Екстракция на розмарин с помощта на мощен ултразвук

Розмаринът е ароматна, вечнозелена билка, богата на биоактивни съединения и етерични масла, които се използват в лечебни, хранителни и козметични продукти. Ултразвуковата екстракция е мека, но високоефективна техника за изолиране на биоактивни съединения и етерични масла от розмарин и други билки. Ултразвуковата екстракция дава по-високи добиви и превъзходно качество на екстракта за кратко време на обработка.

Производство на екстракт от розмарин с ултразвук

Ултразвуковите апарати са високоефективни, когато става въпрос за производство на растителни екстракти. Ултразвукът е мека, нетермична техника за екстракция, която позволява нежна обработка и изолиране на деликатни биоактивни молекули от растенията. Тъй като ултразвукът прилага само чисто механични сили, се избягва увреждането на чувствителните към топлина молекули. Това позволява да се приготви екстракт от пълен спектър, съдържащ множество биоактивни съединения, които взаимодействат помежду си и водят до така наречения ефект на антуража. Например, ултразвуковият екстракт от розмарин съдържа големи количества биоактивни молекули като карнозинова киселина, карнозол, розмаринова киселина, олеанолова киселина, урсолова киселина, камфор, 1,8-цинеол, р-кумарова киселина и кофеена киселина.
За да се получи екстракт от розмарин, биоактивните съединения се изолират от игловидните листа на растението розмарин (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Обикновено се използва като естествен консервант и ароматизатор в хранително-вкусовата и козметичната промишленост.
 

Екстрактът от розмарин съдържа няколко биоактивни съединения, включително антиоксиданти като карнозинова киселина и розмаринова киселина, за които е доказано, че имат противовъзпалителни, антимикробни и противоракови свойства. Тези свойства правят екстракта от розмарин полезен за запазване на свежестта и качеството на хранителните продукти, както и за осигуряване на потенциални ползи за здравето в хранителни добавки и природни средства.
В хранително-вкусовата промишленост екстрактът от розмарин често се добавя към преработени меса, печива и закуски, за да се удължи срокът им на годност и да се предотврати окисляването. Използва се и като естествен ароматизатор в сосове, дресинги и маринати.
В козметичната индустрия екстрактът от розмарин се използва в продуктите за грижа за кожата и косата заради своите антиоксидантни и противовъзпалителни свойства, които могат да помогнат за защита и подхранване на кожата и косата. Използва се и като естествен аромат и оцветител в някои козметични продукти.

Механизмът на разрушаване на клетъчната стена (а) счупване на клетъчната стена поради кавитация. б) дифузия на разтворителя в клетъчната структура.
(Графика, адаптирана от Shirsath et al., 2012)

Как работи производството на екстракт от розмарин с помощта на ултразвук тип сонда?

Производството на екстракт от розмарин с помощта на ултразвук тип сонда обикновено включва следните стъпки:

1. Приготвяне на розмарина: Листата на розмарина се почистват, изсушават и смилат на фин прах.
2. Екстракция: Смленият розмарин на прах се смесва с разтворител като етанол или вода и сместа се ултразвуков с помощта на ултразвуков ултразвук тип сонда. Ултразвуковият уред използва високочестотни звукови вълни, за да създаде кавитационни мехурчета, които помагат за разграждането на растителния материал и освобождаването на активните съединения.
3. Филтрация: Сместа се филтрира, за да се отстрани останалият растителен материал, оставяйки след себе си течен екстракт.
4. Концентрация: Течният екстракт се концентрира с помощта на ротационен изпарител или друг подходящ метод, за да се увеличи концентрацията на активните съединения.
5. Изсушаване: Концентрираният екстракт се изсушава по подходящ метод, като сушене чрез пулверизиране или лиофилизация, за да се получи екстракт под формата на сух прах.
6. Опаковки: След това сухият прах се опакова и се съхранява на хладно и сухо място, докато е готов за употреба.

Използването на ултразвуков ултразвук тип сонда в процеса на екстракция позволява по-ефикасно и ефективно извличане на активните съединения от листата на розмарина, което води до по-висококачествен екстракт с по-голяма концентрация на полезни съединения. Освен това този метод може да се използва в голям мащаб, което го прави подходящ за търговско производство. Ултразвуковите апарати Hielscher позволяват прецизен контрол на параметрите на процеса и линейно мащабиране на процеса на екстракция до всеки желан обем.

Научно доказано превъзходство на ултразвуковата екстракция на розмарин

В своя доклад за научно изследване Dhoubi et al. (2020) изследват въздействието на различни методи за екстракция върху химичния състав и антиоксидантната сила на екстрактите от Rosmarinus officinalis L. Те сравняват три метода на екстракция: екстракция със свръхкритична течност, екстракция с помощта на ултразвук UIP1000hdT на Hielscher и микровълнова екстракция (MAE).

Акценти от проучването:

• Авторите установиха, че методът на екстракция значително влияе върху химичния състав и антиоксидантната сила на екстрактите от розмарин. В сравнение с другите техники за екстракция на свръхкритична течност и микровълнова екстракция, ултразвуковата екстракция дава най-добри резултати.
• Ултразвуковият екстракт от розмарин с етанол е много богат на полифеноли.
• При ултразвук се наблюдава по-висок антиоксидантен капацитет при кратка екстракция (10 минути).

Протокол за ултразвукова екстракция на розмарин

Екстракцията с помощта на ултразвук е извършена в ултразвуков апарат тип сонда с помощта на сонотрод (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, вижте снимката по-долу). Смес от прахообразен розмарин и абсолютен етанол (1:3 w/v) се поставя в реактор с двойна обвивка и се излага на ултразвук при 750 W за 10 минути. Температурата на екстракция се регулира на 25°C. Ултразвуковият екстракт се центрофугира при 4000 оборота в минута за 10 минути. Супернатантата се отстранява и концентрира под вакуум с помощта на ротационен вакуумен изпарител.

Настройка за ултразвукова екстракция с помощта на Ултразвуков ултразвуков апарат тип сонда Hielscher UIP1000hdT за партидно извличане на растителни продукти.
(снимка: © Petigny et al., 2013)

По-конкретно, ултразвуковата екстракция произвежда екстракти с по-високи концентрации на общи фенолни съединения, флавоноиди и каротеноиди, както и по-висока антиоксидантна активност в сравнение с мацерацията. Освен това ултразвуковата екстракция е по-ефективен метод, произвеждайки по-високи добиви на екстракт за по-кратък период от време.
Авторите заключават, че изборът на метод на екстракция е важен фактор, който трябва да се вземе предвид при производството на екстракти от розмарин за употреба в хранителната, козметичната и фармацевтичната промишленост. Ултразвуковата екстракция е обещаващ метод за екстракция, който може да произведе по-мощни и ефективни екстракти с по-високи добиви.
Изследователският екип стигна до заключението, че “Сред изследваните екстракти ултразвуково извлеченият розмарин показва по-висока антиоксидантна активност според двата теста за антиоксидантна активност. Това е свързано с по-високото общо фенолно съдържание и по-специално съдържанието на карнозинова киселина и розмаринова киселина. Освен това, тестван върху човешки клетки от фибробласти, изложени на оксидативен стрес, нашият ултразвуков екстракт има силна антиоксидантна активност в сравнение с галовата киселина и N-ацетил цистеин. Следователно, с цел да замени синтетичните антиоксиданти, нашият ултразвуково приготвен екстракт от розмарин, естествен източник на антиоксиданти, може да представлява интерес за няколко промишлени приложения.”

Антиоксидантна активност на екстрактите от розмарин. Сини колони: при 60°C с дестилирана вода; Оранжеви колони: след ултразвукова обработка.
(проучване и графика: Suchkova et al., 2021)

Високоефективни ултразвукови апарати за екстракция на розмарин и билки

Hielscher Ultrasonics произвежда и доставя високоефективни ултразвукови уреди с всякаква мощност и размер. Нашето портфолио от ултразвукови хомогенизатори и екстрактори варира от ръчни, преносими устройства до напълно индустриални производствени системи за поточна обработка на големи обеми в търговски мащаб.

Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Свържете се с нас сега! Нашият добре обучен, дългогодишен технически персонал ще се радва да обсъди вашия процес на екстракция с вас и да ви препоръча най-подходящия ултразвуков екстрактор!

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: