Ultraljud Curcurmin extraktion
Curcumin är en farmakologisk och näringsmässig fytokemikalie som finns i rhizomerna av Curcuma longa. För att uppnå höga curcuminutbyten används ultraljudsextraktorer som den mest effektiva extraktionstekniken. Ultraljud extraktion resulterar i curcumin av överlägsen kvalitet och mycket höga avkastningar. Samtidigt, ultraljudsbehandling kräver endast kort bearbetningstid av gurkmeja rhizom.
Ultraljudsisolering av curcumin
Ultraljud extraktion är ett mycket effektivt alternativ till konventionella extraktionstekniker såsom maceration, het lösningsmedel extraktion eller Soxhlet extraktion.
Ultraljudsisolering av curcumin und curcuminoider från gurkmejaväxten (t.ex. Gurkmeja longa, Gurkmeja amada) är en effektiv, snabb och enkel process. I jämförelse med Soxhlet-extraktion och konventionell batchextraktion utmärker sig ultraljudsassisterad extraktion med ett signifikant ökat curcuminutbyte på kortare extraktionstid.
För ultraljudsextraktion av fytobeståndsdelar kan olika lösningsmedel användas såsom vatten, vattenhaltiga lösningsmedel, etanol, metanol, glycerin etc. För extraktion av curcumin är vatten, etanol och triacylglyceroler effektiva och säkra lösningsmedel, vilket resulterar i ett högt utbyte av extrakt.
- Hög avkastning
- Snabb extraktion
- Mer fullständig återhämtning
- Säker drift
- Enkel implementering
ultraljud UIP1000hdT med flödescell för curcurmin-extraktion
Ultraljud extraktion process
Hielscher state-of-the-art sonikatorer möjliggör full kontroll över processparametrar såsom amplitud, temperatur, tryck och energitillförsel.
För ultraljudsextraktion kan perifera parametrar såsom råmaterialets partikelstorlek, lösningsmedelstyp, förhållande mellan fast ämne och lösningsmedel och extraktionstid enkelt varieras och optimeras för bästa resultat.
Eftersom ultraljud extraktion är en icke-termisk extraktionsmetod undviks den termiska nedbrytningen av de bioaktiva ingredienserna.
Sammantaget, fördelar som hög avkastning, kort extraktionstid, låg extraktionstemperatur och de små mängderna lösningsmedel gör ultraljudsbehandling till den överlägsna extraktionsmetoden.
Ultraljud curcumin extraktion med UP400St och efterföljande separation av bioaktiva substanser från lösningsmedel (återvinning av lösningsmedel) via rotationsindunstare
Ultraljud extraktion av curcumin från gurkmeja har visat sig vara mest effektiv när ultraljudsbehandling applicerades i en kontinuerlig inline uppställning, med hjälp av en ultraljud flödescell. Processtemperaturer i intervallet 60 till 80 °C är fördelaktiga för att förbättra extraktutbytet.
Överlägsen processeffektivitet: Ultraljudsextraktion utmärker sig som en hållbar teknik som endast kräver en måttlig investering av ultraljudsutrustning. Ultraljudsprocessen kan skalas upp linjärt till industriell produktion. Kostnaderna för lösningsmedel och energi för ultraljudsprocessen är mycket låga. Andra viktiga fördelar är den enkla och säkra driften, de ekonomiska kostnaderna och reproducerbarheten, vilket är avgörande för en standardiserad produktion.
Ultraljud liposomal formulering
Curcumin är en hydrofob, fettlöslig molekyl. Detta innebär att curcumin måste formuleras i ett läkemedelsbärarsystem såsom liposomer, nanoemulsioner, nanosfärer, polymera nanopartiklar eller fytofosfolipidkomplex. Vattenhaltiga curcuminlösningar kan framställas genom att tillsätta ytaktiva ämnen, lipider, albuminer, cyklodextriner, biopolymerer etc. Ultraljudsberedning av nanoemulsioner och enhetliga suspensioner är en mycket effektiv teknik för att formulera curcumin i läkemedelsbärarkomplex. Läkemedelsbärare förbättrar lösligheten, absorptionen, farmakokinetiken och biotillgängligheten av curcumin. Genom att formulera curcumin till nanokomplex förbättras vattenlösligheten cirka 98000 gånger (jämfört med fritt curcumin i vatten). Nanokomplexeringen förbättrade avsevärt biotillgängligheten och lagringsstabiliteten hos curcumin.
Klicka här för att lära dig mer om ultraljudsinkapsling i liposomer!
Utrustning för extraktion med ultraljud
Hielscher Ultrasonics är din partner för extraktionsprocesser från växter. Oavsett om du vill extrahera små mängder för forskning och analys eller bearbeta stora volymer för kommersiell produktion, har vi den lämpliga ultraljudsutdragaren för dig. Vår Homogenisatorer för ultraljudslabb samt vår bänkskivor och industriella ultraljudsapparater är robusta, lätta att använda och byggda för 24/7 drift under full belastning. Ett brett spektrum av Tillbehör Såsom sonotroder (ultraljudssonder? horn) med olika storlekar och former, flödesceller och reaktorer och boosters möjliggör optimal installation för din specifika extraktionsprocess.
All digital ultrasonic machines are equipped with a colored touch display, integrated SD Card for automatic data protocolling, and browser remote control for comprehensive process monitoring. With Hielscher’s sophisticated ultrasonic systems, high process standardization and quality control is made simple.
Kontakta oss idag för att diskutera kraven på din extraktionsprocess! Vi hjälper dig gärna med vår långa erfarenhet av botaniska extraktioner!
Ultraljudsbehandling UIP4000hdT för inline-produktion av högkvalitativa curcuminextrakt
Kontakta oss!? Fråga oss!
Industriell sonikator UIP16000hdT för inline-extraktion av fytokemikalier från växter
Protokoll: Ultraljud nano-inkapsling av curcumin
Beredning av curcumin-laddade nanopartiklar
Curcuminladdade nanopartiklar syntetiseras med hjälp av miniemulgerings-avdunstningstekniken. Proceduren varierar beroende på vilken inkapsling som används enligt beskrivningen nedan. Formuleringen som användes var 22 400 g vatten, 0,180 g lecitin, 11 500 g diklormetan och 0,390 g inkapslingsmedel (Poly(L-mjölksyra) PLLA, 4 000 g/gmol eller poly (metacylsyra-co-metylmetakrylat Eudragit S100, 125 000 g/gmol eller en blandning av dem används som inkapsling). Ingen co-stabilisator krävs eftersom det är känt att förformade polymerer är effektiva för att förhindra emulsionsnedbrytning genom diffusion.
När PLLA används som inkapslingsmedel löstes PLLA och lecitin i diklormetan i 10 minuter och därefter tillsätts curcumin och blandas i 5 minuter (1, 3, 6, 18 viktprocent av den totala inkapslingsmassan). Denna lösning tillsattes till det destillerade vattnet under försiktig omrörning. Den makroemulsion som bildas är sonikerad med en ultraljudshomogenisator som t.ex. UP100H i 180 sekunder i pulscykler (30 sek ultraljudsbehandling, 10 sek paus). Därefter indunstas lösningsmedlet i 18 timmar vid 40 °C. När PLLA och Eudragit S100 tillsammans användes som inkapsling löses Eudragit S100 i diklormetan vid 60°C i 20 minuter. Därefter kyldes blandningen och det förångade lösningsmedlet tillsattes igen.
Litteratur? Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
Ultraljud och dess extraktionseffekter
Ultraljudsassisterad extraktion bygger på principen om akustisk kavitation. När ultraljud med hög effekt (låg frekvens, hög intensitet US) kopplas till ett flytande eller pastaliknande medium, skapar vågorna omväxlande högtryckscykler (kompression) och lågtryck (sällsynthet). Under dessa högtrycks-/lågtryckscykler uppstår vakuumbubblor och växer under olika cykler. Vid den punkt då bubblorna inte kan absorbera mer energi imploderar de våldsamt. Denna bubbelimplosion och dess effekter är kända som akustisk kavitation. Kavitation genererar mikrostrålar, skjuvkrafter, stötvågor? högtrycksskillnader, radikalbildning, extrema temperaturer och akustisk strömning. Dessa intensiva förhållanden bryter cellväggar och hög massöverföring så att det intracellulära materialet överförs till lösningsmedlet.
Milda, giftfria lösningsmedel
Örtextrakt som används för medicinska och näringsmässiga ändamål får ett snabbt växande intresse som farmakologiska botemedel och som näringstillskott (nutraceuticals). För att frigöra de önskade föreningarna från växtmaterialet måste det lösas upp i ett lösningsmedel. När de riktade extrakten avlägsnas från huvuddelen av växtmaterialet och överförs till lösningsmedlet kan extraktet koncentreras. Ultraljud extraktion kan appliceras som lösningsmedelsfri metodolgi med vatten som lösningsmedel. Alkohol- och glycerinextraktioner är både giftfria och effektiva också, som ofta används för extraktion av livsmedel, läkemedel och kosmetiska ingredienser.
När det gäller produktion av mycket potenta, hälsosamma, giftfria extrakt är det viktigt att använda en effektiv extraktionsmetod, som möjliggör användning av milda, giftfria lösningsmedel som vatten, triglyceroler eller alkohol.
Klicka här för att läsa mer om de lösningsmedel som används i ultraljudsextraktionsprocesser!
Curcumin
Curcumin är ett gurkmejaoleoresin och ett naturligt pigment som finns i rhizomerna i gurkmejelseväxten. Andra viktiga curcuminoidföreningar är demethoxycurcumin (DMC) och bisdemethoxycurcumin (BDMC).
Curcumin (kemisk formel C21H20O6) kan extraheras från Gurkmeja longa, Gurkmeja amada, Curcuma ochrorhiza Val. eller syntetiseras kemiskt.
Curcumin fångas i polysackarid-ligninnätverk i gurkmeja. Därför krävs en kraftfull extraktionsteknik såsom ultraljudsbehandling för att bryta cellväggarna så att den bioaktiva fytokemikalien frigörs.
Studier har visat att den aktiva föreningen piperin, som finns i svartpeppar, ökar biotillgängligheten av curcumin med över 2 000 %.
gurkmeja
Gurkmeja (Gurkmeja longa) är en örtartad flerårig växt av familjen ingefära Zingiberaceae (Zingiberaceae). Den är infödd i Indien och Sydostasien. Gurkmejaväxtens rhizom skördas för att användas som krydda och medicin.
Gurkmeja är den krydda som ger curry dess intensiva gula färg och har använts i Indien i tusentals år som kulinarisk krydda såväl som ayurvedisk medicin. Gurkmejapulver kännetecknas av en varm, bitter, pepparliknande smak och jordig arom.
Gurkmejapulver eller gurkmejapasta används för att förbereda en populär varm dryck – Den så kallade “Gurkmeja latte” eller “gyllene mjölk” – som tillagas med mjölk eller icke-mejerimjölkalternativ, såsom soja-, mandel- eller kokosmjölk.
Gurkmeja är uppskattad för sina antioxidativa, antiinflammatoriska och smärtstillande effekter.
Förutom kulinariska och medicinska användningsområden används gurkmeja som naturligt färgämne.