どのようにウコンからクルクミンを抽出し、分離するには?

ウコン is the dried rhizome のthe plant Curcuma longa L. (family Zingiberaceae). It is warm でnature, with pungent とbitter flavours. It enters the spleen and liver channels, where it functions to break up blood stasis and promote blood circulation, unblock the channels and relieve pain [1]. Turmeric is rich in curcuminoids, essential oils, flavonoids, sugars, alkaloids, organic acids and other compounds, のwhich curcuminoids are the main pharmacologically active ingredients[2]. They have a variety of pharmacological effects, such as anti-tumor, anti-inflammatory, anti-oxidant, anti-fibrosis and lowering blood lipids[3-4]. クルクミンがis a fat-soluble polyphenolic compound in turmeric. It is an orange-yellow crystalline powder at room temperature, slightly bitter in taste, insoluble in water, but soluble in ethanol, dimethyl sulfoxide, propylene glycol, glacial acetic acid, and alkaline solutions [5-6]. It is unstable in light and heat and has minimal toxicity [7]. It is widely used in the pharmaceutical, health, food, cosmetics and health product industries, and has valuable development and utilization value.

1クルクミン抽出および分離準備

1.1抽出

Curcumin is a pigment with a diketone structure, and its parent nucleus is diphenylheptane, which is the main active ingredient in turmeric, accounting for about 70% of curcuminoids[8]. Common methods for extracting curcumin include organic solvent extraction, acid-base extraction, enzyme extraction, supercritical CO2 fluid extraction, sodium salicylate extraction, flash extraction, etc.[9]. However, due to the chemical reactivity of curcumin and its instability in the presence of light and heat, the optimisation of the curcumin extraction method is an important part of the extraction and separation of curcumin from turmeric.

shan hou song etal.[10]を比較したcurcumin extraction rates from turmeric によってthe immersion method and the ultrasonic-assisted extraction method using response surface methodology. The results showed that the ultrasonic extraction method gave the best extraction rate of 2.716 mg/g at an extraction temperature of 48 °C, a material-to-liquid ratio of 1:30, and an ethanol concentration of 75%. This shows that ultrasonic extraction has a higher extraction rate than maceration, consumes less solvent, and is simple to operate.

ma mingyanとchen wei[11]は、超音波イオン液体抽出法を用いてウコンからクルクミンを抽出し、逆相高性能液体クロマトグラフィーによってクルクミン含有量を測定した。実験結果によると、クルクミンの平均回収率は98.31%であり、この方法は操作が簡単で、緑色で汚染されていないだけでなく、高い抽出効率と再現性があることを示しています。

加速溶媒抽出法(accelerated solvent extraction, ase)は、密閉容器内で温度(50 ~ 200°c)と圧力(6.89 ~ 20.7 mpa)を上昇させた条件下で、固体および半固体マトリックスから試料を抽出する新しい抽出法である。時間の節約、溶剤の消費量の削減、高い抽出効率、様々なモードでの運転、プロセスの自動化などの利点があります。yadavら[12]は、抽出溶媒としてエタノール、酢酸エチル、アセトンを使用し、ase技術を用いてウコンからクルクミンを抽出した。その結果、抽出溶媒にアセトンを用いて抽出したクルクミンの純度は46.2%と最も高かった。これは、効率的で時間を節約できるase技術の利点と一致しています。

現代の科学技術の急速な発展に伴い、クルクミン抽出法は従来の有機溶媒抽出法に限定されなくなった。クルクミンは化学的に不安定であり、酸塩基法によるクルクミンの不純物除去が煩雑であるため、酸塩基法はもはやクルクミンを抽出する最良の方法ではありません。酵素抽出は酸塩基抽出法を基本としており、セルラーゼ、ペクチナーゼなどを添加することで抽出速度が速くなり、抽出時間が短縮される。しかし、酵素法は温和な条件を必要とするため、プロセスのphを正確に制御し、最適な抽出速度を得ることが困難でした。現在、ウコンからクルクミンを抽出する主な方法は超音波抽出法である。操作が簡単で効率が良いという利点がありますが、大規模抽出には適していません。溶媒抽出の加速は、超音波抽出の限界を改善することができます。しかし、この方法は高温下で行わなければならないため、クルクミンの構造は高温下で破壊されやすい。そのため、クルクミンの開発・利用においては、効率的かつ経済的な大量生産のための抽出技術の開発が重要な課題となっています。

1.2分離と調製

ウコンを有機溶媒で抽出した粗クルクミンには、糖、ステロール、脂肪酸などの不純物が多く含まれているため、純度が低下し、その後の生産と使用に影響を与えます。したがって、粗クルクミンはさらに分離して精製する必要があります。従来の分離・精製方法には、有機溶媒抽出、酸塩基沈殿、活性炭吸着カラムクロマトグラフィー、ポリアミド吸着、再結晶、マクロポーラス樹脂吸着などがある。

近年、化合物の分離・精製には、分子インプリンティング技術やs-8樹脂分離技術などのクロマトグラフィー技術が広く用いられており、クルクミンの分離・精製方法が選定されています。chen lingtong[13]は、クルクミンの磁気撹拌条件と機械撹拌条件での収率を比較し、磁気撹拌条件は機械撹拌条件よりも収率が高いことを明らかにした。気温は下げる1分あたり10°Cの蒸留水を作るためには磁気チェック悲壮、シード结晶クルクミンは冷却感じに浄化されクルクミンがその结果の純度が99.8%にまでまで93.5% 1结晶3 crystallizationsの後である。これは、ゆっくり冷却して種結晶を添加すると、結晶の純度が大幅に向上することを示しています。

zhou peipeiらは一連の実験で、s-8樹脂で精製した後、クルクミノイド化合物の純度を25.28%高めることができ、s-8樹脂がクルクミノイド化合物の予備精製に使用できることを示した。wangらは[15]、クルクミンの分子インプリント高分子膜のクルクミン、デメトキシクルクミン、およびビスデメトキシクルクミンに対する選択的認識能力を調べ、インプリント膜がデメトキシクルクミンおよびビスデメトキシクルクミンよりもクルクミンに対する選択性が有意に高いことを見いだした。このことは、クルクミン分子インプリント高分子膜がクルクミンを効率的に分離・濃縮し、効率的で環境に優しく低コストであることを示しています。

2薬理的効果

2.1 Antitumor

Curcumin is an important active ingredient in turmeric that exerts antitumor effects. According to research, the antitumor mechanism of curcumin includes the following three aspects: (1) inhibiting tumor cell proliferation and inducing apoptosis; (2) inhibiting tumor cell migration and invasion; (3) inhibiting tumor cell angiogenesis and other ways to achieve antitumor effects.

chen jiaquanら[16]は、卵巣がん細胞skov3の増殖および細胞移動に対する異なる濃度勾配におけるクルクミンの効果を研究し、elisaによるクルクミン治療後の卵巣がん細胞培養培地のmmp-9含有量を測定した。その結果、クルクミンは時間と濃度に依存して卵巣がん細胞を阻害することが示された。クルクミンが卵巣がん細胞の増殖や移動を抑制することは、がん細胞のアポトーシスの誘導やmmp-9の発現抑制と関連していると推測される。クルクミンの乳がん細胞の増殖、移動および浸潤に対する阻害効果は、mir-7641の抑制およびptpn14の発現促進と関連している可能性が報告されている[17]。

tangら[18]は、hepg2細胞由来のヌードマウスのhcc orthotopic腫瘍におけるクルクミンとアストラガルス多糖類の併用介入を実験的に研究した。その結果、介入後の腫瘍組織には、枝の少ないまばらな血管、血管壁が完全な規則的な形状、血管内皮細胞が密に配置されており、腫瘍組織の血管が正常化する傾向があることが示された。これは、クルクミンが血管新生を阻害するだけでなく、腫瘍血管の正常化を誘導し、腫瘍血管の形態的構造を改善することを示しています。また、クルクミンが腫瘍の成長を抑制するの活性化を抑えることでNF -КB・celecoxibに関連してSTAT3ことanti-tumor活動[19]ます

2.2消炎

炎症は主に、火傷、感染症、化学物質による腐食など、生物学的または化学的要因によって引き起こされる刺激の程度が異なるために発生します[20]。Sordlloとヘルソーン州[21]クルクミンがpro-inflammatoryの活性を抑制するcytokines interleukin-1、インターロイキン- 6、、腫瘍壊死要因-α要因炎症セルラーの釈放をブロックすると消炎効果を発挥します。bao cai-caiら[22]は、マウスの実験的自己免疫性脳脊髄炎(eae)に対するクルクミンの抗炎症効果を観察した。クルクミンがその結果、神経機能は和らげられるEAE過程で大きな被害を受け、炎症反応周辺と中部周辺のdown-regulate過程で、EAE・up-regulate Atg-5を表現するLC3 -Ⅱ水準がautophagy細胞は中枢神経系に中枢神経クルクミンが抑制効果を達成する炎症反応にEAEプロセスになり

qianら[23]は、一連の新しいクルクミンジカルボニル類似体(dac)を作製し、それらの抗炎症特性を評価した。予備選挙の結果の液体LPS-induced腫瘍の発生が抑え実効性壊死係数(TNF) -αおよびインターロイキン- 6 (IL-6)、ティミーの発生を抑えることができる。さらに、クルクミンは、異常な血液のレオロジーを改善し、炎症因子の発現を阻害することによって、関節リウマチのあるラットに対して抗炎症効果を達成することができる[24]。

2.3 Anti-fibrosis

クルクミンはまた、さまざまな経路で抗肺線維症、抗肝線維症、抗心臓線維症、および抗腎線維症の効果を発揮し、臨床治療に広く使用されている[25]。クルクミンは、ミトコンドリアからのアポトーシス誘導因子の放出を促進することで肺線維芽細胞のアポトーシスを誘導し、抗肺線維症の効果を得ることが報告されている[26]。韓剛らクルクミンが【27】が固体dispersions増殖アラニンの活動酸っぱいアミノ基(ALT)とアミノ基の酸っぱいアミノ基(AST)マウス血清、急性肝損傷を抑える効果マウス、四塩化炭素による肝損傷の程度の改善、に重大なhepatoprotective効果ますクルクミンはまた、inos発現を下方調節することができ、それによってcurcumin&を達成する#セレン誘発性の肝臓および腎臓毒性に対する保護効果[28]、それによって肝障害がさらに肝線維症に進行するのを防ぐ[29]。

また、心筋梗塞後のコラーゲンの分解と合成のバランスをとることで、抗心筋線維化効果も期待できます[30]。さらに、クルクミンは、腎臓の管状上皮細胞に双方向の効果を有します。クルクミン拡散を大幅に促進することができる人間腎柱と上皮細胞(HKC)ねを維持し濃度範囲3.125-25.000μmol / L。言うこと出発に対抗そうβ1-induced変換HKCの突然変異体をスピンドルの細胞に、上皮TGF -β1,の表情や炎症を抑えるI型コラーゲン細胞、推進骨morphogenetic表情を表したタンパク質(BMP-7)、有効腎線維症を防ぐ。しかし、クルクミンが高浓度の(10万μmol / L)を抑止効果にHKC拡散[31]だ

2.4血液脂質を低下させる

脂質異常症は冠状動脈性心疾患の主要な危険因子である。クルクミンは、血漿総コレステロール(tc)、トリグリセリド(tg)、および低密度リポタンパク質コレステロール(ldl-c)レベルを有意に低下させ、高密度リポタンパク質コレステロール(hdl-c)レベルを増加させることが研究によって示されています[32]。クルクミンには顕著なコレステロール低下作用があることが報告されており、その作用機序は身体の抑制に関係している可能性があります'のコレステロールの吸収と体を促進'のコレステロールの分解[33]。豆暁平[34]の研究によると、curcumin'sの低脂血性効果は、肝フタル補酵素aレダクターゼの活性を上昇させ、脂肪酸代謝を高めることに関連しています。

2.5 Cardioprotection

心血管疾患の研究の多くは、クルクミンが有意な抗心筋損傷効果を有することを示しています。[35]が柳らによって誘導する災害クルクミン規模で心筋梗塞さを大きく向上させ冠状microembolism (CME)機構にかかわるかもしれません抑制アポトーシスを心筋梗塞セル仲介する伸筋炎発生とのTLR4 / MyD 88シグナリング経路/ NF -КB。ma rongzhenらは、マウスの盲腸を結紮および穿孔することによって敗血症モデルを確立し、敗血症マウスにおけるクルクミン前処理の心臓保護効果を調べた。その結果、クルクミンの前処理は、sirt1シグナル伝達経路を活性化することで、心筋組織の酸化ストレス損傷やアポトーシスを抑制し、敗血症による心筋損傷を改善することが示されました。このことは、クルクミンがsirt1シグナル伝達経路を活性化して酸化ストレスの損傷とアポトーシスを抑制することで心臓を保護できることを示している。

yao bohuaとjiang weihongは動物実験で、クルクミンの治療後にヘムオキシゲナーゼ1 (ho-1)の活性と発現を有意に上昇させ、心筋虚血/再灌流(i /r)損傷後の心筋酸化ストレス損傷を有意に阻害できることを明らかにした[37]。クルクミンは、その抗酸化作用を通じてi / rを軽減することができ、その作用機序がho-1タンパク質の活性と発現を上昇させることに関連している可能性があることを示している。さらに、クルクミンは全身の炎症反応を抑制し、酸化ストレス反応を減少させ、ca2 +レベルを低下させることによって、機械的外傷によって引き起こされる心臓機能障害を効果的に改善することもできます[38]。

2.6他

現代クルクミンが薬理作用の研究から、前述のanti-tumorに加えて、、消炎抗酸化、anti-fibrosis、cardioprotective、膨大lipid-lowering効果が必要でなど様々な薬理作用効果な抗酸化、が抗不安、neuroprotection、肝臓保護、改善の腸内フローが[39-46]不均衡に決まった。

3応用研究

Curcumin not only prevents and treats many diseases, but also has good development prospects in the food additive, health product, and cosmetic industries [47-49]. Curcumin is a green and natural food preservative that is non-toxic and harmless, and has antibacterial, antioxidant, and other preservation 効果[50]. Wang Yixin etアル[51] studied the combined bacteriostatic effect of curcumin and piperine, and the results showed that the bacteriostatic zone was largest when the curcumin-piperine ratio was 40:1, the minimum inhibitory concentration (MIC) was reduced, the bacteriostatic pH range was wider, and the preservation time was significantly extended. This indicates that curcumin is a natural food preservative.

4まとめと展望

クルクミンは安定性が低く極性が低いため、生物学的利用能が著しく低下し、新しい剤形のクルクミンの開発が大きな課題となっている。そのため、クルクミンの生物学的利用能と安定性を向上させる研究が学術的に注目されています。伝えられているところでクルクミン内容クルクミンが分散後の沈殿self-nanoemulsion (Cur-SNEDDS)クルクミンがの95%を胃腸人工中液は原料変えなくてそしてクリスタル形が変わらない化学構造的に薬局で販売、このクルクミンが発生分散システム面と張り付き水素結合中心を大幅に改善in vitro釈放や腸クルクミンが吸収(52)。

さらに、ナノテクノロジー、カプセル化、マイクロカプセル、リポソーム、標的製剤などの最新の医薬品技術も、化合物の安定性を大幅に向上させ、薬剤の生物学的利用能を向上させることができます。固体の自己ナノ乳化薬物送達システム(s-snedds)は、ラットのクルクミンの経口バイオアベイラビリティを効果的に改善し、神経障害性疼痛の予防を促進することも文献で報告されている[53]。wen nanchuanら[54]は、クルクミン二量体の持続放出型ナノ粒子を作製し、ナノ粒子の特性に対するさまざまな薬剤とポリマーの質量比およびその他の要因の影響を研究した。その結果、クルクミン二量体の持続放出ナノ粒子は、クルクミンの安定性を高める非常に高い薬剤積載効率を有するだけでなく、薬剤の持続放出効果を達成し、新しいクルクミン剤形の研究に科学的基盤を提供することが示された。

Curcumin nanoparticles encapsulated by microcapsules not only have good stability, but are also more easily absorbed and utilized, and effectively colored, providing a scientific basis for the development of curcumin formulations [55]. Cai Meihong and 柳Xiangdong [56] found that curcumin combined with hyaluronic acid-modified ethanol-based liposomes can effectively relieve psoriasis through regulating the immune system, regulating the expression of NF-κB mRNA, immunoglobulin IgA and IgG, and the content of IL-2 and IL-4 in lesional tissue. Studies have also shown that curcumin TPP-PEG-PCL nanomicelles with small particle sizes, good stability, good mitochondrial targeting and “lysosomal escape” function can significantly enhance the pro-apoptotic effect of the drug on tumor cells and greatly improve the bioavailability of curcumin [57].

現在、はあったが異なる新しい技術の効果をに関するレポートクルクミンがの安定とバイオアベイラビリティー、ウコンが复雑化学物質の構成の既存の抽出は難しくなり、分离して方法を説明するためにやはり出会っての不安定性に晒されてもクルクミン光と熱を出す。そのため、クルクミンの特殊な化学的性質を満たす抽出・分離技術の研究開発と量産化が急務となっています。体内でのクルクミンの吸収と利用のプロセスは複雑であり、その生物学的利用能に影響を与える多くの要因があります。ほとんどの研究はin vitro実験に限定されているため、クルクミンの体内での吸収と利用のメカニズムと新しい調製技術の組み合わせについては、さらなる研究が必要である。

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