Extraktion von Curcurmin mit Ultraschall

Curcumin ist ein pharmakologischer und ernährungsphysiologischer Wirkstoff, der in den Rhizomen von Curcuma longa enthalten ist. Um eine hohe Ausbeute an Curcumin zu erzielen, werden Ultraschallextraktoren als effizienteste Extraktionstechnik eingesetzt. Die Ultraschallextraktion führt zu Curcumin von höchster Qualität und sehr hoher Ausbeute. Gleichzeitig erfordert die Beschallung nur eine kurze Verarbeitungszeit des Kurkuma-Rhizoms.

Isolierung von Curcumin mit Ultraschall

Die Ultraschallextraktion ist eine hocheffiziente Alternative zu herkömmlichen Extraktionsverfahren wie Mazeration, Extraktion mit heißen Lösungsmitteln oder Soxhlet-Extraktion.
Ultraschallisolierung von Curcumin und Curcuminoiden aus der Kurkumapflanze (z.B. Curcuma longa, Kurkuma amada) ist ein effizientes, schnelles und einfaches Verfahren. Im Vergleich zur Soxhlet-Extraktion und zur herkömmlichen Batch-Extraktion zeichnet sich die ultraschallunterstützte Extraktion durch eine deutlich höhere Curcuminausbeute bei kürzerer Extraktionszeit aus.
Für die Ultraschallextraktion von Phytokonstituenten können verschiedene Lösungsmittel verwendet werden, wie Wasser, wässrige Lösungsmittel, Ethanol, Methanol, Glycerin usw. Für die Extraktion von Curcumin sind Wasser, Ethanol und Triacylglycerine wirksame und sichere Lösungsmittel, die zu einer hohen Ausbeute an Extrakt führen.

Extraktionsverfahren mit Ultraschall

Hochmoderne Ultraschallhomogenisatoren aus dem Hause Hielscher ermöglichen die volle Kontrolle über die Prozessparameter wie Amplitude, Temperatur, Druck und Energieeintrag.
Bei der Ultraschallextraktion lassen sich Randparameter wie die Partikelgröße des Rohmaterials, der Lösungsmitteltyp, das Verhältnis von Feststoff zu Lösungsmittel und die Extraktionszeit leicht variieren und für beste Ergebnisse optimieren.
Da es sich bei der Ultraschallextraktion um eine nichtthermische Extraktionsmethode handelt, wird der thermische Abbau der bioaktiven Inhaltsstoffe vermieden.
Insgesamt machen Vorteile wie die hohe Ausbeute, die kurze Extraktionszeit, die niedrige Extraktionstemperatur und die geringen Mengen an Lösungsmittel die Sonikation zur überlegenen Extraktionsmethode.
 

Ultraschall-Extraktion von Curcumin mit dem UP400St und anschließende Abtrennung der bioaktiven Bestandteile vom Lösungsmittel (Lösungsmittelrückgewinnung) mittels Rotationsverdampfer

Die Ultraschallextraktion von Curcumin aus Kurkuma hat sich als am effizientesten erwiesen, wenn die Beschallung in einer kontinuierlichen Inline-Anlage unter Verwendung einer Ultraschall-Durchflusszelle durchgeführt wurde. Prozesstemperaturen im Bereich von 60 bis 80 °C sind vorteilhaft, um die Extraktausbeute zu erhöhen.
Überlegene Prozesseffizienz: Die Ultraschallextraktion zeichnet sich als nachhaltiges Verfahren aus, das nur eine moderate Investition in Ultraschallgeräte erfordert. Das Ultraschallverfahren kann linear auf die industrielle Produktion hochskaliert werden. Die Kosten für Lösungsmittel und Energie für den Ultraschallprozess sind sehr gering. Weitere wichtige Vorteile sind der einfache und sichere Betrieb, die wirtschaftlichen Kosten und die Reproduzierbarkeit, die für eine standardisierte Produktion entscheidend ist.

Liposomale Formulierung mit Ultraschall

Curcumin ist ein hydrophobes, fettlösliches Molekül. Das bedeutet, dass Curcumin in einem Trägersystem wie Liposomen, Nanoemulsionen, Nanokugeln, polymeren Nanopartikeln oder Phyto-Phospholipid-Komplexen formuliert werden muss. Wässrige Curcuminlösungen können durch Zugabe von Tensiden, Lipiden, Albuminen, Cyclodextrinen, Biopolymeren usw. hergestellt werden. Die Herstellung von Nanoemulsionen und gleichmäßigen Suspensionen mit Ultraschall ist eine sehr wirksame Technik zur Formulierung von Curcumin in Wirkstoffträgerkomplexen. Arzneimittelträger verbessern die Löslichkeit, Absorption, Pharmakokinetik und Bioverfügbarkeit von Curcumin. Durch die Formulierung von Curcumin in Nanokomplexen wird die Wasserlöslichkeit um das ca. 98000-fache erhöht (im Vergleich zu freiem Curcumin in Wasser). Die Nanokomplexierung verbesserte die Bioverfügbarkeit und die Lagerstabilität von Curcumin erheblich.
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Ultraschall-Extraktionssysteme

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