Kurkumiinin ultraääniuutto
Kurkumiini on farmakologinen ja ravitsemuksellinen fytokemikaali, jota esiintyy Curcuma longa -kasvin juurakoissa. Suurten kurkumiinisaantojen saavuttamiseksi käytetään ultraääniuuttimia tehokkaimpana uuttotekniikkana. Ultraääniuutolla saadaan laadultaan erinomaista kurkumiinia ja erittäin suuria saantoja. Samalla kurkuman juurakon ultraäänikäsittely vaatii vain lyhyen käsittelyajan.
Kurkumiinin eristäminen ultraäänellä
Ultraääniuutto on erittäin tehokas vaihtoehto perinteisille uuttotekniikoille, kuten maseroinnille, kuumaliuotinuutolle tai Soxhlet-uutolle.
Kurkumiinin ja kurkuminoidien eristäminen ultraäänellä kurkumakasvista (esim. Curcuma longa, Curcuma amada) on tehokas, nopea ja helppo prosessi. Soxhlet-uuttoon ja perinteiseen panosuuttoon verrattuna ultraääniavusteinen uutto erottuu edukseen huomattavasti suuremmalla kurkumiinisaannolla ja lyhyemmällä uuttoajalla.
Kasvien ainesosien ultraääniuutossa voidaan käyttää erilaisia liuottimia, kuten vettä, vesipohjaisia liuottimia, etanolia, metanolia, glyserolia jne. Kurkumiinin uutossa vesi, etanoli ja triasyyliglyserolit ovat tehokkaita ja turvallisia liuottimia, joilla saavutetaan suuri uutesaanto.
- Suuri saanto
- Nopea uutto
- Täydellisempi talteenotto
- Turvallinen käyttö
- Helppo käyttöönotto
Ultraäänilaite UIP1000hdT ja virtauskenno kurkumiinin uuttoon
Ultraääniuuttomenetelmä
Hielscherin uusinta tekniikkaa edustavat ultraäänilaitteet mahdollistavat prosessiparametrien, kuten amplitudin, lämpötilan, paineen ja energiansyötön, täydellisen hallinnan.
Ultraääniuuton oheisparametreja, kuten raaka-aineen hiukkaskokoa, liuotintyyppiä, kiinteän aineen ja liuottimen suhdetta sekä uuttoaikaa, voidaan helposti muuttaa ja optimoida parhaiden tulosten saavuttamiseksi.
Koska ultraääniuutto on ei-terminen uuttomenetelmä, bioaktiivisten ainesosien lämpöhajoaminen vältetään.
Kaiken kaikkiaan edut, kuten suuri saanto, lyhyt uuttoaika, alhainen uuttolämpötila ja pienet liuotinmäärät, tekevät ultraäänikäsittelystä ylivertaisen uuttomenetelmän.
Kurkumiinin ultraääniuutto laitteella UP400ST ja sitä seuraava bioaktiivisten aineiden erottaminen liuottimesta (liuottimen talteenotto) pyöröhaihduttimella
Kurkumiinin ultraääniuuton kurkumasta on todettu olevan tehokkainta, kun ultraäänikäsittelyä käytetään jatkuvassa läpivirtausjärjestelmässä ultraäänivirtauskennon avulla. Prosessilämpötilat välillä 60–80 °C edistävät uutesaannon kasvua.
Ylivertainen prosessitehokkuus: Ultraääniuutto erottuu edukseen kestävänä tekniikkana, joka vaatii vain kohtuullisen investoinnin ultraäänilaitteistoon. Ultraääniprosessi voidaan skaalata lineaarisesti teolliseen tuotantoon. Ultraääniprosessin liuotin- ja energiakustannukset ovat erittäin alhaiset. Muita tärkeitä etuja ovat helppo ja turvallinen käyttö, edulliset kustannukset ja toistettavuus, joka on ratkaisevan tärkeää standardoidussa tuotannossa.
Liposomiformulaatioiden valmistus ultraäänellä
Kurkumiini on hydrofobinen, rasvaliukoinen molekyyli. Tämä tarkoittaa, että kurkumiini on formuloitava lääkeaineen kuljetinjärjestelmään, kuten liposomeihin, nanoemulsioihin, nanopalloihin, polymeerisiin nanohiukkasiin tai kasviaineen ja fosfolipidin muodostamaan kompleksiin. Kurkumiinin vesiliuoksia voidaan valmistaa lisäämällä pinta-aktiivisia aineita, lipidejä, albumiineja, syklodekstriinejä, biopolymeerejä jne. Nanoemulsioiden ja tasalaatuisten suspensioiden valmistus ultraäänellä on erittäin tehokas tekniikka kurkumiinin formuloimiseksi lääkeaineen kuljetinkomplekseihin. Lääkeaineen kuljettimet parantavat kurkumiinin liukoisuutta, imeytymistä, farmakokinetiikkaa ja biologista hyötyosuutta. Kun kurkumiini formuloidaan nanokomplekseihin, sen vesiliukoisuus kasvaa noin 98 000-kertaiseksi (verrattuna vapaaseen kurkumiiniin vedessä). Nanokompleksien muodostaminen paransi huomattavasti kurkumiinin biologista hyötyosuutta ja säilyvyyttä.
