Ultrazvočna ekstrakcija curcurmina
Kurkumin je farmakološka in prehranska fitokemikalija, ki je prisotna v korenike Curcuma longa. Da bi dobili visoke donose kurkumina, se ultrazvočni ekstraktorji uporabljajo kot najučinkovitejša tehnika ekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija ima za posledico kurkumin vrhunske kakovosti in zelo visoke donose. Hkrati ultrazvočna razbijanje zahteva le kratek čas obdelave korenike kurkume.
Ultrazvočna izolacija kurkumina
Ultrazvočna ekstrakcija je zelo učinkovita alternativa običajnim tehnikam ekstrakcije, kot so maceracija, ekstrakcija z vročim topilom ali Soxhletova ekstrakcija.
Ultrazvočna izolacija kurkumina in kurkuminoidov iz rastline kurkume (npr. Curcuma longa, Curcuma amada) je učinkovit, hiter in enostaven postopek. V primerjavi s Soxhletovo ekstrakcijo in konvencionalno šaržno ekstrakcijo se ultrazvočno podprta ekstrakcija odlikuje z znatno povečanim donosom kurkumina v krajšem času ekstrakcije.
Za ultrazvočno ekstrakcijo fitokonstituentov se lahko uporabijo različna topila, kot so voda, vodna topila, etanol, metanol, glicerin itd. Za ekstrakcijo kurkumina so voda, etanol in triacilgliceroli učinkovita in varna topila, ki imajo za posledico visok donos ekstrakta.
- visok donos
- Hitra ekstrakcija
- Popolnejše okrevanje
- varno delovanje
- Enostavna izvedba
ultrazvočni aparat UIP1000hdT s pretočno celico za ekstrakcijo curcurmina
Postopek ultrazvočne ekstrakcije
Hielscher najsodobnejši zvočni aparati omogočajo popoln nadzor nad procesnimi parametri, kot so amplituda, temperatura, tlak in vnos energije.
Za ultrazvočno ekstrakcijo se lahko periferni parametri, kot so velikost delcev surovine, vrsta topila, razmerje med trdnimi snovmi in topili ter čas ekstrakcije, enostavno spreminjajo in optimizirajo za najboljše rezultate.
Ker je ultrazvočna ekstrakcija netermična metoda ekstrakcije, se izognemo toplotni razgradnji bioaktivnih sestavin.
Na splošno prednosti, kot so visok donos, kratek čas ekstrakcije, nizka temperatura ekstrakcije in majhne količine topila, naredijo ultrazvočno razbijanje vrhunsko metodo ekstrakcije.
Ultrazvočna ekstrakcija kurkumina z UP400St in naknadno ločevanje bioaktivnih sestavin iz topila (pridobivanje topil) z rotacijskim uparjalnikom
Ugotovljeno je bilo, da je ultrazvočna ekstrakcija kurkumina iz kurkume najučinkovitejša, če je bila ultrazvočna razbijanje uporabljena v neprekinjeni linijski nastavitvi z uporabo ultrazvočne pretočne celice. Procesne temperature v območju od 60 do 80 °C so koristne za povečanje donosa ekstrakta.
Vrhunska učinkovitost procesa: Ultrazvočna ekstrakcija se odlikuje kot trajnostna tehnika, ki zahteva le zmerno naložbo ultrazvočne opreme. Ultrazvočni postopek se lahko linearno poveča na industrijsko proizvodnjo. Stroški topila in energije za ultrazvočni proces so zelo nizki. Nadaljnje pomembne prednosti so enostavno in varno delovanje, ekonomični stroški in ponovljivost, ki je ključnega pomena za standardizirano proizvodnjo.
Ultrazvočna liposomska formulacija
Kurkumin je hidrofobna molekula, topna v maščobah. To pomeni, da je treba kurkumin oblikovati v sistem nosilcev zdravil, kot so liposomi, nanoemulzije, nanosfere, polimerni nanodelci ali fito-fosfolipidni kompleks. Vodne raztopine kurkumina lahko pripravimo z dodajanjem površinsko aktivnih snovi, lipidov, albuminov, ciklodekstrinov, biopolimerov itd. Ultrazvočna priprava nanoemulzij in enakomernih suspenzij je zelo učinkovita tehnika za oblikovanje kurkumina v komplekse nosilcev zdravil. Nosilci zdravil povečajo topnost, absorpcijo, farmakokinetiko in biološko uporabnost kurkumina. Z oblikovanjem kurkumina v nanokomplekse se topnost v vodi poveča približno 98000-krat (v primerjavi s prostim kurkuminom v vodi). Nanokompleksacija je znatno izboljšala biološko uporabnost in stabilnost shranjevanja kurkumina.
Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni inkapsulaciji v liposomih!
Ultrazvočna ekstrakcijska oprema
Hielscher Ultrasonics je vaš partner za postopke ekstrakcije iz rastlin. Ne glede na to, ali želite izvleči majhne količine za raziskave in analize ali obdelati velike količine za komercialno proizvodnjo, imamo za vas ustrezen ultrazvočni ekstraktor. Naš Ultrazvočni laboratorijski homogenizatorji kot tudi naša Namizni in industrijski ultrazvočni aparati so robustni, enostavni za uporabo in izdelani za 24/7 delovanje pri polni obremenitvi. Širok nabor Dodatki kot so sonotrode (ultrazvočne sonde / rogovi) z različnimi velikostmi in oblikami, pretočne celice in reaktorji ter ojačevalniki, omogočajo optimalno nastavitev za vaš specifičen postopek ekstrakcije.
Vsi digitalni ultrazvočni stroji so opremljeni z barvnim zaslonom na dotik, integrirano kartico SD za samodejno protokoliranje podatkov in daljinskim upravljalnikom brskalnika za celovito spremljanje procesov. S Hielscherjevimi sofisticiranimi ultrazvočnimi sistemi je visoka standardizacija procesov in nadzor kakovosti preprosta.
Kontaktirajte nas še danes, da se pogovorite o zahtevah vašega postopka ekstrakcije! Z veseljem vam bomo pomagali z našimi dolgoletnimi izkušnjami na področju botaničnih ekstrakcij!
Sonicator UIP4000hdT za inline proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov kurkumina
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Industrijski sonikator UIP16000hdT za inline ekstrakcijo fitokemikalij iz rastlin
Protokol: Ultrazvočna nano-enkapsulacija kurkumina
Priprava nanodelcev, naloženih s kurkuminom
Nanodelci, naloženi s kurkuminom, se sintetizirajo s tehniko miniemulzifikacije in izhlapevanja. Postopek se razlikuje glede na uporabljeno kapsulo, kot je opisano spodaj. Uporabljena formulacija je bila 22.400 g vode, 0.180 g lecitina, 11.500 g diklorometana in 0.390 g kapsulanta (poli (L-mlečna kislina) PLLA, 4.000 g / gmol ali poli (metacilna kislina-ko-metil metakrilat Eudragit S100, 125.000 g / gmol ali mešanica se uporabljajo kot kapsulant). Kostabilizator ni potreben, saj je znano, da so predoblikovani polimeri učinkoviti pri preprečevanju razgradnje emulzije z difuzijo.
Ko se PLLA uporablja kot kapsula, se PLLA in lecitin raztopita v diklorometanu 10 minut, nato pa se doda kurkumin in meša 5 minut (1, 3, 6, 18 mas. % celotne mase kapsulanta). Ta raztopina je bila dodana destilirani vodi pod rahlim mešanjem. Nastala makroemulzija je ultrazvočna homogenizatorja, kot je UP100H 180 sekund v pulznih ciklih (30 sekund ultrazvočnega razbijanja, 10 sekund premora). Nato topilo 18 ur izhlapi pri 40 °C. Ko sta bila PLLA in Eudragit S100 uporabljena skupaj kot kapsula, se Eudragit S100 20 minut raztopi v diklorometanu pri 60 °C. Po tem se je zmes ohladila in ponovno dodalo uparjeno topilo.
Literatura / Reference
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Ultrazvok in njegovi učinki ekstrakcije
Ultrazvočno podprta ekstrakcija temelji na načelu akustična kavitacija. Ko se ultrazvok visoke moči (nizka frekvenca, visoka intenzivnost US) poveže v tekoči ali pastozni medij, valovi ustvarijo izmenične visokotlačne (kompresijske) in nizkotlačne (redčene) cikle. Med temi visokotlačnimi / nizkotlačnimi cikli se pojavijo vakuumski mehurčki, ki rastejo v različnih ciklih. V trenutku, ko mehurčki ne morejo absorbirati več energije, silovito implodirajo. Ta implozija mehurčkov in njeni učinki so znani kot akustična kavitacija. Kavitacija ustvarja mikrocurke, strižne sile, udarne valove / visokotlačne razlike, nastajanje radikalov, ekstremne temperature in akustični tok. Ti intenzivni pogoji razbijejo celične stene in visok prenos mase, tako da se znotrajcelični material prenese v topilo.
Blaga, nestrupena topila
Zeliščni izvlečki, ki se uporabljajo v medicinske in prehranske namene, postajajo vse bolj zanimivi kot farmakološka zdravila in kot prehranska dopolnila (nutracevtiki). Da bi sprostili želene spojine iz rastlinskega materiala, ga je treba raztopiti v topilu. Ko se ciljni ekstrakti odstranijo iz večine rastlinskega materiala in prenesejo v topilo, se ekstrakt lahko koncentrira. Ultrazvočna ekstrakcija se lahko uporablja kot metodologija brez topila z uporabo vode kot topila. Ekstrakcije alkohola in glicerina so tudi nestrupene in učinkovite, ki se pogosto uporabljajo za ekstrakcijo živilskih, farmacevtskih in kozmetičnih sestavin.
V zvezi s proizvodnjo visoko močnih, zdravih, nestrupenih ekstraktov je pomembno uporabiti učinkovito metodo ekstrakcije, ki omogoča uporabo blagih, nestrupenih topil, kot so voda, triacilgliceroli ali alkohol.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o topilih, ki se uporabljajo v postopkih ultrazvočne ekstrakcije!
Kurkumin
Kurkumin je oleoresin kurkume in naravni pigment, ki ga najdemo v korenike rastline kurkume. Druge pomembne kurkuminoidne spojine so demetoksikurkumin (DMC) in bisdemetoksikurkumin (BDMC).
Kurkumin (kemijska formula C21H20O6) je mogoče izvleči iz Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. ali sintetizirano kemično.
Kurkumin je zajet v polisaharidno-ligninsko mrežo v kurkumi. Zato je potrebna močna tehnika ekstrakcije, kot je ultrazvočna obdelava, da se razbijejo celične stene, tako da se sprosti bioaktivna fitokemikalija.
Študije so pokazale, da aktivna spojina piperin, ki jo najdemo v črnem popru, poveča biološko uporabnost kurkumina za več kot 2.000%.
kurkuma
Kurkuma (Curcuma longa) je zelnata trajnica iz družine ingverjev Zingiberaceae. Izvira iz Indije in jugovzhodne Azije. Korenike rastline kurkume se poberejo za uporabo kot začimba in zdravilo.
Kurkuma je začimba, ki daje curryju intenzivno rumeno barvo in se v Indiji uporablja že tisoče let kot kulinarična začimba in ajurvedska medicina. Za kurkumo v prahu je značilen topel, grenak, poper podoben okus in zemeljska aroma.
Kurkuma v prahu ali pasti se uporablja za pripravo priljubljenega toplega napitka – tako imenovani “kurkuma latte” ali “zlato mleko” – ki je pripravljen z mlekom ali nemlečnimi mlečnimi alternativami, kot so sojino, mandljevo ali kokosovo mleko.
Kurkuma je cenjena zaradi svojih antioksidativnih, protivnetnih in analgetičnih učinkov.
Poleg kulinarične in medicinske uporabe se kurkuma uporablja tudi kot naravno barvilo.