Ультразвуковая экстракция куркумина
Куркумин – фитохимическое соединение, обладающее фармакологическими и питательными свойствами и содержащееся в корневищах Curcuma longa. Для получения высокого выхода куркумина используются ультразвуковые экстракторы как наиболее эффективный метод экстракции. Ультразвуковая экстракция позволяет получать куркумин превосходного качества с очень высоким выходом. При этом обработка ультразвуком требует лишь короткого времени обработки корневища куркумы.
Ультразвуковое выделение куркумина
Ультразвуковая экстракция – высокоэффективная альтернатива традиционным методам экстракции, таким как мацерация, экстракция горячим растворителем или экстракция в аппарате Сокслета.
Ультразвуковое выделение куркумина и куркуминоидов из растения куркумы (например, Curcuma longa, Curcuma amada) – эффективный, быстрый и простой процесс. По сравнению с экстракцией в аппарате Сокслета и традиционной периодической экстракцией экстракция с применением ультразвука отличается значительно более высоким выходом куркумина за более короткое время экстракции.
Для ультразвуковой экстракции растительных компонентов можно использовать различные растворители, такие как вода, водные растворители, этанол, метанол, глицерин и т. д. Для экстракции куркумина вода, этанол и триацилглицеролы являются эффективными и безопасными растворителями, обеспечивающими высокий выход экстракта.
- Высокий выход
- Быстрая экстракция
- Более полное извлечение
- Безопасная эксплуатация
- Простота внедрения
Ультразвуковой аппарат UIP1000hdT с проточной ячейкой для экстракции куркумина
Процесс ультразвуковой экстракции
Современные ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают полный контроль параметров процесса, таких как амплитуда, температура, давление и подводимая энергия.
При ультразвуковой экстракции дополнительные параметры, такие как размер частиц сырья, тип растворителя, соотношение твёрдого вещества и растворителя и время экстракции, можно легко изменять и оптимизировать для получения наилучших результатов.
Поскольку ультразвуковая экстракция является нетермическим методом экстракции, термическое разложение биоактивных ингредиентов предотвращается.
В целом такие преимущества, как высокий выход, короткое время экстракции, низкая температура экстракции и малые количества растворителя, делают обработку ультразвуком превосходным методом экстракции.
Ультразвуковая экстракция куркумина с помощью UP400St и последующее отделение биоактивных веществ от растворителя (регенерация растворителя) с помощью роторного испарителя
Установлено, что ультразвуковая экстракция куркумина из куркумы наиболее эффективна при обработке ультразвуком в непрерывной поточной установке с использованием ультразвуковой проточной ячейки. Температуры процесса в диапазоне от 60 до 80°C способствуют повышению выхода экстракта.
Превосходная эффективность процесса: Ультразвуковая экстракция выделяется как экологически устойчивый метод, требующий лишь умеренных инвестиций в ультразвуковое оборудование. Ультразвуковой процесс можно линейно масштабировать до промышленного производства. Затраты на растворитель и энергию для ультразвукового процесса очень низкие. Другими важными преимуществами являются простота и безопасность эксплуатации, экономичность и воспроизводимость, которая имеет решающее значение для стандартизированного производства.
Ультразвуковое получение липосомальных препаратов
Куркумин – гидрофобная, жирорастворимая молекула. Это означает, что куркумин необходимо включать в систему доставки лекарственных веществ, такую как липосомы, наноэмульсии, наносферы, полимерные наночастицы или фитофосфолипидный комплекс. Водные растворы куркумина можно приготовить, добавляя поверхностно-активные вещества, липиды, альбумины, циклодекстрины, биополимеры и т. д. Ультразвуковое получение наноэмульсий и однородных суспензий – очень эффективный метод включения куркумина в комплексы с носителями лекарственных веществ. Носители лекарственных веществ улучшают растворимость, всасывание, фармакокинетику и биодоступность куркумина. При включении куркумина в нанокомплексы растворимость в воде повышается приблизительно в 98 000 раз (по сравнению со свободным куркумином в воде). Образование нанокомплексов значительно улучшило биодоступность и стабильность куркумина при хранении.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковом инкапсулировании в липосомы!
Оборудование для ультразвуковой экстракции
Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр в процессах экстракции из растительного сырья. Хотите ли вы экстрагировать небольшие количества для исследований и анализа или перерабатывать большие объёмы для коммерческого производства, у нас есть подходящий для вас ультразвуковой экстрактор. Наши лабораторные ультразвуковые гомогенизаторы , а также наши настольные и промышленные ультразвуковые аппараты прочны, просты в использовании и рассчитаны на работу в режиме 24/7 при полной нагрузке. Широкий ассортимент принадлежностей , таких как сонотроды (ультразвуковые зонды / рупоры) различных размеров и форм, проточные ячейки, реакторы и бустеры, позволяет оптимально сконфигурировать оборудование для вашего конкретного процесса экстракции.
Все цифровые ультразвуковые аппараты оснащены цветным сенсорным дисплеем, встроенной SD-картой для автоматического протоколирования данных и дистанционным управлением через браузер для всестороннего мониторинга процесса. С усовершенствованными ультразвуковыми системами Hielscher высокая степень стандартизации процесса и контроль качества обеспечиваются легко.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить требования к вашему процессу экстракции! Мы будем рады помочь вам, опираясь на наш многолетний опыт экстракции из растительного сырья!
Ультразвуковой аппарат UIP4000hdT для поточного производства высококачественных экстрактов куркумина
Свяжитесь с нами! / Задайте нам вопрос!
Промышленный ультразвуковой аппарат UIP16000hdT для поточной экстракции фитохимических соединений из растений
Протокол: ультразвуковое наноинкапсулирование куркумина
Получение наночастиц, содержащих куркумин
Наночастицы, содержащие куркумин, синтезируют методом миниэмульгирования с последующим испарением. Процедура различается в зависимости от используемого инкапсулирующего материала, как описано ниже. Использованный состав включал 22,400g воды, 0,180g лецитина, 11,500g дихлорметана и 0,390g инкапсулирующего материала (в качестве инкапсулирующего материала используют поли(L-молочную кислоту) PLLA, 4 000g/gmol или поли(methacylic acid-со-метилметакрилат Eudragit S100, 125 000 g/gmol или их смесь). Дополнительный стабилизатор не требуется, поскольку известно, что предварительно сформированные полимеры эффективно предотвращают разрушение эмульсии вследствие диффузии.
При использовании PLLA в качестве инкапсулирующего материала PLLA и лецитин растворяли в дихлорметане в течение 10 минут, после чего добавляют куркумин и перемешивают в течение 5 min (1, 3, 6, 18 wt% от общей массы инкапсулирующего материала). Этот раствор добавляли к дистиллированной воде при осторожном перемешивании. Образовавшуюся макроэмульсию обрабатывают ультразвуком с помощью ультразвукового гомогенизатора, такого как UP100H , в течение 180 секунд в импульсном режиме (30sec обработки ультразвуком, 10sec паузы). Затем растворитель испаряют в течение 18 часов при 40°C. При совместном использовании PLLA и Eudragit S100 в качестве инкапсулирующего материала Eudragit S100 растворяют в дихлорметане при 60°C в течение 20 минут. После этого смесь охлаждали и снова добавляли испарившийся растворитель.
Литература / Ссылки
- 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.
Полезные сведения
Ультразвук и его экстрагирующее действие
Экстракция с применением ультразвука основана на принципе акустической кавитации. При передаче мощного ультразвука (низкочастотного ультразвука высокой интенсивности) в жидкую или пастообразную среду волны создают чередующиеся циклы высокого давления (сжатия) и низкого давления (разрежения). Во время этих циклов высокого / низкого давления возникают вакуумные пузырьки, которые растут в течение нескольких циклов. Когда пузырьки больше не могут поглощать энергию, они резко схлопываются. Это схлопывание пузырьков и его эффекты известны как акустическая кавитация. Кавитация вызывает образование микроструй, сдвиговых сил, ударных волн / высоких перепадов давления, радикалов, экстремальных температур и акустических течений. Эти интенсивные воздействия разрушают клеточные стенки и обеспечивают интенсивный массоперенос, благодаря чему внутриклеточный материал переходит в растворитель.
Мягкие, нетоксичные растворители
Быстро растёт интерес к растительным экстрактам, используемым в лечебных целях и для питания, как к фармакологическим средствам и пищевым добавкам (нутрицевтикам). Чтобы высвободить желаемые соединения из растительного материала, растительный материал необходимо растворить в растворителе. После того как целевые экстракты отделены от основной массы растительного материала и перенесены в растворитель, экстракт можно концентрировать. Ультразвуковую экстракцию можно применять как метод без использования растворителей, используя воду в качестве растворителя. Экстракция спиртом и глицерином также нетоксична и эффективна; эти методы часто используют для экстракции пищевых, фармацевтических и косметических ингредиентов.
Для производства высокоактивных, полезных для здоровья, нетоксичных экстрактов важно использовать эффективный метод экстракции, позволяющий применять мягкие, нетоксичные растворители, такие как вода, триацилглицеролы или спирт.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о растворителях, используемых в процессах ультразвуковой экстракции!
Куркумин
Куркумин – олеорезин куркумы и природный пигмент, содержащийся в корневищах растения куркумы. Другими важными куркуминоидными соединениями являются деметоксикуркумин (DMC) и бисдеметоксикуркумин (BDMC).
Куркумин (химическая формула C21H20O6) можно экстрагировать из Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. или синтезировать химическим путём.
Куркумин удерживается в полисахаридно-лигниновой сети куркумы. Поэтому для разрушения клеточных стенок и высвобождения биоактивного фитохимического соединения необходим мощный метод экстракции, такой как обработка ультразвуком.
Исследования показали, что активное соединение пиперин, содержащееся в чёрном перце, повышает биодоступность куркумина более чем на 2 000%.
Куркума
Куркума (Curcuma longa) – травянистое многолетнее растение семейства имбирных Zingiberaceae. Её родина – Индия и Юго-Восточная Азия. Корневища куркумы собирают для использования в качестве пряности и лекарственного средства.
Куркума – пряность, которая придаёт карри насыщенный жёлтый цвет и на протяжении тысячелетий используется в Индии как кулинарная пряность и средство аюрведической медицины. Порошок куркумы отличается согревающим, горьким, напоминающим перец вкусом и землистым ароматом.
Порошок или пасту куркумы используют для приготовления популярного горячего напитка – так называемого «латте с куркумой» или «золотого молока» – с молоком или немолочными альтернативами, такими как соевое, миндальное или кокосовое молоко.
Куркума ценится за антиоксидантное, противовоспалительное и обезболивающее действие.
Помимо кулинарного и лечебного применения, куркуму используют как натуральный краситель.