Chiết xuất dược liệu bằng siêu âm

Thảo dược, gia vị và các nguyên liệu thực vật khác rất giàu hợp chất hóa thực vật, là những thành phần có giá trị trong các sản phẩm dược phẩm và dinh dưỡng. Xử lý siêu âm phá vỡ cấu trúc tế bào và giải phóng các hợp chất có hoạt tính sinh học – mang lại hiệu suất thu hồi cao hơn và tốc độ chiết xuất nhanh hơn. Là một quá trình phi nhiệt, xử lý siêu âm là kỹ thuật chiết xuất nhẹ nhàng, ngăn ngừa sự phân hủy dịch chiết do nhiệt. Những đặc điểm này khiến thiết bị chiết xuất siêu âm dạng đầu dò trở thành kỹ thuật chiết xuất ưu việt để tạo ra dịch chiết thực vật chất lượng cao.

Chiết xuất chất chống oxy hóa bằng siêu âm

Chất chống oxy hóa là các hợp chất có hoạt tính sinh học có khả năng bắt giữ gốc tự do, được tìm thấy trong thực vật. Các chất chống oxy hóa như vitamin C, vitamin E, thiol, v.v. là những chất có hoạt tính dược lý được sử dụng để cải thiện sức khỏe và điều trị bệnh.
Nhờ hiệu quả xử lý cao, chiết xuất siêu âm cho phép sử dụng rất nhiều loại nguyên liệu để phân lập chất chống oxy hóa. Ngoài các loại thực vật như thảo dược, trái cây và rau củ, chất chống oxy hóa chất lượng cao còn có thể được chiết xuất bằng siêu âm từ nguyên liệu có giá trị thấp hoặc phế liệu như vỏ trấu, thân, hạt, vỏ quả, nhân hạt, rễ, v.v.

Video này trình bày quá trình chiết xuất hoa bia (humulus lupulus) bằng siêu âm. Caryophyllene và các hợp chất khác được chiết xuất bằng máy siêu âm UP200Ht.

Chiết xuất chất thích nghi bằng siêu âm

Các chất thích nghi như tannin là những phân tử polyphenol, thường có tính làm se, được biết đến với khả năng tăng sức chịu đựng stress của tế bào động vật có vú. Những phân tử này bị giữ bên trong tế bào thực vật. Để thu được các chất thích nghi có sinh khả dụng cao, cần giải phóng các phân tử này khỏi nguyên liệu thực vật. Phá vỡ tế bào bằng siêu âm mở tế bào bằng cách phá vỡ thành tế bào và tăng cường sự truyền khối giữa bên trong tế bào và dung môi xung quanh. Nhờ cơ chế hoạt động có hiệu quả cao, xử lý siêu âm là phương pháp đáng tin cậy và hiệu quả để phân lập các chất thích nghi có chất lượng cao với hiệu suất thu hồi cao.

Tại sao nên sử dụng thiết bị siêu âm để chiết xuất dược liệu?

Thiết bị siêu âm dạng đầu dò là công nghệ đã được ứng dụng rộng rãi để chiết xuất dịch chiết chất lượng cao từ thảo dược một cách đơn giản nhưng có hiệu quả rất cao. Trong ngành sản xuất dịch chiết thảo dược, xử lý siêu âm là phương pháp chiết xuất được ưu tiên để sản xuất dịch chiết thực vật nhờ nhiều đặc tính có lợi giúp kỹ thuật siêu âm đạt hiệu quả và hiệu suất cao. Hãy cùng xem một số lý do chính:

Nâng cao hiệu quả chiết xuất: Xử lý siêu âm dạng đầu dò sử dụng sóng âm tần số cao được truyền trực tiếp qua đầu dò nhúng trong môi trường chiết xuất. Các sóng siêu âm này tạo ra các bọt khí xâm thực, nhanh chóng giãn nở rồi sụp đổ gần bề mặt dược liệu. Hiện tượng này tạo ra sự khuấy động cục bộ mạnh và các dòng vi mô, tăng cường đáng kể sự truyền khối của các hợp chất có hoạt tính sinh học từ dược liệu vào dung môi. Nhờ đó, nhiều thành phần có hoạt tính sinh học được chiết xuất hiệu quả hơn so với các phương pháp chiết xuất truyền thống, mang lại hiệu suất thu hồi các hợp chất dược liệu cao hơn.

