Упознавање са принципом, карактеристикама и применом ултразвучне екстракције

Упознавање са принципом, карактеристикама и применом ултразвучне екстракције

 

Ултразвук се односи на звучне таласе са фреквенцијама изнад 20 кХз, изван опсега људског слуха.

Ултразвучна екстракција се широко користи у испитивању квалитета препарата традиционалне кинеске медицине (систем за инспекцију лекова). У Фармакопеји Народне Републике Кине постоје 232 врсте ултразвучног третмана и постоји тренд раста.

Последњих година примена ултразвучне технологије у процесу екстракције препарата традиционалне кинеске медицине добија све више пажње. Ултразвучна технологија је веома ефикасан метод и средство за екстракцију активних састојака из природних производа. Као нова технологија за припрему препарата традиционалне кинеске медицине, ултразвучна екстракција има широку перспективу.

Ултразвучна екстракција користи механичке ефекте, ефекте кавитације и термичке ефекте ултразвучних таласа за екстракцију биолошки активних компоненти повећањем брзине молекула медијума и повећањем продорне моћи медијума.

1, принцип екстракције

(1) Механички ефекат Ширење ултразвучних таласа у медијуму може проузроковати да честице медија вибрирају у свом простору ширења, чиме се појачава дифузија и пропагација медија, што је механички ефекат ултразвучних таласа. Ултразвучни таласи у процесу пропагације стварају неку врсту притиска зрачења, који се простире дуж правца звучних таласа, што има снажан деструктивни ефекат на материјал, који може деформисати ћелијско ткиво и денатурисати биљни протеин. Истовремено, он такође може дати медијуму и суспензији различита убрзања. А брзина молекула медија је много већа од брзине молекула суспензије. При томе се ствара трење између њих двоје, које може деполимеризовати биомолекуле, тако да се активне компоненте на ћелијском зиду брже растварају у растварачу.

(2) Ефекат кавитације Нормално, неки микромехурићи су растворени више или мање унутар медијума. Ови мехурићи вибрирају под дејством ултразвучних таласа. Када звучни притисак достигне одређену вредност, мехурићи се повећавају услед усмерене дифузије (рецтиеддиффвсион). Велика, која формира резонантну шупљину, а затим се изненада затвори, ово је кавитациони ефекат ултразвучног таласа. Када се мехур затвори, ствара око себе притисак од неколико хиљада атмосфера, формирајући микро-шок, који може изазвати пуцање зида биљне ћелије и целог организма, а цео процес руптуре се завршава у трену, што је повољно за растварање активног састојка.

(3) Топлотни ефекат Као и други физички таласи, ширење ултразвучних таласа у медијуму је такође процес ширења и дифузије енергије. То јест, током простирања ултразвучних таласа, акустична енергија се континуирано апсорбује од честица медија, а медијум ће је апсорбовати. Сва или већина енергије се претвара у топлотну енергију, што доводи до повећања температуре самог медијума и лековитог ткива, што повећава брзину растварања активног састојка лека. Пошто је повећање унутрашње температуре ткива лека изазвано апсорпцијом акустичне енергије тренутно, биолошка активност екстраховане компоненте може да се одржава константном.

Поред тога, ултразвук такође може произвести многе секундарне ефекте, као што су емулзификација, дифузија, дробљење, хемијски ефекти, итд. Ови ефекти такође промовишу растварање активних састојака у биљкама, промовишу улазак активних састојака у медијум и потпуно мешају медијум да би се убрзао. Процес екстракције се спроводи и брзина екстракције активног састојка лека је побољшана.

2, карактеристике ултразвучне екстракције

(1) Нема потребе за загревањем током ултразвучне екстракције, избегавајући штетне ефекте кључања традиционалне кинеске медицине и дуготрајног загревања на активне састојке, погодне за екстракцију супстанци осетљивих на топлоту; у исто време, јер не захтева грејање, такође штеди енергију.

(2) Ултразвучна екстракција побољшава стопу екстракције активних састојака лека, штеди сировине, олакшава потпуно коришћење ресурса традиционалне кинеске медицине и побољшава економске користи.

(3) Растварач се користи у малој количини, а растварач се чува.

(4) Ултразвучна екстракција је физички процес у коме се током целог процеса лужења не дешава хемијска реакција и не утиче на физиолошку активност већине активних састојака лека.

(5) Екстракт има висок садржај активних састојака, што је погодно за даље пречишћавање.

3. Примена ултразвучне технологије у екстракцији природних производа

У поређењу са методом децокције воде, метода екстракције Астрагалуса ултразвучном методом показала је да је време екстракције скраћено у поређењу са конвенционалном методом децокције, а брзина екстракције баикалина је повећана. Ултразвучна екстракција је била 10, 20, 40, 60 мин. Брзина екстракције је била већа од оне екстраховане кључањем током 3 сата.

Ултразвучна екстракција рутина, главног активног састојка у глутинозном пиринчу, показала је да је брзина екстракције рутина добијена ултразвучним третманом глутинозног пиринча у трајању од 30 минута била 47,56% већа од екстракције врућом алкалном екстракцијом. У поређењу са методом имерзије, ултразвучна екстракција је трајала 40 минута и добија се рутин. Стопа је износила 22,53%, док је принос намакања од 48 сати био само 12,23%. Ултразвучна екстракција гликозида из биљака је ефикасан метод за уштеду 30-40% сировина.

Алкалоиди се екстрахују из корена Рауволфиа, што захтева 43 х за конвенционалну импрегнацију и 15 минута за ултразвучну обраду, а сви алкалоиди се могу узгајати. Конвенционална метода захтева 5 сати за издвајање алкалоида из коре цинцхоне, а ултразвук се може завршити до 30 минута. Конвенционалном методом потребно је 3 сата да се из листа мандале извади база мандале, а ултразвучном само 30 минута. За екстракцију антрахинона из рабарбаре потребно је 3 сата, а ултразвучном методом само 10 минута, а принос је висок.

Укратко, ултразвучна екстракција има карактеристике уштеде времена, уштеде енергије, уштеде материјала и високог приноса.