Ekstraksi Kurkumin Ultrasonik
Kurkumin merupakan fitokimia dengan khasiat farmakologis dan nutrisi yang terdapat dalam rimpang Curcuma longa. Untuk memperoleh rendemen kurkumin yang tinggi, ekstraktor ultrasonik digunakan sebagai teknik ekstraksi paling efisien. Ekstraksi ultrasonik menghasilkan kurkumin berkualitas unggul dengan rendemen sangat tinggi. Pada saat yang sama, sonikasi hanya memerlukan waktu pemrosesan rimpang kunyit yang singkat.
Isolasi Kurkumin Ultrasonik
Ekstraksi ultrasonik merupakan alternatif yang sangat efisien untuk teknik ekstraksi konvensional seperti maserasi, ekstraksi dengan pelarut panas, atau ekstraksi Soxhlet.
Isolasi ultrasonik kurkumin dan kurkuminoid dari tanaman Curcuma (misalnya Curcuma longa, Curcuma amada) merupakan proses yang efisien, cepat, dan mudah. Dibandingkan dengan ekstraksi Soxhlet dan ekstraksi batch konvensional, ekstraksi berbantuan ultrasonik unggul berkat peningkatan rendemen kurkumin yang signifikan dalam waktu ekstraksi yang lebih singkat.
Untuk ekstraksi ultrasonik konstituen tumbuhan, berbagai pelarut dapat digunakan, seperti air, pelarut berbasis air, etanol, metanol, gliserin, dan sebagainya. Untuk ekstraksi kurkumin, air, etanol, dan triasilgliserol merupakan pelarut yang efektif dan aman serta menghasilkan rendemen ekstrak yang tinggi.
- Rendemen tinggi
- Ekstraksi cepat
- Perolehan kembali yang lebih lengkap
- Pengoperasian aman
- Penerapan mudah
Sonikator UIP1000hdT dengan sel alir untuk ekstraksi kurkumin
Proses Ekstraksi Ultrasonik
Sonikator mutakhir Hielscher memungkinkan kendali penuh atas parameter proses seperti amplitudo, suhu, tekanan, dan masukan energi.
Untuk ekstraksi ultrasonik, parameter pendukung seperti ukuran partikel bahan baku, jenis pelarut, rasio padatan terhadap pelarut, dan waktu ekstraksi dapat dengan mudah divariasikan dan dioptimalkan untuk memperoleh hasil terbaik.
Karena ekstraksi ultrasonik merupakan metode ekstraksi nontermal, degradasi termal bahan bioaktif dapat dihindari.
Secara keseluruhan, keunggulan seperti rendemen tinggi, waktu ekstraksi singkat, suhu ekstraksi rendah, dan jumlah pelarut yang sedikit menjadikan sonikasi metode ekstraksi yang unggul.
Ekstraksi kurkumin ultrasonik dengan UP400ST dan pemisahan senyawa aktif biologis dari pelarut setelahnya (pemulihan pelarut) melalui evaporator putar
Ekstraksi ultrasonik kurkumin dari kunyit diketahui paling efisien ketika sonikasi diterapkan dalam konfigurasi inline kontinu menggunakan sel alir ultrasonik. Suhu proses dalam rentang 60 hingga 80°C bermanfaat untuk meningkatkan rendemen ekstrak.
Efisiensi proses yang unggul: Ekstraksi ultrasonik unggul sebagai teknik berkelanjutan yang hanya memerlukan investasi peralatan ultrasonik dalam jumlah sedang. Proses ultrasonik dapat ditingkatkan skalanya secara linear hingga produksi industri. Biaya pelarut dan energi untuk proses ultrasonik sangat rendah. Keunggulan penting lainnya adalah pengoperasian yang mudah dan aman, biaya yang ekonomis, serta reproduktibilitas, yang sangat penting untuk produksi terstandar.
Formulasi Liposomal Ultrasonik
Kurkumin merupakan molekul hidrofobik yang larut dalam lemak. Artinya, kurkumin harus diformulasikan ke dalam sistem pembawa obat seperti liposom, nanoemulsi, nanosfer, nanopartikel polimer, atau kompleks fito-fosfolipid. Larutan kurkumin berbasis air dapat disiapkan dengan menambahkan surfaktan, lipid, albumin, siklodekstrin, biopolimer, dan sebagainya. Pembuatan nanoemulsi dan suspensi seragam secara ultrasonik merupakan teknik yang sangat efektif untuk memformulasikan kurkumin ke dalam kompleks pembawa obat. Pembawa obat meningkatkan kelarutan, penyerapan, farmakokinetika, dan bioavailabilitas kurkumin. Dengan memformulasikan kurkumin ke dalam nanokompleks, kelarutannya dalam air meningkat sekitar 98.000 kali lipat (dibandingkan dengan kurkumin bebas dalam air). Pembentukan nanokompleks secara signifikan meningkatkan bioavailabilitas dan stabilitas penyimpanan kurkumin.
Klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang enkapsulasi ultrasonik dalam liposom!
Peralatan Ekstraksi Ultrasonik
Hielscher Ultrasonics adalah mitra Anda untuk proses ekstraksi bahan tumbuhan. Baik Anda ingin mengekstraksi dalam jumlah kecil untuk penelitian dan analisis maupun memproses volume besar untuk produksi komersial, kami memiliki ekstraktor ultrasonik yang sesuai untuk Anda. Homogenizer ultrasonik laboratorium kami serta sonikator meja dan industri kami tangguh, mudah digunakan, dan dirancang untuk pengoperasian 24/7 pada beban penuh. Beragam aksesori seperti sonotrode (probe / horn ultrasonik) dengan berbagai ukuran dan bentuk, sel alir, reaktor, dan penguat amplitudo memungkinkan konfigurasi optimal untuk proses ekstraksi spesifik Anda.
Semua mesin ultrasonik digital dilengkapi layar sentuh berwarna, kartu SD terintegrasi untuk pencatatan data otomatis, dan kendali jarak jauh melalui peramban untuk pemantauan proses secara menyeluruh. Dengan sistem ultrasonik canggih Hielscher, standardisasi proses tingkat tinggi dan pengendalian mutu menjadi mudah.
Hubungi kami hari ini untuk mendiskusikan kebutuhan proses ekstraksi Anda! Kami dengan senang hati membantu Anda dengan pengalaman panjang kami dalam ekstraksi bahan tumbuhan!
Sonikator UIP4000hdT untuk produksi inline ekstrak kurkumin berkualitas tinggi
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Sonikator industri UIP16000hdT untuk ekstraksi inline fitokimia dari tumbuhan
Protokol: Nanoenkapsulasi Kurkumin Ultrasonik
Pembuatan Nanopartikel Bermuatan Kurkumin
Nanopartikel bermuatan kurkumin disintesis menggunakan teknik miniemulsifikasi–evaporasi. Prosedurnya bervariasi tergantung pada bahan enkapsulasi yang digunakan, sebagaimana dijelaskan di bawah ini. Formulasi yang digunakan adalah 22,400g air, 0,180g lesitin, 11,500g diklorometana, dan 0,390g bahan enkapsulasi (poli(asam L-laktat) PLLA, 4.000g/gmol atau poli(asam methacylic-co-metil metakrilat Eudragit S100, 125.000 g/gmol atau campuran keduanya digunakan sebagai bahan enkapsulasi). Tidak diperlukan ko-penstabil karena polimer yang telah terbentuk sebelumnya diketahui efektif dalam mencegah degradasi emulsi akibat difusi.
Ketika PLLA digunakan sebagai bahan enkapsulasi, PLLA dan lesitin dilarutkan dalam diklorometana selama 10 menit, kemudian kurkumin ditambahkan dan dicampur selama 5 min (1, 3, 6, 18 wt% dari massa total bahan enkapsulasi). Larutan ini ditambahkan ke air suling sambil diaduk perlahan. Makroemulsi yang terbentuk disonikasi dengan homogenizer ultrasonik seperti UP100H selama 180 detik dalam siklus pulsa (sonikasi 30sec, jeda 10sec). Setelah itu, pelarut diuapkan selama 18 jam pada 40°C. Ketika PLLA dan Eudragit S100 digunakan bersama sebagai bahan enkapsulasi, Eudragit S100 dilarutkan dalam diklorometana pada 60°C selama 20 menit. Setelah itu, campuran didinginkan dan pelarut yang menguap ditambahkan kembali.
Literatur / Referensi
- 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.
