Highly Efficient Chaga Extraction via Sonication

Nấm Chaga (Inonotus obliquus) rất giàu chất phyto rất mạnh (ví dụ như polysacarit, axit betulinic, triterpenoids), được biết là đóng góp cho sức khỏe và chống lại bệnh tật. Sử dụng tần số siêu âm công suất cao để khai thác chaga là kỹ thuật được ưa thích để sản xuất chiết xuất chaga vượt trội với chất lượng và năng suất cao nhất.

Chiết xuất nấm Chaga bằng siêu âm

Khai thác siêu âm là một kỹ thuật hiệu quả cao của việc giải phóng các hợp chất phytochemical từ thực vật như thực vật và nấm.
Nấm Chaga rất giàu một số hợp chất như polysacarit, triterpenes và polyphenol, chịu trách nhiệm cho hầu hết các tác dụng tăng cường sức khỏe và điều trị của nó. Các hợp chất hoạt tính sinh học chính của Chaga là polysacchardide (ví dụ: β-glucans, proteoglycans bao gồm d-galactose, d-glucose, d-xylose và d-mannose), triperpenoids (ví dụ: betulin, axit betulinic), polyphenol, phytosterol (ví dụ: inotodiol) trong số các hợp chất khác.

Khai thác siêu âm có hiệu quả phá vỡ các tế bào của nấm chaga và giải phóng các hợp chất nội bào (tức là, các chất phytochemical hoạt tính sinh học) vào dung môi. Khai thác siêu âm dựa trên nguyên tắc làm việc của cavitation âm thanh. Các hiệu ứng của siêu âm / cavitation âm thanh là lực cắt cao, nhiễu loạn và chênh lệch áp suất dữ dội. Những lực sonomechanical này phá vỡ các cấu trúc tế bào như thành tế bào nấm chitinous, thúc đẩy chuyển khối lượng giữa vật liệu chaga và dung môi và dẫn đến năng suất chiết xuất rất cao trong một quá trình nhanh chóng. Ngoài ra, sonication thúc đẩy khử trùng chiết xuất bằng cách tiêu diệt vi khuẩn và vi khuẩn. Bất hoạt vi sinh vật bằng sonication là kết quả của các lực xâm thực phá hủy màng tế bào, sản xuất các gốc tự do và sưởi ấm cục bộ.

Tại sao siêu âm Chaga khai thác như vậy thuận lợi?

Khai thác siêu âm được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất chiết xuất, ví dụ như chiết xuất thực vật và thảo dược cho thực phẩm, bổ sung, dược phẩm và mỹ phẩm. Một ví dụ rất nổi bật về khai thác siêu âm là khai thác cannabidiol (CBD) và các hợp chất khác từ cây cần sa.
Kể từ khi khai thác siêu âm là một kỹ thuật khai thác không nhiệt, các hợp chất hoạt tính sinh học được xử lý nhẹ với sóng siêu âm và do đó sự thoái hóa nhiệt của các hợp chất thực vật nhạy cảm được ngăn chặn. Tất cả các thông số quá trình siêu âm, tức là biên độ, cường độ, nhiệt độ và áp suất, có thể được kiểm soát chính xác. Điều này cho phép quá trình chính xác và kiểm soát chất lượng và làm cho nó dễ dàng lặp lại và tái tạo một khi thu được kết quả chiết xuất. Chiết xuất nhà sản xuất đánh giá ultrasonication cho sự lặp lại quá trình đáng tin cậy của nó, giúp tiêu chuẩn hóa các quy trình và sản phẩm ở mức chất lượng cao.

Chất lượng cao, năng suất cao Chaga chiết xuất bằng Sonication

Nghiên cứu xác nhận rằng chiết xuất nấm chaga sản xuất siêu âm có chứa nhiều triterpenoids hơn so với chiết xuất nước nóng thông thường. Kỹ thuật khai thác siêu âm thúc đẩy việc phát hành và phân lập tất cả các hợp chất quan trọng từ nấm chaga (I. obliquus). Việc khai thác hỗ trợ siêu âm vượt trội các phương pháp khai thác thay thế bởi hiệu quả vượt trội và tăng cường khả dụng sinh học của các chất phytochemical hoạt tính sinh học trong chiết xuất nấm. Các trích đoạn từ các nghiên cứu khoa học chứng minh hiệu quả cao và năng suất của khai thác chaga siêu âm.

