Ultrazvučna ekstrakcija kurkurmina
Kurkumin je farmakološka i nutritivna fitokemikalija prisutna u rizomima Curcuma longa. U cilju postizanja visokih prinosa kurkumina, ultrazvučni ekstraktori se koriste kao najefikasnija tehnika ekstrakcije. Ultrazvučna ekstrakcija daje kurkumin vrhunskog kvaliteta i vrlo visoke prinose. Istovremeno, ultrazvuk zahtijeva samo kratko vrijeme obrade rizoma kurkume.
Ultrazvučna izolacija kurkumina
Ultrazvučna ekstrakcija je visoko efikasna alternativa konvencionalnim tehnikama ekstrakcije kao što su maceracija, ekstrakcija vrućim rastvaračem ili Soxhlet ekstrakcija.
Ultrazvučna izolacija kurkumina i kurkuminoida iz biljke kurkume (npr Curcuma longa, Curcuma amada) je efikasan, brz i lak proces. U poređenju sa Soxhlet ekstrakcijom i konvencionalnom šaržnom ekstrakcijom, ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija ističe se sa značajno povećanim prinosom kurkumina u kraćem vremenu ekstrakcije.
Za ultrazvučnu ekstrakciju fitokonstituenata mogu se koristiti različita otapala kao što su voda, vodeni rastvarači, etanol, metanol, glicerin itd. Za ekstrakciju kurkumina, voda, etanol i triacilgliceroli su efikasna i sigurna otapala, koja rezultiraju visokim prinosom ekstrakt.
- visok prinos
- Rapid Extraction
- Potpuniji oporavak
- siguran rad
- Jednostavna implementacija
ultrasonicator UIP1000hdT sa protočnom ćelijom za ekstrakciju kurkurmina
Ultrazvučni proces ekstrakcije
Hielscher-ovi najsavremeniji sonikatori omogućavaju potpunu kontrolu nad parametrima procesa kao što su amplituda, temperatura, pritisak i unos energije.
Za ultrazvučnu ekstrakciju, periferni parametri kao što su veličina čestica sirovog materijala, tip rastvarača, omjer čvrste tvari i rastvarača i vrijeme ekstrakcije mogu se lako mijenjati i optimizirati za najbolje rezultate.
Budući da je ultrazvučna ekstrakcija metoda netermalne ekstrakcije, izbjegava se termička degradacija bioaktivnih sastojaka.
Sve u svemu, prednosti kao što su visok prinos, kratko vrijeme ekstrakcije, niska temperatura ekstrakcije i male količine rastvarača čine ultrazvuk superiornom metodom ekstrakcije.
Ultrazvučna ekstrakcija kurkumina sa UP400St i naknadno odvajanje bioaktivnih principa od rastvarača (oporaba rastvarača) preko rotacionog isparivača
Utvrđeno je da je ultrazvučna ekstrakcija kurkumina iz kurkume najefikasnija kada je ultrazvučna obrada primijenjena u kontinualnoj liniji, koristeći ultrazvučnu protočnu ćeliju. Temperature procesa u rasponu od 60 do 80°C su korisne za povećanje prinosa ekstrakta.
Vrhunska efikasnost procesa: Ultrazvučna ekstrakcija se ističe kao održiva tehnika koja zahtijeva samo umjereno ulaganje u ultrazvučnu opremu. Ultrazvučni proces se može linearno proširiti na industrijsku proizvodnju. Troškovi rastvarača i energije za ultrazvučni proces su veoma niski. Daljnje važne prednosti su jednostavan i siguran rad, ekonomični troškovi i ponovljivost, što je ključno za standardiziranu proizvodnju.
