Ultraschall-Extraktion von bioaktiven Verbindungen aus der Bittermelone
- Bittere Melonen (auch bekannt als Bitterapfel, Bitterkürbis, Bitterkürbis, Balsam-Birne) sind eine Frucht mit hohem Gehalt an gesundheitsfördernden Verbindungen wie Antioxidantien, Flavonoiden, Phytosterinen und Saponinen.
- Die Sondierung ist bekannt dafür, die Extraktion bioaktiver Substanzen aus Pflanzenstoffen zu intensivieren.
- Die Ultraschallextraktion setzt hochwertige Extrakte aus Bittermelone frei und zeichnet sich durch erhöhte Ausbeute sowie schnelle und einfache Verarbeitung aus.
Bioaktive Verbindungen der Bittermelone
Bittere Melone (Momordica charantia L.) ist eine tropische Frucht, die reich an vielfältigen phytochemischen Verbindungen wie Antioxidantien, Phytosterolen, Glykosiden, Saponinen, Alkaloiden und Triterpenen ist. Aufgrund ihres hohen Anteils an bioaktiven Substanzen wird Bittermelone als Heilpflanze und Supernahrung geschätzt. Vor allem seine Saponine, die in allen Pflanzenteilen wie Fruchtfleisch, Samen, Blättern enthalten sind, zeigen eine hypoglykolische Wirkung und werden daher als natürliches Antidiabetikum eingesetzt.
Die Ultraschallextraktion, bekannt als hervorragende Extraktionstechnik, verbessert die Freisetzung der bioaktiven Phytokomponenten wie Saponine, Flavonoide, Polyphenole, Polysaccharide, Terpenoide, Tannine und Alkaloide.
Ultraschall-Extraktion aus Bittermelone
Die Sondierung ist eine verifizierte Technik, die bekannt ist, um Extraktionsprozesse aus Pflanzen zu intensivieren. Intensive Ultraschallwellen stören die Zellen, erhöhen den Stoffaustausch und fördern damit die Freisetzung bioaktiver Verbindungen. Neben der Extraktion von Phytoinhaltsstoffen aus Bittermelone wird Ultraschall erfolgreich zur Herstellung von Extrakten aus Bittermelonen eingesetzt. Kaffee, Safran, Cannabis, Mönchsfrucht, Ayurvedische Kräuter, Heilpilzeund viele andere Pflanzen.
UP400St Ultraschallextraktion von Algen im 8L-Batch
Fallstudie
Die Ultraschallextraktion hat sich als eine schnelle und effiziente Extraktion von Charantin aus M. charantia Früchten erwiesen. Die Sondierung erfolgte in Methanol-Wasser (80:20, v/v) Mischung bei 46°C mit einem Feststoff-Lösungsmittel-Verhältnis von 1:26, w/v und führte zu einer erhöhten Charantinausbeute von mehr als 3 mg/g Charantin aus bitterem Kürbispulver. Das Sondierungsprotokoll war 2,74 mal effizienter bei der Extraktion von Charantin im Vergleich zur Soxhlet-Methode. (Ahamad et. 2015)
- höhere Ausbeute
- hohe Qualität
- schnelle Extraktion
- Mildes, nicht-thermisches Verfahren
- Wasser oder Lösungsmittel
- Einfach & sicherer Betrieb
Wählen Sie Ihr Lösungsmittel
Mit der Ultraschallextraktion können Sie aus verschiedenen Lösungsmitteln auswählen, darunter Wasser, Alkohol, Ethanol, Methanol oder Ethanol-Wasser-Gemische, die bereits getestet und als wirksam für die Isolierung von Phenolverbindungen aus Bittermelone erwiesen wurden. Die Sondierung kann in der lösungsmittelfreien Wasserextraktion (z.B. zur Herstellung von organischen Extrakten) eingesetzt oder mit einem Lösungsmittel Ihrer Wahl kombiniert werden.
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SonoStation – ein Ultraschallsystem mit 2x 2kW Ultraschallprozessoren, gerührtem Tank und Pumpe – ist ein benutzerfreundliches System zur Extraktion.
Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren
Die Ultraschallgeräte von Hielscher werden häufig zur Isolierung von Wirkstoffen aus Pflanzenstoffen eingesetzt. Durch die Lieferung von Ultraschall-Extraktoren für alle Prozessvolumina kann Hielscher Ihnen den für Ihre Anforderungen am besten geeigneten Ultraschallprozessor empfehlen. Beginnend mit kleinen Handheld-Geräten Laborsysteme für Analysen und Machbarkeitsprüfungen an Ultraschallprüfgeräten in Pilotanlagen und vollindustriellen Ultraschall Reaktoren hat die Hielscher-Produktpalette die ideale Ausstattung für Ihren Extraktionsprozess. Abhängig von Ihrem Prozess kann die Ultraschallextraktion im Batch- oder Continuous-Flow-Modus durchgeführt werden. Vielfältiges Zubehör wie Sonotroden, Druckhörner, Durchflusszellen und Reaktoren ermöglichen es, die Ultraschallanlage optimal auf die Prozessziele auszurichten.
Die Ultraschallprozessoren von Hielscher lassen sich präzise steuern und die Prozessdaten werden automatisch auf der integrierten SD-Karte unserer digitalen Ultraschallsysteme gespeichert. Die zuverlässige Kontrolle der Prozessparameter gewährleistet eine gleichbleibend hohe Produktqualität und ermöglicht eine Prozessstandardisierung.
