Extraktion von Ellagitannin aus Granatapfel
- Ellagitannine sind eine Vorstufe für die altershemmende Verbindung Urolithin A, die vom Darmmikrobiom aus Ellagitanninen umgewandelt wird.
- Die Ultraschallextraktion fördert die Freisetzung von Ellagitanninen aus Frucht- und Pflanzenzellen, um Nahrungsergänzungsmittel und Arzneimittel mit einem hochkonzentrierten Ellagitanningehalt herzustellen.
Ellagitannine – Die Vorstufe von Urolithin A
Urolithin A hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt, da Studien am Menschen seine positiven Auswirkungen auf Gesundheit und Langlebigkeit bestätigt haben. Urolithin A wird von der Mikroflora des Darms nach der Aufnahme von Granatapfelverbindungen wie Ellagitanninen und Punicalaginen gebildet. Urolithin A regt die Mitophagie an und hilft so, defekte Mitochondrien zu recyceln. Da die mitochondriale und zelluläre Gesundheit mit dem Alter abnimmt, könnte die Verabreichung von Ellagitanninen eine potenzielle neue therapeutische Behandlung gegen altersbedingte Störungen sein. Die positiven Auswirkungen wurden bei C. elegans, Säugetierzellen und Nagetieren beobachtet und in klinischen Versuchen am Menschen erfolgreich getestet. Neben ihrer altershemmenden Wirkung sind Ellagitannine aufgrund ihrer entzündungshemmenden und krebsbekämpfenden Wirkung eine hoch geschätzte Substanz für die Gesundheit.
Ultraschallextraktion von Ellagitanninen
Die ultraschallunterstützte Extraktion (UAE) von Lebensmitteln ist auf großes Interesse gestoßen, da sie relativ kostengünstig ist. Sie überwindet die Nachteile herkömmlicher Lösungsmittelextraktionen und liefert gleichzeitig größere Mengen an Extrakten in der gleichen Zeiteinheit, wobei geringere Mengen an lebensmitteltauglichem Lösungsmittel oder nur Wasser verwendet werden. Ultraschall ist in der Lage, die Zellwände mechanisch aufzubrechen und die intrazellulären Flüssigkeiten zu extrahieren. Die Hochleistungs-Ultraschallwellen mit niedriger Frequenz wirken auf die Moleküle eines flüssigen Mediums, nämlich des Lösungsmittels, indem sie abwechselnd Momente der Kompression und Momente der Verdünnung auf die Lösungsmittelmoleküle ausüben. Diese Schleifen von Kompressions- und Expansionszyklen führen zur Bildung von Hohlräumen oder Luftblasen, die allmählich wachsen, bis es zur Implosion kommt, was das Phänomen der Kavitation hervorruft. VAE können sowohl in kleinem als auch in großem Maßstab in der Lebensmittelextraktionsindustrie eingesetzt werden.
Granatäpfel sind reich an Ellagitanninen.
Vollspektrum-Extrakte
Die Ultraschallextraktion setzt das gesamte Spektrum der Nährstoffe aus den pflanzlichen Zellen frei. Bei der Extraktion von Granatapfel hilft die Beschallung, Ellagitannine, Ellagsäuren, Granatapfel, Punicanolsäure (eine Art von Triterpenen, die in ätherischen Ölen vorkommen) und viele andere Antioxidantien, Vitamine und Polyphenole zu isolieren. Vollspektrumextrakte sind für ihre überragende Wirkung aufgrund des so genannten Entourage-Effekts bekannt. Der Entourage-Effekt wird durch das synergistische Zusammenspiel verschiedener Nährstoffe in einer Pflanze definiert, das die Bioverfügbarkeit verbessert und zu den effektivsten gesundheitlichen Vorteilen führt.
Ultraschallprozessoren für die Extraktion
Hielscher Ultrasonics ist spezialisiert auf die Herstellung von Hochleistungs-Ultraschall-Extraktionsanlagen für Chargen- und Durchflussverfahren. Ultraschallprozessoren vom Labor- und Pilotmaßstab bis hin zum industriellen Maßstab sind sofort verfügbar und können leicht an die spezifischen Anforderungen Ihres Prozesses angepasst werden.
Hochintensiver Ultraschall für die effiziente Extraktion und Isolierung bioaktiver Komponenten (z. B. Quercetin, Koffein, Curcumin, Terpene etc.) erzeugen. Alle Ultraschallgeräte von 200W bis 16.000W verfügen über ein farbiges Display zur digitalen Steuerung, eine integrierte SD-Karte zur automatischen Datenaufzeichnung, eine Browser-Fernsteuerung und viele weitere komfortable Funktionen. Die Sonotroden und Durchflusszellen (die mit dem Medium in Berührung kommenden Teile) sind autoklavierbar und leicht zu reinigen. Alle unsere Ultraschallgeräte sind für den 24/7-Betrieb ausgelegt, wartungsarm sowie einfach und sicher zu bedienen.
Unsere Kunden schätzen die Robustheit und Zuverlässigkeit unserer Ultraschallsysteme. Die automatische Datenaufzeichnung der eingebauten SD-Karte ermöglicht eine präzise Prozesskontrolle, Wiederholbarkeit und die Sicherstellung eines gleichbleibend hohen Produktstandards gemäß Good Manufacturing Practices.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
| Batch-Volumen | Durchfluss | Empfohlenes Ultraschallgerät |
|---|---|---|
| 1 bis 500ml | 10 bis 200ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000ml | 20 bis 400ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 bis 20l | 0,2 bis 4l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100l | 2 bis 10l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
| n.a. | größere | Cluster aus UIP16000 |
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Literatur
- Andreux, P.A.; Blanco-Bose, W.; Ryu, D.; Burdet, F.; Ibberson, M.; Aebischer, P.; Auwerx, J.; Singh, A.; Rinsch, C. (2019): Der Mitophagie-Aktivator Urolithin A ist sicher und induziert eine molekulare Signatur für eine verbesserte mitochondriale und zelluläre Gesundheit beim Menschen. Nature Metabolism 1, 2019. 595-603.
- Boggia, R.; Turrini, F.; Villa, C.; Lacapra, C.; Zunin, P.; Parodi, B. (2016): Green Extraction from Pomegranate Trester for the Production of Functional Foods and Cosmetics. Pharmazeutika 9 / 63, 2016.
- Wu S.; Tian L. (2017): Diverse Phytochemicals and Bioactivities in the Ancient Fruit and Modern Functional Food Pomegranate (Punica granatum). Molecules 22(10), 2017. 1606.
Wissenswertes
Ellagitannine
Ellagitannine sind eine vielfältige Klasse hydrolysierbarer Tannine, eine Art von Polyphenolen, die hauptsächlich aus der oxidativen Verknüpfung von Galloylgruppen in 1,2,3,4,6-Pentagalloyl-Glukose entstehen. Ellagitannine und Ellagsäure sind Polyphenole, die in einigen Früchten, Nüssen und Samen vorkommen, z. B. in Granatäpfeln, schwarzen Himbeeren, Brombeeren, Himbeeren, Erdbeeren, Walnüssen und Mandeln. Ellagsäuren sind verwandte Polyphenole, die in Walnüssen, Pekannüssen, Preiselbeeren, Himbeeren, Erdbeeren, Trauben, Pfirsichen und Granatäpfeln sowie in Eichenarten wie der nordamerikanischen Weißeiche (Quercus alba), der europäischen Roteiche (Quercus robur) und im Heilpilz Phellinus linteus vorkommen.
Urolithine sind mikrobielle Stoffwechselprodukte des Darms, die aus Ellagitanninen hergestellt werden. Urolithin A hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt, da Forscher die außergewöhnlichen Vorteile von Urolithin A für die Gesundheit der Mitochondrien nachgewiesen haben.
Die antiproliferative und Apoptose-induzierende Wirkung von Ellagsäure und Urolithinen wurde durch die Hemmung des Wachstums von Krebszellen nachgewiesen.
Ellagitanine und ihre Quelle: Castalagin (Eiche, Kastanienholz), Castalin (Eichenholz, Punkbaumblätter), Casuarictin (Casuarina- und Stachyurus-Arten), Crandinin (Punkbaumblätter), Peduncalagin (Walnüsse), Punicalagin (Granatapfel), Punicalin (Granatapfel), Roburin A (Eichenholz), Tellimagrandin II (Gewürznelke, asiatisches Kräuterbenzin), Terflavin B (Schwarzer Chebulic, indische Mandeln), Vescalagin (Eichen- und Kastanienholz).
Aus Granatapfel-Ellagitannin gewonnene Metaboliten. (A) Punicalagin (ein Granatapfel-Ellagitannin) wird zu Hexahydroxydiphen-Säure hydrolysiert, die lactonisiert wird, um Ellagsäure zu erhalten; (B) Chemische Strukturen von repräsentativen Urolithinen, den mikrofloralen Transformationsprodukten von Ellagsäure. [Wu; Tian: 2017]
Mitochondrien
Das Mitochondrium (Plural: Mitochondrien) ist eine doppelmembranige Organelle, die in den meisten eukaryontischen Organismen vorkommt. Die Mitochondrien sind die so genannten Kraftwerke der Zellen und erfüllen eine Reihe von lebenswichtigen Funktionen, indem sie den größten Teil des Zellvorrats an Adenosintriphosphat (ATP) erzeugen, das als chemische Energie verwendet wird. Die mitochondriale Atmung ist die Gesamtheit der Stoffwechselreaktionen und -prozesse, die in den Mitochondrien stattfinden und Sauerstoff benötigen, um die in den Makronährstoffen gespeicherte Energie in Adenosintriphosphat (ATP), den universellen Energiespender der Zelle, umzuwandeln. Die Makromoleküle des Mitochondriums, einschließlich der Komplexe der Atmungskette, sind anfällig für oxidative Schäden, die mit Entzündungen einhergehen. Die Ellagitannine und Urolithine des Granatapfels regen nachweislich die Mitophagie (Apoptose) an, um geschädigte Mitochondrien zu entfernen, damit diese durch gesunde Organellen ersetzt werden können.