Anvendelse av ultralyd i planteekstraksjon
De fleste medisinske ingrediensene i naturlige planter er intracellulære produkter, og det er ofte nødvendig å bryte cellene under ekstraksjonen. De eksisterende mekaniske eller kjemiske brytningsmetodene er noen ganger vanskelige å oppnå den ideelle bryteeffekten. Ultralyd har blitt vist ved utvinning av medisinske ingredienser fra terrestriske og marine planter. Av åpenbare fordeler.
Anvendelse av ultralyd i planteekstraksjon
Landplanter: Bruk av ultralyd til bioteknologi er et relativt nytt forskningsfelt. Studier har vist at ultralyd kan aktivere de fysiologiske og biokjemiske prosessene som visse enzymer og celler deltar i. Ved å endre reaksjonsmassens masseoverføringsmekanisme, kan aktiviteten til enzymer forbedres og den metabolske prosessen til celler kan akselereres. Ultralyd brukes til nedbrytning av stivelse, noe som kan øke stivelsens løselighet i vann, samtidig som de åpenbare stivelsesegenskapene beholdes, men enzymaktiviteten reduseres etter gjentatte ultralydbehandlinger; Ultralyd brukes til å nedbryte kitin med høy hastighet, lav pris og uendret aminosyreinnhold; Ultralyd brukes til å trekke ut sopp polysakkarider, slik som cordyceps polysakkarid, lentinan, hericium polysakkarid, etc. Sammenlignet med tradisjonell teknologi har ultralyd enzymatisk metode høyere ekstraksjonshastighet, ingen materialtap og bivirkninger under reaksjonen; i tillegg blir ultralyd også brukt til å nedbryte og trekke ut en rekke druer Glykan etc. Ganoderma lucidum polysakkarid er en slags solid lignifisert sopppolysakkarid. Celleveggen inneholder protein, kitin, cellulose og lignin. Strukturen er kompakt. Det er vanskelig å ødelegge celleveggen ved generelle behandlingsmetoder, og det er vanskelig å trekke ut de effektive ingrediensene. Den relative krystalliniteten ble redusert fra 23,4 til 0 ved virkningen av 120 W ultralydbølge, det spesifikke overflatearealet ble økt med 85,5%, og hydrolysehastigheten ble betydelig økt.
For tiden er det gjort noen undersøkelser om bruk av ultralyd for å trekke medisinsk aktive ingredienser fra landplanter. Studien om ekstraksjon av antrakinoner fra rabarbra ved ultralyd viser at den totale ekstraksjonsgraden kan nå 95,25% etter ultralydbehandling i 10 minutter, mens den totale ekstraksjonsgraden kun er 63,27% etter avkoking i 3 timer; ekstraksjonshastigheten kan nå opptil 20 minutter etter ultralydsekstraksjon. 99,82%; papirkromatografi og HPLC ble brukt til å analysere produktene ekstrahert ved de to metodene, som viste at ultralydbehandling ikke hadde noen innvirkning på produktets struktur. Når man studerte ekstraksjonen av berberin fra rhizomene til Coptis, ble ultralydbehandlingstiden, ultralydfrekvensen og svovelsyrekonsentrasjonen undersøkt. Resultatene viser at ekstraksjonshastigheten på 20 kHz ultralydsekstraksjon i 30 minutter er den samme som i bløtlegging i 24 timer (8,12%). Studien av det ekstraherte produktet med kjernemagnetisk resonansspektrometer viser at ultralyd ikke har noen innvirkning på strukturen til berberin. Ekstraksjonen av rutin fra Sophora sophora ved hjelp av ultralydbølger av forskjellige frekvenser sammenlignes med varm alkali-ekstraksjon-syreutfelling. Ultralydmetoden krever ikke oppvarming, og trenger bare ultralydbehandling med en frekvens på 20 kHz i 30 minutter. Utvinningsgraden kan økes med 47,6%. Ultralyd brukes i den konvensjonelle alkaliske gjennombløtingsprosessen for utvinning av berberin fra Coptis chinensis. Ekstraksjonsgraden av berberin oppnådd ved ultralydsekstraksjon i 30 minutter er mer enn 50% høyere enn ved alkalisk bløtlegging i 24 timer. State Key Laboratory of Biochemical Engineering ved Institute of Chemical and Metallurgy of the Chinese Academy of Sciences gjennomførte det nasjonale" Niende femårsplan" sentralt prosjekt" Plantecelle dyrking og produksjon av artemisinin", ved hjelp av ultralyd for å intensivere ekstraksjonen av artemisinin med petroleumeter, noe som økte ekstraksjonshastigheten. Ekstraksjonstiden er sterkt forkortet, noe som reduserer løsningsmiddelforbruket, og ekstraksjonsproduktet blir testet ved hjelp av ultrafiolett spektrofotometri og HPLC-metode, som viser at urenhetsinnholdet også er mindre.
Marine alger: Dunaliella salina er rik på β-karoten. Den første betingelsen for å ekstrahere β-karoten fra salt er å bryte saltalgene slik at β-karoten raskt og effektivt kan komme inn i ekstraksjonsmediet, slik som vandig løsning. Siden ekstraktene for det meste er intracellulære stoffer, må cellene vanligvis brytes under ekstraksjonsprosessen. På grunn av den kjemiske reaksjonen som oppstår i prosessen, kan bruk av kjemiske bruddmetoder lett føre til endringer i ekstraktets struktur og egenskaper og miste aktiviteten, og det er vanskelig å effektivt bryte cellene med mekanisk brudd. Lu Deming et al. brukte ultralydbølger på 30 kHz, 150 V, 46 kHz, 105 V, 4,64 kHz, 107 V, 48,2 kHz og 109 V for å bryte saltalgene under tilstanden 20 ℃. Den totale fragmenteringsgraden av alger kan nå 87%. Phycobilisomes er lyshøstende pigmenter av visse alger. De spektrale egenskapene til phycobilisomes gjenspeiler ikke bare deres sammensetning og strukturelle egenskaper, men gjenspeiler også forskjellene og evolusjonære statusen til alger. For å studere spektralegenskapene til phycobilisomes, må et komplett phycobilisome oppnås. Når den ideelle alge kroppen ikke kan oppnås fra dracocystis ved hjelp av kjemiske og mekaniske knusing metoder, kan de komplette phycobilisomes oppnås ved ultralydbehandling med en frekvens på 20-50 kHz og en spenning på 60 V i 10 minutter. Formålet med ultralyd er å bryte cellene i asparges solanacearum, eksponere den indre kapsel, og deretter vibrere phycobilisome fra membranen til den indre kapsel.
I dag vedtar ekstraksjonen av tangpolysakkarider generelt kokemetode og etanolutfelling, og utvinningsgraden er veldig lav. The National Key Laboratory of Biochemical Engineering, Institute of Chemical and Metallurgy, Chinese Academy of Sciences, foretar Marine" 863" Youth Fund Project" Ultralydutvasking av tangpolysakkarider og forskning på kondensert faseekstraksjon og separasjonsmetoder" ;. Samtidig vil det studere og løse ingeniørforsterkningsproblemet ved anvendelse av ultralyd, med sikte på å utvide anvendelsen av ultralyd ved ekstraksjon av marine aktive stoffer.
Anvendelsen av ultralyd i utvinning av naturlige ingredienser fra landplanter og marine alger planter har vist åpenbare fordeler og har gradvis tiltrukket folk' s oppmerksomhet. Selv om noen undersøkelser er utført for tiden, blir de alle utført i liten skala i laboratoriet, og enkle prosessforholdseksperimenter blir utført for noen spesifikke ekstraksjonsobjekter.
Når ultralyd brukes til å trekke ut naturlige plantekomponenter, bør virkningsmekanismen studeres i dybden for å etablere et sett med mer generelle modeller som gir grunnlag for driftsforholdene til forskjellige ekstraksjonsobjekter. Samtidig tar det hensyn til forskning på relaterte tekniske problemer og løser problemet med ultralydsekstraksjonsteknisk forsterkning.
Merk følgende
