Ультразвуковая технология извлечения грибов

Ультразвуковая технология извлечения грибов

Эта технология представляет собой весьма успешное и эффективное применение ультразвука при добыче натуральных продуктов. Это революционизирует способ извлечения биологически активных компонентов из грибов (включая съедобные и лекарственные).

Основная концепция: Что такое ультразвуковая технология извлечения грибов?

Технология ультразвуковой экстракции грибов, также известная как экстракция с помощью ультразвука, использует мощную физическую силу, генерируемую ультразвуком, для разрушения клеточных стенок грибов, тем самым ускоряя высвобождение и растворение внутриклеточных активных ингредиентов (таких как полисахариды, терпены и белки) в растворителе.

По сути, это метод физического разрушения и усиленного массопереноса.

Принцип работы: как ультразвук «выделяет» суть?

Его основной механизм соответствует ранее упомянутому «эффекту акустической кавитации», но цели применения другие:

Нарушение клеточной структуры:

Физическое воздействие кавитационных пузырьков: Ультразвук генерирует бесчисленное количество крошечных кавитационных пузырьков в растворителе для экстракции (обычно вода, этанол или их смеси). Когда эти пузырьки взрываются рядом с грибовидными клетками, они генерируют сильные ударные волны и микроструи.

Эффекты: Эта мощная механическая сила эффективно разрывает жесткие клеточные стенки грибов (особенно клеточные стенки на основе хитина, которые трудно полностью разрушить традиционными методами), подвергая содержимое клетки непосредственно воздействию растворителя.

Улучшенный массообмен:

Даже если клеточные стенки не полностью разрушены, интенсивное перемешивание и микрофлюидные эффекты, генерируемые ультразвуком, значительно уменьшают толщину пограничного слоя, ускоряя проникновение растворителя в клетку и диффузию целевых компонентов из внутренней части клетки во внешний растворитель.

Эффекты: Скорость экстракции значительно увеличивается, сокращая необходимое время с нескольких часов до десятков минут или даже минут.

Термические эффекты:

Процесс кавитации генерирует локализованное тепло, вызывая небольшое повышение общей температуры системы экстракции. Это помогает снизить вязкость растворителя, увеличивает скорость молекул и дополнительно способствует экстракции. Однако эта температура контролируема и намного ниже, чем традиционные высокотемпературные методы, такие как экстракция Сокслета.

Технические преимущества (по сравнению с традиционными методами):

По сравнению с традиционной экстракцией с горячим обратным холодильником, экстракцией в Сокслете или экстракцией водой при комнатной температуре ультразвуковая экстракция имеет огромные преимущества:

Чрезвычайно высокая эффективность экстракции: эффект разрушения клеток значительно увеличивает выход активных ингредиентов. Например, степень экстракции ключевых активных веществ, таких как лентинан, полисахарид Ganoderma lucidum и β-глюкан, может быть увеличена более чем на 50%.

Чрезвычайно короткое время экстракции: процесс экстракции, который обычно занимает несколько часов или даже десятков часов, сокращается до 30-60 минут, что значительно повышает эффективность производства.

Низкая температура экстракции: экстракцию можно проводить при более низких температурах (обычно 40–60°C), что эффективно защищает термочувствительные активные ингредиенты от повреждения и сохраняет их биологическую активность.

Низкий расход растворителя: благодаря высокой эффективности для достижения той же цели экстракции требуется меньше растворителя, что делает его более экологически чистым и экономичным.

Широкая применимость: будь то порошок сушеных грибов или свежие грибы, водорастворимые компоненты (полисахариды) или жирорастворимые компоненты (терпены, стерины), эффективная экстракция может быть достигнута путем выбора соответствующих растворителей.

Экологичность и экологичность: снижение потребления энергии и растворителей соответствует принципам зеленой химии.

Основные сценарии применения: Данная технология имеет решающее значение при глубокой переработке грибов и разработке продуктов с высокой добавленной стоимостью:

Экстракция лекарственных грибов: это основная область применения.

Гриб рейши: экстракция полисахаридов и тритерпеноидов.

Гриб шиитаке: Экстракция лентинана и лентинана.

Кордицепс: экстракция кордицепина, полисахаридов и нуклеозидных соединений.

Юнчжи, Hericium erinaceus, Phellinus linteus и др.: экстракция их уникальных иммуномодулирующих и антиоксидантных компонентов.

Разработка функциональных продуктов питания и продуктов для здоровья: Производство порошка экстракта грибов, капсул, жидкостей для перорального применения и т. д., богатых β-глюканом.

Экстракция косметического сырья: Экстракция компонентов с антиоксидантными, отбеливающими и увлажняющими функциями из грибов для использования в продуктах по уходу за кожей.

Экстракция вкусоароматических веществ: Эффективная экстракция натуральных вкусоароматических веществ из съедобных грибов, таких как мацутаке и белые грибы, для использования в производстве приправ или вкусоароматических основ.

Основной процесс:

Подготовка сырья: Грибы высушить и измельчить в мелкий порошок для увеличения площади контакта с растворителем.

Смешивание: Смешать грибной порошок с подходящим растворителем (вода, этанол и т. д.) в определенной пропорции.

Ультразвуковая обработка: смесь помещается в устройство ультразвуковой экстракции (обычно реактор с рубашкой и температурным контролем), и экстракция осуществляется путем установки параметров мощности, времени и температуры. Во время процесса может присутствовать перемешивание.

Разделение твердой и жидкой фаз: После обработки остатки грибов отделяют фильтрованием или центрифугированием.

Концентрирование и сушка: Полученный фильтрат концентрируют (например, путем вакуумного концентрирования) и могут дополнительно перерабатывать в порошкообразный продукт с использованием таких методов, как распылительная сушка.

Вывод: Технология ультразвуковой экстракции грибов — проверенный, эффективный и мощный инструмент. Он особенно подходит для разработки экстрактов грибов с высокой биологической активностью.

Для компаний, стремящихся производить высокоэффективные, высококачественные грибные продукты для здоровья, фармацевтические препараты и косметическое сырье, эта технология превратилась из «альтернативного решения» в основную технологию повышения конкурентоспособности продукции и эффективности производства. Это делает полное изучение потенциала грибов, этой «природной аптеки», более осуществимым и экономичным.