Hielscher Ultraschalltechnik

Ellagitannin-Extraktion aus Granatapfel

  • Ellagitannine sind ein Vorläufer für die alterungsbeständige Verbindung Urolithin A, die durch das Darmmikrobiom aus Ellagitanninen umgewandelt wird.
  • Die Ultraschallextraktion fördert die Freisetzung von Ellagitanninen aus Frucht- und Pflanzenzellen zur Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln und Medikamenten mit einem hochkonzentrierten Ellagitanningehalt.

Ellagitannine – Der Vorläufer von Urolithin A

Urolithin A hat kürzlich viel Aufmerksamkeit erregt, da Humanstudien es als positiv für die Gesundheit und Langlebigkeit bestätigten. Urolithin A wird von der Mikroflora des Darms nach der Aufnahme von Verbindungen im Granatapfel wie Ellagitanninen und Punicalaginen produziert. Urolithin A induziert die Mitophagie und hilft dabei, defekte Mitochondrien zu recyceln. Da die mitochondriale und zelluläre Gesundheit mit zunehmendem Alter abnimmt, könnte die Verabreichung von Ellagitanninen eine mögliche neue therapeutische Behandlung gegen altersbedingte Erkrankungen sein. Die positiven Effekte wurden bei C.elegans, Säugetierzellen, Nagetieren beobachtet und in Humanstudien erfolgreich klinisch getestet. Neben ihrer alterungsbeständigen Wirkung sind Ellagitannine aufgrund ihrer entzündungshemmenden und krebshemmenden Wirkung eine sehr wertvolle Substanz für die Gesundheit.

Ultraschallextraktion von Ellagitanninen

Ultraschallextraktionssystem UIP4000hdTDie ultraschallunterstützte Extraktion (UAE) von Lebensmitteln stößt auf großes Interesse, da sie relativ kostengünstig ist. Es überwindet die Nachteile der traditionellen Lösungsmittelextraktion und liefert gleichzeitig höhere Mengen an Extrakten in der gleichen Zeiteinheit, wobei kleinere Mengen an lebensmitteltauglichem Lösungsmittel oder einfach nur Wasser verwendet werden. Ultraschall ist in der Lage, die Zellwände, die die intrazellulären Flüssigkeiten entnehmen, mechanisch zu brechen. Die hochleistungsfähigen, niederfrequenten Ultraschallwellen wirken auf die Moleküle eines flüssigen Mediums, nämlich des Lösungsmittels, durch wechselnde Kompressionsmomente und Verdünnungsmomente auf die Lösungsmittelmoleküle. Diese Schleifen von Kompressions- und Expansionszyklen führen zur Bildung von Hohlräumen oder Luftblasen, die allmählich wachsen, bis zur Implosion, was zum Phänomen der Kavitation führt. Die VAE können sowohl im kleinen als auch im großen Maßstab in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden.

Ultraschallextraktion zur Herstellung von starken Ellagitannin-Ergänzungen

Granatäpfel sind reich an Ellagitanninen.

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Vollspektrum-Extrakte

Die Ultraschallextraktion setzt das gesamte Spektrum der Nährstoffe aus pflanzlichen Zellen frei. Für die Extraktion von Granatapfel hilft die Ultraschallbehandlung, Ellagitannine, Ellagsäuren, Granatapfel, Punicanolsäure (eine Art Triterpene, die in ätherischen Ölen vorkommen) und viele andere Antioxidantien, Vitamine und Polyphenole zu isolieren. Vollspektrum-Extrakte sind bekannt für ihre überlegene Wirkung durch den sogenannten Entourage-Effekt. Der Entourage-Effekt wird durch das synergistische Zusammenspiel verschiedener Nährstoffe in einer Pflanze definiert, was die Bioverfügbarkeit verbessert und zu den effektivsten gesundheitlichen Vorteilen führt.

Ultraschallprozessoren für die Extraktion

UIP4000hdT 4kW leistungsstarker Ultraschallprozessor für die ExtraktionHielscher Ultrasonics ist spezialisiert auf die Herstellung von Hochleistungs-Ultraschall-Extraktionsgeräten für Batch- und Durchlaufprozesse. Ultraschallprozessoren von der Tisch- und Pilotanlage bis hin zum industriellen Maßstab sind leicht verfügbar und können leicht an die spezifischen Anforderungen Ihres Prozesses angepasst werden.
Hochintensiver Ultraschall zur effizienten Extraktion und Isolierung von bioaktiven Komponenten (z.B. Quercetin, Koffein, Curcumin, Terpene etc.). Alle Ultraschallgeräte von 200W bis 16.000W verfügen über ein farbiges Display zur digitalen Steuerung, eine integrierte SD-Karte zur automatischen Datenaufzeichnung, eine Browser-Fernbedienung 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, 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, Wiederholgenauigkeit und die Sicherstellung eines kontinuierlich hohen Produktstandards gemäß den Good Manufacturing Practices.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

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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Hielscher Ultrasonics stellt leistungsstarke Ultraschallgeräte für sonochemische Anwendungen her.

Leistungsstarke Ultraschallprozessoren vom Labor- über den Pilot- bis zum industriellen Maßstab.

Literatur

  • Andreux, P.A.; Blanco-Bose, W.; Ryu, D.; Burdet, F.; Ibberson, M.; Aebischer, P.; Auwerx, J.; Singh, A.; Rinsch, C. (2019): Der Mitophagieaktivator Urolithin A ist sicher und induziert eine molekulare Signatur für eine verbesserte mitochondriale und zelluläre Gesundheit beim Menschen. Naturstoffwechsel 1, 2019. 595–603.
  • Boggia, R.; Turrini, F.; Villa, C.; Lacapra, C.; Zunin, P.; Parodi, B. (2016): Grüne Extraktion aus Granatapfeltrestern für die Herstellung von funktionellen Lebensmitteln und Kosmetika. Pharmazeutische Produkte 9 / 63, 2016.
  • Wu S.; Tian L. (2017): Diverse Phytochemikalien und Bioaktivitäten in der alten Frucht und modernen funktionellen Lebensmitteln Granatapfel (Punica granatum). Moleküle 22(10), 2017. 1606.


Wissenswertes

Ellagitannine

Ellagitannine sind eine unterschiedliche Klasse von hydrolysierbaren Tanninen, eine Art Polyphenol, das hauptsächlich aus der oxidativen Bindung von Galloylgruppen in 1,2,3,4,6-Pentagalloylglukose gebildet wird. Ellagitannine und Ellagsäure sind Polyphenole, die in einigen Früchten, Nüssen und Samen enthalten sind, wie 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 Darmmetaboliten, die aus Ellagitanninen hergestellt werden. Urolithin A hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt, da Forscher die außergewöhnlichen Vorteile von Urolithin A für die mitochondriale Gesundheit nachgewiesen haben.
Antiproliferative und apoptoseinduzierende Aktivitäten von Ellagsäure und Urolithinen wurden durch die Hemmung des Krebszellwachstums nachgewiesen.
Ellagitanine und ihre Quelle: Castalagin (Eiche, Kastanienholz), Castalin (Eichenholz, Punkbaumblätter), Casuarictin (Casuarina- und Stachyurusarten), Crandinin (Punkbaumblätter), Peduncalagin (Walnüsse), Punicalagin (Granatapfel), Punicalin (Granatapfel), Roburin A (Eichenholz), Tellimagrandin II (Nelke, asiatischer Kräutermennet), Terflavin B (schwarzer Kebulik, indische Mandeln), Vescalagin (Eiche, Kastanienholz).

Ellagitannine aus Granatapfel und deren Metaboliten.

Granatapfel-Ellagitannin aus Metaboliten. (A) Punicalagin (ein Granatapfel-Ellagitannin) wird zu Hexahydroxydiphenylensäure hydrolysiert, die unter Bildung von Ellagsäure lactonisiert wird; (B) Chemische Strukturen repräsentativer Urolithine, die mikrofloralen Umwandlungsprodukte von Ellagsäure. [Wu; Tian: 2017]

Mitochondrien

Das Mitochondrium (Plural Mitochondrien) ist eine doppelmembrangebundene Organelle, die in den meisten eukaryontischen Organismen vorkommt. Die Mitochondrien sind die sogenannten Kraftwerke in den Zellen und erfüllen eine Reihe von lebenswichtigen Funktionen, indem sie den Hauptteil der Zellversorgung mit Adenosintriphosphat (ATP) erzeugen, das als chemische Energie genutzt wird. Die mitochondriale Atmung ist der Satz von Stoffwechselreaktionen und Prozessen, die Sauerstoff erfordern, der in den Mitochondrien stattfindet, um die in Makronährstoffen gespeicherte Energie in Adenosintriphosphat (ATP) umzuwandeln, den universellen Energiespender in der Zelle. Die Makromoleküle der Mitochondrien, einschließlich der Komplexe der Atmungskette, sind anfällig für oxidative Schäden, die mit einer Entzündung einhergehen. Ellagitannine und Urolithine aus dem Granatapfel können nachweislich die Mitophagie (Apoptose) induzieren, um geschädigte Mitochondrien zu entfernen, so dass die geschädigten Mitochondrien durch gesunde Organellen ersetzt werden können.