Dung môi cho siêu âm khai thác từ thực vật
- Siêu âm khai thác các tính năng nhiều lợi thế như sản lượng cao, tỷ lệ khai thác nhanh, thân thiện môi trường và tiêu thụ năng lượng thấp.
- Một trong những lợi ích mạnh nhất là sử dụng nước làm phương tiện chiết xuất. Tuy nhiên, sonication có thể được sử dụng với hệ thống dung môi đa dạng để cung cấp kết quả vượt trội cho các chiết xuất được nhắm mục tiêu.
- Dung môi tối ưu để khai thác siêu âm các bioactives thực vật được chọn trong trường hợp các nguyên liệu thô.
Chiết xuất siêu âm
Siêu âm được biết đến để phá vỡ cấu trúc tế bào và để cải thiện chuyển khối lượng, do đó làm tăng sự extractability của các hợp chất sinh học (ví dụ như phenolics, carotenoid).
Kể từ khi các hiệu ứng cơ học của sonication tăng cường quá trình khai thác do cải thiện khối lượng rất nhiều, việc sử dụng các dung môi hữu cơ thường là thừa. Điều này có nghĩa là để khai thác siêu âm, nước thường là một phương tiện khai thác đủ có nhiều lợi ích như là không tốn kém, không độc hại, dễ dàng có sẵn và thân thiện với môi trường.
Tuy nhiên, đối với các hợp chất hoạt tính sinh học cụ thể kết quả tốt nhất có thể đạt được bằng cách khai thác siêu âm kết hợp với một dung môi dễ bay hơi.
Để chọn dung môi phù hợp, nguyên liệu thô (ví dụ: vật liệu thực vật tươi hoặc khô, macerated/nghiền hoặc bột) và các chất mục tiêu (ví dụ như lipophilic, hydrophilic) phải được xem xét.
| Dung môi | Thực vật | Loại mô |
|---|---|---|
| Axit axetic/urea/cetyltrim-ethylammonium Bromide | Gạo | Cám |
| Ethanol dung dịch | hạt của Distiller | Hạt |
| Dung dịch nước isopropanol | đậu nành, hạt cải dầu | Hạt giống |
| Ethanol | Các loại saccharina japonica | – |
| Băng ACTIC axit | lúa miến | – |
| Phenol | cà chua/khoai tây/Aloe Vera/đậu nành | phấn hoa/củ/lá/hạt giống |
| Phenol/amoni axetat | lúa mạch/chuối | gốc/lá |
| Phenol/amoni axetat | bơ/cà chua/cam/chuối/lê/nho/táo/dâu tây | Trái cây |
| Phenol/methanol-amoni axetat | cây lá kim/chuối/táo/khoai tây | hạt/trái cây |
| Natri dodecyl sulphate/acetone | cây lá kim/khoai tây | hạt giống/củ |
| Natri dodecyl sulphate/TCA/acetone | táo/chuối | Mô |
| Tca | Đậu | bao phấn |
| TCA/acetone | cam quýt/đậu tương/Aloe Vera | Lá |
| TCA/acetone | đậu nành/cây lá kim | Hạt giống |
| TCA/acetone | Cà chua | hạt phấn hoa |
| TCA/acetone/phenol | ôliu/tre/nho/chanh | Lá |
| TCA/acetone/phenol | táo/cam/cà chua | Trái cây |
| Thiourea/urê | Đậu nành | Hạt giống |
| Thiourea/urê | táo/chuối | Mô |
| Tris-HCL đệm | Cà chua | hạt phấn hoa |
Chiết xuất siêu âm từ các tế bào: phần mặt cắt ngang vi mô (TS) của thân đỉnh của men (Mentha piperita) cho thấy cơ chế hoạt động trong quá trình chiết xuất siêu âm từ các tế bào (phóng to 2000x) [tài nguyên: Vilkhu et al. 2011]
Ultrasonicators cho khai thác
Từ phòng thí nghiệm và các thiết bị siêu âm đầu lên đến hệ thống khai thác siêu âm toàn công nghiệp – Hielscher Ultrasonics là bạn đối tác dài thời gian có kinh nghiệm, khi nói đến các thiết bị siêu âm mạnh mẽ và đáng tin cậy cho các quá trình khai thác thành công.
Hệ thống siêu âm của chúng tôi được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm sinh hóa và nhà máy sản xuất dược phẩm. Các sonotrodes siêu âm và lò phản ứng là autoclavable và thực hiện các tiêu chuẩn của sản xuất dược phẩm.
Vắt siêu âm của Hielscher có sẵn cho bất kỳ quy mô quy trình – từ phòng thí nghiệm đến sản xuất.
Hielscher Ultrasonics’ bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao để phá vỡ ma trận tế bào và phát hành các chất được nhắm mục tiêu. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động. Quyền lực và mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher đảm bảo năng suất cao, tốc độ khai thác nhanh và khai thác hoàn chỉnh hơn – vượt trội quy trình khai thác thông thường.
Bộ vi xử lý siêu âm của chúng tôi có thể được kết hợp với các phương pháp khai thác thông thường như Khai thác soxhlet hoặc siêu tới hạn co2 Khai thác. Retrofitting vào dây chuyền sản xuất hiện có thể dễ dàng hoàn thành.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): So sánh các kỹ thuật khai thác thông thường và siêu âm hỗ trợ về phần khối lượng của các hợp chất phenolic từ Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29 (3), 2015. 475 – 484.
- Petigny L., périno-issartier S., wajsman J., chemat F. (2013): Batch và siêu âm liên tục hỗ trợ khai thác các lá boldo (peumus táovà mol.). Tạp chí quốc tế về khoa học phân tử 14, 2013. 5750-5764.
Sự kiện đáng biết
Siêu âm khai thác bởi cavitation
Sóng siêu âm cường độ cao tạo ra cavitation âm thanh trong chất lỏng. Các lực cắt cavitational phá vỡ bức tường và màng tế bào để các vật liệu nội bào được phát hành. Khai thác siêu âm đạt sự xâm nhập lớn hơn của dung môi vào một mô thực vật và cải thiện sự chuyển giao khối lượng. Qua đó, chiết xuất siêu âm tăng cường quá trình chiết xuất đáng kể dẫn đến năng suất cao hơn, tỷ lệ chiết xuất nhanh hơn và khai thác hoàn chỉnh hơn.
Hệ thống dung môi
Đối với việc chiết xuất các hợp chất hoạt tính sinh học từ vật liệu ăn chay khác nhau hệ thống dung môi có sẵn. Đối với việc chiết xuất các hợp chất ưa nước, chủ yếu là các dung môi phân cực như methanol, ethanol hoặc ethyl axetat được chọn, trong khi để chiết xuất các hợp chất lipophilic (ví dụ như lipid), các hệ thống dung môi như Diclomêtan hoặc Diclomêtan/methanol (v/ v 1:1) được ưa chuộng. Hexan thường được sử dụng làm dung môi cho việc chiết xuất chất diệp lục.
Dung môi hữu cơ
Một dung môi hữu cơ là một loại hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). VOCs là hóa chất hữu cơ mà vaporise ở nhiệt độ phòng.
Hợp chất hữu cơ được sử dụng như dung môi bao gồm:
- hợp chất thơm, ví dụ như benzen và toluene
- rượu, ví dụ methanol
- Este và các ête
- xeton, ví dụ acetone
- amin
- hydrocacbon nitrat và halogen hóa
Nhiều dung môi hữu cơ được phân loại là độc hoặc gây ung thư. Trong trường hợp xử lý không chính xác, chúng có thể gây nguy hiểm cho con người và có thể gây ô nhiễm không khí, nước và đất.
Các hợp chất hoạt tính sinh học
Các hợp chất hoạt tính sinh học được định nghĩa là các chất, có tác động đến sinh vật, mô, hoặc tế bào. Các chất hoạt tính sinh học bao gồm thuốc men, enzyme và vitamin. Các chất hoạt tính sinh học như carotenoid và polyphenol có thể được chiết xuất ví dụ như từ trái cây, lá và rau, trong khi phytosterol được tìm thấy trong các loại dầu ăn chay.
Các hợp chất hoạt tính sinh học có nguồn gốc thực vật bao gồm flavonoid, caffeine, carotenoid, choline, dithiolthiones, phytosterol, polysaccharides, phytoestrogen, Glucosinolates, polyphenol, và anthocyanins. Nhiều hoạt tính sinh học có giá trị hành động như là chất chống oxy hóa và do đó được coi là sức khỏe có lợi.