Lue lisää ultraäänellä tehtävästä kapseloinnista liposomeihin napsauttamalla tästä!
Ultraääniuuttolaitteet
Hielscher Ultrasonics on kumppanisi kasvimateriaalien uuttoprosesseissa. Halusitpa uuttaa pieniä määriä tutkimusta ja analyysiä varten tai käsitellä suuria määriä kaupallista tuotantoa varten, meiltä löytyy sinulle sopiva ultraääniuutin. Meidän laboratorion ultraäänihomogenisaattorimme sekä pöytämalliset ja teolliset ultraäänilaitteemme ovat vankkoja ja helppokäyttöisiä, ja ne on valmistettu 24/7-käyttöön täydellä kuormituksella. Laaja valikoima lisävarusteita kuten erikokoisia ja -muotoisia sonotrodeja (ultraääniantureita / -torvia), virtauskennoja, reaktoreita ja amplitudinvahvistimia mahdollistaa optimaalisen kokoonpanon juuri sinun uuttoprosessiasi varten.
Kaikissa digitaalisissa ultraäänilaitteissa on värikosketusnäyttö, sisäänrakennettu SD-kortti tietojen automaattista tallennusta varten sekä selaimella toimiva etäohjaus kattavaa prosessin seurantaa varten. Hielscherin kehittyneet ultraäänijärjestelmät tekevät prosessin pitkälle viedystä standardoinnista ja laadunvalvonnasta helppoa.
Ota meihin yhteyttä jo tänään ja keskustele uuttoprosessisi vaatimuksista! Autamme sinua mielellämme hyödyntäen pitkäaikaista kokemustamme kasvien uutosta!
Ultraäänilaite UIP4000hdT korkealaatuisten kurkumiiniuutteiden jatkuvaan läpivirtaustuotantoon
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Teollinen ultraäänilaite UIP16000hdT fytokemikaalien jatkuvaan läpivirtausuuttoon kasveista
Menettelyohje: kurkumiinin nanokapselointi ultraäänellä
Kurkumiinia sisältävien nanohiukkasten valmistus
Kurkumiinia sisältäviä nanohiukkasia syntetisoidaan miniemulgointi-haihdutustekniikalla. Menettely vaihtelee käytetyn kapselointiaineen mukaan, kuten jäljempänä kuvataan. Käytetty formulaatio sisälsi 22,400g vettä, 0,180g lesitiiniä, 11,500g dikloorimetaania ja 0,390g kapselointiainetta (kapselointiaineena käytetään poly(L-maitohappoa) PLLA, 4 000g/gmol tai poly(methacylic acid-co-methyl methacrylate Eudragit S100, 125 000 g/gmol tai niiden seosta). Lisästabilointiainetta ei tarvita, sillä esimuodostettujen polymeerien tiedetään estävän tehokkaasti diffuusion aiheuttamaa emulsion hajoamista.
Kun kapselointiaineena käytetään PLLA:ta, PLLA ja lesitiini liuotettiin dikloorimetaaniin 10 minuutin ajan, minkä jälkeen lisätään kurkumiini ja sekoitetaan 5 min (1, 3, 6, 18 wt% kapselointiaineen kokonaismassasta). Tämä liuos lisättiin tislattuun veteen varovasti sekoittaen. Muodostunut makroemulsio käsitellään ultraäänellä käyttäen ultraäänihomogenisaattoria, kuten UP100H, 180 sekunnin ajan pulssijaksoissa (30 sekunnin ultraäänikäsittely, 10 sekunnin tauko). Sen jälkeen liuotinta haihdutetaan 18 tunnin ajan 40 °C:ssa. Kun kapselointiaineena käytettiin PLLA:ta ja Eudragit S100:aa yhdessä, Eudragit S100 liuotetaan dikloorimetaaniin 60 °C:ssa 20 minuutin ajan. Tämän jälkeen seos jäähdytettiin ja haihtunut liuotin lisättiin takaisin.
Kirjallisuus / Lähteet
- M. V. Bagal; Aamir Deshmukh, Nihar Thakur, Anmol Valiyare (2020): Curcumin Extraction using Ultra sonication: A Review. JETIR Volume 7, Issue 6, June 2020.
- Dang, Le Hang; Vu, Minh Thanh; Chen, Jun; Nguyen, Cuu Khoa; Bach, Long Giang; Tran, Ngoc Quyen; Le, Van Thu (2019): Effect of Ultrasonication on Self-Assembled Nanostructures Formed by Amphiphilic Positive-Charged Copolymers and Negative-Charged Drug. ACS Omega 4, 2019. 4540-4552.
- Thorat, Alpana; Dalvi, Sameer (2014): Particle Formation Pathways and Polymorphism of Curcumin Induced by Ultrasound and Additives During Liquid Antisolvent Precipitation. CrystEngComm. 16, 2014.
- Chen, F.-P. et al. (2015): Nanocomplexation between Curcumin and Soy Protein Isolate: Influence on Curcumin Stability/Bioaccessibility and in Vitro Protein Digestibility. J. Agric. Food Chem. 63, 2015. 3559−3569.
- Kimthet, Ch. et al. (2017): Extraction of curcumin from Curcuma longa L. using ultrasound assisted supercritical carbon dioxide. AIP Conference Proceedings 184, 2017.
Hyödyllistä tietoa
Ultraääni ja sen uuttovaikutukset
Ultraääniavusteinen uutto perustuu akustiseen kavitaatioon. Kun suuritehoista ultraääntä (matalataajuista, suuren intensiteetin ultraääntä) kytketään nestemäiseen tai tahnamaiseen väliaineeseen, aallot synnyttävät vuorottelevia korkeapainejaksoja (puristus) ja matalapainejaksoja (harvennus). Näiden korkeapaine- / matalapainejaksojen aikana muodostuu tyhjiökuplia, jotka kasvavat useiden jaksojen ajan. Kun kuplat eivät enää pysty vastaanottamaan energiaa, ne luhistuvat rajusti. Tätä kuplien luhistumista ja sen vaikutuksia kutsutaan akustiseksi kavitaatioksi. Kavitaatio synnyttää mikrosuihkuja, leikkausvoimia, iskuaaltoja / suuria paine-eroja, radikaalien muodostumista, äärimmäisiä lämpötiloja ja akustista virtausta. Nämä voimakkaat olosuhteet rikkovat soluseiniä ja saavat aikaan suuren aineensiirron, jolloin solunsisäinen materiaali siirtyy liuottimeen.
Miedot, myrkyttömät liuottimet
Lääkinnällisiin ja ravitsemuksellisiin tarkoituksiin käytettäviin kasviuutteisiin kohdistuva kiinnostus farmakologisina hoitoaineina ja ravintolisinä (nutraseuttisina valmisteina) kasvaa nopeasti. Jotta halutut yhdisteet vapautuvat kasvimateriaalista, kasvimateriaali on liuotettava liuottimeen. Kun tavoitellut uuteaineet on erotettu muusta kasvimateriaalista ja siirretty liuottimeen, uute voidaan väkevöidä. Ultraääniuuttoa voidaan käyttää liuottimettomana menetelmänä käyttämällä vettä liuottimena. Myös alkoholi- ja glyseroliuutot ovat myrkyttömiä ja tehokkaita, ja niitä käytetään usein elintarvikkeiden, lääkkeiden ja kosmetiikan ainesosien uuttoon.
Erittäin tehokkaiden, terveellisten ja myrkyttömien uutteiden valmistuksessa on tärkeää käyttää tehokasta uuttomenetelmää, joka mahdollistaa mietojen, myrkyttömien liuottimien, kuten veden, triasyyliglyserolien tai alkoholin, käytön.
Lue lisää ultraääniuuttomenetelmissä käytettävistä liuottimista napsauttamalla tästä!
Kurkumiini
Kurkumiini on kurkuman oleohartsi ja luonnollinen pigmentti, jota esiintyy kurkumakasvin juurakoissa. Muita tärkeitä kurkuminoidiyhdisteitä ovat demetoksikurkumiini (DMC) ja bisdemetoksikurkumiini (BDMC).
Kurkumiinia (kemiallinen kaava C21H20O6) voidaan uuttaa kasveista Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. tai syntetisoida kemiallisesti.
Kurkumiini on sitoutunut kurkuman polysakkaridi-ligniiniverkostoon. Siksi soluseinien rikkomiseen tarvitaan tehokas uuttotekniikka, kuten ultraäänikäsittely, jotta bioaktiivinen fytokemikaali vapautuu.
Tutkimukset ovat osoittaneet, että mustapippurin sisältämä aktiivinen yhdiste piperiini lisää kurkumiinin biologista hyötyosuutta yli 2 000 %.
Kurkuma
Kurkuma (Curcuma longa) on monivuotinen ruohokasvi, joka kuuluu inkiväärikasvien heimoon Zingiberaceae. Se on kotoisin Intiasta ja Kaakkois-Aasiasta. Kurkumakasvin juurakoita korjataan käytettäväksi mausteena ja lääkkeenä.
Kurkuma on mauste, joka antaa currylle sen voimakkaan keltaisen värin, ja sitä on käytetty Intiassa tuhansien vuosien ajan sekä ruoanlaittomausteena että ayurvedisena lääkkeenä. Kurkumajauheelle ovat ominaisia lämmin, karvas, pippurimainen maku ja maanläheinen tuoksu.
Kurkumajauhetta tai -tahnaa käytetään suositun kuuman juoman – niin kutsutun ”kurkumalatten” tai ”kultaisen maidon” – valmistukseen. Juoma valmistetaan maidosta tai maidottomista vaihtoehdoista, kuten soija-, manteli- tai kookosmaidosta.
Kurkumaa arvostetaan sen antioksidatiivisten, tulehdusta ehkäisevien ja kipua lievittävien vaikutusten vuoksi.
Ruoanlaitto- ja lääkekäytön lisäksi kurkumaa käytetään luonnollisena väriaineena.