Ekstrakcija ruzmarina pomoću Power Ultrasounda

Ruzmarin je mirisna, zimzelena biljka bogata bioaktivnim spojevima i eteričnim uljima, koji se koriste u medicinskim, prehrambenim i kozmetičkim proizvodima. Ultrazvučna ekstrakcija je blaga, ali vrlo efikasna tehnika za izolaciju bioaktivnih spojeva i eteričnih ulja iz ruzmarina i drugih biljaka. Ultrazvučna ekstrakcija daje veće prinose i vrhunski kvalitet ekstrakta u kratkom vremenu obrade.

Proizvodnja ekstrakta ruzmarina ultrazvukom

Ultrasonikatori su visoko efikasni kada je u pitanju proizvodnja biljnih ekstrakata. Ultrazvuk je blaga, netermalna tehnika ekstrakcije, koja omogućava nježnu obradu i izolaciju osjetljivih bioaktivnih molekula iz biljaka. Kako sonikacija primjenjuje samo čisto mehaničke sile, izbjegava se oštećenje molekula osjetljivih na toplinu. Ovo omogućava pripremu ekstrakta punog spektra koji sadrži brojne bioaktivne spojeve, koji međusobno djeluju i rezultiraju takozvanim efektom okruženja. Na primjer, ultrazvučni ekstrakt ruzmarina sadrži velike količine bioaktivnih molekula kao što su karnozna kiselina, karnosol, ružmarinska kiselina, oleanolna kiselina, ursolna kiselina, kamfor, 1,8-cineol, p-kumarinska kiselina i kafeinska kiselina.
Za proizvodnju ekstrakta ruzmarina, bioaktivna jedinjenja se izoluju iz igličastih listova biljke ruzmarina (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Obično se koristi kao prirodni konzervans i aroma u prehrambenoj i kozmetičkoj industriji.
 

Ekstrakt ruzmarina sadrži nekoliko bioaktivnih spojeva, uključujući antioksidanse kao što su karnozna kiselina i ružmarinska kiselina, za koje se pokazalo da imaju protuupalna, antimikrobna i antikancerogena svojstva. Ova svojstva čine ekstrakt ruzmarina korisnim za očuvanje svježine i kvalitete prehrambenih proizvoda, kao i za pružanje potencijalnih zdravstvenih koristi u dodacima prehrani i prirodnim lijekovima.
U prehrambenoj industriji, ekstrakt ruzmarina se često dodaje prerađenom mesu, pekarskim proizvodima i grickalicama kako bi se produžio njihov vijek trajanja i spriječila oksidacija. Koristi se i kao prirodna aroma u umacima, preljevima i marinadama.
U kozmetičkoj industriji, ekstrakt ruzmarina se koristi u proizvodima za njegu kože i kose zbog svojih antioksidativnih i protuupalnih svojstava, koji mogu pomoći u zaštiti i hranjenju kože i kose. Također se koristi kao prirodni miris i boja u nekim kozmetičkim proizvodima.

Mehanizam narušavanja ćelijskog zida (a) lomljenje ćelijskog zida usled kavitacije. (b) difuzija rastvarača u ćelijsku strukturu.
(Grafika preuzeta iz Shirsath et al., 2012.)

Kako funkcionira proizvodnja ekstrakta ruzmarina pomoću ultrazvučnog aparata tipa sonde?

Proizvodnja ekstrakta ruzmarina pomoću ultrazvučnog aparata tipa sonde obično uključuje sljedeće korake:

1. Priprema ruzmarina: Listovi ruzmarina se očiste, osuše i samelju u fini prah.
2. Ekstrakcija: Mljeveni prah ruzmarina se pomiješa s rastvaračem kao što je etanol ili voda, a smjesa se obrađuje ultrazvukom pomoću sonde tipa sonde. Ultrasonikator koristi visokofrekventne zvučne valove za stvaranje mjehurića kavitacije, koji pomažu u razbijanju biljnog materijala i oslobađanju aktivnih spojeva.
3. Filtracija: Smjesa se filtrira kako bi se uklonio sav preostali biljni materijal, ostavljajući za sobom tečni ekstrakt.
4. koncentracija: Tečni ekstrakt se koncentrira pomoću rotacionog isparivača ili druge pogodne metode, kako bi se povećala koncentracija aktivnih spojeva.
5. Sušenje: Koncentrirani ekstrakt se suši odgovarajućom metodom, kao što je sušenje raspršivanjem ili sušenje zamrzavanjem (liofilizacija) kako bi se dobio ekstrakt u obliku suhog praha.
6. Pakovanje: Suvi prah se zatim pakuje i čuva na hladnom i suvom mestu dok ne bude spreman za upotrebu.

Upotreba ultrazvučnog tipa sonde u procesu ekstrakcije omogućava efikasniju i efektivniju ekstrakciju aktivnih jedinjenja iz listova ruzmarina, što rezultira kvalitetnijim ekstraktom sa većom koncentracijom korisnih jedinjenja. Osim toga, ova metoda se može koristiti u velikim razmjerima, što je čini pogodnom za komercijalnu proizvodnju. Hielscher ultrasonikatori omogućuju preciznu kontrolu parametara procesa i linearno povećanje procesa ekstrakcije na bilo koji željeni volumen.

Naučno dokazana superiornost ultrazvučne ekstrakcije ruzmarina

U svom izvještaju o naučnom istraživanju, Dhoubi et al. (2020) istražuju uticaj različitih metoda ekstrakcije na hemijski sastav i antioksidativnu moć ekstrakta Rosmarinus officinalis L.. Oni upoređuju tri metode ekstrakcije: ekstrakritičnu ekstrakciju tekućinom, ekstrakciju uz pomoć ultrazvuka (UAE) koristeći Hielscher ultrasonicator UIP1000hdT i ekstrakciju uz pomoć mikrovalne pećnice (MAE).

Najvažniji detalji studije:

• Autori su otkrili da metoda ekstrakcije značajno utječe na hemijski sastav i antioksidativnu moć ekstrakta ruzmarina. U poređenju sa ostalim obema tehnikama ekstrakcije superkritičnom tečnom ekstrakcijom i mikrotalasnom, ultrazvučna ekstrakcija dala je najbolje rezultate.
• Ultrazvučni ekstrakt ruzmarina sa etanolom bio je veoma bogat polifenolima.
• Sa ultrazvučnom obradom uočen je veći antioksidativni kapacitet pri kratkotrajnoj ekstrakciji (10 minuta).

Protokol za ultrazvučnu ekstrakciju ruzmarina

Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka izvedena je u ultrasonikatoru tipa sonde koristeći sonotrodu (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, vidi sliku ispod). Mješavina ruzmarina u prahu i apsolutnog etanola (1:3 w/v) stavljena je u reaktor sa dvostrukim omotačem i izložena ultrazvuku na 750 W tokom 10 minuta. Temperatura ekstrakcije je regulirana na 25°C. Ultrazvučni ekstrakt je centrifugiran na 4000 o/min 10 min. Supernatant je uklonjen i koncentriran pod vakuumom pomoću rotacionog vakuumskog isparivača.

Postavljanje ultrazvučne ekstrakcije pomoću Hielscher sonda tipa ultrasonicator UIP1000hdT za serijsku ekstrakciju biljaka.
(slika: © Petigny et al., 2013.)

Naime, ultrazvučna ekstrakcija proizvodi ekstrakte s većom koncentracijom ukupnih fenolnih spojeva, flavonoida i karotenoida, kao i većim antioksidativnim djelovanjem u odnosu na maceraciju. Uz to, ultrazvučna ekstrakcija je bila efikasnija metoda, koja je proizvodila veće prinose ekstrakta u kraćem vremenskom periodu.
Autori zaključuju da je izbor metode ekstrakcije važan faktor koji treba uzeti u obzir pri proizvodnji ekstrakta ruzmarina za upotrebu u prehrambenoj, kozmetičkoj i farmaceutskoj industriji. Ultrazvučna ekstrakcija je obećavajuća metoda ekstrakcije koja može proizvesti snažnije i efikasnije ekstrakte sa većim prinosima.
Istraživački tim je to zaključio “među istraživanim ekstraktima, ultrazvučno ekstrahovani ruzmarin pokazao je veću antioksidativnu aktivnost prema oba testa antioksidativne aktivnosti. Ovo se odnosilo na veći sadržaj ukupnog fenola, a posebno na sadržaj karnozne i ružmarinske kiseline. Štaviše, testiran na ljudskim ćelijama fibroblasta izloženim oksidativnom stresu, naš ultrazvučni ekstrakt pokazao je snažnu antioksidativnu aktivnost u poređenju sa galnom kiselinom i N-acetil cisteinom. Stoga, s ciljem zamjene sintetičkih antioksidansa, naš ultrazvučno pripremljen ekstrakt ruzmarina, prirodni izvor antioksidansa, može biti od interesa za nekoliko industrijskih primjena.”

Antioksidativna aktivnost ekstrakta ruzmarina. Plave kolone: na 60°C korištenjem destilovane vode; Narandžasti stubovi: nakon ultrazvučnog tretmana.
(studija i grafika: Suchkova et al., 2021.)

Ultrasonikatori visokih performansi za ekstrakciju ruzmarina i biljaka

Hielscher Ultrasonics proizvodi i isporučuje ultrasonikatore visokih performansi bilo koje snage i veličine. Naš portfelj ultrazvučnih homogenizatora i ekstraktora kreće se od ručnih, prenosivih uređaja do potpuno industrijskih proizvodnih sistema za inline obradu velikih količina u komercijalnim razmerama.

Dizajn, proizvodnja i konsalting – Kvaliteta Made in Germany

Hielscher ultrasonicatori su poznati po najvišoj kvaliteti i standardima dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih aparata u industrijske objekte. Hielscher ultrasonikatori lako se nose sa teškim uslovima i zahtevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics je ISO sertifikovana kompanija i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne aparate visokih performansi koji se odlikuju najsavremenijom tehnologijom i lakoćom korišćenja. Naravno, Hielscher ultrasonikatori su usklađeni sa CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoH.
Kontaktirajte nas sada! Naše dobro obučeno, dugogodišnje tehničko osoblje će rado razgovarati o vašem procesu ekstrakcije s vama i preporučiti vam najprikladniji ultrazvučni ekstraktor!

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: