Ultralyd curcurmin ekstraktion
Curcumin er et farmakologisk og ernæringsmæssigt fytokemikalie, der findes i jordstænglerne af Curcuma longa. For at opnå høje curcuminudbytter anvendes ultralydsekstraktorer som den mest effektive ekstraktionsteknik. Ultralydsekstraktion resulterer i curcumin af overlegen kvalitet og meget høje udbytter. Samtidig kræver sonikering kun kort behandlingstid for gurkemeje rhizom.
Ultralydsisolering af curcumin
Ultralydsekstraktion er et yderst effektivt alternativ til konventionelle ekstraktionsteknikker såsom maceration, ekstraktion med varmt opløsningsmiddel eller Soxhlet-ekstraktion.
Ultralydsisolering af curcumin og curcuminoider fra curcumaplanten (f.eks. Curcuma longa, Curcuma amada) er en effektiv, hurtig og nem proces. I sammenligning med Soxhlet-ekstraktion og konventionel batchekstraktion udmærker ultralydassisteret ekstraktion sig med et signifikant øget curcuminudbytte i en kortere ekstraktionstid.
Til ultralydsekstraktion af fytobestanddele kan forskellige opløsningsmidler anvendes, såsom vand, vandige opløsningsmidler, ethanol, methanol, glycerin osv. Til ekstraktion af curcumin er vand, ethanol og triacylglyceroler effektive og sikre opløsningsmidler, som resulterer i et højt udbytte af ekstrakt.
- højt udbytte
- Hurtig udsugning
- Mere komplet gendannelse
- Sikker drift
- Nem implementering
ultralydsapparat UIP1000hdT med flowcelle til curcurmin-ekstraktion
Ultralyd ekstraktionsproces
Hielscher state-of-the-art sonikere giver mulighed for fuld kontrol over procesparametrene såsom amplitude, temperatur, tryk og energitilførsel.
Til ultralydsekstraktion kan perifere parametre såsom råmaterialepartikelstørrelse, opløsningsmiddeltype, faststof-til-opløsningsmiddel-forhold og ekstraktionstid let varieres og optimeres for de bedste resultater.
Da ultralydsekstraktion er en ikke-termisk ekstraktionsmetode, undgås den termiske nedbrydning af de bioaktive ingredienser.
Samlet set gør fordele som højt udbytte, kort ekstraktionstid, lav ekstraktionstemperatur og de små mængder opløsningsmiddel sonikering til den overlegne ekstraktionsmetode.
Ultralyd curcumin ekstraktion med UP400St og efterfølgende adskillelse af bioaktive stoffer fra opløsningsmiddel (opløsningsmiddelgenvinding) via roterende fordamper
Ultralydsekstraktion af curcumin fra gurkemeje har vist sig at være mest effektiv, når sonikering blev anvendt i en kontinuerlig inline-opsætning ved hjælp af en ultralydsflowcelle. Procestemperaturtemperaturer i området 60 til 80 °C er gavnlige for at øge ekstraktudbyttet.
Overlegen proceseffektivitet: Ultralydsekstraktion udmærker sig som en bæredygtig teknik, der kun kræver en moderat investering af ultralydsudstyr. Ultralydsprocessen kan lineært opskaleres til industriel produktion. Omkostningerne til opløsningsmiddel og energi til ultralydsprocessen er meget lave. Andre vigtige fordele er den nemme og sikre betjening, økonomiske omkostninger og reproducerbarheden, som er afgørende for en standardiseret produktion.
