Extrakce rozmarýnu pomocí výkonového ultrazvuku

Rozmarýn je voňavá, stálezelená bylina bohatá na bioaktivní sloučeniny a éterické oleje, které se používají v léčivých, potravinářských a kosmetických výrobcích. Ultrazvuková extrakce je jemná, ale vysoce účinná technika k izolaci bioaktivních sloučenin a esenciálních olejů z rozmarýnu a jiných bylin. Ultrazvuková extrakce poskytuje vyšší výnosy a vynikající kvalitu extraktu během krátké doby zpracování.

Výroba extraktu z rozmarýnu s ultrazvukem

Ultrasocognators jsou vysoce účinné, pokud jde o výrobu botanických extraktů. Ultrazvuk je mírná, netepelná extrakční technika, která umožňuje šetrné zpracování a izolaci jemných bioaktivních molekul z rostlin. Vzhledem k tomu, že sonikace aplikuje pouze čistě mechanické síly, je zabráněno poškození molekul citlivých na teplo. To umožňuje připravit plnospektrální extrakt obsahující řadu bioaktivních látek, které na sebe vzájemně působí a vedou k takzvanému doprovodnému efektu. Například ultrazvukový extrakt z rozmarýnu obsahuje vysoké množství bioaktivních molekul, jako je kyselina karnosová, karnosol, kyselina rozmarýnová, kyselina oleanolová, kyselina ursolová, kafr, 1,8-cineol, kyselina p-kumarová a kyselina kávová.
K výrobě extraktu z rozmarýnu se bioaktivní sloučeniny izolují z jehličkovitých listů rostliny rozmarýnu (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Běžně se používá jako přírodní konzervant a ochucovadlo v potravinářském a kosmetickém průmyslu.
 

Extrakt z rozmarýnu obsahuje několik bioaktivních sloučenin, včetně antioxidantů, jako je kyselina karnosová a kyselina rozmarýnová, u kterých bylo prokázáno, že mají protizánětlivé, antimikrobiální a protirakovinné vlastnosti. Díky těmto vlastnostem je extrakt z rozmarýnu užitečný pro zachování čerstvosti a kvality potravinářských výrobků a také poskytuje potenciální zdravotní přínosy v doplňcích stravy a přírodních prostředcích.
V potravinářském průmyslu se extrakt z rozmarýnu často přidává do zpracovaného masa, pečiva a svačin, aby se prodloužila jejich trvanlivost a zabránilo se oxidaci. Používá se také jako přírodní ochucovadlo do omáček, dresinků a marinád.
V kosmetickém průmyslu se extrakt z rozmarýnu používá v produktech péče o pleť a vlasy pro své antioxidační a protizánětlivé vlastnosti, které mohou pomoci chránit a vyživovat pokožku a vlasy. Používá se také jako přírodní vůně a barvivo v některých kosmetických produktech.

Mechanismus narušení buněčné stěny (a) porušení buněčné stěny v důsledku kavitace. (b) difúze rozpouštědla do buněčné struktury.(Grafika převzata z Shirsath et al., 2012)

Jak funguje výroba extraktu z rozmarýnu pomocí ultrazvuku typu sondy?

Výroba extraktu z rozmarýnu pomocí ultrazvuku typu sondy obvykle zahrnuje následující kroky:

1. Příprava rozmarýnu: Listy rozmarýnu se očistí, usuší a rozemelou na jemný prášek.
2. Extrakce: Mletý rozmarýnový prášek se smíchá s rozpouštědlem, jako je ethanol nebo voda, a směs se sonikuje pomocí ultrazvuku typu sondy. Ultrasonikátor používá vysokofrekvenční zvukové vlny k vytváření kavitačních bublin, které pomáhají rozkládat rostlinný materiál a uvolňovat aktivní sloučeniny.
3. Filtrace: Směs se filtruje, aby se odstranil veškerý zbývající rostlinný materiál a zanechal se tekutý extrakt.
4. Koncentrace: Kapalný extrakt se koncentruje pomocí rotační odparky nebo jiné vhodné metody, aby se zvýšila koncentrace účinných látek.
5. Sušení: Koncentrovaný extrakt se suší vhodnou metodou, jako je sušení rozprašováním nebo lyofilizace (lyofilizace), aby se získal extrakt ve formě suchého prášku.
6. Balení: Suchý prášek se poté zabalí a skladuje na chladném a suchém místě, dokud není připraven k použití.

Použití ultrazvuku typu sondy v procesu extrakce umožňuje účinnější a efektivnější extrakci účinných látek z listů rozmarýnu, což vede k vysoce kvalitnímu extraktu s větší koncentrací prospěšných látek. Kromě toho lze tuto metodu použít ve velkém měřítku, takže je vhodná pro komerční výrobu. Hielscher ultrasonicators umožňují přesné řízení parametrů procesu a lineární škálování extrakčního procesu na jakýkoli požadovaný objem.