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7-Betrieb bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen. Die einfache und sichere Bedienung sowie die geringe Wartung machen Hielscher Ultraschallsysteme zum zuverlässigen Arbeitstier in Ihrer Produktion.
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 | UIP4000 |
| n.a. | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
| n.a. | größere | Cluster aus UIP16000 |
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Literatur / Literaturhinweise
- Ahamad, Javed; Amin, Saima; Mir, Showkat R. (2015): Optimization of ultrasound-assisted extraction of charantin from Momordica charantia fruits using response surface methodology. J Pharm Bioallied Sci. 2015 Oct-Dec; 7(4): 304–307.
- Santana de Oliveira M., Almeida da Costa W., Figueiredo Bezerra F.W., Araújo M.E., Costa Ferreira G., Nunes de Carvalho Junior R. (2018): Phytochemical profile and biological activities of Momordica charantia L. (Cucurbitaceae): A review. African Journal of Biotechnology Vol. 17(27), pp. 829-846, 4 July, 2018.
- Sutanto, H.; Himawan, E.; Kusumocahyo, S.P. (2015): Ultrasound assisted extraction of bitter gourd fruit (Momordica charantia) and vacuum evaporation to concentrate the extract. ISAC 2015.
- Thakre, A.; Deore, V.; Gaiwad, S.; Kawade, S. (2014): Extraction of Phytochemical Components from the Fruit of Momordica Charantia and Evaluation of its Antimicrobial Activity.
Wissenswertes
Bittermelone
Bittere Melone (Momordica charantia L.Familie der Kürbisgewächse; umgangssprachlich auch bekannt als Bitterkürbis, Bittermelone, Bitterapfel, Bitterkürbis, Bitterkürbis, Balsam-Birne) ist eine Frucht, die in Asien und Afrika vorkommt, wo sie wegen ihrer vielfältigen gesundheitlichen Vorteile geschätzt wird. Bittermelone wurde mit krebshemmenden, antimikrobiellen, entzündungshemmenden und antidiabetischen Eigenschaften in Verbindung gebracht. Die medizinischen Werte der bitteren Kürbisfrucht sind mit ihrem hohen Gehalt an Phenolen verbunden, die als Antioxidantien wirken. Häufig als pflanzliche Medizin für Diabetiker verwendet, ist die positive Wirkung des Bitterkürbisses auf die Blutzuckersenkung mit der bioaktiven Komponente Charantin verbunden. Charantin ist eine 1:1 Mischung aus zwei steroidalen Saponinen, β-Sitosterylglucosid (C35H60O6) und 5,25-Stigmasterylglucosid (C35H58O6)
Außerdem ist die Momordica charantia Frucht sehr reich an Polyphenolen. Aufgrund der Hydroxylgruppen sind die meisten Phenole in Bittermelone hydrophile Verbindungen wie Gallussäure, Gentisinsäure, Catechin, Chlorogensäure, Epicatechin, Vanillinsäure, Protocatechinsäure, p-Cumarsäure, o-Cumarsäure und t-Zimtsäure. Der Reichtum an Polyphenolen macht Bitterkürbisextrakte zu einem starken antioxidativen Nahrungsergänzungsmittel, das bei der Bekämpfung freier Radikale sehr effektiv ist.
Zellstoff, Aril und Kerne der Bittermelone enthalten einen hohen Anteil an Phenolen und Flavonoiden und sind damit eine gute Quelle für die Herstellung von phytopharmazeutischen Produkten.
Bioaktive Verbindungen aus Bitterkürbis, die für ihre gesundheitlichen Vorteile bekannt sind, können durch Sondierung erfolgreich gewonnen werden.
Wie funktioniert die Ultraschallextraktion?
Die ultraschallunterstützte Extraktion (UAE) basiert auf der Kopplung hochintensiver Ultraschallwellen in eine Flüssigkeit oder Aufschlämmung. Die Ultraschallwellen erzeugen abwechselnd Hochdruck-/Niederdruckzyklen, was zur Entstehung von Kavitation führt. Das Phänomen der Ultraschall- oder akustischen Kavitation ist gekennzeichnet durch extreme lokale Bedingungen von Druck, Temperatur und Scherkräften. In der Nähe der implodierenden Kavitationsblasen, sehr hohe Temperaturen von bis zu 5000K, Drücke von 1000 Atmosphäre, Heiz-Kühlraten über 1010 K/s und Flüssigkeitsstrahlen mit bis zu 280m/s Geschwindigkeit, die als sehr hohe Scherkraft und Turbulenzen in der Kavitationszone auftreten. Die Kombination dieser Faktoren (Druck, Wärme, Scherung und Turbulenz) stören die Zellen (Lyse) und beschleunigen den Stoffaustausch während des Extraktionsprozesses und unterstützen damit die Flüssig-Feststoff-Extraktion von Phytoinhaltsstoffen aus Pflanzen. Die Ultraschall-Extraktionstechnik wird häufig für die Extraktion von Flavonoiden, Polysacchariden, Alkaloiden, Phytosterolen, Polyphenolen und Pigmenten aus Pflanzen eingesetzt.