Polysaccharide chiết xuất từ Chaga

Zhang et al. đã sử dụng khai thác hỗ trợ siêu âm để phát triển các điều kiện tối ưu cho việc chiết xuất polysacarit từ I. obliquus, với các điều kiện tốt nhất liên quan đến việc sử dụng nước làm dung môi trong 15 phút ở 95 ° C với chiết xuất tần số siêu âm, cho giá trị chiết xuất là 1,82%

Betulin / Betulinic Acid chiết xuất từ Chaga

Kết quả cho thấy siêu âm đã đóng một vai trò tích cực trong việc chiết xuất betulin và axit betulinic vì nó có thể buộc thành tế bào mở ra và thúc đẩy khối lượng và truyền nhiệt tốt hơn. Điều này lần lượt giúp chiết xuất thành công các chất phytochemical mong muốn trong một thời gian ngắn với hiệu quả cao. Sự gia tăng nhỏ về năng suất khi bổ sung bước chiết xuất dung môi sau khi siêu âm chỉ ra rằng hầu hết các hợp chất này phải được chiết xuất ra khỏi sinh khối. Kết quả thu được cho thấy lượng betulin có thể chiết xuất tối đa trong sinh khối. (Alhazmi, 2017) Nhìn chung, ultrasonication làm tăng đáng kể năng suất betulin và axit betulinic.

Giao thức trích xuất từng bước

Để cô lập một chiết xuất phổ đầy đủ mạnh mẽ từ nấm chaga (Inonotus obliquus), một giao thức khai thác hai bước sử dụng siêu âm điện được áp dụng.
Chất liệu: I. obliquus khô (100g) được nghiền thành các mảnh nhỏ hơn khoảng 1,3cm2 (0,5×0.5 inch). Chất liệu nấm nghiền nát được đặt vào cốc thủy tinh 1.5L.

1. Bước: Khai thác lạnh siêu âm: Chaga khô, xay được lơ lửng trong 1000 ml ethanol 60% trong nước tinh khiết hoặc nước cất (v / v; 60% ethanol: 40% nước) bằng cách thêm hỗn hợp dung môi vào cốc thủy tinh với chaga. Để khai thác, một máy vắt siêu âm UP400St được trang bị sonotrode S24d22L2D được sử dụng. Sừng (sonotrode) của ultrasonicator được ngâm vào huyền phù của nấm và dung môi. Việc sử dụng máy khuấy là tùy chọn, nhưng có thể giúp vận chuyển các hạt thực vật đồng đều đến sonotrode. Hãy chắc chắn rằng sonotrode không chạm vào các bức tường của cốc. Đặt biên độ thành 100% và sonicate trong khoảng 10 phút. UP400St đi kèm với cảm biến nhiệt độ có thể cắm được. Kết nối cặp nhiệt điện với ultrasonicator và chèn cảm biến vào hệ thống treo. Trong menu kỹ thuật số của thiết bị siêu âm UP400St, bạn có thể đặt giới hạn nhiệt độ trên. Ultrasonicator sẽ tạm dừng khi đạt đến nhiệt độ tối đa này và bắt đầu tự động ngay khi hệ thống treo đã đạt đến giá trị thấp hơn của bộ ∆T. Giá trị ∆T được khuyến nghị là khoảng 30 ° C là trên và 20 ° C là giá trị nhiệt độ thấp hơn. Việc sử dụng bồn nước hoặc nước đá giúp giữ nhiệt độ trong quá trình sonication thấp. Sau khi sonication, chất rắn nấm được loại bỏ bằng cách lọc và ép. Dung môi với các hóa chất thực vật được chiết xuất trải qua quá trình bay hơi chân không hoặc bay hơi rôto để cuối cùng thu được phần chaga từ chiết xuất ethanol. Các chất rắn chaga còn lại có thể được sử dụng cho một bước ngâm thứ hai tùy chọn, khai thác nóng siêu âm.
2. Bước (tùy chọn): Khai thác nóng siêu âm: Nguyên liệu chaga thu hồi từ lần khai thác đầu tiên được sử dụng trong bước thứ hai của khai thác nóng siêu âm để cô lập phần chất phytochemical vẫn còn lại trong nấm chaga. Nguyên liệu nấm được đặt trong cốc thủy tinh, 600ml ethanol tươi 60%: dung dịch dung môi nước 40% được thêm vào và đun nóng đến khoảng 70 ° C. Trong quá trình sonication, nhiệt độ có thể tăng lên đến 95 ° C. Nhiệt bổ sung thúc đẩy giải phóng các chất phytochemical còn sót lại. Vì hầu hết tất cả các hợp chất nhạy cảm với nhiệt đã được chiết xuất trong điều kiện kiểm soát nhiệt ở bước 1 , bước thứ hai này có thể được áp dụng tùy chọn để tạo ra một chiết xuất rất mạnh, hoàn chỉnh trong tất cả các chất phytochemical của nấm chaga. Hệ thống treo được sonicated với UP400St theo cách tương tự như mô tả ở trên. Lọc, ép và tách nấm khỏi chiết xuất nước. Các thành phần phyto trong lần chiết xuất thứ hai cũng được phân lập thông qua bay hơi.

Cả hai phần chiết xuất chaga, từ chiết xuất nước và ethanol, được pha trộn với nhau để thu được chiết xuất nấm chaga toàn phổ. Chiết xuất này có thể được xây dựng thành các sản phẩm khác nhau như tinctures, viên nang hoặc các sản phẩm ăn được.

Quá trình này hoàn toàn tuyến tính có thể mở rộng cho bất kỳ khối lượng nào khác. Áp dụng các thông số siêu âm tương tự (cường độ siêu âm W / L, áp suất, nhiệt độ, rắn: nồng độ chất lỏng), tất cả các kết quả được thiết lập của khai thác chaga siêu âm có thể được thu nhỏ đơn giản đến khối lượng lớn hơn (hoặc nhỏ hơn) trong khi đạt được kết quả tương tự (tức là năng suất, hiệu quả quá trình).

Chiết xuất nấm được sản xuất bằng siêu âm rất giàu polysacarit, được biết đến với nhiều tác dụng có lợi cho sức khỏe. Ultrasonicator UP100H là một máy vắt siêu âm mạnh mẽ 100 watt để khai thác hiệu quả các loại nấm dược liệu như chaga, bờm sư tử, Linh Chi hoặc đông trùng hạ thảo.

Lựa chọn dung môi của bạn

Khai thác siêu âm tương thích với bất kỳ dung môi. Điều này cho phép bạn sử dụng dung môi theo sở thích của bạn. Trong giao thức chiết xuất chaga ở trên, chúng tôi đề xuất dung dịch dung môi bao gồm 60% ethanol: 40% nước (v / v). Sự kết hợp của ethanol và nước cho phép giải phóng các chất phytochemical của các cực khác nhau. Ngoài ra, chiết xuất hai pha sử dụng ethanol trong bước chiết xuất đầu tiên và nước trong bước chiết xuất thứ hai có thể được áp dụng. Khai thác siêu âm bằng cách sử dụng kết hợp dung môi của rượu và nước giải phóng chất phytochemical hòa tan trong nước và tan trong rượu từ nấm như chaga.
Do đó, chiết xuất là cơ bản trong việc tạo ra chiết xuất nấm tinh khiết và mạnh.
Các dung môi khác được sử dụng để chiết xuất Inonotus obliquus là isopropanol, metanol, metanol chứa 10% axit axetic, ethyl acetate trong số những người khác. Đối với chiết xuất cấp thực phẩm, nên sử dụng dung môi không độc hại, vì sau khi loại bỏ dung môi (ví dụ như bay hơi), đôi khi lượng dấu vết còn sót lại có thể được để lại trong chiết xuất.

Tại sao cho phòng tắm siêu âm không đủ kết quả khai thác chaga?

Phòng tắm siêu âm thường được sử dụng cho các ứng dụng làm sạch nhẹ. Trong một bồn tắm siêu âm, cavitation âm thanh xảy ra không kiểm soát được và phân bố không đều thông qua một bể tương đối lớn. Nếu bạn đặt một cốc thủy tinh với hỗn hợp dung môi nấm của bạn vào bồn tắm siêu âm, sóng siêu âm vốn đã yếu phải đi qua các bức tường cốc, làm giảm cường độ siêu âm hơn nữa. Điều này có nghĩa là cường độ siêu âm của bể làm sạch siêu âm quá yếu để khai thác nấm hiệu quả. Thành tế bào nấm có chứa chitin, một vật liệu cứng làm cho tế bào nấm rất cứng và khó phá vỡ. Để giải phóng các hợp chất hoạt tính sinh học từ nấm như chaga, cần phải siêu âm cường độ cao. Đầu dò siêu âm tạo ra cavitation âm thanh mạnh mẽ hơn nhiều, lực phá vỡ thành tế bào nấm mở.
 

Biểu đồ phân tích UV-Vis cho thấy sự so sánh giữa đầu dò siêu âm và khai thác bồn tắm siêu âm của nấm chaga. Ultrasonicator loại thăm dò UP100H (đường cong màu đen) cho năng suất cao hơn đáng kể của các hợp chất chaga hoạt tính sinh học.

 
Đọc thêm về sự khác biệt của đầu dò siêu âm và phòng tắm siêu âm và xem làm thế nào họ so sánh trong hiệu quả khai thác!

Ultrasonicators hiệu suất cao để khai thác Chaga

Khai thác siêu âm là một công nghệ chế biến đáng tin cậy, tạo điều kiện và tăng tốc sản xuất chiết xuất chất lượng cao từ các nguyên liệu thô khác nhau như chaga và các loại nấm khác. Hielscher Ultrasonics danh mục đầu tư bao gồm đầy đủ từ ultrasonicators phòng thí nghiệm nhỏ gọn để hệ thống khai thác công nghiệp. Qua đó, chúng tôi tại Hielscher có thể cung cấp cho bạn ultrasonicator phù hợp nhất cho năng lực quá trình dự kiến của bạn. Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm lâu năm của chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn từ các thử nghiệm khả thi và tối ưu hóa quy trình đến việc lắp đặt hệ thống siêu âm của bạn ở cấp độ sản xuất cuối cùng.
Dấu chân nhỏ của máy vắt siêu âm của chúng tôi cũng như tính linh hoạt của chúng trong các tùy chọn lắp đặt làm cho chúng phù hợp ngay cả với các cơ sở chế biến pectin không gian nhỏ. Bộ vi xử lý siêu âm được cài đặt trên toàn thế giới trong các cơ sở sản xuất thực phẩm, dược phẩm và bổ sung dinh dưỡng.

Hielscher Siêu âm – Sophisticated Extraction Equipment

Danh mục sản phẩm Hielscher Ultrasonics bao gồm đầy đủ các máy vắt siêu âm hiệu suất cao từ quy mô nhỏ đến lớn. Các phụ kiện bổ sung cho phép lắp ráp dễ dàng cấu hình thiết bị siêu âm phù hợp nhất cho quá trình khai thác chaga của bạn. Thiết lập siêu âm tối ưu phụ thuộc vào công suất dự kiến, khối lượng, nguyên liệu thô, quá trình hàng loạt hoặc nội tuyến và thời gian.

Dòng chảy hàng loạt và liên tục

Hielscher ultrasonicators có thể được sử dụng để xử lý hàng loạt và dòng chảy liên tục. Xử lý hàng loạt siêu âm là lý tưởng cho quá trình thử nghiệm, tối ưu hóa và mức độ sản xuất vừa và nhỏ. Đối với một sản xuất khối lượng lớn nấm chaga, xử lý nội tuyến có thể thuận lợi hơn. Quá trình trộn nội tuyến liên tục đòi hỏi phải thiết lập tinh vi – bao gồm một máy bơm, ống hoặc ống và bể chứa -, nhưng nó có hiệu quả cao, nhanh chóng và đòi hỏi ít lao động hơn đáng kể. Tất cả các hệ thống công nghiệp có thể được vận hành dưới áp suất cao, làm tăng xâm thực và do đó hiệu quả khai thác. Hielscher Ultrasonics có thiết lập khai thác phù hợp nhất cho khối lượng khai thác và mục tiêu quá trình của bạn.

Ultrasonic Extractors for Every Product Capacity

Phạm vi sản phẩm Hielscher Ultrasonics bao gồm toàn bộ phổ của bộ vi xử lý siêu âm từ ultrasonicators phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên băng ghế dự bị và hệ thống thí điểm để bộ vi xử lý siêu âm hoàn toàn công nghiệp với khả năng xử lý tải trọng xe tải mỗi giờ. Phạm vi sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn máy vắt siêu âm phù hợp nhất cho chaga của bạn cũng như các loại nấm khác, năng lực xử lý và mục tiêu sản xuất.
Ultrasonic benchtop systems are ideal for feasibility tests and process optimization. Linear scale-up based on established process parameters makes it very easy to increase the processing capacities from smaller lots to fully commercial production. Up-scaling can be done by either installing a more powerful ultrasonic extractor unit or clustering several ultrasonicators in parallel. With the UIP16000, Hielscher offers the most powerful ultrasonic extractor worldwide.

Biên độ có thể kiểm soát chính xác cho kết quả tối ưu

Tất cả các ultrasonicators Hielscher có thể kiểm soát chính xác và do đó ngựa làm việc đáng tin cậy trong sản xuất. Biên độ là một trong những thông số quá trình quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả và hiệu quả của việc khai thác siêu âm hóa chất thực vật từ nấm chaga (Inonotus obliquus).
Tất cả Hielscher Ultrasonics’ processors allow for the precise setting of the amplitude. Sonotrodes and booster horns are accessories that allow to modify the amplitude in an even wider range. Hielscher’s industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes and deliver the required ultrasonic intensity for demanding applications. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation.
Cài đặt biên độ chính xác và giám sát vĩnh viễn các thông số quá trình siêu âm thông qua phần mềm thông minh cung cấp cho bạn khả năng xử lý nguyên liệu nấm thô của bạn với điều kiện siêu âm hiệu quả nhất. Sonication tối ưu cho kết quả khai thác tốt nhất!
Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe. Điều này làm cho thiết bị siêu âm của Hielscher trở thành một công cụ làm việc đáng tin cậy đáp ứng các yêu cầu khai thác của bạn.

Easy, Risk-free Testing

Quá trình siêu âm có thể được thu nhỏ hoàn toàn tuyến tính. Điều này có nghĩa là mọi kết quả mà bạn đã đạt được bằng cách sử dụng một phòng thí nghiệm hoặc máy siêu âm băng ghế dự bị, có thể được thu nhỏ thành chính xác cùng một đầu ra bằng cách sử dụng các thông số quá trình chính xác tương tự. Điều này làm cho ultrasonication lý tưởng cho thử nghiệm khả thi rủi ro miễn phí, tối ưu hóa quá trình và thực hiện tiếp theo vào sản xuất thương mại. Liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu làm thế nào sonication có thể làm tăng sản xuất chiết xuất chaga của bạn.

Chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức

Là một doanh nghiệp gia đình và do gia đình điều hành, Hielscher ưu tiên các tiêu chuẩn chất lượng cao nhất cho bộ vi xử lý siêu âm của mình. Tất cả các ultrasonicators được thiết kế, sản xuất và kiểm tra kỹ lưỡng tại trụ sở chính của chúng tôi ở Teltow gần Berlin, Đức. Mạnh mẽ và độ tin cậy của thiết bị siêu âm của Hielscher làm cho nó trở thành một con ngựa làm việc trong sản xuất của bạn. Hoạt động 24/7 dưới tải đầy đủ và trong môi trường đòi hỏi khắt khe là một đặc tính tự nhiên của máy vắt hiệu suất cao của Hielscher.
Bạn có thể mua bộ xử lý siêu âm Hielscher ở bất kỳ kích thước khác nhau và cấu hình chính xác theo yêu cầu quá trình khai thác nấm của bạn. Từ việc xử lý nấm trong một cốc phòng thí nghiệm nhỏ để trộn dòng chảy liên tục của bùn nấm ở cấp độ công nghiệp, Hielscher Ultrasonics cung cấp một ultrasonicator phù hợp cho bạn! Vui lòng liên hệ với chúng tôi – Chúng tôi vui mừng giới thiệu cho bạn thiết lập siêu âm lý tưởng!

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: