Hielscher Ultraschalltechnik

Ultraschallherstellung von Nano-Liposomen mit stabilisiertem Allicin

Allicin ist eine bioaktive Substanz, die aus frischen Knoblauchzehen extrahiert werden kann. Allicin wird leicht zersetzt und muss daher in eine stabilisierte Supplementform gebracht werden, um eine langfristig wirksame Formulierung für Nahrungsergänzungsmittel zu erhalten. Die ultraschall-gestützte Verkapselung von Allicin in Nanoliposomen schützt Allicin vor oxidativem Abbau und führt zu einer nachhaltigen Wirkstofffreisetzung.

Allicin-Stabilität

The formulation of allicin products such as supplements is a challenging task due to the instability of allicin. Allicin is sensitive to oxidation and temperature, meaning allicin content decreased with time and temperature. Especially processing and storage temperatures are critical factors. Allicin activity is relatively stable at 4ºC when compared to allicin stored at room temperature (at approx. 22ºC). Its chemical half life at 4ºC was determined to be approx. 150 days, while at room temperature it was approx. 20 days.
Die Vorbehandlung von Allicin sis ist ein weiterer wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden sollte. Allicin scheint in geschnittenem Knoblauch stabiler zu sein als in gemahlenem Knoblauch.
Bei der Ultraschallextraktion ist die Beschallung im Allgemeinen wirksamer, wenn eine größere Oberfläche zur Verfügung steht, d.h. wenn der Knoblauch fein gemahlen wird. Daher muss die optimale Vorbehandlung (Mahlen vs. Schneiden) von Knoblauch als zusätzlicher Parameter neben den typischen Prozessparametern der Beschallung festgelegt werden. Lesen Sie mehr über die Ultraschall-Extraktion von Allicin aus Knoblauch!

Allicin-Liposome zur Langzeitstabilisierung

Allicin ist anfällig für thermischen Zersetzung und wird zudem unter sauren Bedingungen (pH 3,5 und niedriger) zerstört. Allicin-Extrakte und -Nahrungsergänzungsmittel sollten daher an einem speziellen Ort, z.B. im Kühlschrank, bei ca. 4ºC gelagert werden, um eine verlängerte Halbwertszeit von ca. 1 Jahr zu gewährleisten.
Die Formulierung von Allicin in Lipid-Nanoträgern wie Liposomen und Nanoemulsionsgelen verlängert die Haltbarkeit und Stabilität von Allicin-Produkten.

Ultraschall-Formulierung von Allicin-beladenen Liposomen

Lu et al. (2014) berichten über die erfolgreiche Herstellung von Allicin-Nanoliposomen mittels ultraschall-getützter Umkehrphasenverdampfung. Dabei wurden folgende Parameter angewendet: Lecithin-Allicin-Verhältnis von 3,70 : 1, Lecithin-Cholesterin-Verhältnis von 3,77 : 1, Ultraschallzeit 3 min. 40 Sek., Verhältnis organische Phase zu wässriger Phase von 3,02 : 1. Die Einschlusseffizienz von ultraschall-verkapseltem Allicin betrug 75,20 ± 0,62% bei einer mittleren Größe des Allicin-Nanoliposoms von 145,27 ± 15,19 nm. Die mit Ultraschall hergestellten Allicin-Nanoliposome wiesen eine verzögerte Wirkstofffreisetzung auf, die eine gleichmäßige Freisetzung des Wirkstoffs über einen längeren Zeitraum ermöglicht. Dies erleichtert die Verabreichung von Medikamenten und Supplementen und reduziert zytotoxische Effekte.
Lesen Sie mehr über die ultraschall-gestützte Liposomenherstellung!

Die Struktur eines Liposoms

Aufbau eines Liposoms: Wässriger Kern und Phospholipid-Doppelschicht mit hydrophilen Köpfen und hydrophoben/lipophilen Schwänzen.

Allicin-beladene Nanomemulsionsgele mittels Ultraschall

Nanomemulsion gels using polyethylene glycol was tested successfully as allicin drug carrier in order to improve the water solubility and bioavailability of allicin. (cf. Ranjbar et al.)
Lesen Sie mehr über die ultraschall-gestützte Nano-Emulgierung!

Ultraschall ist eine schnelle und zuverlässige Technik zur Herstellung von hochwertigen Nanoliposomen.

UP400St, ein 400 Watt starker Ultraschall-Homogenisator, zur Herstellung von Liposomen und SLNs

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Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die liposomale Verkapselung

Die Systeme von Hielscher Ultrasonics sind zuverlässige Geräte, welche in der Arzneimittel- und Nahrungsergänzungsmittelproduktion eingesetzt werden, um hochwertige Liposomen zu formulieren, die mit Antioxidantien, Polyphenolen, Fettsäuren, Vitaminen, Peptiden und anderen bioaktiven Substanzen beladen sind. Um den Anforderungen seiner Kunden gerecht zu werden, liefert Hielscher Ultraschallgeräte vom kompakten, handgegehaltenen Labor-Homogenisator und Benchtop-System bis hin zu vollindustriellen Ultraschallanlagen für die Herstellung von Liposomenformulierungen in großen Mengen. Die Ultraschall-Liposomenformulierung kann als Batch- oder als kontinuierlicher Inline-Prozess durchgeführt werden. Eine breite Palette von Ultraschall-Sonotroden (auch bekannt als Spitzen oder Hörner) und Reaktoren steht zur Verfügung, um ein optimales Setup für Ihre Liposomenproduktion zu gewährleisten. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht einen 24/7-Betrieb bei hoher Beanspruchung und in anspruchsvollen Umgebungen.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
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
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Hielscher Ultrasonics stellt leistungsstarke Ultraschall-Homogenisatoren für die Dispersion, Emulgierung und Zellenextraktion her.

Leistungsstarke Ultraschall-Homogenisatoren von Labor bis Pilot- und industrielle Maßstab.



Wissenswertes

Allicin

Allicin ist eine organische Verbindung, die entsteht, wenn Knoblauch zerkleinert oder gehackt wird. Allicin ist in Form von Nahrungsergänzungsmitteln erhältlich und hat sich als entzündungshemmend sowie als wirksames Antioxidans erwiesen.
Frischer Knoblauch enthält eine Aminosäure namens Alliin. Wenn die Knoblauchzehe zerdrückt oder gehackt wird, wird ein Enzym, die sogenannte Alliinase, freigesetzt. Alliin und Alliinase interagieren, um Allicin zu bilden. Allicin gilt als der wichtigste biologisch aktive Bestandteil in Knoblauch.
Die schwefelorganischen Verbindungen des Knoblauchs, wie z.B. Allicin, sind für ihre pharmakologischen Effekte bekannt, dazugehören ihre antioxidative, antiprotozoische, entzündungshemmende, antimikrobielle, krebsbekämpfende und kardioprotektive Wirkung.