Kamillenextrakt – Höhere Erträge, bessere Qualität durch Ultraschallbehandlung

Stellen Sie hochwertige Kamillenextrakte schneller, effizienter und mit reproduzierbarer Wirkstärke her. Ultraschallextraktoren von Hielscher intensivieren die Extraktion bioaktiver Inhaltsstoffe der Kamille wie Apigenin, Flavonoide, phenolische Verbindungen, Polysaccharide und Bestandteile des ätherischen Öls. Ganz gleich, ob Sie Kräutertees, funktionelle Getränke, Tinkturen, Nahrungsergänzungsmittel, kosmetische Wirkstoffe oder pflanzliche Inhaltsstoffe herstellen – die Ultraschallbehandlung hilft Ihnen, höhere Ausbeuten, kürzere Extraktionszeiten und eine gleichbleibende Extraktqualität zu erzielen.

Ultraschall-Kamillenextraktion für Lebensmittel, Nahrungsergänzungsmittel und Kosmetika

Mithilfe von Hochleistungsultraschall erzeugen Hielscher-Ultraschallgeräte eine akustische Kavitation in der Lösungsmittel-Pflanzen-Suspension. Dadurch wird das Gewebe der Kamillenblüten aufgebrochen, das Eindringen des Lösungsmittels verbessert und der Stoffaustausch beschleunigt. Das Ergebnis ist ein schonendes, nicht-thermisches Extraktionsverfahren, das präzise gesteuert und vom Labortest bis zur kontinuierlichen industriellen Produktion skaliert werden kann.

• Höhere Extrakt-Ausbeute: Effiziente Freisetzung von Flavonoiden, Phenolverbindungen, Aromastoffen und anderen Wirkstoffen der Kamille.
• Kürzere Bearbeitungszeit: Ersetzen Sie die lange Mazeration durch eine schnelle Ultraschallextraktion.
• Lösungsmittel in Lebensmittel-, Nahrungsergänzungsmittel- und Kosmetikqualität: Wasser, Ethanol, wässrige Ethanol-Lösung, Glycerin, Öle und andere geeignete Lösungsmittel.
• Hervorragende Prozesssteuerung: Einstellbare Amplitude, Temperatur, Druck, Energiezufuhr, Durchflussrate und Verweilzeit.
• Zuverlässige Skalierung: Aus dem kleinen R&D-Chargen für Pilotversuche und die industrielle Inline-Extraktion.

Warum die Ultraschallbehandlung die Kamillenextraktion verbessert

Bei der herkömmlichen pflanzlichen Extraktion muss das Lösungsmittel langsam in die Pflanzenpartikel eindringen, die Zielverbindungen auflösen und wieder in die Flüssigkeit zurückdiffundieren. Dieser Vorgang kann Stunden oder Tage dauern und erfordert oft erhöhte Temperaturen oder große Lösungsmittelmengen. Die Ultraschallbehandlung intensiviert jeden Schritt dieses Extraktionsmechanismus.
Bei der Ultraschallextraktion wird die pflanzliche Struktur durch Kavitation physikalisch aufgebrochen und die Diffusionsgrenzschicht um die Pflanzenpartikel herum verringert. Das Lösungsmittel dringt schneller in das Kamillenblütenmaterial ein, während gelöste bioaktive Stoffe rasch in die umgebende Flüssigkeit transportiert werden. Dies macht die Ultraschallbehandlung besonders wertvoll für Hersteller, die eine hohe Extraktionseffizienz, kurze Chargenlaufzeiten und eine gleichbleibende Extraktqualität benötigen.

Zu den wichtigsten Vorteilen der Ultraschall-Kamillenextraktion zählen:

• Höhere Ausbeuten: Eine umfassendere Freisetzung von Flavonoiden, Phenolverbindungen, Bestandteilen ätherischer Öle und anderen pflanzlichen Wirkstoffen.
• Kürzere Bearbeitungszeiten: Extraktionen, die andernfalls eine lange Mazeration erfordern würden, lassen sich oft wesentlich schneller durchführen.
• Schonende, nicht-thermische Verarbeitung: Eine geringere Hitzeeinwirkung trägt dazu bei, empfindliche Aromastoffe und temperaturempfindliche sekundäre Pflanzenstoffe zu erhalten.
• Geringerer Lösungsmittelbedarf: Ein verbesserter Stoffaustausch kann das erforderliche Lösungsmittelvolumen oder die Anzahl der Extraktionszyklen verringern.
• Reproduzierbare Qualität: Amplitude, Energiezufuhr, Temperatur, Druck, Durchfluss und Verweilzeit können geregelt werden.
• Skalierbare Produktion: Hielscher-Ultraschallgeräte können ab R eingesetzt werden&D bis hin zu Pilotversuchen und der kontinuierlichen Inline-Fertigung.

Als verfahrensverstärkende Technologie zur Gewinnung bioaktiver Wirkstoffe aus pflanzlichen Rohstoffen findet die Ultraschallextraktion breite Anwendung in der Lebensmittel-, Nahrungsergänzungsmittel- und Pharmabranche.

Die Wahl des richtigen Lösungsmittels für die Kamillenextraktion

Kamille enthält sowohl polare als auch unpolare Verbindungen. Daher hängt das ideale Lösungsmittel vom gewünschten Extraktprofil und der Anwendung des Endprodukts ab. Die Ultraschallbehandlung kann mit Wasser, Ethanol, wässrigem Ethanol, Glycerin, Pflanzenölen und anderen Lösungsmitteln in Lebensmittel- oder Kosmetikqualität durchgeführt werden. Die Ultraschallbehandlung ist mit einer Vielzahl pflanzlicher Materialien und Lösungsmittel kompatibel, darunter Wasser, Ethanol, Glycerin und Pflanzenöle.

Wässrig-ethanolische Kamillenextraktion mit breitem Wirkungsspektrum

Für viele kommerzielle Kamillenextrakte ist ein wässrig-ethanolisches Lösungsmittelsystem am vielseitigsten einsetzbar. Bei hydro-ethanolischen Extrakten wird ein Wasser-Ethanol-Gemisch verwendet, um ein breites Spektrum polarer und mäßig lipophiler Kamilleninhaltsstoffe zu lösen. Wasser unterstützt die Extraktion hydrophiler Verbindungen wie bestimmter Phenolsäuren, Polysaccharide und Flavonoidglykoside, während Ethanol die Löslichkeit weniger polarer Verbindungen verbessert, darunter Apigenin-Aglykon und viele aromabestimmende Inhaltsstoffe.
Apigenin gilt allgemein als schlecht wasserlösliches Flavonoid, während Ethanol-Wasser-Gemische häufig als besser für Lebensmittel und Arzneimittel geeignete Lösungsmittelsysteme für die Handhabung und Gewinnung von Apigenin untersucht werden.
Für Hersteller von Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Kosmetika bietet wässriges Ethanol mehrere Vorteile:

• Breites phytochemisches Spektrum
• Ein für Lebensmittel geeignetes und weithin anerkanntes Lösungsmittelsystem
• Effiziente Extraktion von Flavonoiden und sekundären Pflanzenstoffen
• Einstellbare Polarität durch Veränderung des Ethanol-Wasser-Verhältnisses
• Einfache Entfernung oder Konzentration im nachgelagerten Prozess durch Verdampfung

Durch Ultraschallbehandlung wird wässriges Ethanol noch wirksamer. Ultraschallkavitation erhöht das Eindringen des Lösungsmittels in die Kamillenpartikel und beschleunigt die Auflösung der Zielmoleküle. Dies ermöglicht es Verarbeitern, die Ethanolkonzentration, die Extraktionszeit und die Temperatur für ein bestimmtes Ziel zu optimieren: einen milden Kamillenextrakt, einen standardisierten, apigeninreichen Extrakt oder einen breitwirksamen pflanzlichen Wirkstoff für Kosmetika.

Wasser: Clean-Label-Kamillenextrakte für Getränke und Lebensmittel

Wasser ist das natürlichste Lösungsmittel für die Kamillenextraktion und wird häufig für Tees, Aufgüsse, Getränke und Clean-Label-Lebensmittel verwendet. Wasser eignet sich besonders gut für die Extraktion hydrophiler Bestandteile, darunter bestimmte Flavonoidglykoside, Phenolsäuren, Polysaccharide und wasserlösliche Aromastoffe. Für schwer wasserlösliche Verbindungen wie Apigenin-Aglykon und viele lipophile Bestandteile ätherischer Öle ist Wasser allein jedoch weniger effizient.
Die Ultraschallbehandlung verbessert die wässrige Kamillenextraktion erheblich. Durch das Aufbrechen des Blütengewebes und die Förderung des Stoffaustauschs trägt Ultraschall dazu bei, dass Wasser bioaktive Stoffe schneller und vollständiger extrahiert als durch einfaches Ziehenlassen. Dies ist besonders relevant für Getränkehersteller, Produzenten von Tee-Extrakten und Entwickler von Clean-Label-Rezepturen, die auf organische Lösungsmittel verzichten und gleichzeitig die Extraktkonzentration sowie die Prozesseffizienz steigern möchten.

Die Ultraschall-Wasserentnahme ist besonders attraktiv, wenn das Endprodukt:

• Trinkfertiges Kamillengetränk
• Kräuterteekonzentrat
• Funktionaler Extrakt auf Wasserbasis
• Alkoholfreier Nahrungsergänzungsmittel-Extrakt
• Kosmetischer Pflanzenextrakt im Hydrosol-Stil

Da es sich bei der Ultraschallbehandlung um einen mechanischen, nicht-thermischen Prozess handelt, ermöglicht sie eine hochwertige wässrige Extraktion, ohne dass übermäßige Hitze eingesetzt werden muss. Dies trägt dazu bei, das zarte blumige Profil der Kamille zu bewahren, und verringert das Risiko, dass sensorische Noten durch Erhitzen verloren gehen oder sich zersetzen.

Ethanol: Wirkstoffreiche Pflanzenextrakte und Tinkturen

Ethanol ist ein starkes Lösungsmittel für viele bioaktive Inhaltsstoffe der Kamille und eignet sich besonders gut, wenn der Ziel-Extrakt einen höheren Anteil an weniger polaren Flavonoiden, Phenolverbindungen und aromawirksamen Bestandteilen enthalten soll. Ethanol wird häufig in pflanzlichen Tinkturen, Nahrungsergänzungsmittelextrakten und kosmetischen Wirkstoffen verwendet, da es wirksam, lebensmittelverträglich und bei der Konzentration leicht zu entfernen ist.
Reines Ethanol ist weniger polar als Wasser und extrahiert möglicherweise nicht das gesamte Spektrum der hydrophilen Kamilleninhaltsstoffe so effektiv wie wässrige Ethanollösungen. Daher verwenden viele Hersteller Ethanol-Wasser-Mischungen anstelle von reinem Ethanol. Dennoch kann eine ethanolreiche Extraktion von Vorteil sein, wenn das Ziel ein konzentrierter Extrakt mit höheren Gehalten an Apigenin-Aglykon, ätherischen Ölbestandteilen und lipophilen Wirkstoffen ist.
Die Ultraschallbehandlung verbessert die Ethanolextraktion, indem sie die Extraktionszeit verkürzt und die Freisetzung von in der Blütenstruktur eingeschlossenen Wirkstoffen fördert. Für Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln bedeutet dies eine effizientere Produktion von hochkonzentrierten Tinkturen, Flüssigextrakten oder getrockneten Extraktzwischenprodukten. Für Kosmetikhersteller kann die ultraschallgestützte Ethanolextraktion wirksame pflanzliche Wirkstoffe für Seren, Toner, Gele und Emulsionen liefern.

Ölextraktion: Wirkstoffe aus Kamille für kosmetische und topische Formulierungen

Pflanzliche Öle wie Olivenöl, Sonnenblumenöl, Jojobaöl oder MCT-Öl eignen sich hervorragend als Trägerstoffe für lipophile Kamillenbestandteile. Die Ölextraktion ist besonders relevant für Naturkosmetik, Hautpflegeöle, Balsame, Massageöle und topische Formulierungen. Lipophile Verbindungen wie ätherische Ölbestandteile, Bisabolol-verwandte Komponenten und andere unpolare Aromafraktionen eignen sich gut für die Extraktion auf Ölbasis.
Öl ist jedoch nicht das bevorzugte Lösungsmittel, wenn Apigenin oder andere polare Flavonoidderivate im Vordergrund stehen. Apigenin ist kaum wasserlöslich, wird jedoch in der Regel nicht wie Terpene oder Bestandteile ätherischer Öle als öllöslicher pflanzlicher Marker behandelt. Für auf Apigenin ausgerichtete Extrakte sind wässrige Ethanol-Lösungen oder ethanolreiche Lösungsmittel in der Regel besser geeignet.
Durch Ultraschallbehandlung lässt sich die Extraktion von Kamille auf Ölbasis effizienter gestalten, da die Pflanzenpartikel gründlich im Öl verteilt werden und der Kontakt zwischen dem Lösungsmittel und der Pflanzenoberfläche verbessert wird. Dies kann die Extraktionszeiten verkürzen, die Extraktkonzentration erhöhen und die Reproduzierbarkeit von Charge zu Charge verbessern. Für Kosmetikhersteller bietet die Ultraschall-Ölextraktion einen sauberen, lösungsmittelfreien Weg zu mit Kamille angereicherten Ölen ohne lange Mazerationszeiten.

Apigenin und bioaktive Wirkstoffe der Kamille: Auf die Löslichkeit kommt es an

Die Herstellung eines hochwertigen Kamillenextrakts beginnt mit einem klaren Verständnis der Polarität der Inhaltsstoffe. Kamille ist kein Rohstoff, der aus einem einzigen Wirkstoff besteht, sondern eine komplexe pflanzliche Matrix. Das Lösungsmittel muss entsprechend dem gewünschten Wirkstoffprofil ausgewählt werden.
Apigenin und seine Derivate gehören zu den wichtigsten Flavonoiden der Kamille. Das Apigenin-Aglykon ist in Wasser schwer löslich, weshalb Wasser allein möglicherweise nicht ausreicht, um die Apigenin-Ausbeute zu maximieren. Ethanol und wässrige Ethanollösungen verbessern die Extraktionsleistung bei weniger wasserlöslichen Flavonoiden, während Wasser zur Extraktion polarerer Glykoside und hydrophiler Verbindungen beiträgt. In der wissenschaftlichen Literatur wird Apigenin als schlecht wasserlösliches Bioflavonoid beschrieben und es werden Löslichkeitsstudien in Ethanol, Wasser und Ethanol-Wasser-Systemen berichtet.

Für die praktische Gewinnung von Kamillenextrakt bedeutet dies:

• Wasser eignet sich ideal für milde, Clean-Label- und hydrophile Extrakte.
• Wässriges Ethanol ist das beste Allround-Lösungsmittel für Breitband-Kamillenextrakte.
• Ethanol eignet sich für hochkonzentrierte Tinkturen und flavonoidreiche Extrakte.
• Pflanzliche Öle eignen sich ideal für lipophile kosmetische Extrakte und topische Formulierungen.

Die Ultraschallbehandlung verändert zwar nicht die grundsätzliche Löslichkeit eines Moleküls, verbessert jedoch die Extraktionskinetik erheblich. Der Ultraschall hilft dem Lösungsmittel, die Zielverbindungen schneller und vollständiger zu erreichen. Deshalb ist die Ultraschallextraktion so leistungsstark: Sie verbindet die chemischen Eigenschaften des richtigen Lösungsmittels mit der physikalischen Intensivierung durch akustische Kavitation.

Hielscher-Ultraschallgeräte: Von Labortests bis hin zu industriellen Kamillenextrakten

Ein wesentlicher Vorteil der Hielscher-Ultraschalltechnologie ist ihre lineare Skalierbarkeit. Hersteller können mit kleinen Laborversuchen beginnen, um das beste Lösungsmittel, die Partikelgröße, die Feststoffbeladung, die Amplitude, die Temperatur und die Extraktionszeit zu ermitteln. Sobald die optimalen Extraktionsparameter definiert sind, lässt sich der Prozess linear auf die Pilot- und industrielle Produktion skalieren, wobei größere Hielscher-Ultraschallprozessoren und Durchflussreaktoren zum Einsatz kommen.
Hielscher bietet Ultraschallgeräte für Labor-, Tisch-, Pilot- und industrielle Anwendungen an. Die industriellen Systeme des Unternehmens sind für den anspruchsvollen Dauerbetrieb ausgelegt, und Hielscher hebt bei seinen hdT-Systemen die digitale Bedienung, die Prozesssteuerung, die automatische Datenerfassung, die Fernsteuerung sowie das robuste Industriedesign hervor.

Für die kommerzielle Kamillenextraktion bedeutet dies:

• Einfache Machbarkeitsprüfung
• Zuverlässige Parameteroptimierung
• Chargen- oder kontinuierliche Inline-Verarbeitung
• Kontrolliertes Temperaturmanagement
• Reproduzierbare Extraktqualität
• Industrieller Durchsatz mit robusten Ultraschallgeräten
• Geringeres Skalierungsrisiko bei R&D zur Produktion

Der Hielscher UIP2000hdT ist beispielsweise ein 2.000-Watt-Ultraschallgerät in Sondenbauweise für die Labor- und industrielle Flüssigkeitsverarbeitung, dessen Anwendungsbereiche Extraktion, Emulgierung, Dispergierung, Homogenisierung und sonochemische Reaktionen umfassen. Das Hielscher-Modell UIP16000hdT bietet eine Ultraschallleistung von 16.000 Watt für die Verarbeitung großer Volumina.

Bessere Kamillenextrakte durch Intensivierung des Prozesses mittels Ultraschall

Bei der Kamillenextraktion geht es nicht nur darum, Pflanzenstoffe aufzulösen. Es geht darum, einen gleichbleibenden, hochwertigen pflanzlichen Inhaltsstoff herzustellen, der den Anforderungen der modernen Lebensmittel-, Nahrungsergänzungsmittel- und Kosmetikmärkte gerecht wird. Die Ultraschallbehandlung verschafft Herstellern einen entscheidenden Vorteil, da sie eine schonende Verarbeitung mit hoher Extraktionseffizienz verbindet.
Mit dem richtigen Lösungsmittel und den richtigen Ultraschall-Prozessparametern können Hersteller Kamillenextrakte auf bestimmte Anwendungen zuschneiden: Clean-Label-Wasserextrakte für Getränke, breitbandige wässrige Ethanolextrakte für Nahrungsergänzungsmittel, ethanolreiche Tinkturen für hochwirksame pflanzliche Wirkstoffe oder ölbasierte Aufgüsse für Naturkosmetik. Hielscher-Ultraschallgeräte bieten die erforderliche Ultraschallleistung, Prozesssteuerung und Skalierbarkeit, um Kamille in einen hochwertigen kommerziellen Extrakt zu verwandeln.
Für Hersteller, die höhere Erträge, bessere Qualität und eine schnellere Verarbeitung anstreben, ist die Ultraschall-Kamillenextraktion mit Hielscher-Ultraschallgeräten die überlegene Extraktionstechnologie.

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:

Kamillenextrakt für Lebensmittel- und Getränkehersteller

Hersteller von Lebensmitteln und Getränken benötigen Extrakte, die sicher, gleichbleibend, geschmacksintensiv und wirtschaftlich rentabel sind. Kamillenextrakte werden in Kräutertees, funktionellen Getränken, Sirupen, Süßwaren, Milchalternativen, Entspannungsgetränken und Aromasystemen verwendet. Die Herausforderung besteht darin, einen Extrakt mit reinem Geschmack, ansprechender Farbe und zuverlässigem Wirkstoffgehalt herzustellen, ohne dabei übermäßige Hitze oder lange Extraktionszyklen einzusetzen.
Die Ultraschallextraktion bietet einen erheblichen Verarbeitungsvorteil. Mit Wasser oder wässrigem Ethanol lassen sich Kamillenextrakte in Lebensmittelqualität mit höherer Ausbeute und kürzeren Verarbeitungszeiten herstellen. Da die Ultraschallbehandlung nicht thermisch erfolgt, können Verarbeiter empfindliche Aromakomponenten schonen und gleichzeitig eine Überextraktion unerwünschter bitterer oder scharfer Noten vermeiden.
Für industrielle Getränkeanwendungen lassen sich Hielscher-Ultraschallgeräte in Chargenbehälter oder Durchlaufsysteme integrieren. Dies ermöglicht es Herstellern, größere Mengen unter kontrollierter Amplitude, Verweilzeit und Temperatur zu verarbeiten. Das Scale-up-Konzept von Hielscher unterstützt die Entwicklung im kleinen Maßstab und den Übergang zu größeren industriellen Anlagen unter Beibehaltung desselben Kernmechanismus der Ultraschallbehandlung.

Kamillenextrakt für Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln

Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln legen häufig besonderen Wert auf Wirksamkeit, Standardisierung und Reproduzierbarkeit. Kamillenextrakte werden unter anderem als Flüssigextrakte, Tinkturen, Pulver, Kapseln, Tabletten oder Konzentrate funktioneller Inhaltsstoffe angeboten. Für diese Anwendungen ist die Prozesskontrolle von entscheidender Bedeutung: Aus demselben Rohstoff muss von Charge zu Charge ein gleichbleibendes Extraktprofil entstehen.
Mit den Ultraschallgeräten von Hielscher haben Hersteller die direkte Kontrolle über wichtige Extraktionsparameter wie Amplitude, Energiezufuhr, Temperatur, Druck, Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnis, Durchflussrate und Extraktionszeit. Dadurch eignet sich die Ultraschallextraktion für Prozessoptimierung und „Quality-by-Design“-Ansätze.
Bei Apigenin-reichen Kamillenextrakten ist wässriges Ethanol oft das bevorzugte Lösungsmittel, da es ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Polarität und Lebensmitteltauglichkeit bietet. Durch Ultraschallbehandlung lässt sich die Freisetzung von Flavonoiden und anderen bioaktiven Substanzen maximieren und gleichzeitig die Verarbeitungszeit minimieren. Das Ergebnis ist ein effizienterer Extraktionsprozess mit höherer Ausbeute und einem klaren Weg von Laborversuchen zur kommerziellen Produktion.

Kamillenextrakt für Kosmetikhersteller

Kamille ist ein beliebter kosmetischer Inhaltsstoff, der für seine hautberuhigenden Eigenschaften, sein pflanzliches Profil und natürliche Rezepturkonzepte geschätzt wird. Kamillenextrakte werden in Cremes, Lotionen, Seren, Shampoos, Haarspülungen, After-Sun-Produkten, Babypflegeprodukten, Reinigungsprodukten und Massageölen verwendet.
Kosmetikhersteller profitieren von der Flexibilität der Ultraschallbehandlung hinsichtlich der Lösungsmittelwahl. Je nach Rezeptur kann Kamille in wässrigem Ethanol, Wasser, Glycerin, Propylenglykol oder Ölen extrahiert werden. Die ölbasierte Ultraschallextraktion von Kamille ist besonders attraktiv für wasserfreie Balsame, Gesichtsöle und natürliche Hautpflegeformulierungen, während hydroalkoholische Extrakte für Gele, Toner und Emulsionen geeignet sind.
Die Ultraschallbehandlung unterstützt die Kosmetikproduktion auch über die Extraktion hinaus. Ultraschallprozessoren von Hielscher werden zur Emulgierung, Homogenisierung und Dispersion eingesetzt, was bedeutet, dass dieselbe Ultraschallplattform mehrere Schritte der Flüssigkeitsverarbeitung in der Kosmetikherstellung abdecken kann. In internen Unterlagen von Hielscher werden Kosmetika als eine der Branchen hervorgehoben, die von der Ultraschall-Flüssigkeitsverarbeitung profitieren, und Emulsionen, Wirkstoffe sowie Homogenisierung als relevante Anwendungsbereiche genannt.

Literatur / Literaturhinweise