Introducere în principiul, caracteristicile și aplicarea extracției cu ultrasunete

Introducere în principiul, caracteristicile și aplicarea extracției cu ultrasunete

 

Ultrasunetele se referă la undele sonore cu frecvențe de peste 20 kHz, în afara intervalului de auz uman.

Extracția cu ultrasunete a fost utilizată pe scară largă în testarea calității preparatelor din medicina tradițională chineză (sistem de inspecție a medicamentelor). În Farmacopeea Republicii Populare Chineze, există 232 de soiuri de tratament cu ultrasunete și există o tendință de creștere.

În ultimii ani, aplicarea tehnologiei ultrasonice în procesul de extracție a preparatelor din medicina tradițională chineză a primit din ce în ce mai multă atenție. Tehnologia cu ultrasunete este o metodă și un mijloc foarte eficient pentru extragerea ingredientelor active din produsele naturale. Ca o nouă tehnologie pentru prepararea preparatelor din medicina tradițională chineză, extracția cu ultrasunete are perspective largi.

Extracția cu ultrasunete utilizează efectele mecanice, efectele de cavitație și efectele termice ale undelor ultrasonice pentru a extrage componente biologice active prin creșterea vitezei moleculelor de mediu și creșterea puterii de penetrare a mediului.

1, principiul extracției

(1) Efect mecanic Propagarea undelor ultrasonice în mediu poate face ca particulele de mediu să vibreze în spațiul lor de propagare, întărind astfel difuzia și propagarea mediului, care este efectul mecanic al undelor ultrasonice. Undele ultrasonice generează un fel de presiune de radiație în procesul de propagare, care se propagă de-a lungul direcției undelor sonore, care are un efect distructiv puternic asupra materialului, care poate deforma țesutul celular și denatura proteina vegetală. În același timp, poate da, de asemenea, mediului și suspensiei accelerații diferite. Și viteza moleculelor medii este mult mai rapidă decât viteza moleculelor în suspensie. Astfel, se generează frecare între cele două, care poate depolimeriza biomoleculele, astfel încât componentele active de pe peretele celular să se dizolve în solvent mai repede.

(2) Efect de cavitație În mod normal, unele microbule sunt dizolvate mai mult sau mai puțin în interiorul mediului. Aceste bule vibrează sub acțiunea undelor ultrasonice. Când presiunea sonoră atinge o anumită valoare, bulele cresc datorită difuziei dirijate (rectieddiffvsion). Mare, formând o cavitate rezonantă și apoi se închide brusc, acesta este efectul de cavitație al undei ultrasonice. Când bula este închisă, generează o presiune de câteva mii de atmosfere în jurul ei, formând un micro-șoc, care poate provoca ruperea peretelui celular al plantei și a întregului organism, iar întregul proces de rupere este finalizat într-o clipă, ceea ce este favorabil dizolvării ingredientului activ.

(3) Efectul termic Ca și alte unde fizice, propagarea undelor ultrasonice într-un mediu este, de asemenea, un proces de propagare și difuzie a energiei. Adică, în timpul propagării undelor ultrasonice, energia acustică este absorbită continuu de particulele mediului, iar mediul o va absorbi. Toată sau cea mai mare parte a energiei este convertită în energie termică, ceea ce duce la o creștere a temperaturii mediului în sine și a țesutului medicinal, ceea ce crește viteza de dizolvare a ingredientului activ al medicamentului. Deoarece creșterea temperaturii interne a țesutului medicamentului cauzată de absorbția energiei acustice este instantanee, activitatea biologică a componentei extrase poate fi menținută constantă.

În plus, ultrasunetele pot produce, de asemenea, multe efecte secundare, cum ar fi emulsionare, difuzie, zdrobire, efecte chimice etc. Aceste efecte promovează, de asemenea, dizolvarea ingredientelor active în plante, favorizează intrarea ingredientelor active în mediu și amestecă complet mediul pentru a accelera Procesul de extracție este efectuat și rata de extracție a ingredientului activ al medicamentului este îmbunătățită.

2, caracteristicile extracției cu ultrasunete

(1) Nu este nevoie de încălzire în timpul extracției cu ultrasunete, evitând efectele adverse ale fierberii medicinei tradiționale chineze și încălzirii îndelungate asupra ingredientelor active, potrivite pentru extracția substanțelor sensibile la căldură; in acelasi timp, deoarece nu necesita incalzire, economiseste si Energie.

(2) Extracția cu ultrasunete îmbunătățește rata de extracție a ingredientelor active ale medicamentului, economisește materii prime, facilitează utilizarea deplină a resurselor medicinei tradiționale chineze și îmbunătățește beneficiile economice.

(3) Solventul este utilizat într-o cantitate mică, iar solventul este economisit.

(4) Extracția cu ultrasunete este un proces fizic în care nu are loc nicio reacție chimică pe parcursul întregului proces de leșiere și nu afectează activitatea fiziologică a majorității ingredientelor active ale medicamentului.

(5) Extractul are un conținut ridicat de ingrediente active, ceea ce este avantajos pentru purificarea ulterioară.

3. Aplicarea tehnologiei ultrasonice în extragerea produselor naturale

Comparativ cu metoda decoctului cu apă, metoda de extracție a Astragalusului prin metoda ultrasonică a arătat că timpul de extracție a fost scurtat în comparație cu metoda convențională de decoct, iar rata de extracție a baicalinului a fost crescută. Extracția cu ultrasunete a fost de 10, 20, 40, 60 min. Viteza de extracție a fost mai mare decât cea extrasă prin fierbere timp de 3 ore.

Extracția cu ultrasunete a rutinei, principalul ingredient activ al orezului glutinos, a arătat că rata de extracție a rutinei obținută prin tratarea cu ultrasunete a orezului glutinos timp de 30 de minute a fost cu 47,56% mai mare decât cea a extracției alcaline la cald. În comparație cu metoda de imersie, extracția cu ultrasunete a fost de 40 de minute și s-a obținut rutina. Rata a fost de 22,53%, în timp ce randamentul de înmuiere de 48 de ore a fost de numai 12,23%. Extracția cu ultrasunete a glicozidelor din plante este o metodă eficientă de economisire a 30-40% din materii prime.

Alcaloizii sunt extrași din rădăcinile de Rauvolfia, care necesită 43 de ore pentru impregnarea convențională și 15 min pentru ultrasunete, iar toți alcaloizii pot fi crescuti. Metoda convențională necesită 5 ore pentru a extrage alcaloizii din scoarța de Cinchona, iar ultrasonicarea poate fi finalizată până la 30 de minute. Este nevoie de 3 ore pentru a extrage baza de mandala din frunza de mandala prin metoda conventionala si doar 30 de minute prin metoda ultrasonica. Este nevoie de 3 ore pentru a extrage antrachinonele din rubarbă prin decoct și doar 10 minute prin metoda ultrasonică, iar randamentul este mare.

Pe scurt, extracția cu ultrasunete are caracteristicile economiei de timp, economiei de energie, economisirii materialelor și randamentului ridicat.