Seznámení s principem, charakteristikou a aplikací ultrazvukové extrakce

Seznámení s principem, charakteristikou a aplikací ultrazvukové extrakce

 

Ultrazvuk označuje zvukové vlny s frekvencí nad 20 kHz, mimo dosah lidského sluchu.

Ultrazvuková extrakce byla široce používána při testování kvality přípravků tradiční čínské medicíny (systém kontroly léčiv). V lékopisu Čínské lidové republiky existuje 232 druhů ultrazvukového ošetření a je zde rostoucí trend.

V posledních letech se stále více pozornosti věnuje aplikaci ultrazvukové technologie v procesu extrakce přípravků tradiční čínské medicíny. Ultrazvuková technologie je velmi účinná metoda a prostředek pro extrakci účinných látek z přírodních produktů. Ultrazvuková extrakce jako nová technologie pro přípravu přípravků tradiční čínské medicíny má široké vyhlídky.

Ultrazvuková extrakce využívá mechanické efekty, kavitační efekty a tepelné efekty ultrazvukových vln k extrakci biologicky aktivních složek zvýšením rychlosti molekul média a zvýšením penetrační síly média.

1, princip extrakce

(1) Mechanický efekt Šíření ultrazvukových vln v médiu může způsobit, že částice média vibrují ve svém prostoru šíření, čímž se posiluje difúze a šíření média, což je mechanický efekt ultrazvukových vln. Ultrazvukové vlny generují v procesu šíření jakýsi tlak záření, který se šíří ve směru zvukových vln, což má silný destruktivní účinek na materiál, který může deformovat buněčnou tkáň a denaturovat rostlinný protein. Zároveň může udělit médiu a zavěšení různá zrychlení. A rychlost molekul média je mnohem rychlejší než rychlost molekul suspenze. Tím mezi nimi vzniká tření, které může depolymerovat biomolekuly, takže aktivní složky na buněčné stěně se rychleji rozpouštějí v rozpouštědle.

(2) Kavitační efekt Normálně jsou některé mikrobubliny více či méně rozpuštěny uvnitř média. Tyto bubliny vibrují působením ultrazvukových vln. Když akustický tlak dosáhne určité hodnoty, bubliny se zvětší v důsledku usměrněné difúze (rectieddiffvsion). Velká, tvořící rezonanční dutinu a pak se náhle uzavírající, to je kavitační efekt ultrazvukové vlny. Když se bublina uzavře, vygeneruje kolem sebe tlak několika tisíc atmosfér a vytvoří mikrošok, který může způsobit protržení buněčné stěny rostliny i celého organismu a celý proces prasknutí je v okamžiku ukončen, což je příznivé pro rozpuštění účinné látky.

(3) Tepelný efekt Stejně jako ostatní fyzikální vlny je i šíření ultrazvukových vln v médiu procesem šíření a difúze energie. To znamená, že během šíření ultrazvukových vln je akustická energie nepřetržitě absorbována částicemi média a médium ji bude pohlcovat. Veškerá nebo většina energie se přemění na tepelnou energii, což vede ke zvýšení teploty samotného média a medicinální tkáně, což zvyšuje rychlost rozpouštění aktivní složky léčiva. Protože zvýšení vnitřní teploty tkáně léčiva způsobené absorpcí akustické energie je okamžité, může být biologická aktivita extrahované složky udržována konstantní.

Kromě toho může ultrazvuk vyvolat i mnoho sekundárních efektů, jako je emulgace, difúze, drcení, chemické efekty atd. Tyto efekty také podporují rozpouštění účinných látek v rostlinách, podporují vstup účinných látek do média a pro urychlení plně promísí médium Probíhá proces extrakce a zlepšuje se rychlost extrakce aktivní složky léčiva.

2, vlastnosti ultrazvukové extrakce

(1) Není třeba zahřívat během ultrazvukové extrakce, aby se zabránilo nepříznivým účinkům varu tradiční čínské medicíny a dlouhodobého zahřívání na aktivní složky, vhodné pro extrakci látek citlivých na teplo; zároveň, protože nevyžaduje vytápění, také šetří energii.

(2) Ultrazvuková extrakce zlepšuje rychlost extrakce aktivních složek léku, šetří suroviny, usnadňuje plné využití zdrojů tradiční čínské medicíny a zlepšuje ekonomické výhody.

(3) Rozpouštědlo se používá v malém množství a rozpouštědlo se šetří.

(4) Ultrazvuková extrakce je fyzikální proces, při kterém během celého procesu vyluhování nedochází k žádné chemické reakci a neovlivňuje fyziologickou aktivitu většiny účinných látek léčiva.

(5) Extrakt má vysoký obsah účinných látek, což je výhodné pro další čištění.

3. Aplikace ultrazvukové technologie při těžbě přírodních produktů

Extrakční metoda Astragalus ultrazvukovou metodou ve srovnání s metodou vodního odvaru ukázala, že doba extrakce byla zkrácena ve srovnání s konvenční metodou dekokce a byla zvýšena rychlost extrakce baicalinu. Ultrazvuková extrakce byla 10, 20, 40, 60 min. Rychlost extrakce byla vyšší než rychlost extrahovaná varem po dobu 3 hodin.

Ultrazvuková extrakce rutinu, hlavní aktivní složky lepkavé rýže, ukázala, že rychlost extrakce rutinu získaná ultrazvukovým ošetřením lepkavé rýže po dobu 30 minut byla o 47,56 % vyšší než extrakcí horkou alkálií. V porovnání s metodou ponoření trvala ultrazvuková extrakce 40 minut a byl získán rutin. Míra byla 22,53 %, zatímco výtěžnost 48h namáčení byla pouze 12,23 %. Ultrazvuková extrakce glykosidů z rostlin je efektivní metodou pro úsporu 30-40 % surovin.

Alkaloidy se extrahují z kořenů Rauvolfia, což vyžaduje 43 hodin pro konvenční impregnaci a 15 minut pro ultrazvukové ošetření, a všechny alkaloidy lze získat. Konvenční metoda vyžaduje 5 hodin k extrakci alkaloidů z kůry mochyně a ultrazvukové ošetření může trvat až 30 minut. Extrahování mandalového základu z mandalového listu konvenční metodou trvá 3 hodiny, ultrazvukovou metodou pouze 30 minut. Extrahování antrachinonů z rebarbory ​​odvarem trvá 3 hodiny a ultrazvukovou metodou pouhých 10 minut a výtěžek je vysoký.

Stručně řečeno, ultrazvuková extrakce má vlastnosti úspory času, úspory energie, úspory materiálu a vysokého výnosu.