استخراج رزماری با استفاده از فراصوت پرتوان
رزماری گیاهی معطر و همیشه‌سبز، سرشار از ترکیبات زیست‌فعال و اسانس‌هاست که در محصولات دارویی، غذایی و آرایشی استفاده می‌شوند. استخراج فراصوتی روشی ملایم و درعین‌حال بسیار کارآمد برای جداسازی ترکیبات زیست‌فعال و اسانس‌ها از رزماری و سایر گیاهان است. استخراج فراصوتی در زمان پردازشی کوتاه، بازده بیشتر و عصاره‌ای با کیفیت برتر فراهم می‌کند.
تولید عصارهٔ رزماری با فراصوت‌دهی
دستگاه‌های فراصوت در تولید عصاره‌های گیاهی بسیار کارآمدند. فراصوت روشی ملایم و غیرحرارتی برای استخراج است که پردازش ملایم و جداسازی مولکول‌های زیست‌فعال حساس از گیاهان را امکان‌پذیر می‌کند. ازآنجاکه فراصوت‌دهی صرفاً نیروهای مکانیکی اعمال می‌کند، از آسیب‌دیدن مولکول‌های حساس به حرارت جلوگیری می‌شود. این امر تهیهٔ عصاره‌ای با طیف کامل را امکان‌پذیر می‌کند که حاوی ترکیبات زیست‌فعال متعددی است؛ این ترکیبات با یکدیگر برهم‌کنش دارند و اثری موسوم به اثر همراهی ایجاد می‌کنند. برای مثال، عصارهٔ فراصوتی رزماری حاوی مقادیر زیادی از مولکول‌های زیست‌فعال مانند اسید کارنوزیک، کارنوزول، اسید رزمارینیک، اسید اولئانولیک، اسید اورسولیک، کافور، 1,8-سینئول، اسید p-کوماریک و اسید کافئیک است.
برای تولید عصارهٔ رزماری، ترکیبات زیست‌فعال از برگ‌های سوزنی‌شکل گیاه رزماری (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) جدا می‌شوند. این عصاره معمولاً به‌عنوان نگهدارنده و طعم‌دهندهٔ طبیعی در صنایع غذایی و آرایشی استفاده می‌شود.
دستگاه استخراج فراصوتی UP400St برای استخراج ترکیبات زیست‌فعال از رزماری.
عصارهٔ رزماری حاوی چندین ترکیب زیست‌فعال، از جمله آنتی‌اکسیدان‌هایی مانند اسید کارنوزیک و اسید رزمارینیک است که نشان داده شده خواص ضدالتهابی، ضدمیکروبی و ضدسرطانی دارند. این خواص، عصارهٔ رزماری را برای حفظ تازگی و کیفیت محصولات غذایی و همچنین تأمین فواید بالقوه برای سلامت در مکمل‌های غذایی و درمان‌های طبیعی مفید می‌سازند.
در صنایع غذایی، عصارهٔ رزماری اغلب به گوشت‌های فراوری‌شده، محصولات نانوایی و تنقلات افزوده می‌شود تا ماندگاری آن‌ها افزایش یابد و از اکسیداسیون جلوگیری شود. همچنین از آن به‌عنوان طعم‌دهندهٔ طبیعی در سس‌ها، سس‌های سالاد و مواد مرینیت استفاده می‌شود.
در صنایع آرایشی، عصارهٔ رزماری به‌دلیل خواص آنتی‌اکسیدانی و ضدالتهابی خود در محصولات مراقبت از پوست و مو استفاده می‌شود؛ این خواص می‌توانند به محافظت و تغذیهٔ پوست و مو کمک کنند. همچنین در برخی محصولات آرایشی از آن به‌عنوان رایحه و رنگ‌دهندهٔ طبیعی استفاده می‌شود.
- بازده بیشتر
- استخراج غیرحرارتی و ملایم
- زمان پردازش کوتاه‌تر
- پرهیز از مواد شیمیایی سمی
- کاهش مصرف حلال‌ها
- استفاده از حلال دلخواه شما
- صرفه‌جویی در انرژی
- سازگار با محیط‌زیست
سازوکار تخریب دیوارهٔ سلولی: (a) شکستن دیوارهٔ سلولی بر اثر کاویتاسیون. (b) نفوذ حلال به درون ساختار سلولی.
(شکل اقتباس‌شده از Shirsath et al., 2012)
تولید عصارهٔ رزماری با استفاده از دستگاه فراصوت پروبی چگونه انجام می‌شود؟
تولید عصارهٔ رزماری با استفاده از دستگاه فراصوت پروبی معمولاً شامل مراحل زیر است:
- آماده‌سازی رزماری: برگ‌های رزماری تمیز و خشک می‌شوند و سپس با آسیاب‌کردن به پودری نرم تبدیل می‌شوند.
- استخراج: پودر رزماری آسیاب‌شده با حلالی مانند اتانول یا آب مخلوط می‌شود و مخلوط با استفاده از دستگاه فراصوت پروبی تحت فراصوت‌دهی قرار می‌گیرد. دستگاه فراصوت از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ایجاد حباب‌های کاویتاسیون استفاده می‌کند که به تجزیهٔ بافت گیاهی و آزادسازی ترکیبات فعال کمک می‌کنند.
- فیلتراسیون: مخلوط فیلتر می‌شود تا هرگونه مادهٔ گیاهی باقی‌مانده حذف شود و عصاره‌ای مایع باقی بماند.
- تغلیظ: عصارهٔ مایع با استفاده از تبخیرکنندهٔ چرخشی یا روش مناسب دیگری تغلیظ می‌شود تا غلظت ترکیبات فعال افزایش یابد.
- خشک‌کردن: عصارهٔ تغلیظ‌شده با روشی مناسب، مانند خشک‌کردن پاششی یا خشک‌کردن انجمادی (لیوفیلیزاسیون)، خشک می‌شود تا عصاره‌ای به‌شکل پودر خشک تولید شود.
- بسته‌بندی: سپس پودر خشک بسته‌بندی می‌شود و تا زمان آماده‌شدن برای مصرف، در محلی خنک و خشک نگهداری می‌شود.
استفاده از دستگاه فراصوت پروبی در فرایند استخراج، استخراج کارآمدتر و مؤثرتر ترکیبات فعال از برگ‌های رزماری را امکان‌پذیر می‌کند و به عصاره‌ای با کیفیت بالاتر و غلظت بیشتر ترکیبات مفید می‌انجامد. افزون بر این، این روش در مقیاس بزرگ نیز قابل‌استفاده است و به همین دلیل برای تولید تجاری مناسب است. دستگاه‌های فراصوت Hielscher امکان کنترل دقیق پارامترهای فرایند و افزایش خطی مقیاس فرایند استخراج تا هر حجم دلخواه را فراهم می‌کنند.
دستگاه استخراج فراصوتی UIP1000hdT برای استخراج ناپیوستهٔ رزماری.
برتری استخراج فراصوتی رزماری با اثبات علمی
Dhoubi et al. (2020) در گزارش پژوهش علمی خود، تأثیر روش‌های مختلف استخراج را بر ترکیب شیمیایی و توان آنتی‌اکسیدانی عصاره‌های Rosmarinus officinalis L. بررسی می‌کنند. آن‌ها سه روش استخراج را مقایسه می‌کنند: استخراج با سیال فوق‌بحرانی، استخراج به کمک فراصوت (UAE) با استفاده از دستگاه فراصوت UIP1000hdT ساخت Hielscher، و استخراج به کمک مایکروویو (MAE).
نکات برجستهٔ مطالعه:
- نویسندگان دریافتند که روش استخراج به‌طور چشمگیری بر ترکیب شیمیایی و توان آنتی‌اکسیدانی عصاره‌های رزماری تأثیر می‌گذارد. در مقایسه با هر دو روش دیگر، یعنی استخراج با سیال فوق‌بحرانی و استخراج با مایکروویو، استخراج به کمک فراصوت بهترین نتایج را به دست داد.
- عصارهٔ فراصوتی رزماری با اتانول، بسیار غنی از پلی‌فنول‌ها بود.
- با فراصوت‌دهی، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی بالاتر در زمان کوتاه استخراج (10 mins) مشاهده شد.
دستورالعمل استخراج فراصوتی رزماری
استخراج به کمک فراصوت در یک دستگاه فراصوت پروبی و با استفاده از یک سونوتْرود (UIP1000hd، Hielscher Ultrasonics، تصویر زیر را ببینید) انجام شد. مخلوطی از پودر رزماری و اتانول مطلق (1:3 w/v) در یک راکتور دوجداره قرار داده شد و به‌مدت 10 min در معرض فراصوت با توان 750 W قرار گرفت. دمای استخراج روی 25°C تنظیم شد. عصارهٔ فراصوتی به‌مدت 10 min با سرعت 4000 rpm سانتریفیوژ شد. مایع رویی جدا شد و با استفاده از تبخیرکنندهٔ چرخشی تحت خلأ، تغلیظ شد.
سامانهٔ استخراج فراصوتی با استفاده از دستگاه فراصوت پروبی UIP1000hdT ساخت Hielscher برای استخراج ناپیوستهٔ مواد گیاهی.
(تصویر: © Petigny et al., 2013)
به‌طور مشخص، استخراج فراصوتی در مقایسه با خیساندن، عصاره‌هایی با غلظت‌های بالاتر ترکیبات فنولی کل، فلاونوئیدها و کاروتنوئیدها و همچنین فعالیت آنتی‌اکسیدانی بیشتر تولید کرد. افزون بر این، استخراج فراصوتی روش کارآمدتری بود که بازده بالاتر عصاره را در زمان کوتاه‌تری فراهم کرد.
نویسندگان نتیجه می‌گیرند که انتخاب روش استخراج، عامل مهمی است که هنگام تولید عصاره‌های رزماری برای استفاده در صنایع غذایی، آرایشی و دارویی باید در نظر گرفته شود. استخراج فراصوتی روشی امیدبخش است که ممکن است عصاره‌هایی قوی‌تر و کارآمدتر با بازده بیشتر تولید کند.
گروه پژوهشی چنین نتیجه گرفت: «در میان عصاره‌های بررسی‌شده، رزماری استخراج‌شده با فراصوت، بر اساس هر دو آزمون فعالیت آنتی‌اکسیدانی، فعالیت آنتی‌اکسیدانی بالاتری نشان داد. این امر با محتوای بالاتر ترکیبات فنولی کل و به‌ویژه مقادیر اسید کارنوزیک و اسید رزمارینیک مرتبط بود. علاوه بر این، عصارهٔ فراصوتی ما در آزمایش روی سلول‌های فیبروبلاست انسانیِ در معرض تنش اکسیداتیو، در مقایسه با اسید گالیک و N-استیل سیستئین فعالیت آنتی‌اکسیدانی قوی نشان داد. بنابراین، با هدف جایگزین‌کردن آنتی‌اکسیدان‌های سنتزی، عصارهٔ رزماری تهیه‌شده با فراصوت ما که منبعی طبیعی از آنتی‌اکسیدان‌هاست، می‌تواند برای کاربردهای صنعتی متعددی مورد توجه باشد.»
فعالیت آنتی‌اکسیدانی عصاره‌های رزماری. ستون‌های آبی: در 60°C با استفاده از آب مقطر؛ ستون‌های نارنجی: پس از تیمار فراصوتی.
(مطالعه و شکل: Suchkova et al., 2021)
دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا برای استخراج رزماری و سایر گیاهان
Hielscher Ultrasonics دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا را در هر توان و اندازه‌ای تولید و عرضه می‌کند. مجموعهٔ هموژنایزرها و دستگاه‌های استخراج فراصوتی ما، از دستگاه‌های قابل‌حمل و قابل‌نگه‌داشتن در دست تا سامانه‌های تولید کاملاً صنعتی برای پردازش درون‌خطی حجم‌های زیاد در مقیاس تجاری را در بر می‌گیرد.
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
دستگاه‌های فراصوت Hielscher به بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شهرت دارند. استحکام و سهولت کاربری، ادغام بی‌دردسر دستگاه‌های فراصوت ما در تأسیسات صنعتی را امکان‌پذیر می‌کنند. دستگاه‌های فراصوت Hielscher به‌آسانی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های پرچالش برمی‌آیند.
Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهی ISO است و بر دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا که از فناوری روز و کاربری آسان برخوردارند، تأکید ویژه دارد. البته دستگاه‌های فراصوت Hielscher با الزامات CE مطابقت دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را برآورده می‌کنند.
همین حالا با ما تماس بگیرید! کارکنان فنی آموزش‌دیده و باسابقهٔ ما با کمال میل دربارهٔ فرایند استخراج شما گفت‌وگو می‌کنند و مناسب‌ترین دستگاه استخراج فراصوتی را به شما پیشنهاد می‌دهند!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش دستگاه‌های فراصوت ما را نشان می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- Dhouibi, N.; Manuguerra, S.; Arena, R.; Messina, C.M.; Santulli, A.; Kacem, S.; Dhaouadi, H.; Mahdhi, A. (2023): Impact of the Extraction Method on the Chemical Composition and Antioxidant Potency of Rosmarinus officinalis L. Extracts. Metabolites 2023, 13, 290.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
- Suchkova, E.; Hussaineh, R. (2021): Study of the antioxidant properties of some aromatic plant extracts. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2021.
- Dhouibi, N.; Manuguerra, S.; Arena, R.; Mahdhi, A.; Messina, C.M.; Santulli, A.; Dhaouadi, H. (2020): Screening of Antioxidant Potentials and Bioactive Properties of the Extracts Obtained from Two Centaurea L. Species (C. kroumirensis Coss. and C. sicula L. subsp sicula). Applied Science 2020, 10, 2267.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در اندازه‌های آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.