Rút ngắn thời gian chiết xuất: Xử lý siêu âm đẩy nhanh quá trình chiết xuất bằng cách thúc đẩy sự khuếch tán nhanh và hiệu quả của chất tan. Sự khuấy động mạnh do xâm thực tạo ra giúp dung môi thâm nhập sâu hơn vào cấu trúc nền của dược liệu, rút ngắn thời gian chiết xuất cần thiết. So với các phương pháp thông thường như ngâm chiết hoặc ngấm kiệt, vốn có thể mất vài giờ hoặc thậm chí vài ngày, xử lý siêu âm có thể đạt hiệu quả chiết xuất tương tự trong thời gian ngắn hơn nhiều, thường chỉ trong vài phút.

Bảo toàn các hợp chất có hoạt tính sinh học: Xử lý siêu âm dạng đầu dò hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn so với các kỹ thuật chiết xuất thông thường sử dụng nhiệt độ cao hoặc thời gian tiếp xúc dài. Ưu điểm này ngăn ngừa sự phân hủy các hợp chất có hoạt tính sinh học nhạy nhiệt trong dược liệu, bảo đảm dịch chiết có hoạt lực mạnh hơn và giá trị điều trị cao hơn.

Tính chọn lọc: Quá trình xử lý siêu âm có thể được điều chỉnh theo các tần số và mức công suất cụ thể, cho phép chiết xuất có chọn lọc các hợp chất mục tiêu từ dược liệu. Bằng cách tối ưu hóa các thông số xử lý siêu âm, có thể ưu tiên chiết xuất một số thành phần có hoạt tính sinh học nhất định, tạo ra dịch chiết có hàm lượng cao hơn của các thành phần mang đặc tính dược liệu mong muốn.

Khả năng mở rộng quy mô và tính dễ sử dụng: Các hệ thống xử lý siêu âm dạng đầu dò có khả năng mở rộng quy mô và có thể dễ dàng được điều chỉnh cho cả hoạt động chiết xuất quy mô nhỏ trong phòng thí nghiệm lẫn các ứng dụng công nghiệp quy mô lớn. Kỹ thuật này tương đối đơn giản khi triển khai và không đòi hỏi thiết bị phức tạp, giúp việc tiếp cận và sử dụng trở nên thuận tiện trong nhiều điều kiện khác nhau.

Thân thiện với môi trường: So với một số phương pháp chiết xuất truyền thống sử dụng dung môi hữu cơ và lượng nước lớn, xử lý siêu âm thường cần ít dung môi hơn và rút ngắn tổng thời gian chiết xuất. Điều này tạo ra một quy trình chiết xuất thân thiện với môi trường và bền vững hơn, đồng thời giảm lượng chất thải phát sinh.

Nhìn chung, xử lý siêu âm dạng đầu dò đã trở thành phương pháp chiết xuất được ưu tiên để sản xuất dịch chiết dược liệu nhờ khả năng mang lại hiệu suất thu hồi cao hơn, thời gian chiết xuất ngắn hơn, tính chọn lọc tốt hơn và bảo toàn các hợp chất có hoạt tính sinh học, khiến phương pháp này trở thành công cụ có giá trị trong lĩnh vực y học thảo dược và nghiên cứu sản phẩm tự nhiên.

Trong bài trình bày này, chúng tôi giới thiệu quy trình sản xuất dịch chiết thực vật. Chúng tôi giải thích những thách thức khi sản xuất dịch chiết thực vật chất lượng cao và cách máy siêu âm có thể giúp khắc phục những thách thức đó. Bài trình bày sẽ cho thấy cách chiết xuất bằng siêu âm hoạt động. Quý vị sẽ tìm hiểu những lợi ích có thể đạt được khi sử dụng máy siêu âm để chiết xuất và cách tích hợp thiết bị chiết xuất siêu âm vào quy trình sản xuất dịch chiết.

Ưu điểm:

Hiệu suất thu hồi cao
Chất lượng cao
Sinh khả dụng vượt trội
Quy trình nhẹ nhàng
Chiết xuất nhanh
Quy trình an toàn
Không dùng dung môi hoặc sử dụng dung môi dịu nhẹ
Dễ vận hành

Hệ thống chiết xuất siêu âm cho dịch chiết thảo dược

Hielscher Ultrasonics có nhiều năm kinh nghiệm về các quy trình chiết xuất siêu âm từ thực vật cho ngành thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Từ các thiết bị phá vỡ tế bào bằng siêu âm nhỏ gọn dùng cho phòng thí nghiệm và sản xuất quy mô nhỏ đến các thiết bị chiết xuất siêu âm thương mại hoàn chỉnh để sản xuất lượng lớn dịch chiết, Hielscher Ultrasonics cung cấp đầy đủ các dòng thiết bị siêu âm, qua đó mang đến thiết bị siêu âm phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn. Tất cả thiết bị siêu âm Hielscher đều rất bền chắc và được chế tạo để vận hành 24/7 ở mức đầy tải. Các thiết bị siêu âm công nghiệp của Hielscher Ultrasonics có thể tạo ra biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200µm có thể dễ dàng được duy trì liên tục khi vận hành 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, có sẵn các đầu công tác siêu âm được chế tạo theo yêu cầu.
Phần mềm thông minh với các chức năng như điều khiển kỹ thuật số, tự động ghi nhật ký dữ liệu, điều khiển từ xa qua trình duyệt và tự động điều chỉnh tần số bảo đảm quá trình xử lý siêu âm đáng tin cậy và đầu ra liên tục. Một loạt phụ kiện đa dạng, bao gồm các đầu công tác siêu âm (đầu dò / thanh truyền / mũi siêu âm) có kích thước và hình dạng khác nhau, buồng dòng chảy với nhiều kích thước và hình học khác nhau, thanh khuếch đại biên độ, cùng cảm biến nhiệt độ và áp suất, cho phép thiết lập cấu hình xử lý siêu âm tối ưu.
Hãy liên hệ với chúng tôi ngay và cho biết các yêu cầu đối với quy trình chiết xuất của bạn! Đội ngũ của chúng tôi rất sẵn lòng tư vấn và đề xuất cho bạn thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu quả nhất.

Chủ đề liên quan

Tài liệu / Tài liệu tham khảo

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.

Những thông tin hữu ích

Chất chống oxy hóa

Bột henna từ lá henna khô đã được nghiền nhỏ là nguyên liệu để chiết xuất lawson và các hợp chất có hoạt tính sinh học khác bằng siêu âm. Chất chống oxy hóa được định nghĩa là một phân tử ức chế phản ứng oxy hóa, ngăn chặn quá trình phân hủy của các phân tử khác. Oxy hóa là một phản ứng hóa học tạo ra các gốc tự do, dẫn đến các phản ứng dây chuyền có thể gây tổn thương tế bào. Các chất chống oxy hóa như thiol hoặc axit ascorbic (vitamin C) chấm dứt những phản ứng oxy hóa dây chuyền này.
Chất chống oxy hóa được sử dụng rộng rãi làm chất bảo quản trong các sản phẩm thực phẩm, đóng vai trò là hợp chất hóa thực vật chống lại sự hư hỏng của thực phẩm. Ví dụ, chất chống oxy hóa được bổ sung vào thực phẩm và dầu giàu chất béo không bão hòa, vì các axit béo không bão hòa dễ bị phân hủy do oxy hóa, khiến dầu bị ôi.

Chất thích nghi

Chất thích nghi hay hợp chất có tác dụng thích nghi là những phân tử thúc đẩy cân bằng nội môi, nghĩa là chúng làm giảm độ nhạy cảm của tế bào với stress. Chất thích nghi được tìm thấy trong thảo dược và rau củ, ví dụ như nhân sâm, ngũ vị tử, đông trùng hạ thảo, ashwagandha, rhaponticum, giảo cổ lam, cam thảo, hồng cảnh thiên, hương nhu tía, hoàng kỳ, linh chi và maca.
Khi được sử dụng dưới dạng chất có hoạt tính dược lý (dưới dạng thuốc hoặc thực phẩm bổ sung), các chất thích nghi được biết đến với tác dụng nâng cao hiệu suất hoạt động, chống trầm cảm, làm dịu hoặc tăng sự tỉnh táo. Tác dụng này liên quan đến chất thích nghi cụ thể được sử dụng. Để nâng cao hiệu suất hoạt động, các loài thực vật như ashwangadha và chùm ngây được sử dụng thành công, trong khi nấm đông trùng hạ thảo, giảo cổ lam và rhaponicum được biết đến là những chất thích nghi chống lão hóa. Để giảm stress và lo âu, người ta sử dụng các chất thích nghi từ nhân sâm, hương nhu tía, linh chi hoặc ngũ vị tử.
Các chất thích nghi dùng để bổ sung và trong y tế chủ yếu được bào chế dưới dạng thuốc bổ hoặc viên nang.