Brennnessel-Extraktion – Potente Tinkturen mit Ultraschall

Die Brennnessel (Urtica dioica) ist eine Pflanze, die reich an bioaktiven Verbindungen wie Polyphenolen, Antioxidantien, Carotinen und Terpenoiden ist, die als pharmazeutische, therapeutische und nutrazeutische Substanzen verwendet werden. Der Ultraschallextraktor ist ein hocheffizientes, in der Industrie etabliertes Instrument zur Herstellung von Brennnesselextrakten von höchster Qualität.

Die Vorteile von Brennesselextrakten mit Ultraschall

Brennnesselblätter, -blüten und -stängel enthalten eine Vielzahl bioaktiver Verbindungen, die wegen ihrer medizinischen und therapeutischen Wirkung genutzt werden. Da oft große Mengen der Brennnesselpflanze verzehrt werden müssen, um die gewünschte Wirkung zu erzielen, sind Brennnesselextrakte eine praktikablere und verbraucherfreundlichere Verabreichungsform. Brennnesselextrakte, z. B. in Form von Konzentraten oder Tinkturen, sind eine wirksame Möglichkeit, das gesamte Spektrum der sekundären Pflanzenstoffe in hochwirksamer Form aufzunehmen.
Die Ultraschallextraktion ist ein mildes, aber hocheffizientes Verfahren zur Herstellung von Brennnesselextrakten, z. B. in Form eines alkoholischen oder wässrigen Extrakts. Diese mit Ultraschall hergestellten Extrakte bieten eine wesentlich stärkere und konzentriertere Wirkung als herkömmliche Zubereitungen wie Einzelextrakte, mazerierte Extrakte oder Tees.

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Sonicator UIP2000hdT (2000 Watt, 20kHz) für die effiziente Kaltwasserextraktion von Polyphenolen und Phytochemikalien aus frischer Brennnessel

Ultraschallprüfkopf 2000hdT: Die Sonikation ist eine hocheffiziente und zugleich schonende Methode zur Extraktion von Phytochemikalien aus frischer Brennnessel in kaltem Wasser

Lösungsmittel für die Extraktion von Brennnesseln mit Ultraschall

Ultraschallsonde in einer 30-Liter-Charge von Brennnessel und Wasser für eine schnelle Ultraschall-Kaltextraktion von Polyphenolen aus Brennnesselblättern. Für eine effiziente Extraktion bioaktiver Verbindungen aus frischen oder getrockneten Brennnesselblättern werden in der Regel milde, ungiftige Lösungsmittel wie Wasser, wässriges Ethanol oder Ethanol verwendet. Je nach nachgeschalteter Verarbeitung (z. B. Konzentration des Extrakts durch Rotorverdampfung oder Destillation) kann Ethanol oder wässriges Ethanol mit einem höheren Ethanolanteil aufgrund der geringeren Verdampfungsenthalpie von Alkohol vorteilhaft sein.

Fallstudien: Nesselextraktion mit Ultraschall wissenschaftlich erwiesen

Šic Žlabur et al. (2022) untersuchten die Auswirkungen der Ultraschallextraktion als grüne Extraktionstechnologie. Da sich die ultraschallgestützte Extraktion durch eine hohe Effizienz der phytochemischen Extraktion, eine kürzere Behandlungszeit und einen wesentlich geringeren ökologischen Fußabdruck auszeichnet, ist sie eine geeignete und nachhaltige Lösung. Um den Einfluss der Extraktionsmethode zu bestimmen, wurden die konventionelle und die Ultraschallextraktion (durch Variation zweier Ultraschallsysteme), die Zeit und die Ethanolkonzentration hinsichtlich der Extraktion spezieller Metaboliten aus Brennnesselblattpulver verglichen. Die Ultraschallextraktion mit einem Sondensystem, dem so genannten Sonicator oder Ultraschall-Tauchhomogenisator, trug signifikant dazu bei, die Ascorbinsäureausbeute, die polyphenolischen Verbindungen und die antioxidative Kapazität von Brennnesselextrakten im Vergleich zur konventionellen Extraktion zu erhöhen. Außerdem wurde mit dem Ultraschallsondensystem im Vergleich zur Ultraschallextraktion im Ultraschallbad deutlich weniger Zeit für die Isolierung der einzelnen spezialisierten Metaboliten benötigt. Daher kommt die Forschungsstudie zu dem Schluss, dass die Extraktion mit der Ultraschallsonde sehr viel effizienter ist, wenn es darum geht, in kürzerer Zeit (durchschnittliche Prozessdauer 5-10 Minuten) eine höhere Ausbeute an spezialisierten Metaboliten aus Brennnesselpulver zu erhalten, sowohl im Vergleich zu einem Ultraschallbad als auch zur herkömmlichen Extraktion mit festen und flüssigen Lösungsmitteln.
 
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Diese Subtraktionskurve einer UV-Vis-Messung zeigt die Überlegenheit der Nesselextraktion mit Ultraschall gegenüber dem herkömmlichen Rühren. Der mit Ultraschall hergestellte Extrakt enthält mehr Polyphenole.

Durch den Vergleich der Subtraktionskurven von Nesselextraktionen mit Ultraschall und unter Rühren zeigt diese Messung die Wirksamkeit der Ultraschallextraktion aus frischen Nesselblättern.

 

In diesem kurzen Videoclip demonstrieren wir Ihnen die schnelle Ultraschallextraktion von Polyphenolen aus frischen Brennnesselblättern mit dem Sonicator UP400St. Durch die Ultraschallextraktion entstehen wirksame Brennnesseltinkturen, die reich an sekundären Pflanzenstoffen sind.

Erforschen Sie die Brennnessel-Extraktion, die durch Sonikation mit der Ultraschallsonde UP400St intensiviert wird

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Sonicator UP200Ht für die Kaltwasserextraktion, z.B. zur Extraktion von Polyphenolen aus Löwenzahn oder BrennnesselblätternFlorez et al. (2022) untersuchten die Auswirkungen der Ultraschallextraktion auf die Nesselextraktion und verglichen die Ergebnisse mit alternativen Extraktionsverfahren. Bei den Werten für den Gesamtphenolgehalt (TPC) und den Radikalfänger ABTS-+ (2,2-Azino-bis(3-etilbenzotiazolin)-6-sulfonsäure) war die Ultraschallextraktion die effizienteste Methode. Die besten Extraktionsergebnisse wurden bei der Ultraschallbehandlung mit Wasser als Lösungsmittel erzielt, wobei Werte von 21,9 mg Äquivalent Gallussäure/g getrocknete Brennnessel für TPC, 71,8 % für �TS-+ und 86,6 % für %DPPH- DPPH- (1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl) erreicht wurden. Diese Arbeit beweist, dass der wässrige Extrakt aus Brennnesselblättern mit Hilfe der Ultraschalltechnik eine wichtige Quelle für natürliche Antioxidantien ist und als potenzielle Alternative zu synthetischen Antioxidantien angesehen werden kann.
Florez et al. (2022) beschreiben die Vorteile der Ultraschallextraktion gegenüber alternativen Extraktionsmethoden wie folgt: „Herkömmliche Verfahren wie die Soxhlet-Extraktion, die Reflux-Extraktion und die Mazerations-Extraktion nehmen viel Zeit in Anspruch, verbrauchen viel Lösungsmittel und können dazu führen, dass thermolabile Chemikalien aufgrund der höheren Temperaturen abgebaut werden. In den letzten Jahren hat man begonnen, andere Techniken einzusetzen, wie z. B. die ultraschallunterstützte Extraktion. Dieses Verfahren ermöglicht ein tieferes Eindringen des Lösungsmittels in die zu extrahierenden Stoffe und verbessert den Stofftransport durch die Wirkung der Mikroströmung. Daher gilt diese Technik als effizientes Extraktionsverfahren, das Vorteile wie einen geringeren Zeitaufwand, eine höhere Ausbeute oder eine niedrigere Temperatur bietet. Häufig wird auch die Qualität des Extrakts verbessert.“

Finden Sie den besten Sonicator für Ihren Extraktionsprozess

Wie wählen Sie den idealen Sonicator für Ihr botanisches Extraktionsverfahren aus, z. B. für die Herstellung wirksamer Extrakte aus Brennnesselblättern? Die Extraktion von Phytochemikalien aus Pflanzen wie der Brennnessel erfordert Präzision und Effizienz. Die Wahl des richtigen Sonicators ist entscheidend für die Erzielung optimaler Extraktionsergebnisse, ob im kleinen Labormaßstab oder in großindustriellen Verfahren.
Unser gut geschultes und langjährig erfahrenes Personal hilft Ihnen bei der Auswahl des am besten geeigneten Sonicators, der Ihnen eine effiziente und reproduzierbare Extraktion von Phytochemikalien aus Pflanzen wie der Brennnessel ermöglicht. Eigenschaften wie Amplitudensteuerung, Prozessüberwachung, einfache Bedienung und Sicherheit machen Hielscher Sonicators zu den bevorzugten Extraktionsgeräten von Forschern und Fachleuten. Mit Hielscher Sonicators erzielen Sie optimierte Extraktionsergebnisse mit herausragender Effizienz und Qualität. Erschließen Sie das volle Potenzial der pflanzlichen Ressourcen und sichern Sie gleichzeitig Betriebssicherheit und Produktqualität mit der Kraft des Ultraschalls!

Warum Hielscher Ultrasonics?

  • hoher Wirkungsgrad
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Brennesselextraktion mit kaltem Wasser und dem Ultraschallgerät UP400ST. Die Kaltwasserextraktion mit Ultraschall ist eine sehr schonende, aber effiziente Technik zur Herstellung hochwertiger Pflanzenextrakte.

Sonicator UP400St Extraktion von Polyphenolen aus der Brennnessel in einem Kaltwasser-Extraktionsverfahren.

Design, Herstellung und Beratung – Qualität Made in Germany

Hielscher Ultraschallgeräte sind bekannt für höchste Qualität und Designstandards. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die problemlose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen sind für Hielscher Ultraschallgeräte kein Problem.

Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt großen Wert darauf, Hochleistungs-Ultraschallgeräte zu entwickeln und zu produzieren, die sich durch modernste Technik und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind Hielscher Ultraschallgeräte CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
0,5 bis 1,5 ml n.a. VialTweeter
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
15 bis 150 Liter 3 bis 15 l/min UIP6000hdT
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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In dieser Präsentation führen wir Sie in die Herstellung botanischer Extrakte ein. Wir erläutern die Herausforderungen bei der Herstellung hochwertiger botanischer Extrakte und wie ein Sonicator Ihnen helfen kann, diese Herausforderungen zu meistern. Diese Präsentation zeigt Ihnen, wie die Ultraschallextraktion funktioniert. Sie erfahren, welche Vorteile Sie bei der Verwendung eines Sonicators für die Extraktion erwarten können und wie Sie einen Ultraschallextraktor in Ihre Extraktproduktion integrieren können.

Botanische Ultraschallextraktion - Wie man Ultraschallgeräte zur Extraktion botanischer Substanzen verwendet

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Ultraschall-High-Shear-Homogenisatoren werden im Labor, Technikum, in der Pilotanlage sowie in der industriellen Produktion eingesetzt. Die Ultraschallbehandlung ist hocheffizient bei der Herstellung von langzeitstabilen Nanoemulsionen.

Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren für Mischanwendungen, Dispergierung, Emulgierung und Extraktion im Labor-, Pilot- und Industriemaßstab her.



Literatur / Literaturhinweise

Wissenswertes

Phytochemische Stoffe in der Brennnessel

Polyphenole aus Brennnesselblättern können durch Ultraschallextraktion wirksam extrahiert werden.Aus medizinischer, pharmakologischer und ernährungswissenschaftlicher Sicht sind die Blätter der Brennnessel reich an gesundheitsfördernden bioaktiven Verbindungen und Metaboliten. Darüber hinaus werden aus Brennnesseln gewonnene Extrakte aufgrund ihrer antioxidativen, beruhigenden und antimikrobiellen Eigenschaften in kosmetischen Formulierungen verwendet.
Brennnesselblätter enthalten zahlreiche bioaktive Moleküle, die in verschiedene Klassen eingeteilt werden. Dazu gehören die im ätherischen Öl enthaltenen Terpenoide, Terpen-Diole, Terpen-Diol-Glucoside, α-Tocopherol (vor allem Carvacrol) sowie Pigmentverbindungen wie Chlorophylle, Carotinoide (einschließlich β-Carotin, Violaxanthin, Xanthophylle, Zeaxanthin, Luteoxanthin und Lutein-Epoxid), polyphenolische Verbindungen, die in erster Linie Flavonoide wie Kaempferol und Quercetin umfassen, essentielle Aminosäuren, Vitamine, die Vitamin C, K und den B-Komplex umfassen, Tannine und Mineralien, die in erster Linie aus Kalzium, Eisen, Selen, Zink, Magnesium, Phosphor, Kalium und Natrium bestehen. Urtica dioica ist die einzige Pflanzenart, von der bekannt ist, dass sie Cholin-Acetyl-Transferase, ein Enzym, das für die Acetylcholin-Synthese entscheidend ist, beherbergt.
 

Brennnesselextrakte und Extraktionsverfahren

Trotz der ernährungsphysiologischen Vorteile, die die Brennnesselblätter bieten, wird ihr Verzehr durch die Brennhaare erschwert, die ein brennendes Gefühl hervorrufen. Daher ist vor dem Verzehr oft eine Wärmebehandlung erforderlich, die jedoch zum Verlust zahlreicher Nährstoffe führt. Daher besteht ein Bedarf an alternativen Brennnesselzubereitungen, die alle ernährungsphysiologischen Eigenschaften beibehalten. Hier bietet sich die Technik der Ultraschallextraktion an, die eine schonende Freisetzung des gesamten Spektrums der in den Brennnesselblättern enthaltenen bioaktiven Substanzen ermöglicht. Die Ultraschall-Kaltwasserextraktion bietet eine herausragende Effizienz bei gleichzeitig schonender Behandlungsbedingung. Dies macht Sondenschallgeräte zum idealen Werkzeug für die Herstellung von Brennnesseltinkturen und alkoholischen Extrakten. Die Ultraschallextraktion hat sich durch ihre außergewöhnliche Effizienz und Wirksamkeit bei der Herstellung von Extrakten aus bestimmten Heilpflanzen mit hoher Wirksamkeit und Konzentration bewährt.


Hochleistungs-Ultraschall! Die Hielscher-Produktpalette deckt das gesamte Spektrum vom kompakten Labor-Ultraschallhomogenisator über Benchtop-Sonicator bis hin zu vollindustriellen Ultraschallsystemen ab.

Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.


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