Fakta yang Perlu Diketahui
Ultrasonik dan Efek Ekstraksinya
Ekstraksi berbantuan ultrasonik didasarkan pada prinsip kavitasi akustik. Ketika ultrasonik berdaya tinggi (ultrasonik berfrekuensi rendah dan berintensitas tinggi) dikopelkan ke dalam medium cair atau menyerupai pasta, gelombangnya menciptakan siklus tekanan tinggi (kompresi) dan tekanan rendah (rarefaksi) secara bergantian. Selama siklus tekanan tinggi / tekanan rendah ini, gelembung vakum muncul dan membesar selama beberapa siklus. Ketika gelembung tidak dapat menyerap energi lagi, gelembung tersebut runtuh ke dalam secara dahsyat. Keruntuhan gelembung ini beserta efeknya dikenal sebagai kavitasi akustik. Kavitasi menghasilkan semburan mikro, gaya geser, gelombang kejut / perbedaan tekanan tinggi, pembentukan radikal, suhu ekstrem, dan aliran akustik. Kondisi intens ini memecah dinding sel dan menghasilkan perpindahan massa yang tinggi sehingga bahan intraseluler berpindah ke dalam pelarut.
Pelarut Ringan dan Tidak Beracun
Ekstrak herbal yang digunakan untuk tujuan pengobatan dan nutrisi semakin diminati dengan pesat sebagai obat farmakologis dan suplemen nutrisi (nutraseutikal). Untuk melepaskan senyawa yang diinginkan dari bahan tumbuhan, senyawa tersebut harus dilarutkan dalam pelarut. Setelah ekstrak target dipisahkan dari sebagian besar bahan tumbuhan dan dipindahkan ke dalam pelarut, ekstrak dapat dipekatkan. Ekstraksi ultrasonik dapat diterapkan sebagai metode bebas pelarut dengan menggunakan air sebagai pelarut. Ekstraksi menggunakan alkohol dan gliserin juga tidak beracun dan efektif, serta sering digunakan untuk ekstraksi bahan pangan, farmasi, dan kosmetik.
Dalam produksi ekstrak berkhasiat tinggi, menyehatkan, dan tidak beracun, penting untuk menggunakan metode ekstraksi yang efisien, yang memungkinkan penggunaan pelarut ringan dan tidak beracun seperti air, triasilgliserol, atau alkohol.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang pelarut yang digunakan dalam proses ekstraksi ultrasonik!
Kurkumin
Kurkumin merupakan oleoresin kunyit dan pigmen alami yang terdapat dalam rimpang tanaman kunyit. Senyawa kurkuminoid penting lainnya adalah demetoksikurkumin (DMC) dan bisdemetoksikurkumin (BDMC).
Kurkumin (rumus kimia C21H20O6) dapat diekstraksi dari Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. atau disintesis secara kimia.
Kurkumin terperangkap dalam jaringan polisakarida-lignin pada kunyit. Oleh karena itu, diperlukan teknik ekstraksi yang kuat seperti sonikasi untuk memecah dinding sel agar fitokimia bioaktif tersebut dilepaskan.
Penelitian menunjukkan bahwa senyawa aktif piperin, yang terdapat dalam lada hitam, meningkatkan bioavailabilitas kurkumin lebih dari 2.000%.
Kunyit
Kunyit (Curcuma longa) merupakan tumbuhan herba menahun dari famili jahe-jahean Zingiberaceae. Tanaman ini berasal dari India dan Asia Tenggara. Rimpang tanaman kunyit dipanen untuk digunakan sebagai rempah dan obat.
Kunyit merupakan rempah yang memberikan warna kuning pekat pada kari dan telah digunakan di India selama ribuan tahun sebagai bumbu masakan maupun obat Ayurveda. Bubuk kunyit memiliki rasa hangat, pahit, menyerupai lada, dan aroma tanah.
Bubuk atau pasta kunyit digunakan untuk membuat minuman panas populer – yang disebut “latte kunyit” atau “susu emas” – yang dibuat dengan susu atau alternatif susu nonhewani seperti susu kedelai, susu almon, atau santan kelapa.
Kunyit dihargai karena efek antioksidan, antiinflamasi, dan analgesiknya.
Selain digunakan dalam masakan dan pengobatan, kunyit dimanfaatkan sebagai pewarna alami.