การสกัดเคอร์คูมินด้วยอัลตราซาวนด์
เคอร์คูมินเป็นสารพฤกษเคมีที่มีคุณสมบัติทางเภสัชวิทยาและโภชนาการ พบในเหง้าของ Curcuma longa เพื่อให้ได้ผลได้ของเคอร์คูมินสูง จึงใช้เครื่องสกัดอัลตราซาวนด์ซึ่งเป็นเทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้เคอร์คูมินที่มีคุณภาพเหนือกว่าและให้ผลได้สูงมาก ขณะเดียวกัน การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์กับเหง้าขมิ้นชันต้องใช้เวลาในการแปรรูปเพียงสั้น ๆ เท่านั้น
การแยกเคอร์คูมินด้วยอัลตราซาวนด์
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นทางเลือกที่มีประสิทธิภาพสูงมากแทนเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิม เช่น การแช่สกัด การสกัดด้วยตัวทำละลายร้อน หรือการสกัดแบบ Soxhlet
การแยกเคอร์คูมินและเคอร์คูมินอยด์จากพืชสกุล Curcuma ด้วยอัลตราซาวนด์ (เช่น Curcuma longa, Curcuma amada) เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพ รวดเร็ว และง่าย เมื่อเปรียบเทียบกับการสกัดแบบ Soxhlet และการสกัดแบบเป็นชุดตามวิธีดั้งเดิม การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยมีความโดดเด่นด้วยผลได้ของเคอร์คูมินที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญภายในระยะเวลาสกัดที่สั้นกว่า
การสกัดองค์ประกอบจากพืชด้วยอัลตราซาวนด์สามารถใช้ตัวทำละลายได้หลายชนิด เช่น น้ำ ตัวทำละลายที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบ เอทานอล เมทานอล กลีเซอรีน เป็นต้น สำหรับการสกัดเคอร์คูมิน น้ำ เอทานอล และไตรอะซิลกลีเซอรอลเป็นตัวทำละลายที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย ซึ่งให้ผลได้ของสารสกัดสูง
- ผลได้สูง
- สกัดได้รวดเร็ว
- เก็บคืนสารได้ครบถ้วนยิ่งขึ้น
- ใช้งานได้อย่างปลอดภัย
- นำไปใช้งานได้ง่าย
เครื่องอัลตราซาวนด์ UIP1000hdT พร้อมเซลล์การไหลสำหรับการสกัดเคอร์คูมิน
กระบวนการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์
เครื่องอัลตราซาวนด์อันทันสมัยของ Hielscher ช่วยให้ควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการได้อย่างเต็มที่ เช่น แอมพลิจูด อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานที่ป้อนเข้าสู่กระบวนการ
สำหรับการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ พารามิเตอร์ประกอบ เช่น ขนาดอนุภาคของวัตถุดิบ ชนิดของตัวทำละลาย อัตราส่วนของแข็งต่อตัวทำละลาย และระยะเวลาสกัด สามารถปรับเปลี่ยนและปรับให้เหมาะสมได้ง่ายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
เนื่องจากการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีสกัดที่ไม่ใช้ความร้อน จึงหลีกเลี่ยงการเสื่อมสลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากความร้อนได้
โดยรวมแล้ว ข้อดีต่าง ๆ เช่น ผลได้สูง ระยะเวลาสกัดสั้น อุณหภูมิการสกัดต่ำ และการใช้ตัวทำละลายในปริมาณน้อย ทำให้การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นวิธีสกัดที่เหนือกว่า
การสกัดเคอร์คูมินด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้ UP400ST และการแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพออกจากตัวทำละลายในขั้นตอนถัดไป (การเก็บคืนตัวทำละลาย) ด้วยเครื่องระเหยแบบหมุน
พบว่าการสกัดเคอร์คูมินจากขมิ้นชันด้วยอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ในระบบต่อเนื่องแบบอินไลน์โดยใช้เซลล์การไหลอัลตราซาวนด์ อุณหภูมิของกระบวนการในช่วง 60 ถึง 80°C มีส่วนช่วยเพิ่มผลได้ของสารสกัด
ประสิทธิภาพของกระบวนการที่เหนือกว่า: การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดดเด่นในฐานะเทคนิคที่ยั่งยืน ซึ่งต้องลงทุนด้านอุปกรณ์อัลตราซาวนด์เพียงระดับปานกลางเท่านั้น กระบวนการอัลตราซาวนด์สามารถขยายขนาดสู่การผลิตระดับอุตสาหกรรมได้แบบเชิงเส้น ต้นทุนตัวทำละลายและพลังงานสำหรับกระบวนการอัลตราซาวนด์ต่ำมาก ข้อดีสำคัญเพิ่มเติม ได้แก่ การใช้งานที่ง่ายและปลอดภัย ต้นทุนที่ประหยัด และความสามารถในการทำซ้ำให้ได้ผลเดิม ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการผลิตที่ได้มาตรฐาน
การเตรียมสูตรไลโปโซมด้วยอัลตราซาวนด์
เคอร์คูมินเป็นโมเลกุลที่ไม่ชอบน้ำและละลายในไขมัน ซึ่งหมายความว่าเคอร์คูมินต้องถูกเตรียมให้อยู่ในระบบนำส่งยา เช่น ไลโปโซม นาโนอิมัลชัน อนุภาคทรงกลมระดับนาโน อนุภาคนาโนพอลิเมอร์ หรือสารเชิงซ้อนระหว่างสารจากพืชกับฟอสโฟลิพิด สามารถเตรียมสารละลายเคอร์คูมินในน้ำได้โดยเติมสารลดแรงตึงผิว ลิพิด อัลบูมิน ไซโคลเดกซ์ทริน พอลิเมอร์ชีวภาพ เป็นต้น การเตรียมนาโนอิมัลชันและสารแขวนลอยที่สม่ำเสมอด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพมากในการเตรียมเคอร์คูมินให้อยู่ในสารเชิงซ้อนสำหรับนำส่งยา ตัวนำส่งยาช่วยเพิ่มการละลาย การดูดซึม เภสัชจลนศาสตร์ และชีวปริมาณออกฤทธิ์ของเคอร์คูมิน การเตรียมเคอร์คูมินให้อยู่ในสารเชิงซ้อนระดับนาโนช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายในน้ำประมาณ 98,000 เท่า (เมื่อเทียบกับเคอร์คูมินอิสระในน้ำ) การเกิดสารเชิงซ้อนระดับนาโนช่วยเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์และความคงตัวระหว่างการเก็บรักษาของเคอร์คูมินอย่างมาก
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการห่อหุ้มสารในไลโปโซมด้วยอัลตราซาวนด์!
อุปกรณ์สกัดด้วยอัลตราซาวนด์
Hielscher Ultrasonics เป็นพันธมิตรของคุณสำหรับกระบวนการสกัดจากพืช ไม่ว่าคุณต้องการสกัดในปริมาณน้อยเพื่อการวิจัยและการวิเคราะห์ หรือแปรรูปในปริมาณมากเพื่อการผลิตเชิงพาณิชย์ เรามีเครื่องสกัดอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมสำหรับคุณ ทั้ง เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์สำหรับห้องปฏิบัติการ และ เครื่องอัลตราซาวนด์แบบตั้งโต๊ะและระดับอุตสาหกรรม ของเรามีความแข็งแรงทนทาน ใช้งานง่าย และสร้างขึ้นเพื่อทำงาน 24/7 ภายใต้ภาระเต็มพิกัด อุปกรณ์เสริม ที่มีให้เลือกหลากหลาย เช่น โซโนโทรด (หัววัด / ฮอร์นอัลตราซาวนด์) ที่มีขนาดและรูปทรงต่าง ๆ เซลล์การไหล เครื่องปฏิกรณ์ และบูสเตอร์ ช่วยให้จัดระบบได้อย่างเหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการสกัดเฉพาะของคุณ
เครื่องอัลตราซาวนด์ดิจิทัลทุกเครื่องติดตั้งหน้าจอสัมผัสสี การ์ด SD ในตัวสำหรับบันทึกข้อมูลโดยอัตโนมัติ และระบบควบคุมระยะไกลผ่านเบราว์เซอร์สำหรับติดตามกระบวนการอย่างครอบคลุม ระบบอัลตราซาวนด์ที่ล้ำสมัยของ Hielscher ทำให้การกำหนดมาตรฐานกระบวนการในระดับสูงและการควบคุมคุณภาพเป็นเรื่องง่าย
ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดของกระบวนการสกัดของคุณ! เรายินดีให้ความช่วยเหลือด้วยประสบการณ์อันยาวนานของเราในการสกัดจากพืช!
เครื่องอัลตราซาวนด์ UIP4000hdT สำหรับการผลิตสารสกัดเคอร์คูมินคุณภาพสูงแบบอินไลน์
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
เครื่องอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรม UIP16000hdT สำหรับการสกัดสารพฤกษเคมีจากพืชแบบอินไลน์
ขั้นตอนปฏิบัติ: การห่อหุ้มเคอร์คูมินระดับนาโนด้วยอัลตราซาวนด์
การเตรียมอนุภาคนาโนที่บรรจุเคอร์คูมิน
อนุภาคนาโนที่บรรจุเคอร์คูมินสังเคราะห์ขึ้นโดยใช้เทคนิคการทำมินิอิมัลชันร่วมกับการระเหย ขั้นตอนจะแตกต่างกันไปตามสารห่อหุ้มที่ใช้ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง สูตรที่ใช้ประกอบด้วยน้ำ 22.400g เลซิทิน 0.180g ไดคลอโรมีเทน 11.500g และสารห่อหุ้ม 0.390g (ใช้ Poly(L-lactic acid) PLLA, 4,000g/gmol หรือ poly(methacylic acid-co-methyl methacrylate Eudragit S100, 125,000 g/gmol หรือส่วนผสมของสารเหล่านี้เป็นสารห่อหุ้ม) ไม่จำเป็นต้องใช้สารช่วยเพิ่มความคงตัว เนื่องจากเป็นที่ทราบว่าพอลิเมอร์ที่ขึ้นรูปไว้แล้วมีประสิทธิภาพในการป้องกันการเสื่อมสภาพของอิมัลชันจากการแพร่
เมื่อใช้ PLLA เป็นสารห่อหุ้ม ให้ละลาย PLLA และเลซิทินในไดคลอโรมีเทนเป็นเวลา 10 นาที จากนั้นเติมเคอร์คูมินและผสมเป็นเวลา 5 นาที (1, 3, 6, 18 wt% ของมวลสารห่อหุ้มทั้งหมด) เติมสารละลายนี้ลงในน้ำกลั่นพร้อมกวนเบา ๆ แมโครอิมัลชันที่เกิดขึ้นจะได้รับคลื่นอัลตราซาวนด์จากเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์ เช่น UP100H เป็นเวลา 180 วินาที โดยใช้รอบพัลส์ (ให้คลื่นอัลตราซาวนด์ 30 วินาที พัก 10 วินาที) จากนั้นระเหยตัวทำละลายเป็นเวลา 18 ชั่วโมงที่ 40°C เมื่อใช้ PLLA และ Eudragit S100 ร่วมกันเป็นสารห่อหุ้ม ให้ละลาย Eudragit S100 ในไดคลอโรมีเทนที่ 60°C เป็นเวลา 20 นาที หลังจากนั้นทำให้ส่วนผสมเย็นลงและเติมตัวทำละลายที่ระเหยไปกลับเข้าไปอีกครั้ง
เอกสารวิชาการ / เอกสารอ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรทราบ
อัลตราซาวนด์และผลต่อการสกัด
การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยอาศัยหลักการของ คาวิเทชันทางเสียง เมื่อส่งผ่านพลังงานอัลตราซาวนด์กำลังสูง (อัลตราซาวนด์ความถี่ต่ำและความเข้มสูง) เข้าสู่ตัวกลางที่เป็นของเหลวหรือมีลักษณะคล้ายเพสต์ คลื่นจะสร้างรอบความดันสูง (การอัด) และความดันต่ำ (การขยายตัว) สลับกัน ระหว่างรอบความดันสูง / ความดันต่ำเหล่านี้ ฟองสุญญากาศจะเกิดขึ้นและขยายตัวตลอดหลายรอบ เมื่อฟองไม่สามารถดูดซับพลังงานเพิ่มได้อีก ฟองจะยุบตัวอย่างรุนแรง การยุบตัวของฟองและผลที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่าคาวิเทชันทางเสียง คาวิเทชันก่อให้เกิดเจ็ตของเหลวขนาดจุลภาค แรงเฉือน คลื่นกระแทก / ความต่างความดันสูง การเกิดอนุมูล อุณหภูมิสุดขั้ว และการไหลที่เหนี่ยวนำด้วยเสียง สภาวะที่รุนแรงเหล่านี้ทำให้ผนังเซลล์แตกและส่งเสริมการถ่ายเทมวลในระดับสูง จึงทำให้สารภายในเซลล์ถ่ายเทเข้าสู่ตัวทำละลาย
ตัวทำละลายที่อ่อนโยนและไม่เป็นพิษ
สารสกัดสมุนไพรที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์และโภชนาการกำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในฐานะสารรักษาทางเภสัชวิทยาและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร (โภชนเภสัช) เพื่อปลดปล่อยสารประกอบที่ต้องการออกจากวัตถุดิบพืช ต้องละลายสารประกอบเหล่านั้นในตัวทำละลาย เมื่อสารสกัดเป้าหมายถูกแยกออกจากเนื้อวัตถุดิบพืชและถ่ายเทเข้าสู่ตัวทำละลายแล้ว ก็สามารถทำให้สารสกัดเข้มข้นขึ้นได้ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถใช้เป็นวิธีที่ปราศจากตัวทำละลายโดยใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย การสกัดด้วยแอลกอฮอล์และกลีเซอรีนต่างก็ไม่เป็นพิษและมีประสิทธิภาพเช่นกัน และมักใช้สกัดส่วนผสมสำหรับอาหาร ยา และเครื่องสำอาง
สำหรับการผลิตสารสกัดที่มีฤทธิ์สูง ดีต่อสุขภาพ และไม่เป็นพิษ สิ่งสำคัญคือการใช้วิธีสกัดที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยให้ใช้ตัวทำละลายที่อ่อนโยนและไม่เป็นพิษได้ เช่น น้ำ ไตรอะซิลกลีเซอรอล หรือแอลกอฮอล์
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวทำละลายที่ใช้ในกระบวนการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์!
เคอร์คูมิน
เคอร์คูมินเป็นโอลีโอเรซินจากขมิ้นชันและรงควัตถุธรรมชาติที่พบในเหง้าของต้นขมิ้นชัน สารประกอบเคอร์คูมินอยด์ที่สำคัญอื่น ๆ ได้แก่ demethoxycurcumin (DMC) และ bisdemethoxycurcumin (BDMC)
เคอร์คูมิน (สูตรเคมี C21H20O6) สามารถสกัดได้จาก Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. หรือสังเคราะห์ด้วยวิธีทางเคมี
เคอร์คูมินถูกกักอยู่ในโครงข่ายพอลิแซ็กคาไรด์–ลิกนินในขมิ้นชัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้เทคนิคการสกัดที่ทรงพลัง เช่น การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ เพื่อทำให้ผนังเซลล์แตกและปลดปล่อยสารพฤกษเคมีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพออกมา
การศึกษาพบว่าสารออกฤทธิ์ไพเพอรีนที่พบในพริกไทยดำเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์ของเคอร์คูมินได้มากกว่า 2,000%
ขมิ้นชัน
ขมิ้นชัน (Curcuma longa) เป็นพืชล้มลุกอายุหลายปีในวงศ์ขิง Zingiberaceae มีถิ่นกำเนิดในอินเดียและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เหง้าของต้นขมิ้นชันถูกเก็บเกี่ยวเพื่อใช้เป็นเครื่องเทศและยา
ขมิ้นชันเป็นเครื่องเทศที่ทำให้แกงมีสีเหลืองเข้ม และมีการใช้ในอินเดียมานานหลายพันปี ทั้งเป็นเครื่องเทศในการปรุงอาหารและเป็นยาอายุรเวท ผงขมิ้นชันมีรสอุ่น ขม และเผ็ดคล้ายพริกไทย พร้อมกลิ่นหอมคล้ายดิน
ผงขมิ้นชันหรือขมิ้นชันบดเป็นเนื้อเพสต์ใช้เตรียมเครื่องดื่มร้อนยอดนิยม – ที่เรียกว่า “ลาเต้ขมิ้นชัน” หรือ “น้ำนมสีทอง” – ซึ่งเตรียมด้วยนมหรือเครื่องดื่มทดแทนนมที่ไม่ได้มาจากสัตว์ เช่น นมถั่วเหลือง นมอัลมอนด์ หรือกะทิ
ขมิ้นชันได้รับการยกย่องในด้านฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ และระงับปวด
นอกจากการใช้ในการปรุงอาหารและทางการแพทย์แล้ว ขมิ้นชันยังใช้เป็นสีย้อมธรรมชาติอีกด้วย