Ултразвукова екстракция на куркурмин
Куркуминът е фармакологичен и хранителен фитохимикал, присъстващ в коренищата на Curcuma longa. За да се получат високи добиви на куркумин, ултразвуковите екстрактори се използват като най-ефективна техника за екстракция. Ултразвуковата екстракция води до куркумин с превъзходно качество и много високи добиви. Едновременно с това ултразвукът изисква само кратко време за обработка на коренището на куркумата.
Ултразвукова изолация на куркумин
Ултразвуковата екстракция е високоефективна алтернатива на конвенционалните техники за екстракция като мацерация, екстракция с горещ разтворител или екстракция на Soxhlet.
Ултразвуково изолиране на куркумин и куркуминоиди от растението куркума (напр. Куркума лонга, Куркума амада) е ефективен, бърз и лесен процес. В сравнение с екстракцията на Soxhlet и конвенционалната партидна екстракция, ултразвуково асистираната екстракция се отличава със значително повишен добив на куркумин за по-кратко време за екстракция.
За ултразвукова екстракция на фитосъставки могат да се използват различни разтворители като вода, водни разтворители, етанол, метанол, глицерин и др. За извличането на куркумин, водата, етанолът и триацилглицеролите са ефективни и безопасни разтворители, които водят до висок добив на екстракт.
- висок добив
- бързо извличане
- По-пълно възстановяване
- безопасна работа
- Лесно изпълнение
ултразвук UIP1000hdT с проточна клетка за екстракция на куркурмина
Процес на ултразвукова екстракция
Най-съвременните ултразвукови уреди на Hielscher позволяват пълен контрол върху параметрите на процеса като амплитуда, температура, налягане и входяща енергия.
За ултразвукова екстракция периферните параметри като размер на частиците на суровината, тип разтворител, съотношение твърдо вещество към разтворител и време за екстракция могат лесно да се променят и оптимизират за най-добри резултати.
Тъй като ултразвуковата екстракция е метод на нетермична екстракция, термичното разграждане на биоактивните съставки се избягва.
Като цяло предимства като висок добив, кратко време за екстракция, ниска температура на екстракция и малки количества разтворител правят ултразвука превъзходен метод за екстракция.
Ултразвукова екстракция на куркумин с UP400St и последващо отделяне на биоактивните съставки от разтворителя (възстановяване на разтворителя) чрез ротационен изпарител
Установено е, че ултразвуковата екстракция на куркумин от куркума е най-ефективна, когато ултразвуковата обработка се прилага в непрекъсната вградена настройка, като се използва ултразвукова поточна клетка. Температурите на процеса в диапазона от 60 до 80°C са полезни за подобряване на добива на екстракт.
Превъзходна ефективност на процеса: Ултразвуковата екстракция се отличава като устойчива техника, която изисква само умерена инвестиция в ултразвуково оборудване. Ултразвуковият процес може да бъде линейно мащабиран до промишлено производство. Разходите за разтворител и енергия за ултразвуковия процес са много ниски. Други важни предимства са лесната и безопасна работа, икономичните разходи и възпроизводимостта, което е от решаващо значение за стандартизираното производство.
Ултразвукова липозомна формула
Куркуминът е хидрофобна, мастноразтворима молекула. Това означава, че куркуминът трябва да бъде формулиран в система за пренасяне на лекарства като липозоми, наноемулсии, наносфери, полимерни наночастици или фито-фосфолипиден комплекс. Водните разтвори на куркумин могат да се приготвят чрез добавяне на повърхностноактивни вещества, липиди, албумини, циклодекстрини, биополимери и др. Ултразвуковото приготвяне на наноемулсии и еднородни суспензии е много ефективна техника за формулиране на куркумин в комплекси за пренасяне на лекарства. Носителите на лекарства подобряват разтворимостта, абсорбцията, фармакокинетиката и бионаличността на куркумина. Чрез формулиране на куркумин в нанокомплекси, разтворимостта във вода се увеличава приблизително 98000 пъти (в сравнение със свободния куркумин във вода). Нанокомплексирането значително подобри бионаличността и стабилността на съхранение на куркумина.
