Ультразвукова екстракція куркуміну
Куркумін – це фармакологічний і харчовий фітохімікат, присутній у кореневищах Curcuma longa. Для отримання високих виходів куркуміну ультразвукові екстрактори використовуються як найефективніша техніка екстракції. Ультразвукова екстракція забезпечує куркумін вищої якості та дуже високі виходи. Водночас ультразвукова обробка вимагає лише короткого часу обробки кореневищ куркуми.
Ультразвукова ізоляція куркуміну
Ультразвукова екстракція є надзвичайно ефективною альтернативою традиційним технікам екстракції, таким як мацерація, гаряча екстракція розчинником або екстракція за Сокслетом.
Ультразвукова ізоляція куркуміну та куркуміноїдів з рослини куркума (наприклад, Curcuma longa, Curcuma amada) є ефективним, швидким і простим процесом. У порівнянні з екстракцією за Сокслетом та традиційною екстракцією в партіях, ультразвукова екстракція переважає завдяки значно підвищеному виходу куркуміну за коротший час екстракції.
Для ультразвукової екстракції фітоконституентів можна використовувати різні розчинники, такі як вода, водні розчинники, етанол, метанол, гліцерин тощо. Для екстракції куркуміну вода, етанол та триацилгліцероли є ефективними та безпечними розчинниками, які забезпечують високий вихід екстракту.
- Високий вихід
- Швидка екстракція
- Більш повне відновлення
- Безпечна експлуатація
- Легка реалізація
Ультразвуковий гомогенізатор UIP1000hdT з проточною коміркою для екстракції куркуміну
Процес ультразвукової екстракції
Сучасні ультразвукові гомогенізатори Hielscher дозволяють повністю контролювати параметри процесу, такі як амплітуда, температура, тиск та енерговитрати.
Для ультразвукової екстракції периферійні параметри, такі як розмір частинок сировини, тип розчинника, співвідношення тверда речовина–розчинник та час екстракції, можна легко змінювати та оптимізувати для досягнення найкращих результатів.
Оскільки ультразвукова екстракція є нетермічним методом екстракції, термічна деградація біоактивних інгредієнтів уникається.
Загалом переваги, такі як високий вихід, короткий час екстракції, низька температура екстракції та невеликі кількості розчинника, роблять ультразвукову обробку найкращим методом екстракції.
Ультразвукова екстракція куркуміну за допомогою UP400ST та подальшого відділення біоактивних принципів від розчинника (рекуперація розчинника) за допомогою роторного випарника
Було виявлено, що ультразвукова екстракція куркуміну з куркуми є найефективнішою, коли ультразвукова обробка застосовується в безперервній проточній установці з використанням ультразвукової проточної комірки. Температури процесу в діапазоні від 60 до 80°C є сприятливими для підвищення виходу екстракту.
Вища ефективність процесу: Ультразвукова екстракція переважає як стала техніка, яка вимагає лише помірних інвестицій в ультразвукове обладнання. Ультразвуковий процес можна лінійно масштабувати до промислового виробництва. Витрати на розчинник та енергію для ультразвукового процесу є дуже низькими. Подальшими важливими перевагами є легка та безпечна експлуатація, економічні витрати та відтворюваність, яка є вирішальною для стандартизованого виробництва.
Ультразвукова ліпосомальна формуляція
Куркумін – це гідрофобна, жиророзчинна молекула. Це означає, що куркумін повинен бути сформульований у систему носія ліків, таку як ліпосоми, наноемульсії, наносфери, полімерні наночастинки або фітофосфоліпідний комплекс. Водні розчини куркуміну можна приготувати, додавши поверхнево-активні речовини, ліпіди, альбуміни, циклодекстрини, біополімери тощо. Ультразвукове приготування наноемульсій та однорідних суспензій є дуже ефективним методом формулювання куркуміну у комплекси носіїв ліків. Носії ліків підвищують розчинність, абсорбцію, фармакокінетику та біодоступність куркуміну. Формулювання куркуміну у наноконструкції підвищує розчинність у воді приблизно в 98 000 разів (у порівнянні з вільним куркуміном у воді). Наноконструкція значно покращила біодоступність та стабільність зберігання куркуміну.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукове інкапсулювання в ліпосомах!
Обладнання для ультразвукової екстракції
Hielscher Ultrasonics є вашим партнером для процесів екстракції з рослинної сировини. Незалежно від того, чи хочете ви екстрагувати невеликі кількості для досліджень та аналізу, чи обробляти великі обсяги для комерційного виробництва, у нас є відповідний ультразвуковий екстрактор для вас. Наші ультразвукові лабораторні гомогенізатори а також наші настільні та промислові ультразвукові системи є надійними, простими в експлуатації та розрахованими на цілодобову роботу (24/7) під повним навантаженням. Широкий асортимент аксесуарів таких як сонотроди (ультразвукові зонди / рупори) різних розмірів і форм, проточні комірки та реактори і підсилювачі дозволяють створити оптимальну конфігурацію для вашого конкретного процесу екстракції.
Усі цифрові ультразвукові апарати оснащені кольоровим сенсорним дисплеєм, вбудованою SD-карткою для автоматичного протоколювання даних та браузерним дистанційним керуванням для комплексного моніторингу процесу. Завдяки складним ультразвуковим системам Hielscher висока стандартизація процесу та контроль якості стають простими.
Зв’яжіться з нами сьогодні, щоб обговорити вимоги до вашого процесу екстракції! Ми будемо раді допомогти вам із нашим багаторічним досвідом у рослинній екстракції!
Соникатор UIP4000hdT для потокового виробництва високоякісних екстрактів куркуміну
Зв’яжіться з нами! / Запитайте нас!
Промисловий соникатор UIP16000hdT для потокової екстракції фітохімічних речовин з рослин
Протокол: Ультразвукова наноінкапсуляція куркуміну
Приготування наночастинок, навантажених куркуміном
Наночастинки, навантажені куркуміном, синтезують за допомогою техніки мініемульсифікації-випаровування. Процедура варіюється залежно від інкапсулюючого агента, який використовується, як описано нижче. Використовувана формула складалася з 22,400g води, 0,180g лецитину, 11,500g дихлорметану та 0,390g інкапсулюючого агента (Poly(L-lactic acid) PLLA, 4 000g/gmol або poly(methacylic acid-co-methyl methacrylate Eudragit S100, 125 000 g/gmol або їх суміш використовуються як інкапсулюючий агент). Співстабілізатор не потрібен, оскільки відомо, що попередньо сформовані полімери ефективні для запобігання деградації емульсії шляхом дифузії.
Коли PLLA використовується як інкапсулюючий агент, PLLA і лецитин розчиняли в дихлорметані протягом 10 хвилин, після цього додавали куркумін і змішували протягом 5 хв (1, 3, 6, 18 wt% від загальної маси інкапсулюючого агента). Цей розчин додавали до дистильованої води при легкому перемішуванні. Утворена макроемульсія піддається ультразвуковій обробці за допомогою ультразвукового гомогенізатора, такого як UP100H протягом 180 секунд у імпульсних циклах (30сек ультразвукова обробка, 10сек пауза). Після цього розчинник випаровують протягом 18 годин при 40°C. Коли PLLA і Eudragit S100 разом використовувалися як інкапсулюючий агент, Eudragit S100 розчиняли в дихлорметані при 60°C протягом 20 хвилин. Після цього суміш охолоджували, і випарований розчинник додавали знову.
Література / Посилання
- 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.
Факти, які варто знати
Ультразвук та його екстрагуючі ефекти
Ультразвукова екстракція базується на принципі акустичної кавітації. Коли високоефектний ультразвук (низька частота, висока інтенсивність US) вводиться в рідке або пастоподібне середовище, хвилі створюють чергування циклів високого тиску (стиснення) і низького тиску (розрідження). Під час цих циклів високого тиску / низького тиску виникають вакуумні бульбашки і ростуть протягом різних циклів. У момент, коли бульбашки не можуть поглинати більше енергії, вони різко імплодують. Ця імплозія бульбашок та її ефекти відомі як акустична кавітація. Кавітація генерує мікрострумені, зсувні сили, ударні хвилі / високі перепади тиску, утворення радикалів, екстремальні температури та акустичне струменеве рухання. Ці інтенсивні умови руйнують клітинні стінки та забезпечують високий масоперенос, так що внутрішньоклітинний матеріал переноситься в розчинник.
М’які, нетоксичні розчинники
Рослинні екстракти, які використовуються в медичних і харчових цілях, швидко набувають популярності як фармакологічні засоби та як харчові добавки (нутрицевтики). Щоб вивільнити бажані сполуки з рослинної сировини, її необхідно розчинити в розчиннику. Коли цільові екстракти вилучаються з основної маси рослинної сировини та переносяться в розчинник, екстракт можна концентрувати. Ультразвукова екстракція може застосовуватися як безрозчинникова методологія з використанням води як розчинника. Екстракція спиртом і гліцерином також є нетоксичною та ефективною, і часто використовується для екстракції харчових, фармацевтичних і косметичних інгредієнтів.
Щодо виробництва високопотужних, здорових, нетоксичних екстрактів, важливо використовувати ефективний метод екстракції, який дозволяє застосовувати м’які, нетоксичні розчинники, такі як вода, триацилгліцероли або спирт.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про розчинники, що використовуються в процесах ультразвукової екстракції!
Куркумін
Куркумін – це олеорезин куркуми та природний пігмент, що міститься в кореневищах рослини куркума. Іншими важливими куркуміноїдними сполуками є деметоксикуркумін (DMC) і бісдеметоксикуркумін (BDMC).
Куркумін (хімічна формула C21H20O6) можна екстрагувати з Curcuma longa, Curcuma amada, Curcuma ochrorhiza Val. або синтезувати хімічним шляхом.
Куркумін утримується в полісахаридно-лігніновій мережі куркуми. Тому потрібна потужна техніка екстракції, така як ультразвукова обробка, щоб зруйнувати клітинні стінки, щоб біоактивний фітохімікат вивільнився.
Дослідження показали, що активна сполука піперин, яка міститься в чорному перці, підвищує біодоступність куркуміну більш ніж на 2 000%.
Куркума
Куркума (Curcuma longa) – це багаторічна трав’яниста рослина родини імбирних Zingiberaceae. Вона є рідною для Індії та Південно-Східної Азії. Кореневища рослини куркуми збирають для використання як спеція та ліки.
Куркума – це спеція, яка надає карі його інтенсивного жовтого кольору, і вона використовувалася в Індії протягом тисячоліть як кулінарна спеція, а також в аюрведичній медицині. Порошок куркуми характеризується теплим, гіркуватим, перцевим смаком і землистим ароматом.
Порошок або пасту куркуми використовують для приготування популярного гарячого напою – так званого «латте з куркумою» або «золотого молока» – який готують з молока або альтернатив рослинного молока, таких як соєве, мигдалеве або кокосове молоко.
Куркума цінується за свої антиоксидантні, протизапальні та аналгетичні ефекти.
Окрім кулінарного та медичного використання, куркума використовується як природний барвник.