Một phương pháp chiết xuất mới và hiệu quả cho Ginsenoside và Polysaccharides bằng cách sử dụng chiết xuất siêu âm.

Giá trị dược liệu và dinh dưỡng của nhân sâm từ lâu đã được khẳng định qua hàng nghìn năm thực hành y học cổ truyền Trung Quốc và nghiên cứu khoa học hiện đại. Ginsenosides và polysaccharides nhân sâm là thành phần hoạt chất cốt lõi trong nhân sâm, khiến chúng trở thành thành phần phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm. Làm thế nào để chiết xuất hiệu quả và nhẹ nhàng hai hoạt chất này, tối đa hóa hoạt tính sinh học của chúng đồng thời giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả, luôn là vấn đề cốt lõi trong ngành chế biến sâu nhân sâm. Sự xuất hiện của công nghệ chiết siêu âm đã phá bỏ hoàn toàn những hạn chế của quy trình chiết truyền thống. Với những lợi thế công nghệ độc đáo, nó đã trở thành công nghệ chủ đạo trong chế biến sâu nhân sâm hiện đại, cung cấp giải pháp mới để chiết xuất ginsenosides và polysaccharides có chất lượng cao,-quy mô lớn-.

So với các quy trình chiết xuất truyền thống, ưu điểm cốt lõi của công nghệ chiết xuất siêu âm về cơ bản làm thay đổi hiệu quả và hiệu quả của quá trình chiết xuất, làm nổi bật sự khác biệt cơ bản của nó so với các phương pháp truyền thống và trở thành chìa khóa thành công của nó. Nguyên tắc cốt lõi của công nghệ chiết xuất siêu âm là sử dụng "hiệu ứng tạo bọt" do siêu âm tạo ra (thường là 20–100 kHz) trong dung môi chiết, kèm theo rung động cơ học và hiệu ứng nhiệt, để đạt được hiệu quả phá vỡ thành tế bào nhân sâm và hòa tan nhanh chóng các hoạt chất. Cụ thể, khi sóng siêu âm lan truyền trong môi trường lỏng sẽ tạo ra vô số bọt khí li ti. Những bong bóng này giãn nở nhanh chóng và vỡ ngay lập tức dưới tác động của trường siêu âm.

Khoảnh khắc bùng nổ tạo ra nhiệt độ cao cục bộ (lên tới hàng nghìn độ C) và áp suất cao (lên đến hàng trăm atm), tạo thành các tia cực nhỏ và lực cắt. Lực này có thể trực tiếp phá vỡ cấu trúc cellulose của thành tế bào nhân sâm, tạo ra các lỗ nhỏ li ti trên thành và màng tế bào, thậm chí làm vỡ chúng hoàn toàn. Điều này cho phép các thành phần hoạt tính như ginsenoside và polysaccharides trong tế bào được giải phóng nhanh chóng và đầy đủ vào dung môi chiết, cải thiện hiệu quả chiết từ nguồn.

Bên cạnh hiệu ứng tạo bọt lõi, tính độc đáo của công nghệ chiết siêu âm còn nằm ở đặc tính "nhẹ nhàng, hiệu quả, chính xác và có thể kiểm soát". Quá trình này có thể được thực hiện ở nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ thấp (40–60 độ ) mà không cần đun nóng ở nhiệt độ cao-kéo dài, tối đa hóa việc duy trì hoạt tính sinh học của ginsenoside và polysaccharides, đồng thời đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm được chiết xuất. Trong khi đó, các thông số như tần số siêu âm, công suất, thời gian chiết và tỷ lệ vật liệu-trên-chất lỏng có thể được kiểm soát chính xác. Điều kiện chiết xuất có thể được tối ưu hóa dựa trên loại nguyên liệu nhân sâm (nhân sâm tươi, nhân sâm khô, thân và lá nhân sâm, v.v.), kích thước hạt và yêu cầu về độ tinh khiết của sản phẩm mục tiêu (saponin hoặc polysacarit), đạt được "-chiết xuất theo yêu cầu"-mức độ chính xác khó đạt được bằng các quy trình chiết xuất truyền thống. Hơn nữa, công nghệ chiết siêu âm chỉ sử dụng 50%–70% dung môi so với quy trình truyền thống, với tỷ lệ thu hồi dung môi vượt quá 90%. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường do phát thải dung môi, phù hợp với quan điểm phát triển sản xuất xanh hiện đại.

Từ góc độ kết quả chiết xuất cụ thể, ưu điểm của công nghệ chiết siêu âm là đặc biệt nổi bật. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sử dụng công nghệ chiết siêu âm để chiết xuất ginsenoside có thể đạt tỷ lệ chiết trên 8%, vượt xa mức 5,01% của phương pháp chiết nước và kết tủa rượu truyền thống và cao hơn 30%–65% so với chiết xuất Soxhlet. Thời gian chiết xuất chỉ từ 20–60 phút, so với vài giờ trong quy trình truyền thống, rút ​​ngắn thời gian từ 50%–85%, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất. Trong chiết xuất polysaccharide nhân sâm, công nghệ chiết xuất siêu âm cũng cho thấy hiệu suất tuyệt vời. Với công suất siêu âm 200W, thời gian siêu âm là 30 phút và tỷ lệ vật liệu{14}}trên{15}}chất lỏng là 1:50, tốc độ chiết xuất polysacarit đạt mức cao và polysacarit được chiết xuất có độ tinh khiết cao hơn với hàm lượng tạp chất thấp hơn đáng kể so với các quy trình truyền thống, giúp giảm đáng kể khó khăn trong quá trình tinh chế tiếp theo. Ưu điểm độc đáo này là "hiệu quả cao, chất lượng cao, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường" đã dẫn đến sự thay thế nhanh chóng các quy trình truyền thống bằng công nghệ chiết xuất siêu âm. Công nghệ này hiện được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chế biến sâu nhân sâm hiện đại.

Trong sản xuất hiện đại, việc ứng dụng công nghệ chiết xuất polysaccharide và ginsenoside siêu âm đã bao trùm nhiều lĩnh vực như dược phẩm, sản phẩm y tế, thực phẩm và mỹ phẩm, hình thành một hệ thống sản xuất-quy mô lớn, tiêu chuẩn hóa và trở thành động lực cốt lõi cho sự-phát triển chất lượng cao của ngành nhân sâm.