Щракнете тук, за да научите повече за ултразвуковото капсулиране в липозоми!
Оборудване за ултразвукова екстракция
Hielscher Ultrasonics е вашият партньор за процесите на извличане от растителни продукти. Независимо дали искате да извличате малки количества за изследвания и анализи или да обработвате големи обеми за търговско производство, ние имаме подходящия ултразвуков екстрактор за вас. Наш Ултразвукови лабораторни хомогенизатори както и нашите настолни и индустриални ултразвукови апарати са здрави, лесни за използване и създадени за работа 24/7 при пълно натоварване. Широка гама от Аксесоари като сонотроди (ултразвукови сонди / рогове) с различни размери и форми, проточни клетки и реактори и бустери позволяват оптимална настройка за вашия специфичен процес на екстракция.
Всички цифрови ултразвукови машини са оборудвани с цветен сензорен дисплей, вградена SD карта за автоматично протоколиране на данни и дистанционно управление на браузъра за цялостен мониторинг на процеса. Със сложните ултразвукови системи на Hielscher се опростява високата стандартизация на процесите и контролът на качеството.
Свържете се с нас днес, за да обсъдим изискванията на вашия процес на екстракция! Ще се радваме да ви помогнем с дългогодишния си опит в ботаническите екстракции!
Соникатор UIP4000hdT за поточно производство на висококачествени екстракти от куркумин
Свържете се с нас! / Попитайте ни!
Индустриален ултразвуков уред UIP16000hdT за вградена екстракция на фитохимикали от растения
Протокол: Ултразвукова нанокапсулация на куркумин
Приготвяне на наночастици, заредени с куркумин
Наночастиците, заредени с куркумин, се синтезират с помощта на техниката на миниемулгиране-изпаряване. Процедурата варира в зависимост от използвания капсулант, както е описано по-долу. Използваната формула е 22.400 g вода, 0.180g лецитин, 11.500 g дихлорометан и 0.390 g капсулант (Poly(L-млечна киселина) PLLA, 4,000 g/gmol или поли(метацилова киселина-ко-метил метакрилат Eudragit S100, 125 000 g/gmol или смес от тях се използват като капсулант). Не се изисква костабилизатор, тъй като е известно, че предварително оформените полимери са ефективни за предотвратяване на разграждането на емулсията чрез дифузия.
Когато PLLA се използва като капсулант, PLLA и лецитинът се разтварят в дихлорметан за 10 минути и след това се добавя куркумин и се разбърква за 5 минути (1, 3, 6, 18 тегловни % от общата маса на капсуланта). Този разтвор се добавя към дестилираната вода при леко разбъркване. Образуваната макроемулсия се ултразвуков хомогенизатор като UP100H за 180 секунди в импулсни цикли (30 сек ултразвук, 10 сек пауза). След това разтворителят се изпарява в продължение на 18 часа при 40°C. Когато PLLA и Eudragit S100 заедно се използват като капсулант, Eudragit S100 се разтваря в дихлорметан при 60°C за 20 минути. След това сместа се охлажда и отново се добавя изпареният разтворител.
Литература / Препратки
- M. V. Bagal; Aamir Deshmukh, Nihar Thakur, Anmol Valiyare (2020): Curcumin Extraction using Ultra sonication: A Review. JETIR Volume 7, Issue 6, June 2020.
- Dang, Le Hang; Vu, Minh Thanh; Chen, Jun; Nguyen, Cuu Khoa; Bach, Long Giang; Tran, Ngoc Quyen; Le, Van Thu (2019): Effect of Ultrasonication on Self-Assembled Nanostructures Formed by Amphiphilic Positive-Charged Copolymers and Negative-Charged Drug. ACS Omega 4, 2019. 4540-4552.
- Thorat, Alpana; Dalvi, Sameer (2014): Particle Formation Pathways and Polymorphism of Curcumin Induced by Ultrasound and Additives During Liquid Antisolvent Precipitation. CrystEngComm. 16, 2014.
- Chen, F.-P. et al. (2015): Nanocomplexation between Curcumin and Soy Protein Isolate: Influence on Curcumin Stability/Bioaccessibility and in Vitro Protein Digestibility. J. Agric. Food Chem. 63, 2015. 3559−3569.
- Kimthet, Ch. et al. (2017): Extraction of curcumin from Curcuma longa L. using ultrasound assisted supercritical carbon dioxide. AIP Conference Proceedings 184, 2017.
Факти, които си струва да знаете
Ултразвукът и неговите екстракционни ефекти
Ултразвуковата екстракция се основава на принципа на Акустична кавитация. Когато ултразвукът с висока мощност (ниска честота, висока интензивност US) е свързан в течна или пастообразна среда, вълните създават редуващи се цикли с високо налягане (компресия) и ниско налягане (разреждане). По време на тези цикли с високо / ниско налягане се появяват вакуумни мехурчета и растат в различни цикли. В момента, в който мехурчетата не могат да поемат повече енергия, те се взривяват силно. Тази имплозия на мехурчета и нейните ефекти са известни като акустична кавитация. Кавитацията генерира микроструи, сили на срязване, ударни вълни / високи разлики в налягането, образуване на радикали, екстремни температури и акустично струйно предаване. Тези интензивни условия разрушават клетъчните стени и високия трансфер на маса, така че вътреклетъчният материал се прехвърля в разтворителя.
Меки, нетоксични разтворители
Билковите екстракти, които се използват за лечебни и хранителни цели, придобиват бързо нарастващ интерес като фармакологични средства и като хранителни добавки (нутрицевтици). За да се освободят желаните съединения от растителния материал, той трябва да се разтвори в разтворител. Когато целевите екстракти се отстранят от по-голямата част от растителния материал и се прехвърлят в разтворителя, екстрактът може да се концентрира. Ултразвуковата екстракция може да се прилага като метода без разтворители, като се използва вода като разтворител. Екстракцията от алкохол и глицерин също са нетоксични и ефективни, които често се използват за извличане на хранителни, фармацевтични и козметични съставки.
По отношение на производството на силно мощни, здравословни, нетоксични екстракти е важно да се използва ефективен метод на екстракция, който позволява използването на меки, нетоксични разтворители като вода, триацилглицероли или алкохол.
Кликнете тук, за да прочетете повече за разтворителите, използвани в процесите на ултразвукова екстракция!
Куркумин
Куркуминът е олеорезин от куркума и естествен пигмент, намиращ се в коренищата на куркума. Други важни куркуминоидни съединения са деметоксикуркумин (DMC) и бисдеметоксикуркумин (BDMC).
Куркумин (химическа формула С21H20O6) могат да бъдат извлечени от Куркума лонга, Куркума амада, Curcuma ochrorhiza или синтезиран химически.
Куркуминът се улавя в полизахаридно-лигнинова мрежа в куркумата. Следователно е необходима мощна техника за екстракция като ултразвук, за да се счупят клетъчните стени, така че да се освободи биоактивният фитохимикал.
Проучванията показват, че активното съединение пиперин, което се намира в черния пипер, увеличава бионаличността на куркумин с над 2000%.
куркума
Куркума (Куркума лонга) е тревисто многогодишно растение от семейство Джинджифилови Zingiberaceae. Произхожда от Индия и Югоизточна Азия. Коренищата на растението куркума се събират, за да се използват като подправка и лекарство.
Куркумата е подправката, която придава на кърито интензивния жълт цвят и се използва в Индия от хиляди години като кулинарна подправка, както и като аюрведична медицина. Куркумата на прах се характеризира с топъл, горчив, подобен на пипер вкус и земен аромат.
Куркума на прах или паста се използва за приготвяне на популярна топла напитка – т.нар. “Лате с куркума” или “златно мляко” – който се приготвя с мляко или немлечни алтернативи на млякото, като соево, бадемово или кокосово мляко.
Куркумата е ценена заради своите антиоксидантни, противовъзпалителни и аналгетични ефекти.
Освен кулинарни и медицински цели, куркумата се използва като естествено багрило.