ウコンの抽出方法は何ですか?

市販されているクルクミンは、クルクミン(cur、含量約77%)、demethoxyクルクミンが(dmc、含量約18%)、bisdemethoxyクルクミンが(bdmc、含量約5%)の混合物である。

クルクミン(C12H20O6)は2 benzenepropanoic酸moieties支柱にo-hydroxy-methoxy団体付く鉄製のベンゼン環とβ-diketone(エノル形式)プロピレンパケットにより伝送されるだろう。これは非常にまれなジケトンポリフェノールです(図1)。クルクミンは根茎の主要成分ですショウガ科とウラ科に属しています融点は180 - 183℃で、波長425 nm付近の最大吸収ピークであり、水にはわずかに溶けるが、メタノール、エタノール、アセトン、酢酸エチル、アルカリ性溶液には可溶である。強い発色力を持つ。クルクミンは、- oh、- och3などの構造活性基を二重結合しているため、強い酸、アルカリ、光または高温の存在下では非常に不安定であり、酸化しやすく変色しやすい。また、金属イオンとキレートを形成しやすい[1 - 3]。

クルクミンには薬理作用がある抗酸化剤[4]、抗凝固剤[5]、低脂血症[6]、抗アテローム性動脈硬化症[7]、抗腫瘍性線維症[8-9]、抗炎症性[10-12]、抗炎症性[5,13]、抗ウイルス性[14-15]などで、毒性が低いため食品加工や医療業界で広く使用されています。クルクミンの生産や研究開発には、効率的な抽出法が必要です。従来の方法は単純で粗雑な抽出法が多く、抽出プロセスには高い溶剤消費量、長い処理時間、低い抽出効率、環境汚染[12]などの問題があり、現在の研究開発や市場の需要には適していません。現在一般的な抽出法としては、有機溶媒抽出、酸塩基抽出、マイクロ波法抽出、超音波法抽出、二相法抽出、酵素法抽出、フラッシュ法抽出、超臨界co2液抽出などがある。本稿では、上記の抽出方法を紹介することで、クルクミンの開発・利用の参考とすることを目的とする。

1化学抽出技術

1.1有機溶媒抽出

有機溶媒抽出は、所望の抽出物の溶解度に基づいて行われる。メタノール、エタノール、アセトン、酢酸エチルなどの有機溶媒を選択して組織細胞の内部に浸透させ、化学物質を抽出します(固液抽出)。有機溶媒抽出法はクルクミン抽出の最も一般的な方法である。これは、操作が簡単で便利であり、多くの場合、他の補助手段と組み合わせて抽出の第一段階として使用されます。たとえば、liu liら[17]。加熱して還流させてクルクミンを抽出する9つの抽出溶媒を使用しています抽出率は、メタノール(0.56%)、酢酸エチル:エタノール(0.55%)、絶対エタノール(0.53%)、酢酸エチル(0.50%)、エタノール70%(0.45%)、アセトン(0.44%)、エタノール80%(0.43%)、エタノール50%(0.31%)、水0.15%であった。cai jingjingら[18]は、応答表面の最適化を用いて、均質化法と有機溶媒を組み合わせてショウガからクルクミンを抽出した。最適化された抽出方法によると、エタノール90%で抽出されたクルクミン含有量は2.27 mg・g-1で、予測値の2.34 mg・g-1とほぼ一致した。

zeng zhiding[19]は、アセトン抽出法に最適な抽出条件をaとした40-meshターメリックの粉末小さじ1抽出温度30°c、物質と液体の比1:10、攪拌速度400 r・min-1、抽出速度2.69%。zhang minら[20]は、エタノール、メタノール、アセトン、酢酸エチル、および灰汁を溶媒として、それぞれ50%体積分でクルクミンを抽出した。アルカリはクルクミンを抽出するのに不安定で酢酸エチルは最も抽出効果があったが、より高価だった。エタノールは抽出効果が高いだけでなく、経済的で安全であるため、クルクミンを抽出するための理想的な溶媒である。一般的に、クルクミンの抽出に使用される親水性エタノール溶媒は、毒性のあるメタノールやアセトンよりも安全である。また、再利用可能で安価であり、抽出された溶液はカビや劣化を起こさず、良好な緑色の溶媒となる。

