Εφαρμογή υπερήχων στην εκχύλιση φυτών
Τα περισσότερα από τα φαρμακευτικά συστατικά των φυσικών φυτών είναι ενδοκυτταρικά προϊόντα και είναι συχνά απαραίτητο να σπάσουν τα κύτταρα κατά την εκχύλιση. Οι υπάρχουσες μηχανικές ή χημικές μέθοδοι θραύσης είναι μερικές φορές δύσκολο να επιτευχθεί το ιδανικό αποτέλεσμα θραύσης. Ο υπέρηχος έχει αποδειχθεί στην εξαγωγή φαρμακευτικών συστατικών από επίγεια και θαλάσσια φυτά. Από προφανή πλεονεκτήματα.
Εφαρμογή υπερήχων στην εκχύλιση φυτών
Φυτά εδάφους: Η εφαρμογή υπερήχων στη βιοτεχνολογία είναι ένα σχετικά νέο πεδίο έρευνας. Μελέτες έχουν δείξει ότι ο υπέρηχος μπορεί να ενεργοποιήσει τις φυσιολογικές και βιοχημικές διεργασίες στις οποίες συμμετέχουν ορισμένα ένζυμα και κύτταρα. Με την αλλαγή του μηχανισμού μετάδοσης μάζας των αντιδρώντων, η δραστηριότητα των ενζύμων μπορεί να βελτιωθεί και η μεταβολική διαδικασία των κυττάρων μπορεί να επιταχυνθεί. Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται για την αποδόμηση του αμύλου, το οποίο μπορεί να αυξήσει σημαντικά τη διαλυτότητα του αμύλου στο νερό διατηρώντας ταυτόχρονα προφανή χαρακτηριστικά αμύλου, αλλά η ενζυμική δραστικότητα μειώνεται μετά από επαναλαμβανόμενες θεραπείες με υπερήχους. Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται για την αποικοδόμηση της χιτίνης με υψηλή ταχύτητα, χαμηλό κόστος και αμετάβλητη περιεκτικότητα σε αμινοξέα. Η υπερήχων χρησιμοποιείται για την εξαγωγή μυκητιακών πολυσακχαριτών, όπως ο πολυσακχαρίτης cordyceps, η λεντινάνη, ο πολυσακχαρίτης του ηλίου, κ.λπ. Επιπλέον, ο υπερηχητικός χρησιμοποιείται επίσης για την αποικοδόμηση και την εξαγωγή μιας ποικιλίας σταφυλιών Glycan κ.λπ. Ο πολυσακχαρίτης Ganoderma lucidum είναι ένα είδος στερεού ξυλοποιημένου μυκητιακού πολυσακχαρίτη. Το κυτταρικό τοίχωμα περιέχει πρωτεΐνες, χιτίνη, κυτταρίνη και λιγνίνη. Η δομή του είναι συμπαγής. Είναι δύσκολο να καταστρέψουμε το κυτταρικό τοίχωμα με γενικές μεθόδους θεραπείας και είναι δύσκολο να εξαγάγουμε τα αποτελεσματικά συστατικά. Η σχετική κρυσταλλικότητα μειώθηκε από 23,4 σε 0 με τη δράση κύματος υπερήχων 120 W, η ειδική επιφάνεια αυξήθηκε κατά 85,5% και ο ρυθμός υδρόλυσης αυξήθηκε σημαντικά.
Προς το παρόν, πραγματοποιήθηκαν ορισμένες έρευνες σχετικά με τη χρήση υπερήχων για την εξαγωγή φαρμακευτικών δραστικών συστατικών από φυτά εδάφους. Η μελέτη σχετικά με την εξαγωγή ανθρακινόνες από ραβέντι με υπερήχους δείχνει ότι ο συνολικός ρυθμός εκχύλισης μπορεί να φθάσει το 95,25% μετά από υπερηχητική επεξεργασία για 10 λεπτά, ενώ ο συνολικός ρυθμός εκχύλισης είναι μόνο 63,27% μετά την αφαίρεση για 3 ώρες ο ρυθμός εκχύλισης μπορεί να φτάσει έως και 20 λεπτά μετά την εξαγωγή υπερήχων. 99,82%; Χρωματογραφία χαρτιού και HPLC χρησιμοποιήθηκαν για την ανάλυση των προϊόντων που εξήχθησαν με τις δύο μεθόδους, οι οποίες έδειξαν ότι η επεξεργασία με υπερήχους δεν είχε καμία επίδραση στη δομή του προϊόντος. Κατά τη μελέτη της εξαγωγής βερβερίνης από τα ριζώματα του Coptis, διερευνήθηκε ο χρόνος υπερήχων, η συχνότητα υπερήχων και η συγκέντρωση θειικού οξέος. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο ρυθμός εξαγωγής 20 kHz υπερήχων εκχύλισης για 30 λεπτά είναι ο ίδιος με εκείνον του εμποτισμού για 24 ώρες (8,12%). Η μελέτη του εξαγόμενου προϊόντος με φασματόμετρο πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού δείχνει ότι η υπερηχητική ουσία δεν έχει καμία επίδραση στη δομή της βερβερίνης. Η εξαγωγή του rutin από τη Sophora sophora από υπερηχητικά κύματα διαφορετικών συχνοτήτων συγκρίνεται με την καυτή κατακρήμνιση οξέος εκχύλισης-οξέος. Η μέθοδος υπερήχων δεν απαιτεί θέρμανση και χρειάζεται μόνο επεξεργασία υπερήχων με συχνότητα 20 kHz για 30 λεπτά. Ο ρυθμός εκχύλισης μπορεί να αυξηθεί κατά 47,6%. Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται στη συμβατική διαδικασία αλκαλικής εμβάπτισης για την εξαγωγή βερβερίνης από το Coptis chinensis. Ο ρυθμός εκχύλισης της βερβερίνης που λαμβάνεται με εκχύλιση με υπερήχους για 30 λεπτά είναι περισσότερο από 50% υψηλότερος από αυτόν της αλκαλικής εμβάπτισης για 24 ώρες. Το Κρατικό Βασικό Εργαστήριο Βιοχημικής Μηχανικής του Ινστιτούτου Χημικής και Μεταλλουργίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών ανέλαβε την εθνική&«9ο Πενταετές Σχέδιο GG». βασικό έργο&«Καλλιέργεια μεγάλης κλίμακας φυτικών κυττάρων και παραγωγή αρτεμισινίνης GG», χρησιμοποιώντας υπερήχους για να εντείνει την εκχύλιση της αρτεμισινίνης με πετρελαϊκό αιθέρα, η οποία αύξησε τον ρυθμό εκχύλισης. Ο χρόνος εκχύλισης μειώνεται σημαντικά, μειώνοντας την κατανάλωση διαλύτη και το προϊόν εκχύλισης δοκιμάζεται με φασματοφωτομετρία υπεριώδους και με μέθοδο HPLC, η οποία δείχνει ότι το περιεχόμενο ακαθαρσίας είναι επίσης μικρότερο.
Θαλάσσια φύκια: Η salina Dunaliella είναι πλούσια σε β-καροτένιο. Η πρώτη προϋπόθεση για την εξαγωγή β-καροτενίου από αλάτι είναι να σπάσει τα φύκια αλατιού έτσι ώστε το β-καροτένιο να μπορεί να εισέλθει γρήγορα και αποτελεσματικά στο μέσο εκχύλισης όπως υδατικό διάλυμα. Δεδομένου ότι τα εκχυλίσματα είναι ως επί το πλείστον ενδοκυτταρικές ουσίες, τα κύτταρα γενικά πρέπει να σπάσουν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκχύλισης. Λόγω της χημικής αντίδρασης που συμβαίνει στη διαδικασία, η χρήση μεθόδων χημικής διάσπασης μπορεί εύκολα να προκαλέσει αλλαγές στη δομή και τις ιδιότητες του εκχυλίσματος και να χάσει τη δραστηριότητά του και είναι δύσκολο να σπάσει αποτελεσματικά τα κύτταρα με μηχανικό σπάσιμο. Lu Deming et al. χρησιμοποίησαν υπερηχητικά κύματα 30 kHz, 150 V, 46 kHz, 105 V, 4,64 kHz, 107 V, 48,2 kHz και 109 V για να σπάσουν τα φύκια αλατιού υπό συνθήκες 20 ℃. Το πλήρες ποσοστό κατακερματισμού των φυκών μπορεί να φτάσει το 87%. Τα φυκοφιλοσώματα είναι οι χρωστικές ελαφράς συγκομιδής ορισμένων αλγών. Οι φασματικές ιδιότητες των φυκοφιλοσωμάτων όχι μόνο αντικατοπτρίζουν τη σύνθεση και τα δομικά χαρακτηριστικά τους, αλλά επίσης αντικατοπτρίζουν τις διαφορές και την εξελικτική κατάσταση των ειδών φυκών. Για να μελετηθούν οι φασματικές ιδιότητες των φυκοφιλοσωμάτων, πρέπει να ληφθεί ένα πλήρες φυκοφιλοσωμικό. Όταν το ιδανικό σώμα φυκών δεν μπορεί να ληφθεί από τη δρακοκύστη χρησιμοποιώντας χημικές και μηχανικές μεθόδους σύνθλιψης, τα πλήρη φυκοφιλοσώματα μπορούν να ληφθούν με υπερηχητική επεξεργασία με συχνότητα 20-50 kHz και τάση 60 V για 10 λεπτά. Ο σκοπός του υπερήχου είναι να σπάσει τα κύτταρα του Asparagus solanacearum, εκθέτοντας την εσωτερική κάψουλα και, στη συνέχεια, δονείται το φυκοφιλίωμα από τη μεμβράνη της εσωτερικής κάψουλας.
Προς το παρόν, η εκχύλιση πολυσακχαριτών φυκιών υιοθετεί γενικά τη μέθοδο βρασμού και την καταβύθιση αιθανόλης, και ο ρυθμός ανάκτησης είναι πολύ χαμηλός. Το Εθνικό Εργαστήριο Βιοχημικών Μηχανικών, Ινστιτούτο Χημικής και Μεταλλουργίας, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, αναλαμβάνει το Marine&"; 863 GG"; Youth Fund Project&«Υπερηχητική έκπλυση πολυσακχαριτών φυκιών και έρευνα για μεθόδους εκχύλισης και διαχωρισμού συμπυκνωμένης φάσης GG». Ταυτόχρονα, θα μελετήσει και θα λύσει το πρόβλημα ενίσχυσης μηχανικής στην εφαρμογή υπερήχων, με σκοπό την επέκταση της εφαρμογής υπερήχων στην εξαγωγή θαλάσσιων δραστικών ουσιών.
Η εφαρμογή υπερήχων στην εξαγωγή φυσικών συστατικών από χερσαία φυτά και φυτά θαλάσσιων φυκών έχει δείξει προφανή πλεονεκτήματα και έχει προσελκύσει σταδιακά την προσοχή των ανθρώπων&# 39. Αν και έχουν διεξαχθεί ορισμένες έρευνες προς το παρόν, όλες διεξάγονται σε μικρή κλίμακα στο εργαστήριο και πραγματοποιούνται πειράματα απλών συνθηκών διεργασίας για ορισμένα μεμονωμένα συγκεκριμένα αντικείμενα εξαγωγής.
Όταν ο υπέρηχος χρησιμοποιείται για την εξαγωγή φυσικών συστατικών φυτών, ο μηχανισμός δράσης θα πρέπει να μελετηθεί σε βάθος προκειμένου να δημιουργηθεί ένα σύνολο γενικότερων μοντέλων που θα παρέχουν τη βάση για τις συνθήκες λειτουργίας διαφορετικών αντικειμένων εξαγωγής. Ταυτόχρονα, δίνει προσοχή στην έρευνα σχετικών μηχανικών προβλημάτων και επιλύει το πρόβλημα της υπερηχητικής μηχανικής εξαγωγής.
προσοχή
