Rosmariini ekstraheerimine võimsa ultraheli abil

Rosmariin on lõhnav, igihaljas ürt, mis on rikas bioaktiivsete ühendite ja eeterlike õlide poolest ning mida kasutatakse ravimites, toidus ja kosmeetikatoodetes. Ultrahelil põhinev ekstraheerimine on õrn, kuid väga tõhus meetod bioaktiivsete ühendite ja eeterlike õlide eraldamiseks rosmariinist ja teistest ürtidest. Ultraheliekstraktsioon annab suurema saagise ja parema ekstrakti kvaliteedi lühikese töötlusaja jooksul.

Rosmariiniekstrakti tootmine ultraheli töötlusega

Ultraheli homogenisaatorid (ultrasonikaatorid) on botaaniliste ekstraktide tootmisel väga tõhusad. Ultraheli on õrn, mittetermiline ekstraheerimismeetod, mis võimaldab taimedest õrnalt töödelda ja eraldada tundlikke bioaktiivseid molekule. Kuna sonikeerimisel rakendatakse üksnes puhtmehaanilisi jõude, väldib see kuumustundlike molekulide kahjustamist. See võimaldab valmistada täisspektriekstrakti, mis sisaldab arvukalt bioaktiivseid ühendeid, mis mõjutavad üksteist ja põhjustavad niinimetatud saatjaefekti (entourage effect). Näiteks sisaldab ultraheliga saadud rosmariiniekstrakt suures koguses bioaktiivseid molekule, nagu karnosiinhape, karnosool, rosmariinhape, oleanoolhape, ursoolhape, kamper, 1,8-tsineool, p-kumaarhape ja kohvhape.
Rosmariiniekstrakti tootmiseks eraldatakse bioaktiivsed ühendid rosmariinitaime (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) okka-laadsetest lehtedest. Seda kasutatakse tavaliselt looduliku säilitus- ja maitseainena toidu- ja kosmeetikatööstuses.

Rosmariiniekstrakt sisaldab mitmeid bioaktiivseid ühendeid, sealhulgas antioksüdante, nagu karnosiinhape ja rosmariinhape, mille kohta on näidatud, et neil on põletikuvastased, antimikroobsed ja vähivastased omadused. Tänu nendele omadustele on rosmariiniekstrakt kasulik toiduainete värskuse ja kvaliteedi säilitamisel ning pakub potentsiaalset tervisekasu toidulisandites ja looduslikes abinõudes.
Toiduainetööstuses lisatakse rosmariiniekstrakti sageli töödeldud lihatoodetele, küpsetistele ja suupistetele, et pikendada nende säilivusaega ja vältida oksüdeerumist. Seda kasutatakse ka looduliku maitseainena kastmetes, salatikastmetes ja marinaadides.
Kosmeetikatööstuses kasutatakse rosmariiniekstrakti naha- ja juuksehooldustoodetes selle antioksüdantsete ja põletikuvastaste omaduste tõttu, mis võivad aidata nahka ja juukseid kaitsta ning toita. Seda kasutatakse ka looduliku lõhna- ja värvainena mõnedes kosmeetikatoodetes.

Rakuseina lõhkumise mehhanism: (a) rakuseina purunemine kavitatsiooni tõttu; (b) lahusti difusioon rakustruktuuri.
(Graafika kohandatud allikast Shirsath et al., 2012)

Kuidas toimub rosmariiniekstrakti tootmine sondtüüpi ultraheli homogenisaatoriga?

Rosmariiniekstrakti tootmine sondtüüpi ultraheli homogenisaatoriga hõlmab tavaliselt järgmisi etappe:

1. Rosmariini ettevalmistamine: Rosmariinilehed puhastatakse, kuivatatakse ja jahvatatakse peeneks pulbriks.
2. Ekstraheerimine: Jahvatatud rosmariinipulber segatakse lahustiga, näiteks etanooli või veega, ja segu töödeldakse ultrahelil sondtüüpi ultraheli homogenisaatoriga. Ultraheli homogenisaator kasutab kõrgsageduslikke helilaineid kavitatsioonimullide tekitamiseks, mis aitavad taimset materjali lõhkuda ja aktiivseid ühendeid vabastada.
3. Filtreerimine: Segu filtreeritakse, et eemaldada kogu ülejäänud taimne materjal, jättes alles vedela ekstrakti.
4. Kontsentreerimine: Vedelat ekstrakti kontsentreeritakse rotatsioonaurusti või muu sobiva meetodi abil, et suurendada aktiivsete ühendite kontsentratsiooni.
5. Kuivatamine: Kontsentreeritud ekstrakt kuivatatakse sobiva meetodiga, näiteks pihustuskuivatuse või külmkuivatusega (lüofiliseerimisega), et saada ekstrakt kuiva pulbri kujul.
6. Pakendamine: Seejärel pakendatakse kuiv pulber ja hoitakse see jahedas, kuivas kohas kasutamiseni.

Sondiga ultraheliseadme kasutamine ekstraheerimisprotsessis võimaldab rosmariinilehtedest aktiivseid ühendeid ekstraheerida tõhusamalt ja tulemuslikumalt, andes kvaliteetsema ekstrakti, mis sisaldab suuremat kontsentratsiooni kasulikke ühendeid. Lisaks saab seda meetodit kasutada suures mastaabis, mistõttu sobib see kommertstootmiseks. Hielscheri ultraheliseadmed võimaldavad protsessiparameetrite täpset juhtimist ning ekstraheerimisprotsessi lineaarset skaleerimist mis tahes soovitud mahuni.

Ultraheliga rosmariini ekstraheerimise teaduslikult tõestatud paremus

Oma teadusliku uurimistöö aruandes uurivad Dhoubi et al. (2020) erinevate ekstraheerimismeetodite mõju Rosmarinus officinalis L. ekstraktide keemilisele koostisele ja antioksüdantsele toimele. Nad võrdlevad kolme ekstraheerimismeetodit: ülekriitiline vedelikekstraktsioon, ultraheliga toetatud ekstraktsioon (UAE) Hielscheri ultraheliseadmega UIP1000hdT ning mikrolainetoetatud ekstraktsioon (MAE).

Uuringu olulisemad tulemused:

• Autorid leidsid, et ekstraheerimismeetod mõjutas oluliselt rosmariiniekstraktide keemilist koostist ja antioksüdantset toimet. Võrreldes kahe teise ekstraheerimistehnikaga – ülekriitilise vedelikekstraktsiooni ja mikrolaineekstraktsiooniga – andis ultraheliga toetatud ekstraktsioon parimad tulemused.
• Rosmariini ultraheliekstrakt etanooliga oli polüfenoolidest väga rikas.
• Ultraheli töötlusega täheldati suuremat antioksüdantset võimet lühikese ekstraheerimisajaga (10 min).

Ultraheliga rosmariini ekstraheerimise protokoll

Ultraheliga toetatud ekstraktsioon viidi läbi sondiga ultraheliseadmes, kasutades sonotroodi (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, vt pilti allpool). Pulbristatud rosmariini ja absoluutse etanooli segu (1:3 w/v) asetati kaksikmantliga reaktorisse ning töödeldi ultraheliga võimsusel 750 W 10 min jooksul. Ekstraheerimistemperatuuri reguleeriti 25°C juures. Ultraheliekstrakt tsentrifuugiti kiirusel 4000 rpm 10 min. Supernatant eemaldati ja kontsentreeriti vaakumis rotatsioonivaakumaurustiga.

Ultraheliga ekstraheerimise seadistus, kasutades Hielscheri sondiga ultraheliseadet UIP1000hdT taimsete materjalide partiiekstraktsiooniks.
(pilt: © Petigny et al., 2013)

Täpsemalt andis ultraheliga ekstraheerimine ekstrakte, mille üldfenoolsete ühendite, flavonoidide ja karotenoidide kontsentratsioon oli suurem ning antioksüdantne aktiivsus kõrgem kui maseratsioonil. Lisaks oli ultraheliga ekstraheerimine tõhusam meetod, andes suurema ekstraktisaagise lühema ajaga.
Autorid jõuavad järeldusele, et ekstraheerimismeetodi valik on oluline tegur, mida tuleb arvestada rosmariiniekstraktide tootmisel toidu-, kosmeetika- ja farmaatsiatööstuses kasutamiseks. Ultraheliga ekstraheerimine on paljutõotav ekstraheerimismeetod, mis võib anda tugevama toimega ja tõhusamaid ekstrakte suurema saagisega.
Uurimisrühm järeldas: „Uuritud ekstraktidest näitas ultraheliga ekstraheeritud rosmariin kõrgemat antioksüdantset aktiivsust mõlema antioksüdantse aktiivsuse testi alusel. See oli seotud kõrgema üldfenoolide sisaldusega ja eriti karnosiinhappe ning rosmariinhappe sisaldusega. Lisaks avaldas meie ultraheliekstrakt fibroblastide inimrakkudes, mis olid avatud oksüdatiivsele stressile, tugevat antioksüdantset toimet võrreldes galushappe ja N-atsetüültsüsteiiniga. Seetõttu, püüdes asendada sünteetilisi antioksüdante, võib meie ultraheliga valmistatud rosmariiniekstrakt, mis on looduslik antioksüdantide allikas, pakkuda huvi mitmetes tööstuslikes rakendustes.“

Rosmariiniekstraktide antioksüdantne aktiivsus. Sinised tulbad: 60°C juures destilleeritud vett kasutades; oranžid tulbad: pärast ultraheliga töötlemist.
(uuring ja graafik: Suchkova et al., 2021)

Suure jõudlusega ultraheliseadmed rosmariini ja ravimtaimede ekstraheerimiseks

Hielscher Ultrasonics toodab ja tarnib suure jõudlusega sonikaatoreid igasuguse võimsuse ja suurusega. Meie ultraheli homogenisaatorite ja ekstraktorite valik ulatub käeshoitavatest kaasaskantavatest seadmetest täismahus tööstuslike tootmissüsteemideni suurte mahtude liinisiseseks töötlemiseks kommertsmastaabis.

Projekteerimine, tootmine ja nõustamine – Saksamaal valmistatud kvaliteet

Hielscheri sonikaatorid on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie sonikaatorite sujuvat integreerimist tööstuslikesse rajatistesse. Hielscheri sonikaatorid tulevad karmide tingimuste ja nõudlike keskkondadega hõlpsasti toime.

Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ning pöörab erilist tähelepanu suure jõudlusega sonikaatoritele, mis on varustatud tipptasemel tehnoloogiaga ja on kasutajasõbralikud. Loomulikult vastavad Hielscheri sonikaatorid CE nõuetele ning UL-i, CSA ja RoHs nõuetele.
Võtke meiega kohe ühendust! Meie hästi koolitatud ja pikaajalise kogemusega tehnikatöötajad arutavad hea meelega teiega teie ekstraktsiooniprotsessi ning soovitavad teile kõige sobivamat ultraheli ekstraktorit!

Allolev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest: