Εκχύλιση κουρκουμίνης με υπερήχους

Πρωτόκολλο: Νανοενθυλάκωση κουρκουμίνης με υπερήχους

Παρασκευή νανοσωματιδίων φορτωμένων με κουρκουμίνη

Τα νανοσωματίδια που είναι φορτωμένα με κουρκουμίνη συντίθενται με την τεχνική μινιγαλακτωματοποίησης–εξάτμισης. Η διαδικασία ποικίλλει ανάλογα με το υλικό ενθυλάκωσης που χρησιμοποιείται, όπως περιγράφεται παρακάτω. Η σύνθεση που χρησιμοποιήθηκε ήταν 22,400g νερού, 0,180g λεκιθίνης, 11,500g διχλωρομεθανίου και 0,390g υλικού ενθυλάκωσης (ως υλικό ενθυλάκωσης χρησιμοποιείται πολυ(L-γαλακτικό οξύ) PLLA, 4.000g/gmol ή poly(methacylic acid-co-methyl methacrylate Eudragit S100, 125.000 g/gmol ή μείγμα αυτών). Δεν απαιτείται συνσταθεροποιητής, καθώς είναι γνωστό ότι τα προσχηματισμένα πολυμερή είναι αποτελεσματικά στην πρόληψη της αποσταθεροποίησης του γαλακτώματος λόγω διάχυσης.
Όταν χρησιμοποιείται PLLA ως υλικό ενθυλάκωσης, το PLLA και η λεκιθίνη διαλύθηκαν σε διχλωρομεθάνιο για 10 λεπτά και, στη συνέχεια, προστίθεται κουρκουμίνη και αναμειγνύεται για 5 min (1, 3, 6, 18 wt% της συνολικής μάζας του υλικού ενθυλάκωσης). Αυτό το διάλυμα προστέθηκε στο αποσταγμένο νερό υπό ήπια ανάδευση. Το μακρογαλάκτωμα που σχηματίζεται υποβάλλεται σε κατεργασία με υπερήχους με ομογενοποιητή υπερήχων όπως ο UP100H για 180 δευτερόλεπτα σε παλμικούς κύκλους (30sec κατεργασίας με υπερήχους, 10sec παύσης). Στη συνέχεια, ο διαλύτης εξατμίζεται για 18 ώρες στους 40°C. Όταν χρησιμοποιήθηκαν μαζί PLLA και Eudragit S100 ως υλικό ενθυλάκωσης, το Eudragit S100 διαλύεται σε διχλωρομεθάνιο στους 60°C για 20 λεπτά. Έπειτα, το μείγμα ψύχθηκε και ο διαλύτης που είχε εξατμιστεί προστέθηκε ξανά.

Χρήσιμες πληροφορίες

Οι υπέρηχοι και η εκχυλιστική τους δράση

Η εκχύλιση με υποβοήθηση υπερήχων βασίζεται στην αρχή της ακουστικής σπηλαίωσης. Όταν υπέρηχοι υψηλής ισχύος (χαμηλής συχνότητας, υψηλής έντασης) συζεύγνυνται με ένα υγρό ή παχύρρευστο μέσο, τα κύματα δημιουργούν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεσης) και χαμηλής πίεσης (αραίωσης). Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων υψηλής / χαμηλής πίεσης, σχηματίζονται φυσαλίδες κενού και αυξάνονται σε μέγεθος κατά τη διάρκεια διαδοχικών κύκλων. Όταν οι φυσαλίδες δεν μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ενέργεια, καταρρέουν βίαια προς το εσωτερικό τους. Αυτή η κατάρρευση των φυσαλίδων και οι επιδράσεις της είναι γνωστές ως ακουστική σπηλαίωση. Η σπηλαίωση δημιουργεί μικροπίδακες, δυνάμεις διάτμησης, κρουστικά κύματα / μεγάλες διαφορές πίεσης, σχηματισμό ριζών, ακραίες θερμοκρασίες και ακουστική ροή. Αυτές οι έντονες συνθήκες διαρρηγνύουν τα κυτταρικά τοιχώματα και προκαλούν υψηλή μεταφορά μάζας, ώστε το ενδοκυτταρικό υλικό να μεταφέρεται στον διαλύτη.

Ήπιοι, μη τοξικοί διαλύτες

Τα φυτικά εκχυλίσματα που χρησιμοποιούνται για φαρμακευτικούς και διατροφικούς σκοπούς προσελκύουν ταχέως αυξανόμενο ενδιαφέρον ως φαρμακολογικά σκευάσματα και ως συμπληρώματα διατροφής (θρεπτοφαρμακευτικά). Για να απελευθερωθούν οι επιθυμητές ενώσεις από το φυτικό υλικό, το υλικό αυτό πρέπει να διαλυθεί σε έναν διαλύτη. Όταν τα επιδιωκόμενα εκχυλίσματα απομακρυνθούν από την κύρια μάζα του φυτικού υλικού και μεταφερθούν στον διαλύτη, το εκχύλισμα μπορεί να συμπυκνωθεί. Η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να εφαρμοστεί ως μέθοδος χωρίς διαλύτες, χρησιμοποιώντας νερό ως διαλύτη. Οι εκχυλίσεις με αλκοόλη και γλυκερίνη είναι επίσης μη τοξικές και αποτελεσματικές και χρησιμοποιούνται συχνά για την εκχύλιση συστατικών τροφίμων, φαρμάκων και καλλυντικών.
Για την παραγωγή εκχυλισμάτων υψηλής δραστικότητας, ωφέλιμων για την υγεία και μη τοξικών, είναι σημαντικό να χρησιμοποιείται μια αποτελεσματική μέθοδος εκχύλισης που επιτρέπει τη χρήση ήπιων, μη τοξικών διαλυτών, όπως το νερό, οι τριακυλογλυκερόλες ή η αλκοόλη.
Κάντε κλικ εδώ για να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τους διαλύτες που χρησιμοποιούνται στις διεργασίες εκχύλισης με υπερήχους!

Κουρκουμίνη

Η κουρκουμίνη είναι μια ελαιορητίνη του κουρκουμά και φυσική χρωστική που βρίσκεται στα ριζώματα του φυτού του κουρκουμά. Άλλες σημαντικές κουρκουμινοειδείς ενώσεις είναι η απομεθοξυκουρκουμίνη (DMC) και η δις-απομεθοξυκουρκουμίνη (BDMC).
Η κουρκουμίνη (χημικός τύπος C₂₁H₂0O₆) μπορεί να εκχυλιστεί από Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. ή να συντεθεί χημικά.
Η κουρκουμίνη είναι εγκλωβισμένη σε ένα δίκτυο πολυσακχαριτών και λιγνίνης στον κουρκουμά. Επομένως, απαιτείται μια ισχυρή τεχνική εκχύλισης, όπως η κατεργασία με υπερήχους, για να διαρραγούν τα κυτταρικά τοιχώματα ώστε να απελευθερωθεί η βιοδραστική φυτοχημική ουσία.
Μελέτες έχουν δείξει ότι η δραστική ένωση πιπερίνη, η οποία βρίσκεται στο μαύρο πιπέρι, αυξάνει τη βιοδιαθεσιμότητα της κουρκουμίνης κατά περισσότερο από 2.000%.

Κουρκουμάς

Ο κουρκουμάς (Curcuma longa) είναι ένα ποώδες πολυετές φυτό της οικογένειας του τζίντζερ Zingiberaceae. Είναι αυτοφυές στην Ινδία και τη Νοτιοανατολική Ασία. Τα ριζώματα του φυτού του κουρκουμά συλλέγονται για να χρησιμοποιηθούν ως μπαχαρικό και φάρμακο.
Ο κουρκουμάς είναι το μπαχαρικό που δίνει στο κάρι το έντονο κίτρινο χρώμα του και χρησιμοποιείται στην Ινδία εδώ και χιλιάδες χρόνια ως μαγειρικό μπαχαρικό και ως αγιουρβεδικό φάρμακο. Η σκόνη κουρκουμά χαρακτηρίζεται από θερμή, πικρή γεύση που θυμίζει πιπέρι και γήινο άρωμα.
Η σκόνη ή η πάστα κουρκουμά χρησιμοποιείται για την παρασκευή ενός δημοφιλούς ζεστού ροφήματος – του λεγόμενου «λάτε κουρκουμά» ή «χρυσού γάλακτος» – το οποίο παρασκευάζεται με γάλα ή με μη γαλακτοκομικά υποκατάστατα γάλακτος, όπως γάλα σόγιας, αμυγδάλου ή καρύδας.
Ο κουρκουμάς εκτιμάται για την αντιοξειδωτική, αντιφλεγμονώδη και αναλγητική του δράση.
Εκτός από τις μαγειρικές και φαρμακευτικές χρήσεις του, ο κουρκουμάς χρησιμοποιείται ως φυσική βαφή.