Hielscher Ultraschalltechnik

Ultraschall-Cucurmin-Extraktion

  • Curcumin ist eine pharmakologische und ernährungsphytochemische Substanz, die in den Rhizomen von Curcuma longa vorhanden ist.
  • Für eine hohe Extraktionsausbeute ist die Ultraschallbehandlung die effizienteste Technik.
  • Die Ultraschallextraktion führt zu hoher Qualität, hoher Ausbeute und erfordert nur kurze Verarbeitungszeit.

Ultraschallisolierung von Curcumin

Die Ultraschallextraktion ist eine hocheffiziente Alternative zu konventionellen Extraktionstechniken wie Mazeration, Hot Solvent Extraction oder Soxhlet Extraktion.
Ultraschallisolierung von Curcumin und Curcuminoiden aus der Curcuma Pflanze (z Kurkuma Longa, Kurkuma amada) ist ein effizienter, schneller und einfacher Prozess. Im Vergleich zur Soxhlet-Extraktion und konventionellen Batch-Extraktion zeichnet sich die ultraschallunterstützte Extraktion durch eine signifikant erhöhte Curcuminausbeute bei kürzerer Extraktionszeit aus.
Für die Ultraschallextraktion von Phytokonstituenten können verschiedene Lösungsmittel wie Wasser, wässrige Lösungsmittel, Ethanol, Methanol, Glycerin etc. verwendet werden. Für die Extraktion von Curcumin sind Wasser, Ethanol und Triacylglycerine wirksame und sichere Lösungsmittel, die zu einer hohen Ausbeute führen Extrakt.

Vorteile:Kurkumapulver für die Ultraschall-Extraktion von Curcumin.

  • hohe Ausbeute
  • schnelle Extraktion
  • Vollständigere Wiederherstellung
  • sicherer Betrieb
  • Einfache Implementierung

Ultraschall-Extraktionsverfahren

Hielschers hochmoderne Ultraschallgeräte ermöglichen die vollständige Kontrolle über die Prozessparameter wie Amplitude, Temperatur, Druck und Energieeintrag.
Für die Ultraschallextraktion können periphere Parameter wie die Partikelgröße des Rohmaterials, der Solvent-Typ, das Verhältnis von Feststoff zu Lösungsmittel und die Extraktionszeit leicht variiert und für beste Ergebnisse optimiert werden.
Da die Ultraschallextraktion eine nicht-thermische Extraktionsmethode ist, wird der thermische Abbau der bioaktiven Inhaltsstoffe vermieden.
Insgesamt sind Vorteile wie hohe Ausbeute, kurze Extraktionszeit, niedrige Extraktionstemperatur und geringe Lösungsmittelmengen die Ultraschallbehandlung die überlegene Extraktionsmethode.

Ultraschall Extraktoren wie der UIP1000hdT werden für die Extraktion von Curcumin verwendet.

UIP1000hdT mit Ultraschall-Durchflussreaktor

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Die Ultraschall-Extraktion von Curcumin aus Kurkuma hat sich als am effizientesten erwiesen, wenn die Ultraschallbehandlung in einem kontinuierlichen Inline-Setup unter Verwendung einer Ultraschall-Durchflusszelle durchgeführt wurde. Verfahrenstemperaturen im Bereich von 60 bis 80ºC sind vorteilhaft, um die Extraktausbeute zu erhöhen.
Überlegene Prozess-Effizienz Die Ultraschall-Extraktion zeichnet sich als eine nachhaltige Technik aus, die nur eine moderate Investition von Ultraschallgeräten erfordert. Der Ultraschallprozess kann linear auf die industrielle Produktion erweitert werden. Die Kosten für Lösungsmittel und Energie für den Ultraschallprozess sind sehr gering. Weitere wichtige Vorteile sind die einfache und sichere Bedienung, die wirtschaftlichen Kosten und die Reproduzierbarkeit, die für eine standardisierte Produktion entscheidend ist.

Ultraschall-Liposomen-Formulierung

Curcumin ist ein hydrophobes, fettlösliches Molekül. Dies bedeutet, dass Curcumin zu einem Arzneimittelträgersystem wie Liposomen, Nanoemulsionen, Nanosphären, polymeren Nanopartikeln oder Phyto-Phospholipid-Komplex formuliert werden muss. Wässrige Curcuminlösungen können durch Zugabe von Tensiden, Lipiden, Albuminen, Cyclodextrinen, Biopolymeren usw. hergestellt werden. Die Ultraschallpräparation von Nanoemulsionen und gleichförmigen Suspensionen ist eine sehr effektive Technik, um Curcumin zu Arzneimittelträgerkomplexen zu formulieren. Arzneimittelträger erhöhen die Löslichkeit, Absorption, Pharmakokinetik und Bioverfügbarkeit von Curcumin. Durch die Formulierung von Curcumin zu Nanokomplexen wird die Wasserlöslichkeit um ca. 10% erhöht. 98000-fach (im Vergleich zu freiem Curcumin in Wasser). Die Nanokomplexierung verbesserte die Bioverfügbarkeit und Lagerstabilität von Curcumin erheblich.
Klicken Sie hier, um mehr über die Ultraschallkapselung in Liposomen zu erfahren!