Vědecky prokázaná nadřazenost ultrazvukové extrakce rozmarýnu

Dhoubi et al. (2020) ve své vědecké výzkumné zprávě zkoumají dopad různých extrakčních metod na chemické složení a antioxidační účinnost extraktů Rosmarinus officinalis L. Porovnávají tři metody extrakce: superkritická extrakce tekutin, ultrazvukem asistovaná extrakce (SAE) pomocí Hielscher ultrasonikator UIP1000hdT a mikrovlnná extrakce (MAE).

Hlavní body studie:

• Autoři zjistili, že metoda extrakce významně ovlivnila chemické složení a antioxidační účinnost extraktů z rozmarýnu. Ve srovnání s ostatními extrakčními technikami superkritické extrakce tekutin a mikrovlnnou extrakcí poskytla nejlepší výsledky extrakce za pomoci ultrazvuku.
• Ultrazvukový extrakt z rozmarýnu s ethanolem byl velmi bohatý na polyfenoly.
• Se sonikací byla pozorována vyšší antioxidační kapacita při krátké době extrakce (10 minut).

Protokol pro ultrazvukovou extrakci rozmarýnu

Ultrazvukem asistovaná extrakce byla provedena v ultrazvukovém přístroji typu sondy pomocí sonotrody (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, viz obrázek níže). Směs práškového rozmarýnu a absolutního etanolu (1:3 w/v) byla umístěna do dvouplášťového reaktoru a vystavena ultrazvuku o výkonu 750 W po dobu 10 minut. Teplota extrakce byla regulována na 25 °C. Ultrazvukový extrakt byl odstředěn při 4000 ot./min po dobu 10 minut. Supernatant byl odstraněn a koncentrován ve vakuu pomocí rotační vakuové odparky.

Nastavení ultrazvukové extrakce pomocí Hielscher sonda typu ultrasonikator UIP1000hdT pro dávkovou extrakci rostlinných látek.(obrázek: © Petigny et al., 2013)

Konkrétně ultrazvuková extrakce produkovala extrakty s vyššími koncentracemi celkových fenolických sloučenin, flavonoidů a karotenoidů, stejně jako vyšší antioxidační aktivitu ve srovnání s macerací. Ultrazvuková extrakce byla navíc účinnějšími metodami, které produkovaly vyšší výnosy extraktu v kratším čase.
Autoři dospěli k závěru, že volba metody extrakce je důležitým faktorem, který je třeba vzít v úvahu při výrobě extraktů z rozmarýnu pro použití v potravinářském, kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Ultrazvuková extrakce je slibná metoda extrakce, která může produkovat silnější a účinnější extrakty s vyššími výnosy.
Výzkumný tým dospěl k závěru, že “Mezi studovanými extrakty vykazoval ultrazvukem extrahovaný rozmarýn vyšší antioxidační aktivitu podle obou testů antioxidační aktivity. To souviselo s vyšším celkovým obsahem fenolů, zejména s obsahem kyseliny karnosové a kyseliny rozmarýnové. Navíc, testováno na lidských buňkách fibroblastů vystavených oxidačnímu stresu, náš ultrazvukový extrakt měl silnou antioxidační aktivitu ve srovnání s kyselinou gallovou a N-acetylcysteinem. Proto, s cílem nahradit syntetické antioxidanty, náš ultrazvukem připravený extrakt z rozmarýnu, přírodní zdroj antioxidantů, může být zajímavý pro několik průmyslových aplikací.”

Antioxidační aktivita extraktů z rozmarýnu. Modré sloupce: při 60 °C s použitím destilované vody; Oranžové sloupce: po ultrazvukovém ošetření.(studie a grafika: Suchková et al., 2021)

Vysoce výkonné ultrazvukové přístroje pro extrakci rozmarýnu a bylin

Hielscher Ultrasonics vyrábí a dodává vysoce výkonné ultrasonikátory v jakémkoli výkonu a velikosti. Naše portfolio ultrazvukových homogenizátorů a extraktorů sahá od ručních, přenosných zařízení až po plně průmyslové výrobní systémy pro inline zpracování velkých objemů v komerčním měřítku.

Projekce, výroba a poradenství – Kvalita Made in Germany

Hielscher ultrasonicators jsou dobře známí pro své nejvyšší standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových zařízení do průmyslových zařízení. Drsné podmínky a náročná prostředí jsou snadno zvládnutelné Hielscher ultrasonikators.

Hielscher Ultrasonics je společnost certifikovaná ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrasonicators s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Samozřejmě, Hielscher ultrasonicators jsou v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.
Kontaktujte nás nyní! Náš dobře vyškolený technický personál s dlouholetými zkušenostmi s vámi rád prodiskutuje váš proces extrakce a doporučí vám nejvhodnější ultrazvukový extraktor!

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