Extrakce heřmánku – Vyšší výnosy a lepší kvalita díky sonikaci

Vyrábějte vysoce kvalitní heřmánkové extrakty rychleji, efektivněji a s reprodukovatelnou účinností. Ultrazvukové extraktory Hielscher zvyšují účinnost extrakce bioaktivních látek z heřmánku, jako jsou apigenin, flavonoidy, fenolické sloučeniny, polysacharidy a složky éterických olejů. Ať už vyrábíte bylinné čaje, funkční nápoje, tinktury, doplňky stravy, kosmetické účinné látky nebo rostlinné ingredience, sonikace vám pomůže dosáhnout vyšších výtěžků, kratších dob extrakce a konzistentní kvality extraktu.

Ultrazvuková extrakce heřmánku pro potravinářský průmysl, výrobu doplňků stravy a kosmetiku

Pomocí vysoce intenzivního ultrazvuku vytvářejí ultrazvukové zařízení Hielscher v suspenzi rozpouštědla a rostlinného materiálu akustickou kavitaci. Ta narušuje tkáň květů heřmánku, zlepšuje pronikání rozpouštědla a urychluje přenos hmoty. Výsledkem je šetrný, netermální extrakční proces, který lze přesně regulovat a škálovat od laboratorních testů až po nepřetržitou průmyslovou výrobu.

• Vyšší výtěžnost extraktu: Účinné uvolňování flavonoidů, fenolických látek, aromatických sloučenin a dalších účinných látek heřmánku.
• Kratší doba zpracování: Nahraďte dlouhou maceraci rychlou ultrazvukovou extrakcí.
• Rozpouštědla pro potravinářský, doplňkový a kosmetický průmysl: Voda, ethanol, vodný roztok ethanolu, glycerin, oleje a další vhodná rozpouštědla.
• Vynikající řízení procesů: Nastavitelná amplituda, teplota, tlak, příkon, průtok a doba zdržení.
• Spolehlivé škálování: Od malého R&Dávkové šarže pro pilotní zkoušky a průmyslovou extrakci v rámci výrobního procesu.

Proč ultrazvuk zlepšuje extrakci heřmánku

Při konvenční extrakci rostlinných látek musí rozpouštědlo pomalu pronikat do rostlinných částic, rozpouštět cílové sloučeniny a opět se šířit zpět do hlavní kapalné fáze. Tento proces může trvat hodiny či dny a často vyžaduje zvýšené teploty nebo velké objemy rozpouštědla. Ultrazvuková léčba urychluje každý krok tohoto extrakčního procesu.
Při ultrazvukové extrakci kavitace fyzicky narušuje strukturu rostlinného materiálu a zmenšuje difúzní mezivrstvu kolem rostlinných částic. Rozpouštědlo proniká rychleji do materiálu z heřmánkových květů, zatímco rozpuštěné bioaktivní látky se rychle přenášejí do okolní kapaliny. Díky tomu je ultrazvuková extrakce obzvláště vhodná pro výrobce, kteří potřebují vysokou účinnost extrakce, krátké doby zpracování šarží a stálou kvalitu extraktu.

Mezi hlavní výhody ultrazvukové extrakce heřmánku patří:

• Vyšší výtěžnost extrakce: Úplnější uvolňování flavonoidů, fenolických látek, složek éterických olejů a dalších rostlinných účinných látek.
• Kratší doby zpracování: Extrakci, která by jinak vyžadovala dlouhé máčení, lze často provést mnohem rychleji.
• Šetrné, netepelné zpracování: Omezené vystavení teplu pomáhá zachovat jemné aromatické látky a na teplotu citlivé fytochemikálie.
• Nižší poptávka po rozpouštědlech: Zlepšený přenos hmoty může snížit potřebný objem rozpouštědla nebo počet extrakčních cyklů.
• Stálá kvalita: Lze regulovat amplitudu, příkon, teplotu, tlak, průtok a dobu zdržení.
• Škálovatelná výroba: Ultrazvukové přístroje Hielscher lze používat od R&D až po pilotní testování a nepřetržitou výrobu na výrobní lince.

Ultrazvuková extrakce, jako technologie urychlující proces uvolňování bioaktivních látek z rostlinných surovin, nachází široké uplatnění v potravinářství, při výrobě doplňků stravy i ve farmaceutickém průmyslu.

Výběr správného rozpouštědla pro extrakci heřmánku

Heřmánek obsahuje jak polární, tak nepolární sloučeniny. Ideální rozpouštědlo proto závisí na požadovaném profilu extraktu a konečném použití produktu. Ultrazvukovou úpravu lze provádět s vodou, ethanolem, vodným roztokem ethanolu, glycerinem, rostlinnými oleji a dalšími rozpouštědly vhodnými pro potravinářské nebo kosmetické účely. Ultrazvuková sonikace je kompatibilní s širokou škálou rostlinných materiálů a rozpouštědel, včetně vody, etanolu, glycerinu a rostlinných olejů.

Vodný ethanol: Širokospektrální extrakt z heřmánku

U mnoha komerčně dostupných extraktů z heřmánku představuje vodno-ethanolová směs nejuniverzálnější rozpouštědlový systém. U hydro-ethanolových extraktů se tato směs používá k rozpuštění široké škály polárních a mírně lipofilních složek heřmánku. Voda podporuje extrakci hydrofilních sloučenin, jako jsou některé fenolové kyseliny, polysacharidy a flavonoidové glykosidy, zatímco ethanol zlepšuje rozpustnost méně polárních sloučenin, včetně aglykonu apigeninu a mnoha složek souvisejících s aroma.
Apigenin je obecně považován za flavonoid s nízkou rozpustností ve vodě, zatímco směsi etanolu a vody jsou často zkoumány jako vhodnější rozpouštědla, která jsou kompatibilní s potravinami a farmaceutickými přípravky, pro manipulaci s apigeninem a jeho izolaci.
Pro výrobce potravin, doplňků stravy a kosmetiky má vodný roztok etanolu několik výhod:

• Široké spektrum fytochemických látek
• Systém rozpouštědel vhodný pro styk s potravinami a široce uznávaný
• Účinná extrakce flavonoidů a fenolických látek
• Nastavitelná polarita změnou poměru etanolu a vody
• Snadné následné odstranění nebo koncentrace odpařováním

Díky ultrazvukové kavitaci se účinnost vodného roztoku etanolu ještě zvýší. Ultrazvuková kavitace zvyšuje penetraci rozpouštědla do částic heřmánku a urychluje rozpouštění cílových molekul. To umožňuje zpracovatelům optimalizovat koncentraci etanolu, dobu extrakce a teplotu pro konkrétní cíl: extrakt s jemnou heřmánkovou příchutí, standardizovaný extrakt bohatý na apigenin nebo širokospektrální rostlinnou účinnou látku pro kosmetiku.

Voda: Extrakty z heřmánku s čistým složením pro nápoje a potraviny

Voda je nejpřirozenějším rozpouštědlem pro extrakci heřmánku a široce se používá při výrobě čajů, nálevů, nápojů a potravinářských výrobků s čistým složením. Voda je obzvláště vhodná pro extrakci hydrofilních složek, včetně některých flavonoidních glykosidů, fenolových kyselin, polysacharidů a ve vodě rozpustných aromatických látek. Samotná voda je však méně účinná u sloučenin špatně rozpustných ve vodě, jako je aglykon apigeninu a mnoho lipofilních složek éterických olejů.
Ultrazvuková technologie výrazně zlepšuje extrakci heřmánku ve vodném roztoku. Díky rozrušení květinové tkáně a zlepšení přenosu hmoty pomáhá ultrazvuk vodě extrahovat bioaktivní látky rychleji a úplněji než pouhé louhování. To je velmi důležité pro výrobce nápojů, producentů čajových extraktů a tvůrce receptur s označením „clean label“, kteří se chtějí vyhnout používání organických rozpouštědel a zároveň zvýšit sílu extraktu a efektivitu procesu.

Ultrazvukové odstraňování vody je obzvláště výhodné, pokud je konečným produktem:

• Hotový heřmánkový nápoj
• Koncentrát bylinného čaje
• Funkční extrakt na vodní bázi
• Extrakt z doplňku stravy bez alkoholu
• Kosmetický rostlinný extrakt ve formě hydrolátu

Vzhledem k tomu, že sonikace je mechanický, netepelný proces, umožňuje provádět vysoce kvalitní vodnou extrakci bez nutnosti použití nadměrného tepla. To pomáhá zachovat jemnou květinovou chuť heřmánku a snižuje riziko, že by se chuťové tóny převařily nebo ztratily.

