ニガウリからの生理活性化合物の超音波抽出
- ニガウリ（ビターアップル、ビターゴード、ビタースカッシュ、バルサムペアとも呼ばれる）は、抗酸化物質、フラボノイド、植物ステロール、サポニンなど、健康に有益な化合物を豊富に含む果実です。
- 超音波処理は、植物原料からの生理活性物質の抽出を促進することがよく知られています。
- 超音波抽出はニガウリから高品質の抽出物を取り出し、収率の向上に加え、迅速で簡単な処理という点でも優れています。
ニガウリの生理活性化合物
ニガウリ（Momordica charantia L.）は、抗酸化物質、植物ステロール、配糖体、サポニン、アルカロイド、トリテルペンなど、多種多様な植物化学成分を豊富に含む熱帯の果実です。生理活性物質を多量に含むため、ニガウリは薬用植物やスーパーフードとして高く評価されています。特に、果肉、種子、葉など植物のあらゆる部位に存在するサポニンは血糖降下作用を示すため、天然の抗糖尿病剤として使用されています。
優れた抽出技術としてよく知られる超音波抽出は、サポニン、フラボノイド、ポリフェノール、多糖類、テルペノイド、タンニン、アルカロイドなど、生理活性を持つ植物成分の放出を促進します。
ニガウリからの超音波抽出
超音波処理は、植物原料からの抽出工程を促進することが知られている、実証済みの技術です。強力な超音波は細胞を破砕し、物質移動を増加させ、それによって生理活性化合物の放出を促進します。超音波はニガウリからの植物成分の抽出に加え、次の原料からの抽出物の製造にも成功裏に使用されています： コーヒー, サフラン, 大麻, 羅漢果, アーユルヴェーダの薬草, 薬用キノコ、およびその他多くの植物。
UP400Stによる8Lバッチでの藻類の超音波抽出
事例研究
超音波抽出は、M. charantiaの果実からチャランチンを迅速かつ効率的に抽出できることが示されています。超音波処理は、メタノールと水の混合液（80:20, v/v）中で、46°C、固体と溶媒の比率1:26, w/vの条件で実施され、チャランチン収率が増加し、ニガウリ粉末から3 mg/gを超えるチャランチンが得られました。この超音波処理プロトコルは、ソックスレー法と比較してチャランチンの抽出効率が2.74倍でした。(Ahamad et. 2015)
- より高い収率
- 高品質
- 迅速な抽出
- 穏やかな非熱的プロセス
- 水または溶媒
- 簡単で安全な操作
溶媒の選択
超音波抽出では、水、アルコール、エタノール、メタノール、エタノールと水の混合液など、さまざまな溶媒を選択できます。これらはすでに試験され、ニガウリからフェノール性化合物を分離するのに有効であることが示されています。超音波処理は、溶媒を使用しない水抽出（例えば、有機抽出物の調製）に使用することも、お好みの溶媒と組み合わせることもできます。
植物原料からの超音波抽出に使用する溶媒について詳しくご覧ください！
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高性能超音波抽出装置
Hielscherの超音波装置は、植物原料から活性化合物を分離するために広く使用されています。あらゆる処理容量に対応する超音波抽出装置を提供するHielscherは、お客様の要件に最も適した超音波プロセッサーをご提案できます。分析や実現可能性試験用の小型ハンドヘルド ラボシステム から、パイロットプラント用超音波装置、さらに 本格的な産業用超音波 リアクターまで、Hielscherの製品群には、お客様の抽出工程に理想的な構成が揃っています。工程に応じて、超音波抽出はバッチ方式または連続フロー方式で実施できます。ソノトロード、ブースターホーン、フローセル、リアクターなどの多様な付属品により、工程の目標に最適な超音波システムを構成できます。
Hielscherの超音波プロセッサーは精密に制御でき、工程データは当社のデジタル超音波システムに内蔵されたSDカードに自動的に記録されます。工程パラメーターを確実に制御することで、一貫して高い製品品質を確保し、工程の標準化を可能にします。
Hielscherの超音波装置は堅牢であるため、高負荷の厳しい環境でも24/7の運転が可能です。簡単で安全な操作と少ない保守負担により、Hielscherの超音波システムは生産現場で頼れる主力装置となります。
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力の目安を示しています：
| バッチ容量 | 流量 | 推奨装置 |
|---|---|---|
| 0.5–1.5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1–20L | 0.2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | さらに大きい流量 | クラスター構成の UIP16000 |
詳しい情報については、今すぐお問い合わせください！十分な訓練を受けた当社のスタッフが、お客様の抽出工程について喜んでご相談に応じます！
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文献・参考資料
- Ahamad, Javed; Amin, Saima; Mir, Showkat R. (2015): Optimization of ultrasound-assisted extraction of charantin from Momordica charantia fruits using response surface methodology. J Pharm Bioallied Sci. 2015 Oct-Dec; 7(4): 304–307.
- Santana de Oliveira M., Almeida da Costa W., Figueiredo Bezerra F.W., Araújo M.E., Costa Ferreira G., Nunes de Carvalho Junior R. (2018): Phytochemical profile and biological activities of Momordica charantia L. (Cucurbitaceae): A review. African Journal of Biotechnology Vol. 17(27), pp. 829-846, 4 July, 2018.
- Sutanto, H.; Himawan, E.; Kusumocahyo, S.P. (2015): Ultrasound assisted extraction of bitter gourd fruit (Momordica charantia) and vacuum evaporation to concentrate the extract. ISAC 2015.
- Thakre, A.; Deore, V.; Gaiwad, S.; Kawade, S. (2014): Extraction of Phytochemical Components from the Fruit of Momordica Charantia and Evaluation of its Antimicrobial Activity.
知っておきたい事実
ニガウリ
ニガウリ（Momordica charantia L.、ウリ科。一般にはビターゴード、ビターメロン、ビターアップル、ビターゴード、ビタースカッシュ、バルサムペアとも呼ばれる）は、アジアやアフリカに見られる果実で、さまざまな健康上の利点から高く評価されています。ニガウリは、抗がん、抗微生物、抗炎症、抗糖尿病の特性との関連が示されています。ニガウリの果実の薬用価値は、抗酸化物質として作用するフェノール性化合物を豊富に含むことと関連しています。ニガウリは糖尿病患者のための植物由来の薬としてよく使用され、その有益な血糖降下作用は、生理活性成分であるチャランチンと関連しています。チャランチンは、二種類のステロイドサポニンの1:1の混合物で、その成分はβ-シトステリルグルコシド（C35H60O6）と5,25-stigmasteryl glucoside（C35H58O6）です。
さらに、Momordica charantiaの果実はポリフェノールを非常に豊富に含みます。水酸基を持つため、ニガウリに含まれるフェノール性化合物の大部分は親水性化合物です。これには、没食子酸、ゲンチジン酸、カテキン、クロロゲン酸、エピカテキン、バニリンの酸、プロトカテク酸、p-クマル酸、o-クマル酸、t-ケイ皮酸などがあります。ニガウリ抽出物はポリフェノールを豊富に含むため、フリーラジカルの捕捉に高い効果を示す強力な抗酸化サプリメントとなります。
ニガウリの果肉、仮種皮、種子にはフェノール性化合物とフラボノイドが多量に含まれており、植物由来の医薬品を調製するための優れた原料となります。
健康に有益であることが知られるニガウリの生理活性化合物は、超音波処理によって効果的に抽出できます。
超音波抽出はどのように機能するのでしょうか？
超音波支援抽出（UAE）は、非常に強い超音波を液体またはスラリーに結合させることに基づいています。超音波は高圧と低圧のサイクルを交互に生み出し、その結果、キャビテーションが発生します。超音波キャビテーション、すなわち音響キャビテーションは、圧力、温度、せん断力が局所的に極端な条件となる現象です。崩壊するキャビテーション気泡の近傍では、最大5000Kという非常に高い温度、1000気圧の圧力、1010 K/sを超える加熱・冷却速度、最大280m/sの速度の液体ジェットが生じ、キャビテーション領域に非常に大きなせん断力と乱流をもたらします。これらの要因（圧力、熱、せん断、乱流）の組み合わせにより、細胞が破砕され（溶解）、抽出工程中の物質移動が加速され、それによって植物からの植物成分の固液抽出が促進されます。超音波抽出技術は、植物からのフラボノイド、多糖類、アルカロイド、植物ステロール、ポリフェノール、色素の抽出に広く利用されています。