Ultralyd liposomal formulering
Curcumin er et hydrofobt, fedtopløseligt molekyle. Det betyder, at curcumin skal formuleres til et lægemiddelbærersystem såsom liposomer, nanoemulsioner, nanosfærer, polymere nanopartikler eller phyto-phospholipidkompleks. Vandige curcuminopløsninger kan fremstilles ved at tilsætte overfladeaktive stoffer, lipider, albuminer, cyclodextriner, biopolymerer osv. Ultralydsforberedelse af nanoemulsioner og ensartede suspensioner er en meget effektiv teknik til at formulere curcumin til lægemiddelbærerkomplekser. Lægemiddelbærere forbedrer opløseligheden, absorptionen, farmakokinetikken og biotilgængeligheden af curcumin. Ved at formulere curcumin til nano-komplekser øges vandopløseligheden ca. 98000 gange (sammenlignet med fri curcumin i vand). Nanokompleksdannelsen forbedrede biotilgængeligheden og opbevaringsstabiliteten af curcumin betydeligt.
Klik her for at lære mere om ultralydsindkapsling i liposomer!
ultralydsekstraktionsudstyr
Hielscher Ultrasonics er din partner til ekstraktionsprocesser fra botaniske stoffer. Uanset om du ønsker ekstrakt små mængder til forskning og analyse eller behandle store mængder til kommerciel produktion, har vi den passende ultralydsekstraktor til dig. Vor Ultralyd Lab homogenisatorer samt vores Bord-top og industrielle ultralydapparater er robuste, nemme at bruge og bygget til 24/7 drift under fuld belastning. En bred vifte af Tilbehør såsom sonotroder (ultralydssonder / horn) med forskellige størrelser og former, flowceller og reaktorer og boostere giver mulighed for den optimale opsætning til din specifikke ekstraktionsproces.
Alle digitale ultralydsmaskiner er udstyret med et farvet berøringsdisplay, integreret SD-kort til automatisk dataprotokol og browserfjernbetjening til omfattende procesovervågning. Med Hielschers sofistikerede ultralydssystemer er høj processtandardisering og kvalitetskontrol gjort enkelt.
Kontakt os i dag for at diskutere kravene til din ekstraktionsproces! Vi hjælper dig gerne med vores mangeårige erfaring med botaniske ekstraktioner!
Soniker UIP4000hdT til inline-produktion af curcuminekstrakter af høj kvalitet
Kontakt os! / Spørg os!
Industriel soniker UIP16000hdT til inline-ekstraktion af fytokemikalier fra planter
Protokol: Ultralyd nano-indkapsling af curcumin
Fremstilling af curcumin-belastede nanopartikler
Curcumin-belastede nanopartikler syntetiseres ved hjælp af miniemulgering-fordampningsteknikken. Proceduren varierer afhængigt af det anvendte indkapslingsmiddel som beskrevet nedenfor. Den anvendte formulering var 22.400 g vand, 0.180 g lecithin, 11.500 g dichlormethan og 0.390 g indkapslingsmiddel (Poly(L-mælkesyre) PLLA, 4.000 g/gmol eller poly(methacylsyre-co-methylmethacrylat Eudragit S100, 125.000 g/gmol eller en blanding af dem anvendes som indkapslingsmiddel). Der kræves ingen co-stabilisator, da det er kendt, at præformede polymerer er effektive til at forhindre emulsionsnedbrydning ved diffusion.
Når PLLA anvendes som indkapslingsmiddel, blev PLLA og lecithin opløst i dichlormethan i 10 minutter, og derefter tilsættes curcumin og blandes i 5 minutter (1, 3, 6, 18 vægt% af den samlede indkapslingsmasse). Denne opløsning blev tilsat det destillerede vand under forsigtig omrøring. Den dannede makroemulsion sonikeres med en ultralydshomogenisator som f.eks UP100H i 180 sekunder i pulscyklusser (30 sek sonikering, 10 sek pause). Derefter fordampes opløsningsmidlet i 18 timer ved 40 °C. Når PLLA og Eudragit S100 tilsammen blev brugt som indkapslingsmiddel, opløses Eudragit S100 i dichlormethan ved 60 °C i 20 minutter. Herefter blev blandingen afkølet, og det fordampede opløsningsmiddel blev tilsat igen.
Litteratur / Referencer
- 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.
Fakta, der er værd at vide
Ultralyd og dens udtrækningseffekter
Ultralydassisteret ekstraktion er baseret på princippet om akustisk kavitation. Når ultralyd med høj effekt (lavfrekvens, høj intensitet US) kobles til et flydende eller pastalignende medium, skaber bølgerne skiftevis højtryks- (kompression) og lavtrykscyklusser (sjældne). Under disse højtryks-/lavtrykscyklusser opstår der vakuumbobler og vokser over forskellige cyklusser. På det tidspunkt, hvor boblerne ikke kan absorbere mere energi, imploderer de voldsomt. Denne bobleimplosion og dens virkninger er kendt som akustisk kavitation. Kavitation genererer mikrostråler, forskydningskræfter, chokbølger / højtryksforskelle, radikaldannelse, ekstreme temperaturer og akustisk streaming. Disse intense forhold bryder cellevægge og høj masseoverførsel, så det intracellulære materiale overføres til opløsningsmidlet.
Milde, ikke-giftige opløsningsmidler
Urteekstrakter, der bruges til medicinske og ernæringsmæssige formål, får en hurtigt voksende interesse som farmakologiske midler og som kosttilskud (nutraceuticals). For at frigive de ønskede forbindelser fra plantematerialet skal det opløses i et opløsningsmiddel. Når de målrettede ekstrakter fjernes fra hovedparten af plantematerialet og overføres til opløsningsmidlet, kan ekstraktet koncentreres. Ultralydsekstraktion kan anvendes som opløsningsmiddelfri metode ved hjælp af vand som opløsningsmiddel. Alkohol- og glycerinekstraktioner er også både ugiftige og effektive, som ofte bruges til udvinding af fødevarer, farmaceutiske og kosmetiske ingredienser.
Med hensyn til produktion af meget potente, sunde, ikke-giftige ekstrakter er det vigtigt at bruge en effektiv ekstraktionsmetode, som giver mulighed for brug af milde, ikke-giftige opløsningsmidler såsom vand, triacylglyceroler eller alkohol.
Klik her for at læse mere om de opløsningsmidler, der anvendes i ultralydsekstraktionsprocesser!
Curcumin
Curcumin er en gurkemeje oleoresin og naturligt pigment, der findes i jordstænglerne i gurkemegen. Andre vigtige curcuminoidforbindelser er demethoxycurcumin (DMC) og bisdemethoxycurcumin (BDMC).
Curcumin (kemisk formel C21H20O6) kan udtrækkes fra Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. eller syntetiseret kemisk.
Curcumin fanges i polysaccharid-lignin-netværk i gurkemeje. Derfor kræves en kraftig ekstraktionsteknik, såsom sonikering, for at bryde cellevæggene, så det bioaktive fytokemiske frigives.
Undersøgelser har vist, at den aktive forbindelse piperin, som findes i sort peber, øger biotilgængeligheden af curcumin med over 2.000%.
gurkemeje
Gurkemeje (Curcuma longa) er en urteagtig flerårig plante af TGE ingefærfamilien Zingiberaceae. Det er hjemmehørende i Indien og Sydøstasien. Gurkemejeplantens jordstængler høstes for at blive brugt som krydderi og medicin.
Gurkemeje er det krydderi, der giver karry sin intense gule farve og har været brugt i Indien i tusinder af år som kulinarisk krydderi såvel som ayurvedisk medicin. Gurkemejepulver er kendetegnet ved en varm, bitter, peberlignende smag og jordagtig aroma.
Gurkemejepulver eller pasta bruges til at tilberede en populær varm drik – Den såkaldte “gurkemeje latte” eller “Gylden mælk” – som er tilberedt med mælk eller mælkeprodukter uden mælk, såsom soja-, mandel- eller kokosmælk.
Gurkemeje er værdsat for sine antioxidative, antiinflammatoriske og smertestillende virkninger.
Udover kulinariske og medicinske anvendelser bruges gurkemeje som naturligt farvestof.