Extração ultrassônica de curcurmin
A curcumina é um fitoquímico farmacológico e nutricional presente nos rizomas da Curcuma longa. A fim de obter altos rendimentos de curcumina, extratores ultra-sônicos é usado como a técnica de extração mais eficiente. Extração ultra-sônica resulta em curcumina de qualidade superior e rendimentos muito altos. Simultaneamente, a sonicação requer apenas um curto tempo de processamento do rizoma de cúrcuma.
Isolamento ultra-sônico de curcumina
A extração ultra-sônica é uma alternativa altamente eficiente às técnicas de extração convencional, como maceração, extração de solvente quente ou extração de Soxhlet.
Isolamento ultra-sônico de curcumin e curcuminoids da planta curcuma (eg Curcuma longa, Curcuma amada) é um processo eficiente, rápido e fácil. Em comparação com a extração Soxhlet e a extração convencional em batelada, a extração assistida por ultra-som se destaca com um rendimento de curcumina significativamente maior em um tempo de extração mais curto.
Para a extração ultra-sônica de fitoconstituintes, vários solventes podem ser usados como água, solventes aquosos, etanol, metanol, glicerina, etc. Para a extração de curcumina, água, etanol e triacilgliceróis são solventes eficazes e seguros, que resultam em um alto rendimento de extrair.
- alto rendimento
- Extração rápida
- Recuperação mais completa
- operação segura
- Fácil implementação
ultrasonicator UIP1000hdT com célula de fluxo para extração de curcurmin
Processo de extração ultra-sônica
Os sonicators de última geração da Hielscher permitem o controle total sobre os parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e entrada de energia.
Para extração ultra-sônica, parâmetros periféricos como tamanho de partícula de matéria-prima, tipo solvente, relação sólido-solvente e tempo de extração podem ser facilmente variados e otimizados para melhores resultados.
Como a extração ultrassônica é um método de extração não térmica, a degradação térmica dos ingredientes bioativos é evitada.
No geral, vantagens como alto rendimento, tempo de extração curto, baixa temperatura de extração e pequenas quantidades de solvente tornam o sonication o método de extração superior.
Extração de curcumina ultrassônica com o UP400St e posterior separação dos princípios bioativos do solvente (recuperação de solventes) via evaporador rotativo
A extração ultra-sônica de curcumina a partir de cúrcuma foi encontrado para ser mais eficiente quando sonication foi aplicado em uma configuração inline contínua, utilizando uma célula de fluxo ultra-sônico. Temperaturas de temperatura do processo na faixa de 60 a 80 ° C são benéficas para aumentar o rendimento do extrato.
Efciência de processo superior: Extração ultra-sônica se destaca como uma técnica sustentável que requer apenas um investimento moderado de equipamentos de ultra-som. O processo ultra-sônico pode ser linearmente ampliado para a produção industrial. Os custos de solventes e energia para o processo ultra-sônico são muito baixos. Outras vantagens importantes são a operação fácil e segura, os custos econômicos e a reprodutibilidade, o que é crucial para uma produção padronizada.
Formulação lipossómica ultra-sônica
A curcumina é uma molécula hidrófoba e solúvel em gordura. Isso significa que a curcumina deve ser formulada em um sistema portador de fármaco, como lipossomas, nanoemulsões, nanoesferas, nanopartículas poliméricas ou complexos de fitofosfolipídios. As soluções de curcumina aquosas podem ser preparadas adicionando surfactantes, lipídios, albuminas, ciclodextrinas, biopolímeros, etc. A preparação ultra-sônica de nanoemulsões e suspensões uniformes é uma técnica muito eficaz para formular curcumina em complexos portadores de fármaco. Os agentes farmacêuticos aumentam a solubilidade, absorção, farmacocinética e biodisponibilidade da curcumina. Ao formular curcumina em nano-complexos, a solubilidade em água é aumentada aprox. 98000 vezes (em comparação com curcumina livre em água). A nanocomplexidade melhorou consideravelmente a biodisponibilidade e a estabilidade ao armazenamento da curcumina.
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Ultrasonic equipamento de extracção
Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro para processos de extração de plantas. Se você quer extrair pequenas quantidades para pesquisa e análise ou processar grandes volumes para produção comercial, temos o extractor de ultra-som adequado para você. Nosso homogeneizadores de laboratório de ultra-som bem como o nosso ultrasonicators de bancada e industriais são robustos, fáceis de usar e construídos para operação 24/7 sob carga total. Uma ampla gama de Acessórios tais como sonotrodes (sondas ultra-sônicas / cornetas) com diferentes tamanhos e formas, células de fluxo e reatores e boosters permitem a configuração ideal para o seu processo de extração específico.
Todas as máquinas digitais de ultra-som são equipadas com um display colorido sensível ao toque, cartão SD integrado para controle automático de dados e controle remoto de navegador para monitoramento abrangente do processo. Com os sofisticados sistemas ultra-sônicos da Hielscher, a padronização de processos e o controle de qualidade são simplificados.
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Sonicator UIP4000hdT para a produção em linha de extratos de curcumina de alta qualidade
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Protocolo: Nano-Encapsulamento Ultrassônico de Curcumin
Preparação de nanopartículas carregadas com curcumina
Nanopartículas carregadas com curcumina são sintetizadas usando a técnica de miniemulsificação-evaporação. O procedimento varia dependendo do encapsulante usado como descrito abaixo. A formulação utilizada foi de 22.400g de água, 0.180g de lecitina, 11.500g de diclorometano e 0.390g de encapsulante (poli (ácido L-láctico) PLLA, 4.000g / gmol ou poli (ácido metacrílico-co-metilmetacrilato Eudragit S100, 125.000g / gmol ou uma mistura deles são utilizados como encapsulantes) Não é necessário co-estabilizador, uma vez que é sabido que os polímeros pré-formados são eficazes na prevenção da degradação da emulsão por difusão.
Quando PLLA é usado como encapsulante, PLLA e lecitina foram dissolvidos em diclorometano por 10 minutos e, após isso, a curcumina é adicionada e misturada por 5 min (1, 3, 6, 18% em peso da massa total do encapsulante). Esta solução foi adicionada à água destilada sob agitação suave. A macroemulsão formada é sonicada com um homogeneizador ultra-sônico, como UP100H durante 180 segundos em ciclos de pulso (30 segundos de sonicao, 10 segundos de pausa). Em seguida, o solvente é evaporado durante 18 horas a 40 ° C. Quando PLLA e Eudragit S100 juntos foram usados como encapsulantes, o Eudragit S100 é dissolvido em diclorometano a 60 ° C durante 20 minutos. Depois disto, a mistura foi arrefecida e o solvente evaporado foi adicionado de novo.
Literatura / Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Ultra-som e seus efeitos de extração
A extração assistida por ultra-som baseia-se no princípio de cavitação acústica. Quando o ultra-som de alta potência (baixa frequência, intensidade alta US) é acoplado em um líquido ou meio pastoso, as ondas criam ciclos alternados de alta pressão (compressão) e baixa pressão (rarefação). Durante esses ciclos de alta pressão / baixa pressão, bolhas de vácuo ocorrem e crescem ao longo de vários ciclos. No momento em que as bolhas não podem absorver mais energia, elas implodem violentamente. Esta implosão de bolhas e seus efeitos são conhecidos como cavitação acústica. A cavitação gera microjatos, forças de cisalhamento, ondas de choque / diferenciais de alta pressão, formação de radicais, temperaturas extremas e transmissão acústica. Estas condições intensas quebram as paredes das células e a alta transferência de massa, de modo que o material intracelular é transferido para o solvente.
Solventes suaves e não tóxicos
Extratos de ervas que são usados para fins medicinais e nutricionais estão recebendo um interesse cada vez maior como remédios farmacológicos e como suplementos nutricionais (nutracêuticos). A fim liberar os compostos desejados do material de planta, deve ser dissolvido dentro de um solvente. Quando os extratos direcionados são removidos da maior parte do material vegetal e transferidos para o solvente, o extrato pode ser concentrado. A extração ultrassônica pode ser aplicada como metodolgia livre de solventes usando água como solvente. Extrações de álcool e glicerina são não-tóxicos e eficazes também, que são freqüentemente utilizados para a extração de alimentos, produtos farmacêuticos e ingredientes cosméticos.
Com relação à produção de extratos altamente potentes, saudáveis e não tóxicos, é importante usar um método de extração eficiente, que permita o uso de solventes suaves e não tóxicos, como água, triacilgliceróis ou álcool.
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Curcumina
A curcumina é uma oleoresina de açafrão e um pigmento natural encontrado nos rizomas da planta de cúrcuma. Outros compostos curcuminóides importantes são a desmetoxicurcumina (DMC) e a bisdemetoxicurcumina (BDMC).
Curcumina (fórmula química C21H20O6) pode ser extraído de Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma curcuma Val. ou sintetizado quimicamente.
A curcumina é capturada na rede de polissacarídeo-lignina em açafrão. Portanto, uma técnica de extração poderosa, como a sonicação, é necessária para quebrar as paredes celulares para que o fitoquímico bioativo seja liberado.
Estudos mostraram que o composto ativo piperina, encontrado na pimenta preta, aumenta a biodisponibilidade da curcumina em mais de 2.000%.
Açafrão
Açafrão (Curcuma longa) é uma planta herbácea perene da família do gengibre tge Zingiberaceae. É nativo da Índia e do Sudeste Asiático. Os rizomas da planta de açafrão são colhidos para serem utilizados como especiarias e remédios.
Açafrão é o tempero que dá curry sua cor amarela intensa e tem sido usado na Índia há milhares de anos como especiaria culinária, bem como a medicina ayurvédica. Açafrão em pó é caracterizada por um sabor quente, amargo, pimenta e aroma de terra.
Açafrão em pó ou pasta é usada para preparar uma bebida quente popular – o assim chamado “latte de cúrcuma” ou “leite dourado” – que é preparado com leite ou alternativas de leite não lácteos, como soja, amêndoa ou leite de coco.
Açafrão é valorizada por seus efeitos antioxidantes, anti-inflamatórios e analgésicos.
Além de usos culinários e medicinais, a cúrcuma é utilizada como corante natural.