Ultrazvučna liposomska formulacija
Kurkumin je hidrofobna molekula rastvorljiva u mastima. To znači da kurkumin mora biti formuliran u sistem nosača lijeka kao što su liposomi, nanoemulzije, nanosfere, polimerne nanočestice ili fito-fosfolipidni kompleks. Vodeni rastvori kurkumina mogu se pripremiti dodavanjem surfaktanata, lipida, albumina, ciklodekstrina, biopolimera itd. Ultrazvučna priprema nanoemulzija i uniformnih suspenzija je veoma efikasna tehnika za formulisanje kurkumina u komplekse nosača lekova. Nosači lijekova poboljšavaju rastvorljivost, apsorpciju, farmakokinetiku i bioraspoloživost kurkumina. Formuliranjem kurkumina u nano-komplekse, rastvorljivost u vodi se povećava za cca. 98000 puta (u poređenju sa slobodnim kurkuminom u vodi). Nanokompleksacija je značajno poboljšala bioraspoloživost i stabilnost skladištenja kurkumina.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj inkapsulaciji u liposomima!
Ultrazvučna oprema za ekstrakciju
Hielscher Ultrasonics je vaš partner za procese ekstrakcije iz biljaka. Bilo da želite izdvojiti male količine za istraživanje i analizu ili obraditi velike količine za komercijalnu proizvodnju, imamo odgovarajući ultrazvučni ekstraktor za vas. Naš ultrazvučni laboratorijski homogenizatori kao i naše stolni i industrijski ultrasonikatori robusni su, jednostavni za upotrebu i napravljeni za 24/7 rad pod punim opterećenjem. Širok spektar Dodaci kao što su sonotrode (ultrazvučne sonde / rogovi) različitih veličina i oblika, protočne ćelije i reaktori i pojačivači omogućavaju optimalno podešavanje za vaš specifičan proces ekstrakcije.
Sve digitalne ultrazvučne mašine opremljene su ekranom na dodir u boji, integrisanom SD karticom za automatsko protokoliranje podataka i daljinskim upravljačem pretraživača za sveobuhvatno praćenje procesa. Sa Hielscherovim sofisticiranim ultrazvučnim sistemima, visoka standardizacija procesa i kontrola kvaliteta su pojednostavljeni.
Kontaktirajte nas danas da razgovaramo o zahtjevima vašeg procesa ekstrakcije! Biće nam drago da Vam pomognemo našim dugogodišnjim iskustvom u botaničkim ekstrakcijama!
Sonicator UIP4000hdT za inline proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata kurkumina
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Industrijski sonikator UIP16000hdT za inline ekstrakciju fitokemikalija iz biljaka
Protokol: Ultrazvučna nano-inkapsulacija kurkumina
Priprema nanočestica napunjenih kurkuminom
Nanočestice napunjene kurkuminom sintetizirane su tehnikom miniemulzifikacije-evaporacije. Procedura se razlikuje u zavisnosti od kapsule koja se koristi kao što je opisano u nastavku. Korištena formulacija je bila 22,400 g vode, 0,180 g lecitina, 11,500 g dihlorometana i 0,390 g kapsula (Poly(L-mliječna kiselina) PLLA, 4,000 g/gmol ili poli(metacilna kiselina-ko-metil metil, metragit S0202020) gmol ili njihova mješavina se koriste kao kapsule. Nije potreban kostabilizator jer je poznato da su prethodno oblikovani polimeri efikasni u sprječavanju degradacije emulzije difuzijom.
Kada se PLLA koristi kao enkapsulant, PLLA i lecitin su otopljeni u dihlorometanu 10 minuta, a nakon toga se dodaje kurkumin i miješa 5 minuta (1, 3, 6, 18 tež% ukupne mase kapsule). Ovaj rastvor je dodat u destilovanu vodu uz lagano mešanje. Formirana makroemulzija je sonicirana ultrazvučnim homogenizatorom kao što je npr UP100H za 180 sekundi u ciklusima impulsa (30 sekundi sonikacija, 10 sekundi pauze). Nakon toga, rastvarač je uparen 18 sati na 40°C. Kada su PLLA i Eudragit S100 zajedno korišteni kao inkapsulant, Eudragit S100 je otopljen u dihlorometanu na 60°C tokom 20 minuta. Nakon toga, smjesa je ohlađena i ponovo je dodan ispareni rastvarač.