120予约抽出

予约抽出、適量を指す酸やアルカリ解体を増進する案や降水量、所望のコンポーネントの溶解水に本質的な性質なのに基づいて成分抽出中石炭酸ヒドロキシ派から博士に関連しつつ溶けやすい一階がクルクミンがアルカリ解決策を使って調整することができる溶媒エタノールにph7 NaOH、HClして解決策を産み出すクルクミン抽出率を向上させることである。song changshengら[21]は直交試験を用いてクルクミン塩基抽出法のプロセス条件を最適化した。飼料10 g、抽出温度20°c、抽出時間28時間、naoh溶液質量分率1.0%の最適条件では、クルクミンの抽出率は3.13%、クルクミンの総純度は95.44%であった。のクルクミンが原油この方法で得られた溶液は乾燥しやすいが、溶液のphを一度に調整することは困難である。ph値が高すぎるとクルクミンは分解しやすく、生成物の特性が不安定になります。

1.3 Double-phase抽出

二相抽出は、2つの混和しない液体相の間の物質の分布係数の差を使用して抽出します。二相抽出技術は、環境に優しい新しい抽出・精製技術です。主にタンパク質や核酸の抽出・精製に用いられる[22 - 24]。現時点では、これを使用した報告は多くないクルクミン抽出法しかし、それは穏やかな条件のために顔料を抽出するために使用することができます。この方法では、抽出物の性質に応じて、水性二相系(atps)を選択する必要があります。高分子/高分子、高分子/無機塩(硫酸カリウム、硫酸ナトリウムなど)、低分子有機/無機塩、界面活性剤の4種類がある。溶剤の発生源とコストのため、低分子有機/無機塩atpsは一般的に植物抽出に使用されます。

su wenbinら[25]は、両生性イオン液体臭化1-ブチル-3-ピリジニウム([bpy] br)とリン酸水素二カリウムを用いてatpsを形成し、マイクロ波による抽出と組み合わせたウコンからクルクミノイドを抽出します。クルクミノイドの抽出率は4.99%であり、従来の熱逆流法による抽出率(0.042%)の100倍以上であった。wang jiajingら[26]20 gの脱皮ウコンをエタノール抽出物と60%硫酸アンモニウム溶液と1:1の比率で混合し、二相混合物を得た。50 mlの超音波抽出物を硫酸アンモニウム溶液と1:1の比率で混合し、アルコール相を濃縮乾燥させてクルクミン粗製品を得た。液体相をテストし、11%のクルクミンを含むことがわかりました。ghasemzadehらは[27]、炭水化物(ソルビトール、フルクトース)と臭化テトラブチルホスホニウム(il)からなるatpを使用したクルクミンが抽出。二相溶媒抽出の抽出液は比較的安定しているが、二相溶媒系は乳化しやすく、抽出効率が低い。マイクロ波や超音波などの補助的な方法を使用する必要があり、初期のサンプルの粗抽出には適していません。

1.4 Enzyme-assisted抽出

酵素を利用した抽出とは、溶媒に適切な量の酵素を添加して植物組織を分解することで、組織内の有効成分の迅速な溶解を促進し、抽出効率を向上させることだ。一般的に使用される酵素には、植物の細胞壁を分解するセルラーゼやペクチナーゼがある。yin lichong[28]は、酵素補助超音波法を用いてクルクミンを抽出した。酵素量21 mg・g-1、酵素加水分解の42分後クルクミンの収率は4.890%であった。ning naら[29]は、マイクロ波補助酵素法を用いてウコンからクルクミンを抽出し、クルクミンの収率は21.96 mg・g-1である。機械的および物理的な細胞破壊と比較して、この方法は操作が簡単で、抽出効率が高い。しかし、酵素に適した環境を正確に制御することは難しく、操作を誤ると不活化しやすく、抽出効率に影響を与えます。

2物理抽出技術

2.1 Microwave-assisted抽出

マイクロ波は、周波数が300 mhz ~ 300 ghzの電磁波です。貫通力に優れ、液体に吸収されると熱を発生させる。マイクロ波加熱抽出法は、溶媒を加熱して試料マトリックスから有効成分を分離し、抽出プロセスを加速する方法です。この方法では、システムを加熱して有効成分の溶解を加速させます。hadiらは、クルクミン抽出のための最適なプロセス条件を決定するためにマイクロ波による抽出を使用した:マイクロ波出力700 w、粒子サイズ0.30 - 0.60 mm、抽出時間3分、溶媒体積10 ml、サンプル2 g、抽出温度60℃。liu caiqinら[31]は、マイクロ波抽出を用いて最適な結果を得たクルクミンのためのプロセスパラメータ物質と液体の比1:43.81、71.21%エタノールの溶媒、マイクロ波出力540 w、抽出時間30秒。マイクロ波の状態は安定していますが、従来の熱アシスト抽出では温度を正確に制御できません。不均一な加熱と高温はクルクミンを容易に不活性化し、抽出速度を低下させる。

2.2 Ultrasonic-assisted抽出

超音波を利用した抽出は、植物の細胞壁を超音波で破壊し、細胞内への溶剤の浸透を促進し、有効成分の溶剤への溶解を加速させることで、抽出速度と有効成分の抽出速度を向上させる[20]。クルクミンの超音波補助抽出は、主に超音波回数、超音波出力、超音波時間、溶媒の種類および量などの要因によって影響を受けます。郭振旭[32]は超音波を使った抽出率(1.22±0.02)%でクルクミンを抽出するで同時に、連続流超音波を用いてクルクミンの抽出を行い、抽出率は(1.232±0.031)%まで上昇した。xuら[33]は、超音波抽出技術を硫酸アンモニウム/エタノールの水溶液と組み合わせて、ウコンの根茎からクルクミンを抽出した。抽出速度は46.91 mg・g-1までである。

ma mingyanら[34]は、そのための方法を確立したクルクマのクルクミン含有量を決定するwenchowensisイオン液体を抽出剤として使用し、超音波補助抽出、および高性能液体クロマトグラフィーと組み合わせた。最適な抽出条件の下で、クルクミンコンテンツ68.53μg・てろ助け。有機陽イオンと無機・有機アニオンからなるイオン液体は、グリーン化学における新たな研究分野の一つである。いくつかのイオン液体はセルロースの優れた溶媒である。植物の細胞壁は主にセルロースとヘミセルロースで構成されています。従来の溶媒は、抽出を完了するために濃度差のみに依存することができます。イオン液体は抽出の目的を達成するためにセルロースを溶解させることで植物の細胞壁を溶解させることができ、抽出速度を上げ、抽出時間を短縮することができる。超音波抽出は操作が簡単で、制御可能で安定した状態です。抽出物の構造と活性を損なうことなく、スピードアップと効率の向上に役立ちます。「グリーン技術」として広く活用することができる。

2.3フラッシュ抽出

フラッシュ抽出は、組織破砕抽出とも呼ばれ、高速粉砕、粉砕、攪拌、超分子浸透技術を室温で使用して、医薬品の有効成分を数分以内に溶解させ、迅速抽出の効果を達成する。feng suhuangら[35]は、逆流抽出とフラッシュ抽出の効果を比較したウコンからのクルクミノイドの抽出その結果フラッシュ抽出の方が効率が良いことがわかりましたフラッシュ抽出では、材料を粉砕すると同時に溶解するため、必要な時間が大幅に短縮されます。長期抽出による有効成分の分解や消費を回避し、高い抽出率と低エネルギー消費を実現しています。しかし、この方法で得られる抽出物の量は限られており、大規模生産には適していません。また、粘度が強すぎるハーブには適していません。破砕後にフィルターするのが難しくなる可能性があるからです[36]。

2.4超臨界co2流体抽出

超臨界co2流体抽出は、超臨界状態の物質に超臨界流体を接触させ、極性、沸点、分子量の順に成分を選択的に抽出・分離する。超臨界の粘度および拡散係数からな流体はガスに近い彼らの密度とsolubilization容量はに近い液体超臨界流体が抽出粘性が下高等拡散、伝統的な溶存量よりも溶剤抽出が強いことがいっそう加速する有効成分を抽出する。luo et al. [37] usedクルクミンを抽出するための超臨界co2液抽出ウコンの有効成分です。配合剤の投与量と抽出圧力が最も重要な影響因子です。最適な抽出条件では、クルクミン含有量は14.317 mg・g-1であった。

martinez-correaら[38]は、抽出溶媒として60°c、40 mpaの超臨界二酸化炭素(scco2)、大気圧のエタノール(または60°cの水)、25°cを用いて比較したクルクミンが8%の利回りの債券ウコンから、それぞれ1段階法、2段階法で抽出。一段階法はscco2とエタノール(または水)の混合溶媒で同時に抽出する。scco2で連続抽出した後、エタノールまたは水で抽出する2段階法。一段階法では3.3%、二段階法では3.9%(ウコン100g当たりのクルクミン含有量)の収量が得られた。圧力や温度などの条件を制御しやすいため、熱に敏感で酸化しやすい物質の分離に適しています。得られた抽出物の純度は比較的高いが、コストが高く、工業生産には適していない。

その他3つの抽出方法

クルクミンを抽出する方法は、この他にもサリチル酸ナトリウム法、超高圧抽出技術、亜臨界抽出法、超音波強化マイクロエマルション抽出法、溶剤加速抽出法などがあり、いずれも効果がある。

サリチル酸ナトリウム法は、一般的に抽出を含む原油ターメリックの粉末小さじ1サリチル酸ナトリウム溶液で。抽出物を水で希釈して沈殿物を生成し、乾燥させてエタノールに溶解させ、濾過してから再度乾燥させてクルクミン全体の生成物を得る。liu xinqiaoら[39]は、クルクミン抽出速度に対するサリチル酸ナトリウム法、酸塩基法、活性炭およびその他の方法の効果を比較した。サリチル酸ナトリウム法では全クルクミンの純度は93.2%と最も高かったが、転移率は10%以下であった。サリチル酸ナトリウム抽出法は、クルクミンを高純度で得られ、操作が容易で、設備の必要性が低く、再利用性が高く、小規模生産にも対応可能です。抽出工程で自然沈降を使用すると、抽出物中のクルクミン全量が大量に沈殿せず、移動速度が非常に低くなります。遠心分離機を使用すると、クルクミン全体とともに大量の不純物が沈殿し、最終製品の純度が低く工業生産には適さない[21]。

超高圧抽出技術の基本原理は、薬草を常温で粉砕した後、抽出媒体(薬草の性質によって抽出媒体を選択する)に混ぜて密封容器に入れることだ。原料溶液に100 ~ 1000 mpaの静水圧をかけ、一定時間保持すると速やかに圧力を解放し、抽出工程を完了させます。李小鵬[40]と比較した4つの抽出方法の合計クルクミン収量70%エタノールで抽出した場合、超臨界抽出(2.874%)>超音波(2.421%)>逆流(2.039%)>冷たい注入により…(1.585%)…時間効率の面では、超高圧の3分の抽出率は、12時間の冷間注入より1.289%、逆流2時間より0.835%、超音波の1時間より0.453%高かった。超臨界抽出は圧力差により溶媒消費量を低減し、抽出物は安定している。熱に敏感な揮発性成分の抽出には適しているが、超音波に比べて条件が簡単で、他の条件を調整する必要がある。bi xiaodanら[41]は、家庭用の圧力釜を用いてクルクミンを抽出する家庭沸点法をシミュレーションした。高圧アシスト法の抽出率は0.403%であり,従来の沸騰法のクルクミン抽出率は0.200%であった。高圧アシスト抽出は実験研究や工場生産だけでなく、家庭での抽出にも応用できることがわかります。しかし、工場で使用される機器は高価であり、非常に高い安全性が要求されます。

亜臨界抽出法(英:subcriticalextraction)は、亜臨界流体を溶媒として使用して、有機化合物の同様の溶解度の原理に基づいて、閉鎖された無酸素低圧容器内で材料の脂溶性成分を抽出する抽出技術である。抽出物は、真空蒸留によってターゲット製品から分離されます。kwonらは、亜臨界溶媒抽出法を用いて、ウコンから3種類のクルクミノイドを抽出した最大のクルクミン収率は13.58%である(4.94%クルクミン、4.73%デメトキシクルクミン、3.91%ビスデメトキシクルクミン)。亜臨界圧水法は、超臨界圧水法に比べて生産性が高く、省エネルギーで運転コストが低く、大規模な工業生産に利用できる。

yue chunhuaら[43]は、抽出プロセスと分離プロセスを結合させるためのブリッジとしてマイクロエマルジョンを用いた。クルクミンの総抽出量は20.12 mg・g-1であった。原油中のマイクロエマルション抽出液および油層分離液は、賦形剤を除去することなく、直接薬剤にすることができます。

加速溶媒抽出または加圧液体抽出は、有機溶媒を使用して固体または半固体マトリックスからより高い温度(50 ~ 200°c)と圧力(1000 ~ 3000 psi)で有効成分を抽出する新しい抽出技術です。yadavら[45]は、加速溶媒抽出によってクルクミノイドを抽出し、抽出溶媒としてのエタノール、酢酸エチル、アセトンの性能を比較したクルクミノイドの収率は3.8%、2.8%、2.9%であった。この方法は時間を大幅に短縮し、工程を自動化し、操作が簡単で、抽出効率が高い。各抽出法の長所と短所を表1に比較した。

4展望

抽出法クルクミンの特性、プロセス条件、成分の代謝機構に関する研究から、超音波補助抽出法、超臨界流体抽出法、閃光抽出法などの新しい抽出法が開発されてきました。従来の抽出法に比べ、クルクミンの抽出時間が大幅に短縮され、消耗品やエネルギーの消費が少なく、抽出効率が大幅に向上します。しかし、次のような問題が残っている。

、多くクルクミン抽出に関する研究プロセスパラメータの最適化と異なるプロセス間の比較を含みますが、異なるプロセスの組み合わせにはまだ比較的少ない革新があります。

第二に、抽出工程が複雑化し、規格が高くなるにつれて、これらの技術の普及が依然として困難である。また、抽出設備への設備投資が増え、中小企業の早期生産投資には不向きだ。

さらに、ウコン抽出技術の最適化これに対応する抽出設備は主に実験研究に基づいており、工業生産技術が不足している。実験研究の成果を実用化することが難しく、実験技術と産業生産のギャップが生じています。

加えて、著者で' s実験クルクミンが抽出ウコンから、ウコンに含まれるクルクミンオイルは、クルクミンと物理的・化学的性質が非常に似ていることがわかった。粗クルクミンからの除去が難しく、その後の分離・精製が困難になります。

したがって、今後のクルクミン抽出技術の研究では、まず工業生産における複数の抽出技術を組み合わせて抽出技術を簡素化し、対応する装置を設計する必要がある。第二に、抽出技術を実験研究と工業化生産アプリケーションによって分類し、実験研究を工業化生産に接続して、実験シミュレーションデータとプロセスをより良く適用する。分離と精製の難しさを軽減し、クルクミンの純度を向上させ、さらにクルクミンの結晶を得るために抽出プロセス中にクルクミンオイルを除去しようとすることをお勧めします。ウコンは、薬用と食用の特性を持つハーブの一種です。主な有効成分のクルクミンは広く医療や食品加工産業で需要に使用されています。したがって、効率的な抽出技術は、ウコンの研究と産業チェーンの発展にさらに役立ちます。

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