Aplicação de Ultrassom na Extração Vegetal
A maioria dos ingredientes medicinais das plantas naturais são produtos intracelulares e muitas vezes é necessário quebrar as células durante a extração. Os métodos de quebra mecânica ou química existentes às vezes são difíceis de alcançar o efeito de quebra ideal. O ultrassom foi demonstrado na extração de ingredientes medicinais de plantas terrestres e marinhas. Por vantagens óbvias.
Aplicação de Ultrassom na Extração Vegetal
Plantas terrestres: A aplicação do ultrassom à biotecnologia é um campo de pesquisa relativamente novo. Estudos têm mostrado que o ultrassom pode ativar os processos fisiológicos e bioquímicos dos quais certas enzimas e células participam. Mudando o mecanismo de transmissão em massa dos reagentes, a atividade das enzimas pode ser melhorada e o processo metabólico das células pode ser acelerado. O ultrassom é usado para a degradação do amido, o que pode aumentar significativamente a solubilidade do amido em água, ao mesmo tempo que retém as características óbvias do amido, mas a atividade da enzima é reduzida após repetidos tratamentos ultrassônicos; O ultrassom é usado para degradar a quitina com alta velocidade, baixo custo e conteúdo de aminoácidos inalterado; Ultra-sônico é usado para extrair polissacarídeos fúngicos, como polissacarídeo cordyceps, lentinan, polissacarídeo hericium, etc. Comparado com a tecnologia tradicional, o método enzimático ultra-sônico tem maior taxa de extração, sem perda de material e reações colaterais durante a reação; além disso, o ultrassom também é usado para degradar e extrair uma variedade de uvas Glycan etc. O polissacarídeo de Ganoderma lucidum é um tipo de polissacarídeo fúngico lignificado sólido. A parede celular contém proteínas, quitina, celulose e lignina. Sua estrutura é compacta. É difícil destruir a parede celular por métodos de tratamento gerais e é difícil extrair os ingredientes eficazes. A cristalinidade relativa foi reduzida de 23,4 para 0 pela ação da onda ultrassônica de 120 W, a área de superfície específica foi aumentada em 85,5% e a taxa de hidrólise foi significativamente aumentada.
Atualmente, algumas pesquisas têm sido realizadas sobre o uso do ultra-som para extrair princípios ativos medicinais de plantas terrestres. O estudo sobre a extração de antraquinonas do ruibarbo por ultrassom mostra que a taxa de extração total pode chegar a 95,25% após o tratamento ultrassônico por 10 minutos, enquanto a taxa de extração total é de apenas 63,27% após a decocção por 3 horas; a taxa de extração pode atingir até 20 minutos após a extração ultrassônica. 99,82%; Cromatografia em papel e HPLC foram utilizados para analisar os produtos extraídos pelos dois métodos, o que mostrou que o tratamento ultrassônico não afetou a estrutura do produto. Ao estudar a extração de berberina dos rizomas de Coptis, o tempo de tratamento ultrassônico, a frequência ultrassônica e a concentração de ácido sulfúrico foram investigados. Os resultados mostram que a taxa de extração de extração ultrassônica de 20 kHz por 30 min é a mesma que a de imersão por 24 h (8,12%). O estudo do produto extraído por espectrômetro de ressonância magnética nuclear mostra que o ultrassom não tem efeito na estrutura da berberina. A extração de rutina de Sophora sophora por ondas ultrassônicas de diferentes frequências é comparada com a extração de álcali quente-precipitação ácida. O método ultrassônico não requer aquecimento, apenas necessita de tratamento ultrassônico com frequência de 20 kHz por 30 min. A taxa de extração pode ser aumentada em 47,6%. O ultrassom é usado no processo convencional de imersão alcalina para extrair a berberina de Coptis chinensis. A taxa de extração de berberina obtida por extração ultrassônica por 30 minutos é mais de 50% maior do que a de imersão alcalina por 24 horas. O Laboratório Estadual de Engenharia Bioquímica do Instituto de Química e Metalurgia da Academia Chinesa de Ciências realizou o" Nono Plano Quinquenal" projeto-chave GG; cultivo em larga escala de células vegetais e produção de artemisinina GG, usando ultrassom para intensificar a extração de artemisinina com éter de petróleo, o que aumentou a taxa de extração. O tempo de extração é bastante reduzido, reduzindo o consumo de solvente, e o produto de extração é testado por espectrofotometria ultravioleta e método HPLC, o que mostra que o teor de impurezas também é menor.
Algas marinhas: Dunaliella salina é rica em β-caroteno. A primeira condição para extrair o β-caroteno do sal é quebrar o sal das algas de modo que o β-caroteno possa entrar rápida e eficientemente no meio de extração, como uma solução aquosa. Uma vez que os extratos são principalmente substâncias intracelulares, as células geralmente precisam ser quebradas durante o processo de extração. Devido à reação química que ocorre no processo, o uso de métodos de quebra química pode facilmente causar alterações na estrutura e nas propriedades do extrato e perder sua atividade, sendo difícil quebrar efetivamente as células com quebra mecânica. Lu Deming et al. usou ondas ultrassônicas de 30 kHz, 150 V, 46 kHz, 105 V, 4,64 kHz, 107 V, 48,2 kHz e 109 V para quebrar as algas salinas sob a condição de 20 ℃. A taxa de fragmentação completa das algas pode chegar a 87%. Ficobilissomos são os pigmentos de coleta de luz de certas algas. As propriedades espectrais dos ficobilissomos não refletem apenas sua composição e características estruturais, mas também refletem as diferenças e o estado evolutivo das espécies de algas. Para estudar as propriedades espectrais dos ficobilissomos, um ficobilissomo completo deve ser obtido. Quando o corpo ideal de algas não pode ser obtido da dracocystis usando métodos de esmagamento químico e mecânico, os ficobilissomos completos podem ser obtidos por tratamento ultrassônico com uma frequência de 20-50 kHz e uma voltagem de 60 V por 10 minutos. O objetivo do ultrassom é quebrar as células de Asparagus solanacearum, expondo a cápsula interna e, em seguida, fazer vibrar o ficobilissoma da membrana da cápsula interna.
Atualmente, a extração de polissacarídeos de algas marinhas geralmente adota o método de fervura e precipitação com etanol, e a taxa de recuperação é muito baixa. O Laboratório Nacional Chave de Engenharia Bioquímica, Instituto de Química e Metalurgia, Academia Chinesa de Ciências, está realizando o projeto Marinho" 863" Youth Fund Project" Lixiviação ultrassônica de polissacarídeos de algas marinhas e pesquisa sobre métodos de extração e separação de fase condensada" ;. Paralelamente, irá estudar e resolver o problema da amplificação de engenharia na aplicação do ultrassom, com vista a expandir a aplicação do ultrassom na extração de substâncias ativas marinhas.
A aplicação de ultra-som na extração de ingredientes naturais de plantas terrestres e algas marinhas tem mostrado vantagens óbvias e tem gradualmente atraído a atenção do' Embora algumas pesquisas tenham sido realizadas no momento, todas elas são realizadas em pequena escala no laboratório, e experimentos de condições de processo simples são realizados para alguns objetos de extração específicos.
Quando o ultrassom é usado para extrair componentes naturais de plantas, o mecanismo de ação deve ser estudado em profundidade a fim de estabelecer um conjunto de modelos mais gerais que forneçam uma base para as condições de operação de diferentes objetos de extração. Ao mesmo tempo, presta atenção à pesquisa de problemas de engenharia relacionados e resolve o problema de amplificação de engenharia de extração ultrassônica.
atenção
