Ultrahangos kurkuminextrakció
A kurkumin a Curcuma longa gyöktörzseiben jelen lévő, farmakológiai és táplálkozási jelentőségű fitokémiai vegyület. A nagy kurkuminhozam eléréséhez ultrahangos extraktorokat alkalmaznak a leghatékonyabb extrakciós technika eszközeiként. Az ultrahangos extrakció kiváló minőségű kurkumint és nagyon nagy hozamot eredményez. Ugyanakkor az ultrahangos kezelés a kurkuma gyöktörzsének csak rövid feldolgozási idejét igényli.
A kurkumin ultrahangos izolálása
Az ultrahangos extrakció rendkívül hatékony alternatívája az olyan hagyományos extrakciós technikáknak, mint a macerálás, a forró oldószeres extrakció vagy a Soxhlet-extrakció.
A kurkumin és a kurkuminoidok ultrahangos izolálása a kurkumanövényből (pl. Curcuma longa, Curcuma amada) hatékony, gyors és egyszerű eljárás. A Soxhlet-extrakcióval és a hagyományos szakaszos extrakcióval összehasonlítva az ultrahanggal segített extrakció lényegesen nagyobb kurkuminhozammal és rövidebb extrakciós idővel tűnik ki.
A növényi összetevők ultrahangos extrakciójához különféle oldószerek használhatók, például víz, vizes oldószerek, etanol, metanol, glicerin stb. A kurkumin extrakciójához a víz, az etanol és a triacil-glicerinek hatékony és biztonságos oldószerek, amelyek nagy kivonathozamot eredményeznek.
- Nagy hozam
- Gyors extrakció
- Teljesebb kinyerés
- Biztonságos működés
- Egyszerű megvalósítás
Ultrahangos készülék UIP1000hdT átfolyó cellával a kurkumin extrakciójához
Az ultrahangos extrakció folyamata
A Hielscher legkorszerűbb ultrahangos készülékei lehetővé teszik a folyamatparaméterek, például az amplitúdó, a hőmérséklet, a nyomás és az energiabevitel teljes körű szabályozását.
Az ultrahangos extrakció során az olyan kiegészítő paraméterek, mint a nyersanyag szemcsemérete, az oldószer típusa, a szilárd anyag és az oldószer aránya, valamint az extrakciós idő, könnyen változtathatók és optimalizálhatók a legjobb eredmények érdekében.
Mivel az ultrahangos extrakció nem termikus extrakciós módszer, elkerülhető a bioaktív összetevők hőbomlása.
Összességében az olyan előnyök, mint a nagy hozam, a rövid extrakciós idő, az alacsony extrakciós hőmérséklet és a kis oldószermennyiség, az ultrahangos kezelést kiemelkedő extrakciós módszerré teszik.
Ultrahangos kurkuminextrakció az UP400ST készülékkel, majd a bioaktív hatóanyagok elválasztása az oldószertől (oldószer-visszanyerés) rotációs bepárlóval
Megállapították, hogy a kurkumin kurkumából történő ultrahangos extrakciója akkor a leghatékonyabb, ha az ultrahangos kezelést folyamatos, átfolyó rendszerben, ultrahangos átfolyó cellával végzik. A 60 és 80°C közötti folyamathőmérsékletek kedvezően hatnak a kivonathozam növelésére.
Kiemelkedő folyamathatékonyság: Az ultrahangos extrakció olyan fenntartható technikaként tűnik ki, amely csupán mérsékelt beruházást igényel az ultrahangos berendezésekbe. Az ultrahangos eljárás lineárisan méretezhető fel az ipari termelés szintjére. Az ultrahangos eljárás oldószer- és energiaköltségei nagyon alacsonyak. További fontos előnyei az egyszerű és biztonságos működés, a gazdaságos költségek és a reprodukálhatóság, amely elengedhetetlen a szabványosított termeléshez.
