Εκχύλιση δενδρολίβανου με υπερήχους ισχύος

Το δεντρολίβανο είναι ένα αρωματικό, αειθαλές βότανο πλούσιο σε βιοδραστικές ενώσεις και αιθέρια έλαια, τα οποία χρησιμοποιούνται σε φαρμακευτικά, τρόφιμα και καλλυντικά προϊόντα. Υπερήχων εκχύλιση είναι μια ήπια, αλλά εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική για την απομόνωση βιοδραστικών ενώσεων και αιθέρια έλαια από δεντρολίβανο και άλλα βότανα. Η εκχύλιση με υπερήχους δίνει υψηλότερες αποδόσεις και ανώτερη ποιότητα εκχυλίσματος μέσα σε σύντομο χρόνο επεξεργασίας.

Παραγωγή εκχυλίσματος δενδρολίβανου με υπερήχους

Υπερήχων είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική όταν πρόκειται για την παραγωγή των βοτανικών εκχυλισμάτων. Ο υπέρηχος είναι μια ήπια, μη θερμική τεχνική εκχύλισης, η οποία επιτρέπει την ήπια επεξεργασία και απομόνωση ευαίσθητων βιοδραστικών μορίων από τα φυτά. Καθώς η υπερήχηση εφαρμόζει μόνο καθαρά μηχανικές δυνάμεις, αποφεύγεται η καταστροφή των ευαίσθητων στη θερμότητα μορίων. Αυτό επιτρέπει την παρασκευή εκχυλίσματος πλήρους φάσματος που περιέχει πολυάριθμες βιοδραστικές ενώσεις, οι οποίες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και έχουν ως αποτέλεσμα το λεγόμενο φαινόμενο συνέργειας. Για παράδειγμα, υπερήχων εκχύλισμα δεντρολίβανου περιέχει υψηλές ποσότητες βιοδραστικών μορίων όπως καρνοσικό οξύ, καρνοσόλη, ροσμαρινικό οξύ, ολεανολικό οξύ, ουρσολικό οξύ, καμφορά, 1,8-κινεόλη, p-κουμαρικό οξύ και καφεϊκό οξύ.
Για την παραγωγή ενός εκχυλίσματος δενδρολίβανου, οι βιοδραστικές ενώσεις απομονώνονται από τα βελονοειδή φύλλα του φυτού δεντρολίβανου (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Χρησιμοποιείται συνήθως ως φυσικό συντηρητικό και αρωματικός παράγοντας στις βιομηχανίες τροφίμων και καλλυντικών.
 

Το εκχύλισμα δενδρολίβανου περιέχει αρκετές βιοδραστικές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων αντιοξειδωτικών όπως το καρνοσικό οξύ και το ροσμαρινικό οξύ, τα οποία έχουν αποδειχθεί ότι έχουν αντιφλεγμονώδεις, αντιμικροβιακές και αντικαρκινικές ιδιότητες. Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το εκχύλισμα δεντρολίβανου χρήσιμο για τη διατήρηση της φρεσκάδας και της ποιότητας των προϊόντων διατροφής, καθώς και για την παροχή πιθανών οφελών για την υγεία σε συμπληρώματα διατροφής και φυσικές θεραπείες.
Στη βιομηχανία τροφίμων, το εκχύλισμα δεντρολίβανου προστίθεται συχνά σε επεξεργασμένα κρέατα, αρτοσκευάσματα και σνακ για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής τους και να αποτρέψει την οξείδωση. Χρησιμοποιείται επίσης ως φυσικός αρωματικός παράγοντας σε σάλτσες, σάλτσες και μαρινάδες.
Στη βιομηχανία καλλυντικών, το εκχύλισμα δεντρολίβανου χρησιμοποιείται σε προϊόντα περιποίησης δέρματος και μαλλιών για τις αντιοξειδωτικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητές του, οι οποίες μπορούν να βοηθήσουν στην προστασία και θρέψη του δέρματος και των μαλλιών. Χρησιμοποιείται επίσης ως φυσικό άρωμα και χρωστική ουσία σε ορισμένα καλλυντικά προϊόντα.

Ο μηχανισμός της διαταραχής του κυτταρικού τοιχώματος (α) σπάσιμο του κυτταρικού τοιχώματος λόγω σπηλαίωσης. β) διάχυση του διαλύτη στην κυτταρική δομή.
(Γραφικό προσαρμοσμένο από Shirsath et al., 2012)

Πώς λειτουργεί η παραγωγή εκχυλίσματος δεντρολίβανου χρησιμοποιώντας έναν υπερηχητικό τύπο καθετήρα;

Η παραγωγή του εκχυλίσματος δεντρολίβανου χρησιμοποιώντας έναν υπερηχητικό τύπο καθετήρα περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα βήματα:

1. Προετοιμασία του δεντρολίβανου: Τα φύλλα δεντρολίβανου καθαρίζονται, ξηραίνονται και αλέθονται σε λεπτή σκόνη.
2. Εξαγωγή: Η σκόνη δενδρολίβανου εδάφους αναμιγνύεται με διαλύτη όπως αιθανόλη ή νερό, και το μείγμα υπερήχων χρησιμοποιώντας έναν υπερηχητικό τύπο καθετήρα. Ο υπερηχητικός χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας για να δημιουργήσει φυσαλίδες σπηλαίωσης, οι οποίες βοηθούν στη διάσπαση του φυτικού υλικού και στην απελευθέρωση των δραστικών ενώσεων.
3. Διήθηση: Το μείγμα διηθείται για να απομακρυνθεί τυχόν υπόλοιπο φυτικό υλικό, αφήνοντας πίσω του ένα υγρό εκχύλισμα.
4. Συγκέντρωση: Το υγρό εκχύλισμα συμπυκνώνεται χρησιμοποιώντας περιστροφικό εξατμιστή ή άλλη κατάλληλη μέθοδο, για να αυξηθεί η συγκέντρωση των δραστικών ενώσεων.
5. Στέγνωμα: Το συμπυκνωμένο εκχύλισμα ξηραίνεται χρησιμοποιώντας μια κατάλληλη μέθοδο, όπως ξήρανση με ψεκασμό ή λυοφιλοποίηση (λυοφιλοποίηση) προκειμένου να παραχθεί ένα εκχύλισμα σε ξηρή μορφή σκόνης.
6. Συσκευασία: Η ξηρή σκόνη στη συνέχεια συσκευάζεται και αποθηκεύεται σε δροσερό, ξηρό μέρος μέχρι να είναι έτοιμη για χρήση.

Η χρήση ενός υπερηχητικού τύπου καθετήρα στη διαδικασία εκχύλισης επιτρέπει μια πιο αποδοτική και αποτελεσματική εκχύλιση των δραστικών ενώσεων από τα φύλλα δεντρολίβανου, με αποτέλεσμα ένα εκχύλισμα υψηλότερης ποιότητας με μεγαλύτερη συγκέντρωση ευεργετικών ενώσεων. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα, καθιστώντας την κατάλληλη για εμπορική παραγωγή. Hielscher υπερήχων επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο παραμέτρων της διαδικασίας και τη γραμμική κλιμάκωση της διαδικασίας εκχύλισης σε οποιοδήποτε επιθυμητό όγκο.

Επιστημονικά αποδεδειγμένη ανωτερότητα της εκχύλισης με υπερήχους δεντρολίβανου

Στην επιστημονική ερευνητική τους έκθεση, οι Dhoubi et al. (2020) διερευνούν την επίδραση διαφορετικών μεθόδων εκχύλισης στη χημική σύνθεση και την αντιοξειδωτική ισχύ των εκχυλισμάτων Rosmarinus officinalis L. Συγκρίνουν τρεις μεθόδους εκχύλισης: εκχύλιση υπερκρίσιμου υγρού, εκχύλιση με υπερήχους (ΗΑΕ) χρησιμοποιώντας τον υπερηχητικό Hielscher UIP1000hdT και εκχύλιση με μικροκύματα (MAE).

Κυριότερα σημεία της μελέτης:

• Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι η μέθοδος εκχύλισης επηρέασε σημαντικά τη χημική σύνθεση και την αντιοξειδωτική ισχύ των εκχυλισμάτων δεντρολίβανου. Σε σύγκριση με τις άλλες δύο τεχνικές εκχύλισης υπερκρίσιμου υγρού και μικροκυμάτων, η εκχύλιση με υπερήχους έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα.
• Υπερήχων εκχύλισμα δεντρολίβανου με αιθανόλη ήταν πολύ πλούσιο σε πολυφαινόλες.
• Με υπερήχους, παρατηρήθηκε υψηλότερη αντιοξειδωτική ικανότητα σε σύντομο χρονικό διάστημα εκχύλιση (10 λεπτά).

Πρωτόκολλο για εκχύλιση δενδρολίβανου υπερήχων

Η εκχύλιση με υπερήχους πραγματοποιήθηκε σε έναν υπερηχητικό τύπο καθετήρα χρησιμοποιώντας ένα sonotrode (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, δείτε την παρακάτω εικόνα). Ένα μείγμα κονιοποιημένου δενδρολίβανου και απόλυτης αιθανόλης (1:3 w/v) τοποθετήθηκε σε αντιδραστήρα διπλού περιβλήματος και εκτέθηκε σε υπερήχους στα 750 W για 10 λεπτά. Η θερμοκρασία εκχύλισης ρυθμίστηκε στους 25°C. Το εκχύλισμα υπερήχων φυγοκεντρήθηκε στις 4000 σ.α.λ. για 10 λεπτά. Το υπερκείμενο υγρό απομακρύνθηκε και συμπυκνώθηκε υπό κενό χρησιμοποιώντας έναν περιστροφικό εξατμιστή κενού.

Ρύθμιση εκχύλισης με υπερήχους χρησιμοποιώντας το Hielscher καθετήρα-τύπου υπερήχων UIP1000hdT για την εκχύλιση κατά παρτίδες βοτάνων.
(εικόνα: © Petigny et al., 2013)

Συγκεκριμένα, η εκχύλιση με υπερήχους παρήγαγε εκχυλίσματα με υψηλότερες συγκεντρώσεις συνολικών φαινολικών ενώσεων, φλαβονοειδών και καροτενοειδών, καθώς και υψηλότερη αντιοξειδωτική δράση, σε σύγκριση με τη διαβροχή. Επιπλέον, η εκχύλιση με υπερήχους ήταν πιο αποτελεσματικές μέθοδοι, παράγοντας υψηλότερες αποδόσεις εκχυλίσματος σε μικρότερο χρονικό διάστημα.
Οι συγγραφείς καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι η επιλογή της μεθόδου εκχύλισης είναι ένας σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την παραγωγή εκχυλισμάτων δεντρολίβανου για χρήση σε βιομηχανίες τροφίμων, καλλυντικών και φαρμακευτικών προϊόντων. Υπερήχων εκχύλιση είναι μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος εκχύλισης που μπορεί να παράγει πιο ισχυρά και αποτελεσματικά εκχυλίσματα με υψηλότερες αποδόσεις.
Η ερευνητική ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι “Μεταξύ των εκχυλισμάτων που μελετήθηκαν, υπερήχων εξάγεται δεντρολίβανο παρουσίασε υψηλότερη αντιοξειδωτική δράση σύμφωνα με τις δύο δοκιμασίες αντιοξειδωτικής δράσης. Αυτό σχετιζόταν με την υψηλότερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινόλες, και ιδιαίτερα με την περιεκτικότητα σε καρνοσικό οξύ και ροσμαρινικό οξύ. Επιπλέον, δοκιμασμένο σε ανθρώπινα κύτταρα ινοβλαστών που εκτίθενται σε οξειδωτικό στρες, το εκχύλισμα υπερήχων μας πραγματοποίησε ισχυρή αντιοξειδωτική δράση σε σύγκριση με το γαλλικό οξύ και την Ν-ακετυλο κυστεΐνη. Ως εκ τούτου, με στόχο την αντικατάσταση των συνθετικών αντιοξειδωτικών, το υπερηχητικά παρασκευασμένο εκχύλισμα δεντρολίβανου, μια φυσική πηγή αντιοξειδωτικών, μπορεί να ενδιαφέρει διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές.”

Αντιοξειδωτική δράση των εκχυλισμάτων δενδρολίβανου. Μπλε στήλες: στους 60°C με απεσταγμένο νερό· Πορτοκαλί στήλες: μετά από θεραπεία με υπερήχους.
(μελέτη και γράφημα: Suchkova et al., 2021)

Υπερήχων υψηλής απόδοσης για δεντρολίβανο και φυτική εκχύλιση

Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει και προμηθεύει υψηλής απόδοσης υπερήχων σε οποιαδήποτε δύναμη και μέγεθος. Το χαρτοφυλάκιό μας των ομογενοποιητών υπερήχων και των εκχυλιστών κυμαίνεται από φορητές, φορητές συσκευές έως πλήρως βιομηχανικά συστήματα παραγωγής για την ενσωματωμένη επεξεργασία μεγάλων όγκων σε εμπορική κλίμακα.

Σχεδιασμός, Κατασκευή και Συμβουλευτική – Ποιότητα Made in Germany

Hielscher υπερήχων είναι γνωστή για την υψηλότερη ποιότητα και τα πρότυπα σχεδιασμού τους. Η ευρωστία και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι σκληρές συνθήκες και τα απαιτητικά περιβάλλοντα αντιμετωπίζονται εύκολα από τους υπερήχους Hielscher.

Hielscher Υπέρηχοι είναι μια πιστοποιημένη εταιρεία ISO και δίνουν ιδιαίτερη έμφαση σε υψηλής απόδοσης υπερήχων που διαθέτουν state-of-the-art τεχνολογία και φιλικότητα προς το χρήστη. Φυσικά, Hielscher υπερήχων είναι CE συμβατό και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.
Επικοινωνήστε μαζί μας τώρα! Το καλά εκπαιδευμένο, έμπειρο τεχνικό προσωπικό μας θα χαρεί να συζητήσει τη διαδικασία εκχύλισης μαζί σας και να σας συστήσει τον καταλληλότερο υπερηχητικό απαγωγέα!

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας: