Extrakce z květů – šetrné zpracování, vysoké výtěžky díky sonikaci

Ať už chcete vyrobit absolue, vodu s květovým nálevem nebo květový hydrolát, sonikace vám pomůže zvýšit výtěžek vašeho květového extraktu. Zjistěte, proč je sonikace ideální extrakční technikou pro izolaci křehkých biomolekul a esenciálních olejů z květů a okvětních lístků.

Sonikace jako ideální extrakční technika pro biomolekuly a esenciální oleje z květin a květů

Jelikož květy obsahují mnoho vonných, chuťově výrazných a terapeuticky účinných látek, které lze využít jako složky léčivých přípravků, potravin, kosmetiky a doplňků stravy, jsou velmi žádanou surovinou pro účinné extrakty. Ultrazvuková extrakce je účinná technika pro izolaci požadovaných látek z květů. Přitom jsou květy velmi křehkou částí rostliny a vyžadují odpovídajícím způsobem šetrné zacházení. Zde vystupují do popředí šetrné extrakční podmínky ultrazvukového zpracování. Jako netermická, přesně řiditelná extrakční metoda poskytuje sonikace vysoké výtěžky květových extraktů. Vynikající kvalita extraktu a vysoká účinnost jsou klíčovými vlastnostmi ultrazvukové extrakce z rostlinných materiálů.

V tomto krátkém videu předvádíme přípravu růžové vody z čerstvých růžových okvětních lístků pomocí sondového sonikátoru UP200Ht. Ultrazvuková extrakce fytochemických látek je považována za špičkovou metodu, která zajišťuje nejvyšší účinnost při izolaci citlivých bioaktivních sloučenin a aromatických molekul.

Růžová voda pomocí sonikace – návod krok za krokem

Chcete-li připravit růžovou vodu, jak je ukázáno ve videoklipu výše, postupujte podle zde popsaného návodu:

Nejprve pečlivě vyberte čerstvé růže (Rosa damascena) a oddělte okvětní lístky od pestíku květu. Okvětní lístky nakrájejte na menší kousky, aby se zvětšil jejich povrch.
Protože chceme vyrobit růžovou vodu, používáme jako rozpouštědlo přečištěnou vodu.
Vložte okvětní lístky do skleněné kádinky a přidejte vodu. Ve videu používáme 10 velkých okvětních lístků a 200mL vody.
Připravte sonikátor UP200Ht: pevně namontujte sonotrodu S26d14. Protože okvětní lístky jsou velmi křehkou částí rostliny, nastavujeme amplitudu na 70%, aby byly během ultrazvukové extrakce zachovány všechny biomolekuly.
Ponořte sondu do skleněné kádinky a zapněte sonikátor. Sonikujte přibl. 90 sekund.
Po sonikaci směs přefiltrujte, abyste odstranili pevné zbytky, a získáte tak čirou a voňavou růžovou vodu.
Pro skladování přelijte růžovou vodu do sterilních nádob a uchovávejte ji na chladném a tmavém místě, abyste zachovali její kvalitu a prodloužili její trvanlivost.
Používejte růžovou vodu pro kulinářské nebo kosmetické účely.

Ultrazvukový extraktor UP400St a rotační vakuová odparka pro extrakci z rostlinných materiálů.

Sonikátor UP400ST pro extrakci z rostlinných materiálů a rotační vakuová odparka pro následné zpracování/zahušťování extraktu.

Extrakce esenciálních olejů pomocí sonikace

Ultrazvukem asistovaná hydrodestilace je pokročilá extrakční technika, která kombinuje tradiční hydrodestilaci s ultrazvukovou technologií. Tato metoda využívá ultrazvukové vlny k vytvoření kavitace, při níž vznikají malé bublinky naplněné párou, které implodují a generují mikroproudy a turbulence. Tyto účinky zesilují rozrušování částic, praskání povrchu a míšení, čímž výrazně zvyšují rychlost přenosu hmoty.
Proces rovněž zahrnuje objemový ohřev, který urychluje odpařování vody a zlepšuje přenos tepla. Tento kombinovaný přístup zkracuje dobu extrakce a snižuje spotřebu energie i rozpouštědel, díky čemuž je ultrazvukem asistovaná hydrodestilace ve srovnání s konvenčními metodami účinnější a šetrnější k životnímu prostředí.
Mezi klíčové výhody ultrazvukem asistované hydrodestilace patří:

Vyšší účinnost extrakce: Zvýšené uvolňování esenciálních olejů a cenných bioaktivních látek.
Kratší doba a nižší spotřeba energie: Kratší doba extrakce a nižší spotřeba energie.
Lepší kvalita: Zachování integrity látek díky šetrným podmínkám zpracování.
Provozní výhody: Bezpečný provoz, kratší doba náběhu, menší rozměry zařízení a méně kroků zpracování.

Snímky z rastrovacího elektronového mikroskopu (SEM) listů Satureja: (A) po hydrodestilaci po dobu 4 hodin a (B) po ošetření metodou sono-clevenger po dobu 60 min.
Studie a snímky: Rasouli et al., 2021

Srovnávací snímky SEM výše ukazují buněčnou strukturu listů Satureja ošetřených hydrodestilací (vlevo) a ultrazvukem asistovanou hydrodestilací (vpravo) a odhalují výrazně účinnější narušení buněčných stěn ultrazvukovým ošetřením. Díky tomu ultrazvuková hydrodestilace zlepšuje extrakci esenciálního oleje přibl. o 40 % ve srovnání s konvenční hydrodestilací.

Objevte, jak vytvářet výjimečné chuťové zážitky pomocí ultrazvukové infuze! V tomto videu vám ukážeme, jak připravit lahodný ocet ochucený květy černého bezu pomocí sonikátoru Hielscher UP200Ht. Při použití výkonné sondové sonikace intenzivní ultrazvukové vlny extrahují a přenášejí chuťové a aromatické látky účinněji než tradiční metody. Vyzkoušejte výraznější vůni, intenzivnější chuť a rychlé výsledky – ideální pro gurmánské výtvory. Ultrazvuková infuze samozřejmě funguje s jakýmikoli rostlinnými aromaty a v jakýchkoli tekutinách, například v nápojích, lihovinách, tekutých dochucovadlech, omáčkách a sirupech.

Sonikátory pro výrobu květových extraktů

Sonikátory Hielscher jsou proslulé svou vynikající výkonností při výrobě květin a květů, zejména díky svým pokročilým homogenizačním a extrakčním schopnostem. Díky nabídce sonikátorů všech velikostí a zpracovatelských kapacit – od 50 wattů až po 16 000 wattů na sonikátor – umožňují vysoce výkonné ultrazvukové přístroje Hielscher účinnou a přesnou extrakci bioaktivních látek, esenciálních olejů a vonných látek z rostlinných materiálů. Využitím špičkové ultrazvukové technologie zajišťují sonikátory Hielscher optimální výtěžek a kvalitu extraktů, což je činí nepostradatelnými pro výrobu vysoce hodnotných rostlinných produktů, vonných látek, účinných látek a doplňků stravy. Jejich robustní konstrukce a uživatelsky přívětivé rozhraní je navíc předurčují pro hodnocení kvality, přičemž poskytují spolehlivé a reprodukovatelné výsledky ve výzkumu i v průmyslových aplikacích.

Proč Hielscher Ultrasonics?

vysoká účinnost
nejmodernější technologie
spolehlivost & robustnost
nastavitelné, přesné řízení procesu
vsádkový & inline provoz
pro jakýkoli objem
inteligentní software
chytré funkce (např. programovatelnost, protokolování dat, dálkové ovládání)
snadná a bezpečná obsluha
nízké nároky na údržbu
CIP (čištění na místě)

Návrh, výroba a poradenství – kvalita Made in Germany

Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou známé svou nejvyšší kvalitou a standardy designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových přístrojů do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí zvládají ultrazvukové přístroje Hielscher bez obtíží.

Hielscher Ultrasonics je společnost s certifikací ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrazvukové přístroje s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Ultrazvukové přístroje Hielscher samozřejmě splňují požadavky CE a vyhovují požadavkům UL, CSA a RoHs.

V této prezentaci vás seznámíme s výrobou rostlinných extraktů. Vysvětlíme náročné aspekty výroby vysoce kvalitních rostlinných extraktů a to, jak vám je sonikátor pomůže zvládnout. Prezentace vám ukáže, jak ultrazvuková extrakce funguje. Dozvíte se, jaké výhody můžete očekávat při použití sonikátoru k extrakci a jak začlenit ultrazvukový extraktor do výroby extraktů.

Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!

Překonejte úzké hrdlo extrakce z rostlinných materiálů s Hielscher Ultrasonics! Ultrazvukovou extrakci lze lineárně škálovat na jakoukoli velikost výroby.

Procesy ultrazvukové extrakce lze lineárně škálovat na jakoukoli výrobní kapacitu. Ultrazvukové extraktory lze provozovat ve vsádkovém i inline režimu.

Související témata

Fakta, která stojí za to znát

Jaký je rozdíl mezi růžovou vodou, růžovým absolue a růžovým hydrolátem?

Růžová voda, růžové absolue a růžový hydrolát se získávají z růží, liší se však způsobem výroby a chemickým složením.

Růžová voda: Růžová voda je vedlejším produktem procesu destilace vodní parou, který se používá k získávání růžového esenciálního oleje. Obsahuje ve vodě rozpustné složky okvětních lístků růží, které jí dodávají jemnou květinovou vůni a chuť. Růžová voda se díky své příjemné vůni a potenciálním zdravotním přínosům běžně používá v kulinářství, v produktech péče o pleť a v aromaterapii.
Chcete-li se dozvědět více o ultrazvukem intenzifikované hydrodestilaci, klikněte zde!

Růžové absolue: Růžové absolue je aromatický olej získávaný z okvětních lístků růží extrakcí rozpouštědlem, obvykle hexanem nebo jiným rozpouštědlem. Tato metoda je účinnější pro extrakci vonných látek z okvětních lístků a poskytuje vysoce koncentrovaný a voňavý olej.
Růžové absolue se pro svou intenzivní a dlouhotrvající květinovou vůni běžně používá v parfumerii a v luxusních kosmetických produktech.

Růžový hydrolát (růžová květová voda):
Růžový hydrolát, známý také jako růžová květová voda, růžový hydrosol nebo růžový destilát, je voda, která zůstává po destilaci okvětních lístků růží vodní parou za účelem získání růžového esenciálního oleje. Obsahuje ve vodě rozpustné rostlinné látky a také některé molekuly esenciálního oleje, které mu dodávají jemnou vůni a terapeutické vlastnosti. Růžový hydrolát nabízí podobný aromatický profil, má však zředěnější složení na vodní bázi.
Růžový hydrolát se díky svým hydratačním, zklidňujícím a osvěžujícím vlastnostem často používá v péči o pleť jako tonikum, pleťová mlha nebo složka kosmetických přípravků.

Každou z těchto kapalin získávaných z růží lze vyrábět ultrazvukovou extrakcí a každá má jedinečné vlastnosti a přínosy, díky nimž je cennou složkou v kulinářství, kosmetice a terapii.

Ultrazvuková extrakce je nejúčinnější technikou pro výrobu vysoce kvalitních rostlinných extraktů. Hielscher Ultrasonics vyrábí nejpropracovanější sonikátory pro zpracování kapalin, jako je extrakce z rostlinných materiálů.

Ultrazvuková extrakce se používá k izolaci bioaktivních látek z rostlin.

Bioaktivní látky v rostlinných extraktech

Bioaktivní látky jsou přirozeně se vyskytující chemické látky nacházející se v rostlinách, živočiších a dalších organismech, které působí na živé tkáně. Hrají významnou roli při podpoře zdraví a prevenci nemocí. Tyto látky lze obecně rozdělit do několika kategorií podle jejich chemické struktury a biologických funkcí. Zde jsou hlavní typy bioaktivních látek:

Polyfenoly
Polyfenoly jsou různorodou skupinou látek známých svými antioxidačními vlastnostmi. Lze je dále rozdělit do několika tříd:
Flavonoidy: Zahrnují flavonoly (např. kvercetin), flavony (např. luteolin), flavanony (např. hesperidin), flavanoly (např. katechiny), isoflavony (např. genistein) a anthokyany (např. kyanidin).
Fenolové kyseliny : Zahrnují hydroxybenzoové kyseliny (např. kyselina gallová) a hydroxyskořicové kyseliny (např. kyselina kávová).
Taniny: Kondenzované taniny (proanthokyanidiny) a hydrolyzovatelné taniny (galotaniny).
Stilbeny: Resveratrol je nejznámějším stilbenem.
Lignany: Vyskytují se v semenech, zejména ve lněných semenech (např. sekoisolaricirezinol).
Terpenoidy
Terpenoidy, známé také jako isoprenoidy, jsou odvozeny od pětiuhlíkatých isoprenových jednotek a zahrnují:
Karotenoidy: Zahrnují karoteny (např. β-karoten) a xantofyly (např. lutein, zeaxanthin).
Monoterpeny: Například limonen a menthol.
Seskviterpeny: Například kurkumin.
Diterpeny: Například taxol.
Triterpeny: Například saponiny a steroly (např. β-sitosterol).
Tetraterpeny: Například lykopen a astaxanthin.
Alkaloidy
Alkaloidy jsou dusíkaté látky, které mají často výrazné fyziologické účinky:
Pyrrolidinové a piperidinové alkaloidy : Například nikotin.
Tropanové alkaloidy : Například atropin a kokain.
Chinolinové alkaloidy : Například chinin.
Isochinolinové alkaloidy : Například morfin a kodein.
Indolové alkaloidy : Například strychnin a reserpin.
Imidazolové alkaloidy : Například pilokarpin.
Pyridinové alkaloidy : Například piperin.
Glykosidy
Glykosidy se skládají z cukerné části vázané na necukernou část (aglykon). Patří k nim:
Srdeční glykosidy : Například digoxin.
Anthrachinonové glykosidy : Například aloin.
Flavonoidní glykosidy : U nichž je aglykonem flavonoid (např. rutin).
Saponiny
Saponiny jsou glykosidy s mýdlovými vlastnostmi:
Steroidní saponiny : Vyskytují se v rostlinách, jako jsou jamy (např. diosgenin).
Triterpenoidní saponiny : Vyskytují se v luštěninách (např. sójasaponiny).
Organosírové sloučeniny
Tyto sloučeniny obsahují síru a mají významné zdravotní přínosy:
Glukosinoláty : Vyskytují se v brukvovité zelenině (např. sulforafan).
Thiosulfináty : Například allicin z česneku.
Vitaminy
Vitaminy jsou organické sloučeniny, které jsou pro zdraví potřebné v malých množstvích:
Vitaminy rozpustné v tucích : Zahrnují vitaminy A (retinoidy), D (kalciferoly), E (tokoferoly a tokotrienoly) a K (fylochinon a menachinony).
Vitaminy rozpustné ve vodě : Zahrnují vitaminy skupiny B (např. B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) a vitamin C (kyselina askorbová).
Mastné kyseliny
Mastné kyseliny, zejména esenciální mastné kyseliny, hrají pro zdraví zásadní roli:
Omega-3 mastné kyseliny : Například kyselina eikosapentaenová (EPA) a kyselina dokosahexaenová (DHA).
Omega-6 mastné kyseliny : Například kyselina linolová (LA) a kyselina arachidonová (AA).
Peptidy a proteiny
Bioaktivní peptidy a proteiny mají různé fyziologické účinky:
Antimikrobiální peptidy : Například defensiny.
Inhibitory enzymů : Například inhibitory ACE z mléčných proteinů.
Polysacharidy
Polysacharidy mají imunomodulační a další zdravotní přínosy:
β-glukany : Vyskytují se v ovsu a houbách.
Glykosaminoglykany : Například kyselina hyaluronová a chondroitinsulfát.

Každá z těchto bioaktivních látek nabízí širokou škálu přínosů – od antioxidační aktivity po protizánětlivé účinky. Sonikace je vysoce účinná technika pro izolaci těchto bioaktivních látek z rostlin.

Literatura / Reference

Turrini, F.; Beruto, M.; Mela, L.; Curir, P.; Triglia, G.; Boggia, R.; Zunin, P.; Monroy, F. (2021): Ultrasound-Assisted Extraction of Lavender (Lavandula angustifolia Miller, Cultivar Rosa) Solid By-Products Remaining after the Distillation of the Essential Oil. Applied Sciences 11, 2021.
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
Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. Journal of Food Science and Technology (February 2018) 55(2):658–666.
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.
Elez Garofulić, I., Zorić, Z., Pedisić, S., Brnčić, M. and Dragović-Uzelac, V. (2018): UPLC-MS2 Profiling of Blackthorn Flower Polyphenols Isolated by Ultrasound-Assisted Extraction. Journal of Food Science, 83, 2018. 2782-2789.