Ultrasone extractie van ayurvedische kruiden

Kruiden en specerijen bevatten veel bioactieve verbindingen die in de ayurveda als remedies en therapeutische middelen worden gebruikt. Sonicatie is een superieure extractietechniek voor de productie van hoogwaardige extracten. De voordelen van ultrasone extractie zijn zeer hoge opbrengsten, snelle extractie en een milde, niet-thermische behandeling die onbeschadigde bioactieve verbindingen oplevert.

Waarom ultrasone extractie?

Ultrasone extractie is een milde, niet-thermische techniek die op cavitatie is gebaseerd. Sonicatoren van Hielscher maken een nauwkeurige regeling van alle sonicatieparameters mogelijk (zoals amplitude, temperatuur, druk en intensiteit). Dit zorgt ervoor dat de geëxtraheerde verbindingen tijdens het extractieproces niet worden afgebroken, wat cruciaal is voor de extractie en bereiding van medicinale tincturen.
Biochemische stoffen die door ultrasoon geluid worden vrijgemaakt, zijn van hoge kwaliteit en vertonen een buitengewone biologische beschikbaarheid. Ultrasoon ondersteunde extractie verhoogt de opbrengst en verkort de extractietijd. Andere belangrijke voordelen zijn de lage procestemperaturen (namelijk 20℃, wat aanzienlijk lager is dan bij traditionele extractie) en het gebruik van groene oplosmiddelen (namelijk water en ethanol).

In deze presentatie laten we u kennismaken met de productie van plantaardige extracten. We leggen uit welke uitdagingen er zijn bij het produceren van hoogwaardige plantaardige extracten en hoe een sonicator u kan helpen deze te overwinnen. Deze presentatie laat zien hoe ultrasone extractie werkt. U leert welke voordelen een sonicator bij extractie biedt en hoe u een ultrasone extractor in uw extractproductie kunt integreren.

Fytochemicaliën in nanoformuleringen voor ayurvedische producten

Voor de beste biologische beschikbaarheid moeten plantaardige fytoverbindingen op moleculaire grootte aanwezig zijn om in de menselijke cellen te kunnen worden afgeleverd. Fytosomen (farmacosomen) zijn farmacologische fosfolipidencomplexen waarin de bioactieve stoffen van het kruid zijn opgenomen. Fytosomen kunnen worden geformuleerd als suspensies, liposomen, emulsies, waterige micro-/nanodispersies, crèmes, lotions, gels, pillen, capsules, poeders, granulaten of tabletten. Met de technologie voor ultrasone extractie en formulering kan de ideale bereiding van stoffen met een hoge biologische beschikbaarheid eenvoudig in de productie worden geïmplementeerd.
Voor kruiden zoals mariadistel, ginkgo biloba, druivenpitten, groene thee, meidoorn en ginseng is al wetenschappelijk bewezen dat toedieningsvormen op nanoschaal, zoals polymere nanodeeltjes, liposomen, micellen, nanosferen, nanocapsules, vaste lipidenanodeeltjes en nano-emulsies, aanzienlijk effectiever zijn.

Voordelen:

Hoge kwaliteit
Hoge opbrengst
Snelle extractie
Mild, niet-thermisch
Verhoogde stabiliteit
Gestandaardiseerd proces
Veilig
Eenvoudig te bedienen
CIP / SIP

Ultrasone bereiding van ayurvedische tonica

In de ayurveda en de Aziatische geneeskunde worden kruiden meestal gebruikt in combinaties van meerdere plantenbereidingen. Dit zijn gestandaardiseerde formules die aan individuele behoeften kunnen worden aangepast. Dergelijke formuleringen van ayurvedische kruiden en specerijen worden vaak gecombineerd tot een geconcentreerd tonicum of een aromatische olie om een zeer effectief geneesmiddel te verkrijgen. (Een zeer bekende formulering is Triphala, dat is samengesteld uit Amalaki, Haritaki en Bibhitaki).
Naast tonica worden kruiden en specerijen verwerkt tot ayurvedische specerijenpasta’s die bij het koken worden gebruikt. Deze specerijenpasta’s en sauzen (bijvoorbeeld ayurvedische specerijenpasta, masalasaus, chutneys enz.) geven maaltijden een heerlijk aroma en werken tegelijkertijd als remedie.

Bekijk in de onderstaande video een vergelijking tussen ultrasone extractie en conventionele maceratie van verse bladeren van smalle weegbree in water. Sonicatie levert niet alleen binnen enkele seconden een krachtig extract van smalle weegbree op, maar ook de kleur van het extract wijst op een verschil in kwaliteit. Terwijl het ultrasone extract een diepgroene kleur heeft, heeft het extract dat 20 dagen is gemacereerd een bruinachtige kleur die wijst op oxidatieve afbraak van de bioactieve verbindingen.

In deze korte video vergelijken wij ultrasone extractie in koud water met het ultrasone sondeapparaat Hielscher UP200Ht met traditionele maceratie gedurende 20 dagen. Terwijl conventionele maceratie weken nodig heeft om bioactieve stoffen uit verse smalleweegbreebladeren te extraheren, maakt ultrasone extractie met een sonde deze stoffen al binnen enkele seconden vrij. Bij vergelijking van het traditioneel gemacereerde extract met het ultrasone extract is duidelijk te zien dat het ultrasoon behandelde extract diepgroen is, terwijl het gemacereerde extract een bruinachtige tint heeft, wat wijst op oxidatieve afbraak van de bioactieve stoffen. De diepgroene kleur van het ultrasone smalleweegbree-extract onderstreept de superieure efficiëntie van ultrasone technologie bij het produceren van een extract met een volledig spectrum aan stoffen. Ultrasone extractie van plantaardig materiaal is sneller, krachtiger en efficiënter. De zeer efficiënte ultrasone extractie met de UP200Ht levert een smalleweegbree-extract met een volledig spectrum aan stoffen op.

Krachtig ultrasoon geluid voor plantenextractie

Ultrasoon geluid met hoge intensiteit is een gangbare verwerkingstechniek in de voedingsmiddelenindustrie, de chemische industrie en de farmaceutische industrie. Homogenisatie, emulgering, conservering en extractie zijn typische processen die sterk profiteren van sonicatie. Sonicatie wordt gebruikt om sappen, sauzen en pasta’s te mengen voor een betere stabiliteit en om smaak- en aromastoffen te extraheren, evenals bioactieve stoffen zoals polyfenolen, polysachariden, antioxidanten, vitaminen en andere voedingsstoffen of farmacologische verbindingen.
Krachtig ultrasoon geluid is een procesintensiverende technologie die traditionele extractiemethoden zoals maceratie, hydrodestillatie of Soxhlet overtreft door een hogere opbrengst, snellere extractie, milde procesomstandigheden en een hoge extractkwaliteit. Door de intensiteit van het ultrasone geluid te regelen en aan te passen, kunnen kruidengeneesmiddelen worden bereid als verbindingen op submicron- en nanoschaal – waardoor de hoogste biologische beschikbaarheid wordt gewaarborgd.
Daarom is sonicatie de voorkeurstechniek voor de bereiding van moderne ayurvedische kruidengeneesmiddelen.

Standaardisatie van extractie

Met sonicatoren van Hielscher kunt u alle belangrijke extractieparameters en beïnvloedende factoren nauwkeurig regelen. Dit helpt bij het opzetten van een gestandaardiseerd extractieproces waarmee betrouwbare extracten van een constant hoge kwaliteit kunnen worden geproduceerd.

Apparatuur voor ultrasone extractie

Hielscher Ultrasonics is de toonaangevende fabrikant van ultrasone extractiesystemen. Met duizenden geïnstalleerde ultrasone extractiemachines wereldwijd is Hielscher uw betrouwbare partner voor zowel de hardware als advies en projectontwikkeling.
Ons productassortiment omvat ultrasone systemen voor kleine tot zeer grote procesvolumes. Accessoires zoals verschillende sonotroden (ultrasone sondes / hoorns), boosters en doorstroomcellen maken een optimale procesopstelling mogelijk. Onze zeer ervaren medewerkers, waaronder technici, procesingenieurs en biochemici, adviseren en begeleiden u van haalbaarheidsonderzoek tot opschaling en installatie.

Neem nu contact met ons op! Wij werken graag met u samen aan uw specifieke extractieproces!

Verwante onderwerpen

Literatuur / Referenties

Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.

Wetenswaardigheden

Ultrasone cavitatie en de effecten ervan op extractie

Wanneer ultrasone golven met hoge intensiteit en lage frequentie in vloeistoffen of pasta’s worden gekoppeld, ontstaat cavitatie. Ultrasone of akoestische cavitatie is de
Ultrasone cavitatie perforeert en ontwricht celwanden en membranen, waardoor de doorlaatbaarheid en afbraak van celmembranen toenemen. Bovendien kan het oplosmiddel de cel binnendringen en etherische oliën en bioactieve verbindingen vanuit het celinterieur naar het omringende oplosmiddel transporteren. Daardoor komen de biochemische stoffen die in de cel opgesloten zitten vrij in het omringende oplosmiddel en kunnen ze vervolgens worden afgescheiden. De verbeterde massaoverdracht tussen de plantencel en het oplosmiddel (bijvoorbeeld water, alcohol of ethanol) maakt de productie van zeer krachtige extracten mogelijk.
Ultrasone extractie is een vorm van vast-vloeistofextractie en kan worden gecombineerd met andere extractietechnieken zoals hydrodestillatie, Soxhlet, extractie met superkritische vloeistoffen (SFE), microgolven enz. om de capaciteit van bestaande extractieapparatuur te verhogen en te profiteren van de synergetische effecten van ultrasoon geluid. Dankzij de uitstekende prestaties op het gebied van extractieterugwinning / opbrengst, extractiesnelheid en extractkwaliteit is sonicatie de moderne techniek voor de productie van ayurvedische kruidengeneesmiddelen. Ultrasone extractie maakt fytochemische bestanddelen vrij met een hoge biologische beschikbaarheid en antioxidantactiviteit. Vergeleken met alternatieve productiemethoden leidt sonicatie tot de hoogste gehalten aan fenolen, flavonoïden, niet-flavonoïden, totale chlorofylen, totale carotenoïden, terpenoïden en fytosterolen, en tot het hoogste vermogen om radicalen weg te vangen.

„Het gebruik van ultrasoon geluid kan het extractieproces verbeteren door de massaoverdracht tussen het oplosmiddel en het plantenmateriaal te verhogen. Bovendien leidt het imploderen van cavitatiebellen tot een betere celontsluiting via de vorming van microjets als gevolg van asymmetrische belimplosie nabij een vast oppervlak. Hierdoor kan het oplosmiddel beter in het plantenlichaam zelf doordringen en kunnen ook celwanden worden afgebroken. Daardoor biedt het gebruik van ultrasoon geluid bij plantenextractie voordelen in de vorm van verhoogde massaoverdracht, betere penetratie van het oplosmiddel, minder afhankelijkheid van het gebruikte oplosmiddel, extractie bij lagere temperaturen, snellere extractie en hogere productopbrengsten. Deze eigenschappen maken sonicatie aantrekkelijk voor veel extracties. Voor opschaling moet sonicatie worden toegepast in de extractie-eenheid zelf, waar het plantenmateriaal rechtstreeks in contact staat met het oplosmiddel, bijvoorbeeld bij de extractie van antioxidanten uit rozemarijn.“ [Mason et al. 2011]

Effecten van ultrasone extractie

Verbeterde diffusie
Verbeterde massaoverdracht
Openbreken van plantencellen
Verbeterde penetratie van het oplosmiddel
Sonocapillair effect

Ultrasone extractie wordt ook gebruikt voor de bereiding van spagyrische tincturen! Lees meer over de ultrasoon ondersteunde bereiding van spagyrische tincturen, inclusief protocollen en aanbevelingen!

Ayurveda

Ayurveda is de holistische benadering van gezondheid en welzijn. Op basis van oude kennis over de wisselwerking tussen kruiden en gezondheid maakt de ayurvedische praktijk gebruik van natuurlijke remedies. Ayurveda en kruidenkunde zijn nauw met elkaar verbonden: de medicinale en genezende eigenschappen van honderden kruiden, specerijen en andere planten maken deel uit van het ayurvedische kruidengeneeskundige systeem. Ayurvedische tonica, oliën en mengsels kunnen inwendig worden toegediend als geneesmiddel, supplement of voedingsmiddel, maar ook uitwendig via de huid worden aangebracht (bijvoorbeeld oliën, lotions en zalven) of als aromatherapie zelfs via het slijmvlies van de luchtwegen worden toegediend.

Ayurvedische kruiden

In de traditionele geneeskunde worden plantaardige remedies uit kruiden, specerijen, wortels en bloemen veel gebruikt.
Elke plant staat bekend om zijn specifieke effecten, bijvoorbeeld het verbeteren van de spijsvertering, het werken als ontstekingsremmende of antibacteriële stof, het verlichten van pijn, het verlichten van luchtwegproblemen, het verbeteren van de algehele gezondheid enz.

Kurkuma (Curcuma longa), komijn, ajwain, koriander, venkel, saunf, munt, mosterdzaad, kruidnagel, asafoetida (hing), fenegriek, zwarte peper, gember, kardemom, laurierbladeren, kaneel, nootmuskaat, triphala en cayennepeper zijn populaire plantaardige middelen die worden gebruikt om de spijsvertering en de stofwisseling te verbeteren. Ze worden toegediend om het lichaam te reinigen door ama (het bijproduct van een slechte spijsvertering) te verwijderen en spijsverteringsproblemen te voorkomen of te genezen.

Fytochemicaliën in ashwagandha (Withania somnifera), heilige basilicum, zoethout en winterkers staan erom bekend de prestaties, de algehele gezondheid en de levensduur te verbeteren door energie, kracht & welzijn te verhogen. Deze fytochemicaliën, die bekendstaan als adaptogenen, versterken de weerstand van het lichaam tegen stress.
Kurkuma is een van de belangrijkste ayurvedische planten. Het bevat curcuminoïden en curcumine. Deze verbindingen staan bekend om hun vele voordelen voor de menselijke gezondheid, zoals het verbeteren van de hersenfunctie, een hoge antioxidantactiviteit, het verlichten van ontstekingen (bijvoorbeeld reumatoïde artritis) en kankerpreventie. Curcumine heeft in de traditionele westerse geneeskunde en de farmacologie veel aandacht gekregen vanwege zijn kankerbestrijdende werking. Omdat zowel curcuminoïden als curcumine slecht in water oplosbaar zijn, moeten ze in liposomen worden ingekapseld. Klik hier voor meer informatie over ultrasone inkapseling en de bereiding van liposomen!
Moringa (ook bekend als shigru of de trommelstokboom) wordt gebruikt vanwege zijn schimmelwerende, antivirale en ontgiftende eigenschappen. Moringa is rijk aan antioxidanten en vitamine A en wordt een superfood genoemd.

Manjistha en neem bevatten ontgiftende stoffen die het lichaam reinigen en zuiveren.
Bittermeloen (Momordica charantia) en betelnoot worden met succes gebruikt om insulineresistentie en diabetes te behandelen.
Heilige basilicum (ook bekend als Tulsi; Ocimum sanctum) wordt gebruikt vanwege zijn ontstekingsbevorderende, koortsverlagende en pijnstillende effecten.
Kalonjizaden, de sirisboom en staan bekend om hun gunstige effecten op de luchtwegen.

Ayurvedische kruiden voor specifieke dosha’s

In de ayurveda wordt iedereen ingedeeld naar zijn of haar doshatype. Er zijn drie doshatypen – Vata, Pitta en Kapha. Voor elk doshatype zijn er kruiden die buitengewoon gunstig zijn. Hieronder vindt u de belangrijkste kruiden en specerijen voor elk doshatype:
VATA: Ashwagandha, Triphala, gember, kaneel, komijn
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Kurkuma, Haritaki, Triphala, gember, kruidnagel

Sonocapillair effect

Het sonocapillaire effect / ultrasone capillaire effect is een abnormale stijging van een vloeistof in een capillaire buis onder invloed van ultrasoon geluid. Omdat sommige bestanddelen, zoals etherische oliën, zich in het capillaire systeem van plantenmateriaal bevinden, zou men verwachten dat ultrasoon geluid kan helpen ze via het sonocapillaire effect uit te drijven. Mogelijk hebben ook bepaalde elektrische verschijnselen die met het sonocapillaire effect gepaard gaan invloed. Dit verschijnsel zou de extractie van polaire of ionische verbindingen kunnen verbeteren, vergelijkbaar met elektroforese.