Ultraschall-Extraktion getrockneter Ingwer

Ultraschall-Absauganlage

Hielscher Ultrasonics ist Ihr Partner für Extraktionsprozesse aus Pflanzen. Ob Sie kleine Mengen für die Forschung und Analyse gewinnen oder große Mengen für die kommerzielle Produktion verarbeiten möchten, wir haben den passenden Ultraschall-Extraktor für Sie. Unser Ultraschall-Laborhomogenisatoren sowie unsere Tisch- und industrielle Ultraschallgeräte sind robust, einfach zu bedienen und für den Dauerbetrieb unter Volllast ausgelegt. Eine breite Palette von Zubehör Sonotroden (Ultraschallsonden / Hörner) mit verschiedenen Größen und Formen, Durchflusszellen und Reaktoren und Booster ermöglichen die optimale Einstellung für Ihren spezifischen Extraktionsprozess.
Alle digitalen Ultraschallgeräte sind mit einem farbigen Touch-Display, integrierter SD-Karte zur automatischen Datenprotokollierung und Browser-Fernbedienung zur umfassenden Prozessüberwachung ausgestattet. Mit den hochentwickelten Ultraschallsystemen von Hielscher wird eine hohe Prozessstandardisierung und Qualitätskontrolle ermöglicht.
Kontaktieren Sie uns noch heute, um die Anforderungen Ihres Extraktionsprozesses zu besprechen! Wir freuen uns, Sie mit unserer langjährigen Erfahrung in botanischen Extraktionen zu unterstützen!

Power-Ultraschall ist die bevorzugte Technik, wenn es um qualitativ hochwertige Pflanzenextrakte geht. (Klicken um zu vergrößern!)

Industrielle Ultraschallprozessoren mit Durchflusszellen

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Protokoll: Ultraschall-Nanoverkapselung von Curcumin

Herstellung von Curcumin-beladenen Nanopartikeln

Curcumin-beladene Nanopartikel werden unter Verwendung der Miniemulsifikations-Verdampfungstechnik synthetisiert. Das Verfahren variiert in Abhängigkeit von dem wie unten beschriebenen Verkapselungsmaterial. Die verwendete Formulierung war 22.400 g Wasser, 0.180 g Lecithin, 11.500 g Dichlormethan und 0.390 g Verkapselungsmittel (Poly (L-Milchsäure) PLLA, 4.000 g / Mol oder Poly (methacylsäure-Co-Methylmethacrylat Eudragit S100, 125.000 g / l). gmol oder eine Mischung von diesen wird als Verkapselungsmittel verwendet) Es ist kein Costabilisator erforderlich, da bekannt ist, daß vorgeformte Polymere wirksam sind, um den Abbau der Emulsion durch Diffusion zu verhindern.
Ultraschallhomogenisator UP100H zur Herstellung von Curcumin-beladenen Nanopartikeln (Klicken zum Vergrößern!)Wenn PLLA als Verkapselungsmittel verwendet wurde, wurden PLLA und Lecithin in Dichlormethan für 10 Minuten gelöst und danach wurde Curcumin hinzugefügt und für 5 Minuten gemischt (1, 3, 6, 18 Gew .-% der gesamten Verkapselungsmasse). Diese Lösung wurde unter leichtem Rühren zu dem destillierten Wasser gegeben. Die gebildete Makroemulsion wird mit einem Ultraschallhomogenisator wie z UP100H für 180 Sekunden in Pulszyklen (30 Sekunden Ultraschallbehandlung, 10 Sekunden Pause). Danach wird das Lösungsmittel 18 Stunden bei 40ºC abgedampft. Wenn PLLA und Eudragit S100 zusammen als Verkapselungsmittel verwendet wurden, wird Eudragit S100 in Dichlormethan bei 60 ° C für 20 Minuten gelöst. Danach wurde das Gemisch abgekühlt und das verdampfte Lösungsmittel wurde erneut zugegeben.

Literatur



Wissenswertes

Ultraschall und seine extrahierenden Effekte

Die ultraschallgestützte Extraktion basiert auf dem Prinzip der akustische Kavitation. Wenn Hochleistungsultraschall (niederfrequente US mit hoher Intensität) in ein flüssiges oder pastenähnliches Medium eingekoppelt wird, erzeugen die Wellen abwechselnde Hochdruck (Kompression) und Niederdruck (Verdünnung) Zyklen. Während dieser Hochdruck- / Niederdruckzyklen treten Vakuumblasen auf und wachsen über verschiedene Zyklen. An dem Punkt, an dem die Blasen nicht mehr Energie aufnehmen können, implodieren sie heftig. Diese Blasenimplosion und ihre Auswirkungen werden als akustische Kavitation bezeichnet. Kavitation erzeugt Mikrojets, Scherkräfte, Stoßwellen / Hochdruckdifferenzen, Radikalbildung, extreme Temperaturen und Schallströmung. Diese intensiven Bedingungen brechen Zellwände und einen hohen Massentransfer, so dass das intrazelluläre Material in das Lösungsmittel übertragen wird.

Milde, ungiftige Lösungsmittel

Pflanzliche Extrakte, die für medizinische und Ernährungszwecke verwendet werden, erfreuen sich als pharmakologische Heilmittel und als Nahrungsergänzungsmittel (Nutraceuticals) einem schnell wachsenden Interesse. Um die gewünschten Verbindungen aus dem Pflanzenmaterial freizusetzen, muss es in einem Lösungsmittel gelöst werden. Wenn die Zielextrakte aus dem Großteil des Pflanzenmaterials entfernt und in das Lösungsmittel überführt werden, kann der Extrakt konzentriert werden. Die Ultraschall-Extraktion kann als lösungsmittelfreie Methode unter Verwendung von Wasser als Lösungsmittel angewendet werden. Alkohol- und Glycerinextraktionen sind sowohl ungiftig als auch wirksam, die oft für die Extraktion von Nahrungsmitteln, Pharmazeutika und kosmetischen Inhaltsstoffen verwendet werden.
Im Hinblick auf die Produktion von hochwirksamen, gesunden, nicht toxischen Extrakten ist es wichtig, eine effiziente Extraktionsmethode zu verwenden, die die Verwendung milder, nicht toxischer Lösungsmittel wie Wasser, Triacylglycerole oder Alkohol erlaubt.
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Curcumin

Curcumin ist ein Kurkuma Oleoresin und natürliches Pigment in den Rhizomen der Kurkuma Pflanze gefunden. Andere wichtige Curcuminoidverbindungen sind Demethoxycurcumin (DMC) und Bisdemethoxycurcumin (BDMC).
Curcumin (chemische Formel C21H20O6) kann extrahiert werden Kurkuma Longa, Kurkuma amada, Curcuma Ochrorhiza Val. oder chemisch synthetisiert werden.
Curcumin wird in Kurkuma in Polysaccharid-Lignin-Netzwerk eingefangen. Daher ist eine leistungsfähige Extraktionstechnik wie Ultraschall erforderlich, um die Zellwände zu brechen, so dass die bioaktive Phytochemikalie freigesetzt wird.
Studien haben gezeigt, dass der Wirkstoff Piperin, der in schwarzem Pfeffer vorkommt, die Bioverfügbarkeit von Curcumin um über 2.000% erhöht.

Kurkuma

Kurkuma (Kurkuma Longa) ist eine mehrjährige krautige Pflanze aus der Familie der Ingwergewächse Zingiberaceae. Es ist in Indien und Südostasien heimisch. Die Rhizome der Kurkuma-Pflanze werden geerntet, um als Gewürz und Medizin verwendet zu werden.
Kurkuma ist das Gewürz, das Curry seine intensive gelbe Farbe verleiht und seit Jahrtausenden in Indien als kulinarisches Gewürz und ayurvedische Medizin verwendet wird. Kurkumapulver zeichnet sich durch einen warmen, bitteren, pfefferartigen Geschmack und ein erdiges Aroma aus.
Kurkuma Pulver oder Paste wird verwendet, um ein beliebtes heißes Getränk vorzubereiten – die sogenannte „Kurkuma Latte“ oder „goldene Milch“ – Das ist mit Milch oder Nicht-Milch Milch Alternativen wie Soja, Mandel- oder Kokosmilch zubereitet.
Kurkuma wird wegen seiner antioxidativen, entzündungshemmenden und analgetischen Wirkung geschätzt.
Neben den kulinarischen und medizinischen Anwendungen wird Kurkuma als natürlicher Farbstoff verwendet.