Brennnesselextraktion – Hochwirksame 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 Werkzeug zur Herstellung von Brennnesselextrakten höchster Qualität.

Die Vorteile ultraschallextrahierter Brennnesselextrakte

Brennnesselblätter, -blüten und -stängel enthalten eine Vielzahl bioaktiver Verbindungen, die aufgrund ihrer medizinischen und therapeutischen Wirkungen verwendet werden. Da für die gewünschten Wirkungen häufig große Mengen der Brennnesselpflanze verzehrt werden müssten, bieten Brennnesselextrakte eine praktikablere und verbraucherfreundlichere Darreichungsform. Brennnesselextrakte, z. B. in Form von Konzentraten oder Tinkturen, sind eine wirksame Möglichkeit, das gesamte Spektrum sekundärer Pflanzenstoffe in hochwirksamer Form aufzunehmen.
Die Ultraschallextraktion ist ein schonendes und zugleich hocheffizientes Verfahren zur Herstellung von Brennnesselextrakten, z. B. in Form eines alkoholischen oder wässrigen Extrakts. Diese mittels Ultraschall hergestellten Extrakte bieten eine deutlich stärkere und konzentriertere Wirkung als herkömmliche Zubereitungen wie einzeln extrahierte Verbindungen, durch Mazeration gewonnene Extrakte oder Tees.

Lösungsmittel für die Ultraschallextraktion von Brennnesseln

Für die effiziente Extraktion bioaktiver Verbindungen aus frischen oder getrockneten Brennnesselblättern werden meist milde, ungiftige Lösungsmittel wie Wasser, wässriges Ethanol oder Ethanol verwendet. Je nach nachgelagerter Verarbeitung (z. B. Aufkonzentrierung des Extrakts durch Rotationsverdampfung oder Destillation) können Ethanol oder wässriges Ethanol mit höherem Ethanolanteil aufgrund der geringeren Verdampfungsenthalpie von Alkohol vorteilhaft sein.

Fallstudien: Ultraschallextraktion von Brennnesseln wissenschaftlich belegt

Šic Žlabur et al. (2022) untersuchten die Auswirkungen der Ultraschallextraktion als umweltfreundliche Extraktionstechnologie. Da sich die ultraschallgestützte Extraktion durch eine hohe Effizienz bei der Extraktion sekundärer Pflanzenstoffe, eine kürzere Behandlungszeit und eine deutlich geringere Umweltbelastung auszeichnet, ist sie eine geeignete und nachhaltige Lösung. Um den Einfluss der Extraktionsmethode zu bestimmen, wurden die konventionelle Extraktion und die Ultraschallextraktion (unter Verwendung zweier unterschiedlicher Ultraschallsysteme) sowie die Extraktionszeit und die Ethanolkonzentration hinsichtlich der Extraktion spezialisierter Metaboliten aus Brennnesselblattpulver verglichen. Die Ultraschallextraktion mit einem Sonotrodensystem, einem sogenannten Ultraschallgerät mit Sonotrode oder Ultraschall-Tauchhomogenisator, trug im Vergleich zur konventionellen Extraktion wesentlich dazu bei, die Ascorbinsäureausbeute, die Menge an polyphenolischen Verbindungen und die antioxidative Kapazität der Brennnesselextrakte zu erhöhen. Zudem erforderte die Isolierung einzelner spezialisierter Metaboliten mit dem Ultraschall-Sonotrodensystem deutlich weniger Zeit als die Ultraschallextraktion im Ultraschallbad. Die Forschungsstudie kommt daher zu dem Schluss, dass die Extraktion mit der Sonotrode sowohl im Vergleich zu einem Ultraschallbad als auch zur traditionellen Fest-Flüssig-Extraktion mit Lösungsmitteln wesentlich effizienter ist, um höhere Ausbeuten spezialisierter Metaboliten aus Brennnesselpulver in kürzerer Zeit zu erzielen (durchschnittliche Prozessdauer 5–10 min).
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In diesem Video demonstrieren wir die Ultraschallextraktion von Brennnesselblättern mit dem Hielscher UIP2000hdT, einem Ultraschallgerät mit 2000 Watt, in einer 30L-Charge. Dieses Sonotroden-Ultraschallgerät eignet sich ideal für die nichtthermische Extraktion bioaktiver Verbindungen aus Brennnesseln (Urtica dioica) und anderen Pflanzen.

 

Florez et al. (2022) untersuchten den Einfluss der Ultraschallbehandlung auf die Brennnesselextraktion und verglichen die Ergebnisse mit alternativen Extraktionsverfahren. Hinsichtlich des Gesamtphenolgehalts (TPC) und der Werte für die Abfangaktivität gegenüber freien ABTS•+-Radikalen (2,2-azino- bis(3-etilbenzotiazolin)-6-sulfonsäure) war die Ultraschallextraktion die effizienteste Methode. Die besten Extraktionsausbeuten wurden durch Ultraschallbehandlung mit Wasser als Lösungsmittel erzielt, wobei Werte von 21,9 mg Gallussäureäquivalenten/g getrockneter Brennnessel für TPC, 71,8% für %ABTS•+ und 86,6% für %DPPH• DPPH• (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) erreicht wurden. Diese Arbeit belegt, dass der mittels Ultraschall gewonnene wässrige Extrakt aus Brennnesselblättern eine wichtige Quelle natürlicher Antioxidantien ist und als potenzielle Alternative zu synthetischen Antioxidantien betrachtet werden kann.
Florez et al. (2022) beschreiben die Vorteile der Ultraschallextraktion gegenüber alternativen Extraktionsmethoden wie folgt: „Traditionelle Verfahren wie Soxhlet-Extraktion, Rückflussextraktion und Mazeration dauern lange, verbrauchen viel Lösungsmittel und können aufgrund der eingesetzten höheren Temperaturen zum Abbau thermolabiler chemischer Verbindungen führen. In den letzten Jahren wurden zunehmend andere Verfahren wie die ultraschallgestützte Extraktion eingesetzt. Dieses Verfahren ermöglicht ein tieferes Eindringen des Lösungsmittels in die zu extrahierenden Materialien und verbessert dank der Effekte von Mikroströmungen den Stofftransport. Daher gilt diese Technik als effizientes Extraktionsverfahren mit Vorteilen wie kürzerer Dauer, höheren Ausbeuten oder niedriger Temperatur. Häufig verbessert sie die Qualität des Extrakts.“

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Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte:

 

In dieser Präsentation führen wir Sie in die Herstellung pflanzlicher Extrakte ein. Wir erläutern die Herausforderungen bei der Herstellung hochwertiger Pflanzenextrakte und zeigen, wie ein Ultraschallgerät Ihnen helfen kann, diese zu bewältigen. Diese Präsentation zeigt Ihnen, wie die Ultraschallextraktion funktioniert. Sie erfahren, welche Vorteile Sie beim Einsatz eines Ultraschallgeräts zur Extraktion erwarten können und wie Sie einen Ultraschallextraktor in Ihre Extraktproduktion integrieren können.