Ethanol: Účinné rostlinné extrakty a tinktury

Ethanol je silným rozpouštědlem pro mnoho bioaktivních látek z heřmánku a je obzvláště vhodný v případech, kdy má cílový extrakt obsahovat vyšší podíl méně polárních flavonoidů, fenolických látek a aromatických složek. Ethanol se široce používá v rostlinných tinkturách, extraktech pro doplňky stravy a kosmetických účinných látkách, protože je účinný, vhodný pro použití v potravinách a snadno se odstraňuje během koncentrace.
Čistý ethanol je méně polární než voda a nemusí extrahovat celé spektrum hydrofilních složek heřmánku tak účinně jako vodný roztok etanolu. Proto mnoho výrobců používá směsi etanolu a vody namísto absolutního etanolu. Extrakce bohatá na etanol však může být prospěšná, pokud je cílem získat koncentrovaný extrakt s vyššími hladinami aglykonu apigeninu, složek éterického oleje a lipofilních účinných látek.
Ultrazvuková úprava zlepšuje extrakci etanolem tím, že zkracuje dobu extrakce a usnadňuje uvolňování látek zachycených ve struktuře květů. Pro výrobce doplňků stravy to znamená efektivnější výrobu vysoce koncentrovaných tinktur, tekutých extraktů nebo sušených meziproduktů pro výrobu extraktů. Pro výrobce kosmetiky může ultrazvuková extrakce na bázi etanolu generovat účinné rostlinné aktivní látky pro séra, tonika, gely a emulze.

Extrakce oleje: Účinné látky z heřmánku pro kosmetické a topické přípravky

Rostlinné oleje, jako je olivový olej, slunečnicový olej, jojobový olej nebo MCT olej, jsou vynikajícími nosiči pro lipofilní složky heřmánku. Extrakce olejem je zvláště vhodná pro přírodní kosmetiku, oleje pro péči o pleť, balzámy, masážní oleje a přípravky pro lokální použití. Lipofilní sloučeniny, jako jsou složky éterických olejů, látky příbuzné bisabololu a další nepolární aromatické frakce, se dobře hodí pro extrakci na bázi oleje.
Olej však není preferovaným rozpouštědlem, pokud je primárním cílem apigenin nebo jiné polární deriváty flavonoidů. Apigenin má nízkou rozpustnost ve vodě, ale obvykle se nepovažuje za rostlinný marker rozpustný v oleji, jako je tomu u terpenů nebo složek éterických olejů. Pro extrakty zaměřené na apigenin jsou obvykle vhodnější vodné roztoky etanolu nebo rozpouštědla s vysokým obsahem etanolu.
Ultrazvuková technologie zvyšuje účinnost extrakce heřmánku v oleji tím, že důkladně rozptýlí rostlinné částice v oleji a zvýší kontakt mezi rozpouštědlem a povrchem rostlinného materiálu. To může zkrátit dobu louhování, zvýšit intenzitu extraktu a zlepšit reprodukovatelnost mezi jednotlivými šaržemi. Pro výrobce kosmetiky představuje ultrazvuková extrakce oleje čistý způsob získávání olejů s obsahem heřmánku bez použití rozpouštědel a bez dlouhých dob macerace.

Apigenin a bioaktivní látky z heřmánku: na rozpustnosti záleží

Základem kvalitního extraktu z heřmánku je důkladné pochopení polarity jednotlivých složek. Heřmánek není surovina složená z jediné látky, ale komplexní rostlinná směs. Rozpouštědlo je třeba vybírat podle požadovaného profilu účinných látek.
Apigenin a jeho deriváty patří mezi nejdůležitější flavonoidy heřmánku. Aglykon apigeninu je ve vodě špatně rozpustný, a proto samotná voda nemusí zajistit maximální výtěžnost apigeninu. Ethanol a vodný roztok ethanolu zlepšují účinnost extrakce u méně ve vodě rozpustných flavonoidů, zatímco voda přispívá k extrakci polárnějších glykosidů a hydrofilních sloučenin. Vědecká literatura popisuje apigenin jako ve vodě špatně rozpustný bioflavonoid a uvádí studie rozpustnosti v ethanolu, vodě a směsích ethanolu a vody.

Z praktického hlediska to pro extrakci heřmánku znamená:

• Voda je ideální pro jemné, přírodní a hydrofilní extrakty.
• Vodný roztok etanolu je nejvšestrannějším rozpouštědlem pro širokospektrální výtažky z heřmánku.
• Ethanol se hodí k přípravě silných tinktur a extraktů bohatých na flavonoidy.
• Rostlinné oleje jsou ideální pro lipofilní kosmetické extrakty a přípravky k lokálnímu použití.

Ultrazvuková léčba nemění základní rozpustnost molekuly, ale výrazně zlepšuje kinetiku extrakce. Ultrazvuk pomáhá rozpouštědlu dostat se k cílovým sloučeninám rychleji a důkladněji. Právě proto je ultrazvuková extrakce tak účinná: spojuje chemické vlastnosti vhodného rozpouštědla s fyzikálním zesílením účinků akustické kavitace.

Ultrazvukové přístroje Hielscher: Od laboratorních testů po průmyslovou výrobu heřmánkových extraktů

Hlavní výhodou ultrazvukové technologie Hielscher je lineární škálovatelnost. Výrobci mohou začít s malými laboratorními pokusy, aby určili nejlepší rozpouštědlo, velikost částic, obsah pevné látky, amplitudu, teplotu a dobu extrakce. Jakmile jsou definovány optimální parametry extrakce, lze proces lineárně škálovat na pilotní a průmyslovou výrobu pomocí větších ultrazvukových procesorů Hielscher a průtokových reaktorů.
Společnost Hielscher nabízí ultrazvukové zařízení pro laboratorní, stolní, pilotní i průmyslové zpracování. Průmyslové systémy této společnosti jsou navrženy pro náročný nepřetržitý provoz a společnost Hielscher u svých systémů hdT klade důraz na digitální ovládání, řízení procesů, automatický záznam dat, dálkové ovládání a robustní průmyslový design.

Pro průmyslovou extrakci heřmánku to znamená:

• Jednoduché ověření proveditelnosti
• Spolehlivá optimalizace parametrů
• Dávkové nebo kontinuální zpracování v rámci výrobního procesu
• Řízené řízení teploty
• Stabilní kvalita extraktů
• Průmyslová kapacita s robustním ultrazvukovým zařízením
• Nižší riziko při škálování z R&D do výroby

Například model Hielscher UIP2000hdT je sondový ultrazvukový přístroj o výkonu 2 000 W určený pro stolní i průmyslové zpracování kapalin, jehož využití zahrnuje extrakci, emulgaci, dispergaci, homogenizaci a sonochemické reakce. Model Hielscher UIP16000hdT poskytuje ultrazvukový výkon 16 000 W pro zpracování velkých objemů.

Kvalitnější výtažky z heřmánku díky intenzifikaci procesu pomocí ultrazvuku

Extrakce heřmánku nespočívá pouze v rozpuštění rostlinných látek. Jde o výrobu konzistentní, vysoce kvalitní rostlinné složky, která splňuje požadavky moderních trhů s potravinami, doplňky stravy a kosmetikou. Ultrazvuková technologie poskytuje výrobcům rozhodující výhodu díky kombinaci šetrného zpracování s vysokou účinností extrakce.
S vhodným rozpouštědlem a správnými parametry ultrazvukového procesu mohou výrobci přizpůsobit heřmánkové extrakty konkrétním účelům: vodné extrakty s čistým složením pro nápoje, širokospektrální vodno-ethanolové extrakty pro doplňky stravy, tinktury s vysokým obsahem etanolu pro účinné rostlinné přípravky nebo olejové výluhy pro přírodní kosmetiku. Ultrazvukové zařízení Hielscher poskytuje ultrazvukový výkon, řízení procesu a možnosti škálování potřebné k přeměně heřmánku na vysoce kvalitní komerční extrakt.
Pro výrobce, kteří usilují o vyšší výtěžnost, lepší kvalitu a rychlejší zpracování, představuje ultrazvuková extrakce heřmánku pomocí sonikátorů Hielscher špičkovou extrakční technologii.

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:

Extrakt z heřmánku pro výrobce potravin a nápojů

Výrobci potravin a nápojů potřebují extrakty, které jsou bezpečné, mají stálou kvalitu, jsou chuťově výrazné a ekonomicky výhodné. Extrakty z heřmánku se používají v bylinných čajích, funkčních nápojích, sirupech, cukrovinkách, náhražkách mléčných výrobků, relaxačních nápojích a aromatických směsích. Úkolem je vyrobit extrakt s čistou chutí, atraktivní barvou a spolehlivým obsahem účinných látek bez použití nadměrného tepla nebo dlouhých extrakčních cyklů.
Ultrazvuková extrakce přináší významnou výhodu při zpracování. K výrobě extraktů z heřmánku v potravinářské kvalitě lze použít vodu nebo vodný roztok etanolu, což umožňuje dosáhnout vyššího výtěžku a zkrátit dobu zpracování. Jelikož se při ultrazvukové extrakci nepoužívá teplo, mohou výrobci zachovat jemné aromatické složky a zároveň zabránit nadměrné extrakci nežádoucích hořkých či drsných tónů.
Pro průmyslové aplikace v nápojovém průmyslu lze ultrazvukové zařízení Hielscher integrovat do šaržových nádrží nebo do systémů s nepřetržitým průtokem. To umožňuje výrobcům zpracovávat větší objemy při kontrolované amplitudě, době zdržení a teplotě. Koncepce škálovatelnosti společnosti Hielscher podporuje vývoj v malém měřítku a přechod na větší průmyslové systémy při zachování stejného základního mechanismu sonikace.

Extrakt z heřmánku pro výrobce doplňků stravy

Výrobci doplňků stravy se často zaměřují na účinnost, standardizaci a reprodukovatelnost. Extrakty z heřmánku se mohou prodávat ve formě tekutých extraktů, tinktur, prášků, kapslí, tablet nebo koncentrátů funkčních složek. Pro tyto účely je klíčová kontrola výrobního procesu: stejná surovina musí poskytovat konzistentní profil extraktu v každé šarži.
Ultrazvukové extraktory Hielscher umožňují výrobcům přímo řídit důležité parametry extrakce, jako jsou amplituda, příkon energie, teplota, tlak, poměr pevné látky k kapalině, průtok a doba extrakce. Díky tomu je ultrazvuková extrakce vhodná pro optimalizaci procesů a přístupy založené na koncepci „quality-by-design“.
U výtažků z heřmánku s vysokým obsahem apigeninu se jako rozpouštědlo často upřednostňuje vodný roztok etanolu, protože nabízí vyvážený poměr polarity a vhodnosti pro použití v potravinářství. Ultrazvuková úprava pomáhá maximalizovat uvolňování flavonoidů a dalších bioaktivních látek a zároveň zkracuje dobu zpracování. Výsledkem je efektivnější extrakční proces s vyšším výtěžkem a jasná cesta od laboratorních testů k komerční výrobě.

Extrakt z heřmánku pro výrobce kosmetiky

Heřmánek je oblíbenou kosmetickou složkou, která se využívá pro své zklidňující účinky, přírodní charakter a v rámci konceptů přírodních receptur. Extrakty z heřmánku se používají v krémech, pleťových vodách, sérech, šamponech, kondicionérech, přípravcích po opalování, výrobcích pro péči o děti, čisticích přípravcích a masážních olejích.
Výrobci kosmetiky těží z flexibility ultrazvukové extrakce, pokud jde o volbu rozpouštědla. V závislosti na složení přípravku lze heřmánek extrahovat do vodného roztoku etanolu, vody, glycerinu, propylenglykolu nebo olejů. Ultrazvuková extrakce heřmánku na bázi oleje je obzvláště atraktivní pro bezvodé balzámy, pleťové oleje a přírodní přípravky pro péči o pleť, zatímco hydroalkoholické extrakty jsou užitečné pro gely, tonika a emulze.
Ultrazvuková technologie nachází v kosmetickém průmyslu uplatnění i mimo oblast extrakce. Ultrazvukové procesory Hielscher se používají k emulgaci, homogenizaci a disperzi, což znamená, že jedna ultrazvuková platforma dokáže pokrýt několik kroků zpracování kapalin při výrobě kosmetiky. Interní materiály společnosti Hielscher vyzdvihují kosmetiku mezi odvětvími, kterým slouží ultrazvukové zpracování kapalin, a identifikují emulze, aktivní látky a homogenizaci jako relevantní oblasti použití.

Literatura / Reference