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Ultrazvuk i njegovi efekti ekstrakcije
Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija se zasniva na principu akustična kavitacija. Kada se ultrazvuk velike snage (niske frekvencije, visokog intenziteta) spoji u tekući ili pastozni medij, valovi stvaraju naizmjenično cikluse visokog tlaka (kompresija) i niskog tlaka (razrjeđivanje). Tokom ovih ciklusa visokog/niskog pritiska, vakuumski mjehurići se javljaju i rastu u različitim ciklusima. U trenutku kada mjehurići ne mogu apsorbirati više energije, nasilno implodiraju. Ova implozija mjehurića i njeni efekti poznati su kao akustična kavitacija. Kavitacija stvara mikromlazeve, posmične sile, udarne talase/diferencijale visokog pritiska, formiranje radikala, ekstremne temperature i akustično strujanje. Ovi intenzivni uvjeti razbijaju ćelijske zidove i veliki prijenos mase tako da se unutarćelijski materijal prenosi u rastvarač.
Blagi, netoksični rastvarači
Biljni ekstrakti koji se koriste u medicinske i nutritivne svrhe postaju sve popularniji kao farmakološki lijekovi i kao dodaci ishrani (nutricionisti). Da bi se željena jedinjenja oslobodila iz biljnog materijala, ona se moraju rastvoriti u rastvaraču. Kada se ciljani ekstrakti uklone iz većine biljnog materijala i prenesu u rastvarač, ekstrakt se može koncentrirati. Ultrazvučna ekstrakcija se može primijeniti kao metodologija bez rastvarača koristeći vodu kao rastvarač. Ekstrakcije alkohola i glicerina su i netoksične i učinkovite, koje se često koriste za ekstrakciju prehrambenih, farmaceutskih i kozmetičkih sastojaka.
U pogledu proizvodnje visoko potentnih, zdravih, netoksičnih ekstrakata, važno je koristiti efikasnu metodu ekstrakcije, koja omogućava upotrebu blagih, netoksičnih otapala kao što su voda, triacilgliceroli ili alkohol.
Kliknite ovdje da pročitate više o rastvaračima koji se koriste u procesima ultrazvučne ekstrakcije!
kurkumin
Kurkumin je uljna smola kurkume i prirodni pigment koji se nalazi u rizomima biljke kurkume. Drugi važni kurkuminoidni spojevi su demetoksikurkumin (DMC) i bisdemetoksikurkumin (BDMC).
Kurkumin (hemijska formula C21H20O6) može se izdvojiti iz Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. ili sintetizovani hemijski.
Kurkumin je uhvaćen u polisaharidno-ligninsku mrežu u kurkumi. Stoga je potrebna moćna tehnika ekstrakcije kao što je sonikacija da se razbiju ćelijski zidovi kako bi se oslobodila bioaktivna fitokemikalija.
Istraživanja su pokazala da aktivni spoj piperin, koji se nalazi u crnom biberu, povećava bioraspoloživost kurkumina za preko 2000%.
kurkuma
kurkuma (Curcuma longa) je zeljasta višegodišnja biljka iz porodice đumbira Zingiberaceae. Porijeklom je iz Indije i jugoistočne Azije. Bere se rizomi biljke kurkume kako bi se koristili kao začin i lijek.
Kurkuma je začin koji kariju daje intenzivnu žutu boju i koristi se u Indiji hiljadama godina kao kulinarski začin, ali i kao ajurvedska medicina. Kurkuma u prahu se odlikuje toplim, gorkim okusom nalik na biber i zemljanom aromom.
Kurkuma u prahu ili pasta se koristi za pripremu popularnog toplog napitka – tzv “kurkuma latte” ili “zlatno mleko” – koji se priprema s mlijekom ili nemliječnim mliječnim alternativama, kao što su sojino, bademovo ili kokosovo mlijeko.
Kurkuma je cijenjena zbog svog antioksidativnog, protuupalnog i analgetskog djelovanja.
Osim u kulinarstvu i medicini, kurkuma se koristi i kao prirodna boja.