення масообміну в процесі видобутку. Крім того, ці місцеві умови також використовуються в ультразвукових процесах, таких як гомогенізація, емульгування або диспергування.
Ультразвукова екстракція заснована на акустичній кавітації та її гідродинамічних силах зсуву
Ультразвукова екстракція терпенів
Принцип ультразвукової екстракції заснований на двох ефектах, які виникають при з'єднанні ультразвукових хвиль високої потужності в рідину або суспензію:
По-перше, розчинник (навколишнє рідке середовище) виштовхується в матрикс клітини. Залежно від амплітуди і сили кавітації клітинна стінка перфорується або порушується під тиском рідини.
По-друге, під час циклу розрідження вміст клітини (тобто внутрішньоклітинного матеріалу) вимивається з внутрішньої клітини. Після ультразвукової екстракції цільові сполуки знаходяться в розчиннику і можуть бути відокремлені від розчинника (наприклад, шляхом випаровування розчинника), щоб нарешті отримати чистий екстракт.
Склад сировини (такий як вміст вологи, ступінь мацерації / подрібнення та розмір частинок, а також обраний розчинник є дуже важливими факторами для отримання ефективного та результативного процесу ультразвукової екстракції. Параметри ультразвукового процесу також мають важливе значення: амплітуда, тиск, температура та час ультразвуку повинні бути встановлені та оптимізовані для досягнення найкращих результатів.