Ultrazvučna ekstrakcija ayurvedskih biljaka

Biljke i začini sadrže mnoga bioaktivna jedinjenja, koja se u ayurvedskoj praksi koriste kao lijekovi i terapeutici. Ultrazvučna obrada je vrhunska tehnika ekstrakcije za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata. Prednosti ultrazvučne ekstrakcije su vrlo visoki prinosi, brza ekstrakcija i blag, netermalni tretman, koji daje neoštećena bioaktivna jedinjenja.

Zašto ultrazvučna ekstrakcija?

Ultrazvučna ekstrakcija je blaga, netermalna tehnika koja se temelji na kavitaciji. Hielscher sonikatori omogućavaju preciznu kontrolu svih parametara ultrazvučne obrade (kao što su amplituda, temperatura, pritisak, intenzitet). Time se osigurava da ekstrahirana jedinjenja nisu razgrađena tokom procesa ekstrakcije, što je ključno za ekstrakciju i pripremu ljekovitih tinktura.
Ultrazvukom oslobođene biohemikalije su visokog kvaliteta i pokazuju izuzetnu bioraspoloživost. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija povećava prinos i skraćuje vrijeme ekstrakcije. Ostale važne prednosti su niske procesne temperature (npr. 20℃, što je znatno niže nego kod tradicionalne ekstrakcije) i upotreba zelenih otapala (npr. voda, etanol).

U ovoj prezentaciji upoznajemo vas s proizvodnjom biljnih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih biljnih ekstrakata i kako vam sonikator može pomoći da ih savladate. Ova prezentacija pokazat će vam kako funkcionira ultrazvučna ekstrakcija. Saznat ćete koje prednosti možete očekivati od upotrebe sonikatora za ekstrakciju i kako možete uključiti ultrazvučni ekstraktor u svoju proizvodnju ekstrakata.

Nanoformulirani fitohemikalije u ayurvedskim proizvodima

Za najbolju bioraspoloživost, biljna fitojedinjenja moraju biti prisutna u molekularnoj veličini kako bi se mogla dostaviti u ljudske ćelije. Fitosomi (farmakosomi) su farmakološki fosfolipidni kompleksi u koje su ugrađene bioaktivne tvari biljke. Fitosomi se mogu formulirati kao suspenzije, liposomi, emulzije, vodene mikro-/nanodisperzije, kreme, losioni, gelovi, pilule, kapsule, praškovi, granule ili tablete. Uz tehnologiju ultrazvučne ekstrakcije i formulacije, idealna priprema visokobioraspoloživih tvari može se jednostavno implementirati u proizvodnju.
Za biljke poput čička mliječnog, ginka biloba, koštica grožđa, zelenog čaja, gloga i ženšena, nanodoziranje u obliku polimernih nanočestica, liposoma, micela, nanosfera, nanokapsula, čvrstih lipidnih nanočestica i nanoemulzija već je znanstveno dokazano kao znatno učinkovitije.

Prednosti:

Visok kvalitet
Visok prinos
Brza ekstrakcija
Blago, netermalno
Povećana stabilnost
Standardiziran proces
Sigurno
Jednostavno za rukovanje
CIP / SIP

Ultrazvučna priprema ayurvedskih tonika

U ayurvedi i azijskoj medicini biljke se uglavnom koriste u kombinaciji više biljnih pripravaka, koji su standardizirane, ali individualizirane formule. Takve formulacije ayurvedskih biljaka i začina često se kombiniraju u koncentrirani tonik ili aromatično ulje kako bi se dobio visokoučinkovit lijek. (Vrlo poznata formulacija je Triphala, koja se sastoji od Amalakija, Haritakija i Bibhitakija).
Osim tonika, biljke i začini pripremaju se kao ayurvedske začinske paste, koje se koriste za kuhanje. Te začinske paste i umaci (npr. ayurvedska začinska pasta, masala umak, čatniji itd.) daju jelima divnu aromu, a istovremeno djeluju kao lijek.

U videu ispod pogledajte usporedbu ultrazvučne ekstrakcije i konvencionalne maceracije svježeg lišća bokvice u vodi. Ultrazvučna obrada ne samo da u roku od nekoliko sekundi proizvodi snažnu bokvicu, nego i boja ekstrakta ukazuje na razliku u kvalitetu. Dok ultrazvučni ekstrakt ima intenzivno zelenu boju, 20 dana macerirani ekstrakt ima smeđkastu boju koja upućuje na oksidativnu razgradnju bioaktivnih jedinjenja.

U ovom kratkom videu upoređujemo ultrazvučnu ekstrakciju hladnom vodom pomoću sonikatora sa sondom Hielscher UP200Ht s tradicionalnom maceracijom tokom 20 dana. Dok su za konvencionalnu maceraciju potrebne sedmice kako bi se iz svježih listova uskolisne bokvice ekstrahirali bioaktivni spojevi, ultrazvučna ekstrakcija sondom oslobađa ih za samo nekoliko sekundi. Poređenjem tradicionalno maceriranog ekstrakta s ultrazvučnim ekstraktom uočava se da sonikirani ekstrakt ima tamnozelenu boju, dok macerirani ekstrakt ima smećkastu nijansu, što ukazuje na oksidativnu razgradnju bioaktivnih spojeva. Tamnozelena boja ultrazvučnog ekstrakta uskolisne bokvice ističe vrhunsku efikasnost ultrazvučne tehnologije u proizvodnji ekstrakta punog spektra. Ultrazvučna ekstrakcija biljnog materijala je brža, djelotvornija i efikasnija. Visokoefikasnom ultrazvučnom ekstrakcijom pomoću uređaja UP200Ht dobiva se ekstrakt uskolisne bokvice punog spektra.

Snažni ultrazvuk za ekstrakciju iz biljaka

Ultrazvuk visokog intenziteta uobičajena je tehnika obrade u prehrambenoj, hemijskoj i farmaceutskoj industriji. Homogenizacija, emulgiranje, konzerviranje kao i ekstrakcija tipični su procesi koji u velikoj mjeri imaju koristi od ultrazvučne obrade. Ultrazvučna obrada koristi se za miješanje sokova, umaka i pasta radi poboljšane stabilnosti, za ekstrakciju aromatičnih i mirisnih jedinjenja te bioaktivnih tvari kao što su polifenoli, polisaharidi, antioksidansi, vitamini i druga nutritivna ili farmakološka jedinjenja.
Snažni ultrazvuk je tehnologija intenziviranja procesa koja nadmašuje tradicionalne metode ekstrakcije poput maceracije, hidrodestilacije ili Soxhleta višim prinosom, bržom brzinom ekstrakcije, blagim procesnim uvjetima i visokim kvalitetom ekstrakta. Kontrolom i podešavanjem intenziteta ultrazvuka biljni lijekovi mogu se pripremiti kao submikronska i nanometarska jedinjenja – čime se osigurava najviša bioraspoloživost.
Stoga je ultrazvučna obrada preferirana tehnika za pripremu modernih ayurvedskih biljnih lijekova.

Standardizacija ekstrakcije

Uz Hielscher sonikatore možete precizno kontrolirati sve važne parametre ekstrakcije i faktore koji na nju utiču. To pomaže uspostaviti standardiziran proces ekstrakcije koji omogućava proizvodnju pouzdanih i kontinuirano visokokvalitetnih ekstrakata.

Oprema za ultrazvučnu ekstrakciju

Hielscher Ultrasonics je vodeći proizvođač sistema za ultrazvučnu ekstrakciju. S hiljadama instaliranih mašina za ultrazvučnu ekstrakciju širom svijeta, Hielscher nije samo vaš pouzdan partner za hardver, nego i za savjetovanje i razvoj projekata.
Naš asortiman proizvoda obuhvata ultrazvučne sisteme za male do vrlo velike procesne zapremine. Pribor poput različitih sonotroda (ultrazvučnih sondi / rogova), boostera i protočnih ćelija omogućava optimalno postavljanje procesa. Naše iskusno osoblje tehničara, procesnih inženjera i biohemičara savjetuje vas i vodi od izvodljivosti do povećanja razmjera i instalacije.

Kontaktirajte nas odmah! Rado ćemo s vama raditi na vašem konkretnom procesu ekstrakcije!

Povezane teme

Literatura / Reference

Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.

Činjenice vrijedne znanja

Ultrazvučna kavitacija i njeni učinci na ekstrakciju

Kada se ultrazvučni talasi visokog intenziteta i niske frekvencije unesu u tečnosti ili paste, dolazi do kavitacije. Ultrazvučna ili akustična kavitacija je
Ultrazvučna kavitacija perforira i razara ćelijske zidove i membrane, čime se povećava propusnost ćelijske membrane i njena razgradnja. Nadalje, otapalo može ući u ćeliju i prenijeti esencijalna ulja i bioaktivna jedinjenja iz unutrašnjosti ćelije u okolno otapalo. Tako se biohemikalije, koje su zarobljene u ćeliji, oslobađaju u okolno otapalo i nakon toga se mogu odvojiti. Poboljšan prijenos mase između biljne ćelije i otapala (npr. vode, alkohola, etanola) omogućava proizvodnju ekstrakata visoke potentnosti.
Ultrazvučna ekstrakcija je oblik ekstrakcije čvrsto-tečno i može se kombinirati s drugim tehnikama ekstrakcije kao što su hidrodestilacija, Soxhlet, ekstrakcija superkritičnim fluidom (SFE), mikrotalasi itd. kako bi se povećao kapacitet postojeće opreme za ekstrakciju i iskoristili sinergijski učinci ultrazvuka. Zahvaljujući izvanrednim performansama u pogledu iskorištenja / prinosa ekstrakcije, brzine ekstrakcije i kvaliteta ekstrakta, ultrazvučna obrada je moderna tehnika za proizvodnju ayurvedskih biljnih lijekova. Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa fitohemijske sastojke visoke bioraspoloživosti i antioksidativne aktivnosti. U usporedbi s alternativnim metodama proizvodnje, ultrazvučna obrada rezultira najvišim sadržajem fenola, flavonoida, neflavonoida, ukupnih klorofila, ukupnih karotenoida, terpenoida, fitosterola i kapacitetom hvatanja radikala.

„Upotreba ultrazvuka može poboljšati proces ekstrakcije povećanjem prijenosa mase između otapala i biljnog materijala. Osim toga, kolaps kavitacijskih mjehurića dovodi do bolje razgradnje ćelija putem stvaranja mikromlazova zbog asimetričnog kolapsa mjehurića u blizini čvrste površine. Time se omogućava bolje prodiranje otapala u samo biljno tijelo, a mogu se i razoriti ćelijski zidovi. Kao posljedica, primjena ultrazvuka u ekstrakciji iz biljaka ima prednosti u vidu povećanog prijenosa mase, boljeg prodiranja otapala, manje ovisnosti o korištenom otapalu, ekstrakcije na nižim temperaturama, bržih brzina ekstrakcije i većih prinosa proizvoda. Zbog ovih karakteristika ultrazvučna obrada je atraktivan prijedlog za mnoge ekstrakcije, a za povećanje razmjera treba je koristiti u samoj jedinici za ekstrakciju gdje je biljni materijal u direktnom kontaktu s otapalom, npr. pri ekstrakciji antioksidansa iz ružmarina.” [Mason et al. 2011]

Učinci ultrazvučne ekstrakcije

Poboljšana difuzija
Poboljšan prijenos mase
Razaranje biljnih ćelija
Poboljšano prodiranje otapala
Sonokapilarni učinak

Ultrazvučna ekstrakcija koristi se i za pripremu spagiričkih tinktura! Saznajte više o ultrazvučno potpomognutoj pripremi spagiričkih tinktura, uključujući protokole i preporuke!

Ayurveda

Ayurveda je holistički pristup zdravlju i dobrobiti. Na temelju drevnog znanja o međudjelovanju biljaka i zdravlja, ayurvedska praksa koristi prirodne lijekove. Ayurveda i biljna medicina usko su povezane: ljekovita i iscjeliteljska svojstva stotina biljaka, začina i biljnih sirovina dio su ayurvedskog sistema biljnog liječenja. Ayurvedski toniki, ulja i mješavine mogu se primjenjivati interno kao lijek, dodatak prehrani ili hrana, kao i eksterno putem kože (npr. ulja, losioni, masti) ili kao aromaterapija čak i putem sluznice respiratornog trakta.