Liposzómás formulálás ultrahanggal
A kurkumin hidrofób, zsírban oldódó molekula. Ez azt jelenti, hogy a kurkumint gyógyszerhordozó rendszerbe, például liposzómákba, nanoemulziókba, nanogömbökbe, polimer nanorészecskékbe vagy fito-foszfolipid-komplexbe kell formulálni. Vizes kurkuminoldatok felületaktív anyagok, lipidek, albuminok, ciklodextrinek, biopolimerek stb. hozzáadásával készíthetők. A nanoemulziók és az egyenletes szuszpenziók ultrahangos előállítása nagyon hatékony technika a kurkumin gyógyszerhordozó komplexekbe történő formulálására. A gyógyszerhordozók javítják a kurkumin oldhatóságát, felszívódását, farmakokinetikáját és biológiai hozzáférhetőségét. A kurkumin nanokomplexekbe történő formulálásával a vízoldhatóság körülbelül 98 000-szeresére nő (a vízben lévő szabad kurkuminhoz képest). A nanokomplexképzés jelentősen javította a kurkumin biológiai hozzáférhetőségét és tárolási stabilitását.
Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a liposzómákba történő ultrahangos kapszulázásról!
Ultrahangos extrakciós berendezések
A Hielscher Ultrasonics az Ön partnere a növényi alapanyagok extrakciós eljárásaiban. Akár kis mennyiségeket szeretne extrahálni kutatási és elemzési célokra, akár nagy mennyiségeket szeretne feldolgozni kereskedelmi termeléshez, rendelkezünk az Ön számára megfelelő ultrahangos extraktorral. A laboratóriumi ultrahangos homogenizátoraink és az asztali és ipari ultrahangos készülékeink strapabírók, könnyen használhatók, és teljes terhelés mellett napi 24 órás, heti 7 napos működésre készültek. A tartozékok széles választéka, például a különböző méretű és alakú szonotródák (ultrahangos szondák / kürtök), az átfolyó cellák, a reaktorok és az amplitúdóerősítők lehetővé teszik az Ön adott extrakciós eljárásához optimális összeállítás kialakítását.
Minden digitális ultrahangos berendezés színes érintőkijelzővel, az automatikus adatrögzítéshez beépített SD-kártyával és a folyamat átfogó felügyeletéhez böngészőn keresztüli távirányítással rendelkezik. A Hielscher kifinomult ultrahangos rendszereivel egyszerűvé válik a folyamatok magas szintű szabványosítása és a minőségellenőrzés.
Lépjen kapcsolatba velünk még ma, hogy megbeszélhessük extrakciós eljárásának követelményeit! A növényi extrakció terén szerzett sokéves tapasztalatunkkal örömmel segítünk Önnek!
UIP4000hdT ultrahangos készülék kiváló minőségű kurkuminkivonatok folyamatos, átfolyó rendszerű előállításához
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
UIP16000hdT ipari ultrahangos készülék fitokémiai vegyületek növényekből történő, folyamatos, átfolyó rendszerű extrakciójához
Protokoll: a kurkumin ultrahangos nanokapszulázása
Kurkuminnal töltött nanorészecskék előállítása
A kurkuminnal töltött nanorészecskéket miniemulgeálási–elpárologtatási technikával szintetizálják. Az eljárás az alkalmazott kapszulázóanyagtól függően változik az alábbiakban leírtak szerint. Az alkalmazott összetétel 22,400g víz, 0,180g lecitin, 11,500g diklórmetán és 0,390g kapszulázóanyag volt (kapszulázóanyagként poli(L-tejsavat), PLLA, 4 000g/gmol, vagy poli(methacylic acid-ko-metil-metakrilát Eudragit S100, 125 000 g/gmol, vagy ezek keverékét használják). Nincs szükség társ-stabilizátorra, mivel ismert, hogy az előre előállított polimerek hatékonyan megakadályozzák az emulzió diffúzió okozta destabilizálódását.
Ha kapszulázóanyagként PLLA-t használnak, a PLLA-t és a lecitint 10 percen át diklórmetánban oldják, majd hozzáadják a kurkumint, és 5 min ideig keverik (a kapszulázóanyag teljes tömegének 1, 3, 6, 18 wt%-a). Ezt az oldatot enyhe keverés mellett a desztillált vízhez adják. A képződött makroemulziót ultrahangos homogenizátorral, például UP100H készülékkel 180 másodpercig kezelik impulzusciklusokban (30sec ultrahangos kezelés, 10sec szünet). Ezután az oldószert 18 órán át párologtatják el 40°C-on. Ha kapszulázóanyagként PLLA-t és Eudragit S100-at együtt használnak, az Eudragit S100-at diklórmetánban oldják 60°C-on, 20 percen át. Ezután a keveréket lehűtik, és az elpárolgott oldószert ismét hozzáadják.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
Hasznos tudnivalók
Az ultrahang és extrakciós hatásai
Az ultrahanggal segített extrakció alapelve az akusztikus kavitáció. Amikor nagy teljesítményű ultrahangot (alacsony frekvenciájú, nagy intenzitású ultrahangot) csatolnak folyékony vagy pasztaszerű közegbe, a hullámok váltakozó nagy nyomású (kompressziós) és kis nyomású (ritkulási) ciklusokat hoznak létre. E nagy nyomású / kis nyomású ciklusok során vákuumbuborékok keletkeznek, amelyek több cikluson keresztül növekednek. Amikor a buborékok már nem képesek több energiát felvenni, hevesen összeroppannak. A buborékok ezen összeroppanása és annak hatásai akusztikus kavitációként ismertek. A kavitáció mikrosugarakat, nyíróerőket, lökéshullámokat / nagy nyomáskülönbségeket, gyökképződést, szélsőséges hőmérsékleteket és akusztikus áramlást hoz létre. Ezek az intenzív körülmények feltörik a sejtfalakat és nagymértékű anyagátadást idéznek elő, így a sejten belüli anyag az oldószerbe kerül.
Kíméletes, nem mérgező oldószerek
A gyógyászati és táplálkozási célokra használt gyógynövénykivonatok iránt gyorsan növekszik az érdeklődés farmakológiai készítményként és étrend-kiegészítőként (nutraceutikumként) egyaránt. Ahhoz, hogy a kívánt vegyületek felszabaduljanak a növényi anyagból, a növényi anyagot oldószerben kell feloldani. Miután a célzott kivonatokat eltávolították a növényi anyag fő tömegéből és az oldószerbe juttatták, a kivonat koncentrálható. Az ultrahangos extrakció oldószermentes módszerként is alkalmazható, vizet használva oldószerként. Az alkoholos és a glicerines extrakció egyaránt nem mérgező és hatékony; ezeket gyakran használják élelmiszeripari, gyógyszeripari és kozmetikai összetevők extrakciójához.
A nagy hatású, egészséges, nem mérgező kivonatok előállításához fontos olyan hatékony extrakciós módszert alkalmazni, amely lehetővé teszi kíméletes, nem mérgező oldószerek, például víz, triacil-glicerinek vagy alkohol használatát.
Kattintson ide, ha többet szeretne olvasni az ultrahangos extrakciós eljárásokban használt oldószerekről!
Kurkumin
A kurkumin a kurkuma oleorezinje és természetes pigment, amely a kurkumanövény gyöktörzseiben található. További fontos kurkuminoid vegyületek a demetoxi-kurkumin (DMC) és a biszdemetoxi-kurkumin (BDMC).
A kurkumin (kémiai képlete C21H20O6) kinyerhető az alábbi növényekből: Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val., vagy kémiai úton szintetizálható.
A kurkumin a kurkuma poliszacharid–lignin hálózatában van megkötve. Ezért a sejtfalak feltöréséhez és a bioaktív fitokémiai vegyület felszabadításához olyan nagy teljesítményű extrakciós technikára van szükség, mint az ultrahangos kezelés.
Vizsgálatok kimutatták, hogy a fekete borsban található piperin hatóanyag több mint 2 000%-kal növeli a kurkumin biológiai hozzáférhetőségét.
Kurkuma
A kurkuma (Curcuma longa) a gyömbérfélék ( Zingiberaceae) családjába tartozó lágyszárú évelő növény. Indiában és Délkelet-Ázsiában őshonos. A kurkumanövény gyöktörzseit fűszerként és gyógyszerként való felhasználásra takarítják be.
A kurkuma adja a curry intenzív sárga színét, és Indiában évezredek óta használják konyhai fűszerként, valamint ájurvédikus gyógyszerként. A kurkumaport meleg, keserű, borsszerű íz és földes illat jellemzi.
A kurkumaport vagy -pasztát egy népszerű forró ital – az úgynevezett „kurkuma latte” vagy „aranytej” – készítéséhez használják, amelyet tejjel vagy nem tejből készült tejhelyettesítőkkel, például szója-, mandula- vagy kókusztejjel készítenek.
A kurkumát antioxidáns, gyulladáscsökkentő és fájdalomcsillapító hatásai miatt értékelik.
Konyhai és gyógyászati felhasználása mellett a kurkumát természetes színezékként is alkalmazzák.