Oʻsimliklardan ultratovushli ekstraksiya qilish uchun erituvchilar

• Ultratovushli ekstraksiya yuqori unum, tez ekstraksiya, ekologik zararsizlik va kam energiya sarfi kabi koʻplab afzalliklarga ega.
• Eng muhim afzalliklardan biri suvdan ekstraksiya muhiti sifatida foydalanishdir. Biroq, maqsadli ekstrakt uchun yanada yaxshi natijalarga erishish maqsadida ultratovush bilan ishlov berishni turli xil erituvchi tizimlari bilan qoʻllash mumkin.
• Oʻsimliklarning biofaol moddalarini ultratovushli ekstraksiya qilish uchun eng maqbul erituvchi xomashyoni hisobga olgan holda tanlanadi.

Ultratovushli ekstraksiya

Ultratovushning hujayra tuzilmalarini parchalashi va massa almashinuvini yaxshilashi yaxshi maʼlum; shu tariqa biologik birikmalarni (masalan, fenolik birikmalar, karotinoidlar) ekstraksiya qilish imkoniyati oshadi.
Ultratovush bilan ishlov berishning mexanik taʼsiri massa almashinuvini yaxshilash orqali ekstraksiya jarayonini sezilarli darajada kuchaytirgani uchun organik erituvchilardan foydalanish koʻpincha ortiqcha boʻladi. Bu ultratovushli ekstraksiyada suv koʻpincha yetarli ekstraksiya muhiti boʻlishini anglatadi; u arzonligi, xavf tugʻdirmasligi, oson topilishi va ekologik zararsizligi kabi koʻplab afzalliklarga ega.
Biroq, muayyan biofaol birikmalar uchun eng yaxshi natijalarga ultratovushli ekstraksiyani uchuvchan erituvchi bilan birgalikda qoʻllash orqali erishish mumkin.
Toʻgʻri erituvchini tanlash uchun xomashyoni (masalan, yangi yoki quritilgan, matseratsiya qilingan/maydalangan yoki kukun holidagi oʻsimlik materiali) va maqsadli moddalarni (masalan, lipofil, gidrofil) hisobga olish kerak.
 

Quyidagi jadvalda ekstraksiya uchun yaxshi oʻzlashtirilgan va oʻsimlik materialidan ultratovushli ekstraksiya qilishda qoʻllanadigan bir nechta erituvchi keltirilgan.

Kuchli ultratovush toʻlqinlari biologik tuzilmalarning hujayra matritsasini parchalaydi va biofaol birikmalarni ajratib chiqaradi. Oʻsimlik materiali bilan erituvchi oʻrtasidagi massa almashinuvi kuchayadi. Ushbu mexanizmlar tufayli ultratovushli ekstraksiya oʻsimliklardan ekstraksiya qilishda juda samaralidir.

Ekstraksiya uchun ultratovush qurilmalari

Laboratoriya va stol usti ultratovush qurilmalaridan tortib to toʻliq sanoat ultratovushli ekstraksiya tizimlarigacha – muvaffaqiyatli ekstraksiya jarayonlari uchun kuchli va ishonchli ultratovush qurilmalari haqida gap ketganda, Hielscher Ultrasonics sizning koʻp yillik tajribaga ega hamkoringizdir.
Bizning ultratovush tizimlarimiz biokimyo laboratoriyalarida va farmatsevtika ishlab chiqarish korxonalarida keng qoʻllanadi. Ultratovush sonotrodlari va reaktorlarini avtoklavlash mumkin va ular farmatsevtika ishlab chiqarish standartlariga javob beradi.

Hielscher sanoat ultratovush qurilmalari hujayra matritsalarini parchalash va maqsadli moddalarni ajratib chiqarish uchun juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlashni osonlik bilan amalga oshirish mumkin. Hielscher ultratovush qurilmalarining quvvati va mustahkamligi yuqori unum, tez ekstraksiya va yanada toʻliq ekstraksiyani taʼminlab, anʼanaviy ekstraksiya jarayonlaridan ustun keladi.
Bizning ultratovush protsessorlarimizni anʼanaviy ekstraksiya usullari, masalan, Sokslet ekstraksiyasi yoki oʻta kritik CO2 ekstraksiyasi bilan birlashtirish mumkin. Mavjud ishlab chiqarish liniyalariga moslashtirib oʻrnatishni osonlik bilan amalga oshirish mumkin.

Adabiyotlar / Manbalar

• Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.
• 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.
• Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.

Bilishga arziydigan maʼlumotlar

Kavitatsiya orqali ultratovushli ekstraksiya

Jadal ultratovush toʻlqinlari suyuqliklarda akustik kavitatsiyani hosil qiladi. Kavitatsiya tufayli yuzaga keladigan siljish kuchlari hujayra devori va membranalarini parchalaydi, natijada hujayra ichidagi material ajralib chiqadi. Ultratovushli ekstraksiya erituvchining oʻsimlik toʻqimasiga chuqurroq kirib borishini taʼminlaydi va massa almashinuvini yaxshilaydi. Shu tariqa ultratovushli ekstraksiya ekstraksiya jarayonini sezilarli darajada kuchaytiradi, bu esa yuqoriroq unum, tezroq ekstraksiya va yanada toʻliq ekstraksiyaga olib keladi.

Erituvchi tizimlari

Oʻsimlik materialidan biofaol birikmalarni ekstraksiya qilish uchun turli erituvchi tizimlari mavjud. Gidrofil birikmalarni ekstraksiya qilish uchun asosan metanol, etanol yoki etilasetat kabi qutbli erituvchilar tanlanadi, lipofil birikmalarni (masalan, lipidlar) ekstraksiya qilish uchun esa dixlormetan yoki dixlormetan/metanol (v/v 1:1) kabi erituvchi tizimlariga afzallik beriladi. Geksan koʻpincha xlorofill ekstraksiyasi uchun erituvchi sifatida ishlatiladi.

Biofaol birikmalar nima?

Biofaol birikmalar yoki fitokimyoviy moddalar tirik organizmlar, toʻqimalar yoki hujayralarga taʼsir koʻrsatadigan moddalar sifatida taʼriflanadi. Biologik faol moddalarga antibiotiklar, fermentlar va vitaminlar kiradi. Karotinoidlar va polifenollar kabi biofaol moddalarni, masalan, mevalar, barglar va sabzavotlardan ekstraksiya qilish mumkin, fitosterollar esa oʻsimlik moylarida uchraydi.
Oʻsimliklardan olinadigan biofaol birikmalarga flavonoidlar, kofein, karotinoidlar, xolin, ditioltionlar, fitosterollar, polisaxaridlar, fitoestrogenlar, glyukozinolatlar, polifenollar va antosianlar kiradi. Koʻplab biofaol moddalar antioksidant sifatida taʼsir koʻrsatishi uchun qadrlanadi va shu sababli sogʻliq uchun foydali deb hisoblanadi.

Eng yaxshi ekstraksiya erituvchisini qanday tanlayman?

Quyidagi koʻrsatmalar oʻsimliklardan ultratovushli ekstraksiya qilish uchun mos erituvchini tanlashga yordam beradi. Ultratovush bilan ishlov berish har qanday standart erituvchi bilan mos boʻlgani sababli, siz oʻsimlik xomashyosiga, maqsadli fitokimyoviy moddalarga va xarajatlar samaradorligiga eng mos erituvchini tanlashingiz mumkin.

• Selektivlik: Keraksiz tarkibiy qismlarni qoldirib, aynan kerakli birikmalarni eritadigan erituvchini tanlang. Masalan, alkaloidlar va flavonoidlar kabi qutbli birikmalar uchun etanoldan foydalaning.
• Eruvchanlik: «Oʻxshash oʻxshashni eritadi» tamoyiliga asoslanib, qutbliligi erigan moddanikiga oʻxshash erituvchini tanlang. Qutbli erituvchilar (masalan, suv, etanol) qutbli birikmalarni eritadi, qutbsiz erituvchilar (masalan, geksan) esa lipidlar va moylar kabi qutbsiz birikmalarni eritadi.
• Xarajat: Erituvchining iqtisodiy samaradorligini hisobga oling. Ayrim erituvchilar qimmatroq boʻlishi mumkin, biroq ular yuqoriroq unum yoki yaxshiroq selektivlikni taʼminlab, umumiy ekstraksiya xarajatini muvozanatlashtiradi.
• Xavfsizlik: Erituvchidan foydalanish va u bilan ishlash xavfsiz ekaniga ishonch hosil qiling. Omillarga zaharlilik, yonuvchanlik va atrof-muhitga taʼsir kiradi. Masalan, suv va etanol xloroform yoki toluolga qaraganda xavfsizroq tanlovdir.

Qutblilik va erituvchi tanlash
Oʻxshashlik va oʻzaro aralashuvchanlik qonuniga koʻra, qutblilik qiymati erigan moddaning qutbliligiga yaqin boʻlgan erituvchilar yaxshiroq natija berishi ehtimoli yuqori. Quyida ayrim misollar keltirilgan:

• Qutbli erituvchilar: Suv, etanol, metanol – alkaloidlar, flavonoidlar, glikozidlar va oqsillar kabi qutbli birikmalarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladi.
• Oʻrtacha qutbli erituvchilar: Aseton, etilasetat, izopropanol – fenolik birikmalar va ayrim alkaloidlarni oʻz ichiga olgan birikmalarning keng doirasini ekstraksiya qilish uchun mos.
• Qutbsiz erituvchilar: Geksan, toluol, petroley efiri – lipidlar, mumlar, terpenlar va efir moylari kabi qutbsiz birikmalarni ekstraksiya qilish uchun eng maqbul.

Erituvchilardan foydalanish misollari

• Etanol: Oʻsimliklardan ekstraksiya qilish uchun eng keng tarqalgan erituvchilardan biri. Qutbli erituvchi sifatida etanol alkaloidlar va flavonoidlar kabi qutbli birikmalarni eritadi.
• Suv: Universal erituvchi boʻlib, koʻpincha polisaxaridlar, oqsillar va ayrim glikozidlar kabi gidrofil birikmalarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladi.
• Metanol: Fenolik birikmalar, flavonoidlar va ayrim alkaloidlarni oʻz ichiga olgan oʻsimlik birikmalarining keng doirasini ekstraksiya qilishda samarali boʻlgan yuqori qutbli erituvchi.
• Geksan: Asosan lipidlar, mumlar va efir moylari kabi qutbsiz birikmalarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladigan qutbsiz erituvchi.
• Aseton: Qutbli aproton erituvchi boʻlgan aseton oʻsimlik birikmalarining keng doirasini, ayniqsa suv yoki metanol bilan ekstraksiya qilinadigan birikmalarga qaraganda qutbliligi kamroq boʻlganlarini ekstraksiya qilishda samaralidir.
• Izopropanol: Etanolga oʻxshash qutbli erituvchi boʻlib, odatda efir moylari, qatronlar va ayrim alkaloidlarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladi.
• Xloroform: Alkaloidlar, terpenoidlar va ayrim glikozidlarni ekstraksiya qilishda samarali boʻlgan qutbsiz erituvchi. Zaharliligi tufayli u kamroq qoʻllanadi.
• Etilasetat: Flavonoidlar, alkaloidlar va fenolik birikmalarni oʻz ichiga olgan bir qator birikmalarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladigan oʻrtacha qutbli erituvchi.
• Toluol: Efir moylari, terpenlar va mumlar kabi qutbsiz birikmalarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladigan qutbsiz erituvchi.
• Butanol: Ayrim glikozidlar va saponinlarni oʻz ichiga olgan oʻrtacha qutblilikdagi birikmalarni ekstraksiya qilishda samarali boʻlgan oʻrtacha qutbli erituvchi.
• Petroley efiri: Asosan oʻsimlik materiallaridan yogʻlar, moylar va boshqa qutbsiz birikmalarni ekstraksiya qilish uchun ishlatiladigan qutbsiz erituvchi.

Quyidagi erituvchilar muayyan oʻsimlik materiallari va fitokimyoviy moddalarning ultratovushli ekstraksiyasini oʻrgangan tadqiqotlarda sinovdan oʻtkazilgan.

Organik erituvchilar nima?

Organik erituvchi uchuvchan organik birikmaning (VOC) bir turidir. VOClar xona haroratida bugʻlanadigan organik kimyoviy moddalardir.
Erituvchi sifatida ishlatiladigan organik birikmalarga quyidagilar kiradi:

• aromatik birikmalar, masalan, benzol va toluol
• spirtlar, masalan, metanol
• murakkab va oddiy efirlar
• ketonlar, masalan, aseton
• aminlar
• nitrolangan va galogenlangan uglevodorodlar

Koʻplab organik erituvchilar zaharli yoki kanserogen deb tasniflanadi. Ular bilan notoʻgʻri ishlanganda, ular odamlar uchun xavf tugʻdirishi va havo, suv hamda tuproqni ifloslantirishi mumkin. Ultratovushli ekstraksiyaning kuchli mexanizmi tufayli organik erituvchilarni yumshoqroq, zaharli boʻlmagan erituvchilar bilan almashtirib, ulardan foydalanishdan voz kechish mumkin.