Ayurvedske biljke

U tradicionalnoj medicini široko se koriste biljni lijekovi napravljeni od biljaka, začina, korijenja i cvijeća.
Poznato je da svaka biljna sirovina ima specifične učinke, npr. poboljšanje probave, djelovanje kao protuupalna ili antibakterijska tvar, ublažavanje bola, olakšavanje respiratornih problema, poboljšanje općeg zdravlja itd.

Kurkuma (Curcuma longa), kumin, ajwain, korijander, komorač, saunf, menta, sjemenke gorušice, karanfilić, asafetida (hing), piskavica, crni biber, đumbir, kardamom, lovorov list, cimet, muškatni oraščić, triphala i kajenska paprika popularne su biljne sirovine koje se koriste za poboljšanje probave i metabolizma. Primjenjuju se za čišćenje tijela uklanjanjem ame (nusproizvoda loše probave) te za sprječavanje ili liječenje probavnih problema.

Fitohemikalije prisutne u ashwagandhi (Withania somnifera), svetom bosiljku, sladiću i zimskoj trešnji dobro su poznate po poboljšanju performansi, općeg zdravlja i dugovječnosti povećanjem energije, snage & dobrobiti. Poznate kao adaptogeni, ove fitohemikalije jačaju otpornost tijela na stres.
Kurkuma je jedna od najvažnijih ayurvedskih biljnih sirovina. Sadrži kurkuminoide i kurkumin. Ova jedinjenja poznata su po mnogostrukim koristima za ljudsko zdravlje, kao što su poboljšanje moždane funkcije, visoka antioksidativna aktivnost, ublažavanje upala (npr. reumatoidni artritis) i prevencija raka. Kurkumin je privukao mnogo pažnje u tradicionalnoj zapadnoj medicini i farmakologiji zbog svog djelovanja protiv raka. Budući da su i kurkuminoidi i kurkumin slabo topljivi u vodi, trebalo bi ih inkapsulirati u liposome. Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj inkapsulaciji i pripremi liposoma!
Moringa (poznata i kao shigru ili drvo bubnjić) koristi se zbog svojih antifungalnih, antivirusnih i detoksikacijskih svojstava. Bogata antioksidansima i vitaminom A, moringa se naziva superhranom.

Manjistha i neem sadrže detoksikacijske tvari, koje čiste i pročišćavaju tijelo.
Gorka dinja (Momordica charantia) i betel orah uspješno se koriste za liječenje inzulinske rezistencije i dijabetesa.
Sveti bosiljak (poznat i kao Tulsi; Ocimum sanctum) koristi se zbog svojih inflamatornih, antipiretskih i analgetskih učinaka.
Sjemenke kalonđija, drvo siris i poznati su po svojim korisnim učincima na respiratorni sistem.

Ayurvedske biljke za specifične doše

U ayurvedi se svaka osoba klasificira prema svom tipu doše. Postoje tri tipa doše – Vata, Pitta i Kapha. Za svaki tip doše postoje biljke koje su izuzetno korisne. U nastavku pronađite najvažnije biljke i začine za svaki tip doše:
VATA: Ashwagandha, Triphala, đumbir, cimet, kumin
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Kurkuma, Haritaki, Triphala, đumbir, karanfilić

Sonokapilarni učinak

Sonokapilarni učinak / ultrazvučni kapilarni učinak je anomalni uspon tečnosti u kapilarnoj cijevi pod djelovanjem ultrazvuka. Budući da se neke komponente poput esencijalnih ulja nalaze u kapilarnom sistemu biljnog materijala, očekivalo bi se da ultrazvuk može pomoći u njihovom istiskivanju sonokapilarnim učinkom. Moguće je da i neke električne pojave koje prate sonokapilarni učinak mogu imati utjecaj. Ova pojava mogla bi poboljšati ekstrakciju polarnih ili ionskih jedinjenja, slično elektroforezi.