Rosmariinin uutto suurtehoisella ultraäänellä

Rosmariini on tuoksuva, ainavihanta yrtti, joka sisältää runsaasti bioaktiivisia yhdisteitä ja eteerisiä öljyjä. Niitä käytetään lääke-, elintarvike- ja kosmetiikkatuotteissa. Ultraääniuutto on hellävarainen mutta erittäin tehokas tekniikka bioaktiivisten yhdisteiden ja eteeristen öljyjen eristämiseen rosmariinista ja muista yrteistä. Ultraääniuutto tuottaa suuremman saannon ja laadultaan erinomaisen uutteen lyhyessä käsittelyajassa.

Rosmariiniuutteen valmistus ultraäänikäsittelyllä

Ultraäänilaitteet ovat erittäin tehokkaita kasviuutteiden valmistuksessa. Ultraääniuutto on hellävarainen, ei-termiseen vaikutukseen perustuva uuttotekniikka, joka mahdollistaa herkkien bioaktiivisten molekyylien hellävaraisen käsittelyn ja eristämisen kasveista. Koska ultraäänikäsittelyssä käytetään vain puhtaasti mekaanisia voimia, lämpöherkkien molekyylien vaurioituminen vältetään. Näin voidaan valmistaa täyden spektrin uute, joka sisältää lukuisia bioaktiivisia yhdisteitä. Nämä yhdisteet ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja saavat aikaan niin sanotun entourage-vaikutuksen eli yhteisvaikutuksen. Esimerkiksi ultraäänellä valmistettu rosmariiniuute sisältää suuria määriä bioaktiivisia molekyylejä, kuten karnosiinihappoa, karnosolia, rosmariinihappoa, oleanolihappoa, ursolihappoa, kamferia, 1,8-sineolia, p-kumariinihappoa ja kahvihappoa.
Rosmariiniuutteen valmistuksessa bioaktiiviset yhdisteet eristetään rosmariinikasvin (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) neulasmaisista lehdistä. Uutetta käytetään yleisesti luonnollisena säilöntä- ja aromiaineena elintarvike- ja kosmetiikkateollisuudessa.
 

Rosmariiniuute sisältää useita bioaktiivisia yhdisteitä, muun muassa antioksidantteja, kuten karnosiinihappoa ja rosmariinihappoa, joilla on osoitettu olevan tulehdusta hillitseviä, antimikrobisia ja syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia. Näiden ominaisuuksien ansiosta rosmariiniuute soveltuu elintarvikkeiden tuoreuden ja laadun säilyttämiseen sekä mahdollisten terveyshyötyjen tarjoamiseen ravintolisissä ja luonnonlääkkeissä.
Elintarviketeollisuudessa rosmariiniuutetta lisätään usein lihajalosteisiin, leivonnaisiin ja välipalatuotteisiin niiden säilyvyysajan pidentämiseksi ja hapettumisen estämiseksi. Sitä käytetään myös luonnollisena aromiaineena kastikkeissa, salaatinkastikkeissa ja marinadeissa.
Kosmetiikkateollisuudessa rosmariiniuutetta käytetään ihon- ja hiustenhoitotuotteissa sen antioksidanttisten ja tulehdusta hillitsevien ominaisuuksien vuoksi. Nämä ominaisuudet voivat auttaa suojaamaan ja ravitsemaan ihoa ja hiuksia. Sitä käytetään myös luonnollisena hajusteena ja väriaineena joissakin kosmetiikkatuotteissa.

Soluseinämän hajotuksen mekanismi: (a) soluseinämän rikkoutuminen kavitaation vaikutuksesta. (b) liuottimen diffuusio solurakenteeseen.
(Kuva mukailtu lähteestä Shirsath et al., 2012)

Miten rosmariiniuutteen valmistus sauvamallisella ultraäänilaitteella toimii?

Rosmariiniuutteen valmistus sauvamallisella ultraäänilaitteella sisältää tyypillisesti seuraavat vaiheet:

1. Rosmariinin valmistelu: Rosmariinin lehdet puhdistetaan, kuivataan ja jauhetaan hienoksi jauheeksi.
2. Uutto: Jauhettu rosmariinijauhe sekoitetaan liuottimeen, kuten etanoliin tai veteen, ja seos käsitellään sauvamallisella ultraäänilaitteella. Ultraäänilaite käyttää korkeataajuisia ääniaaltoja kavitaatiokuplien muodostamiseen. Ne auttavat hajottamaan kasvimateriaalia ja vapauttamaan vaikuttavat yhdisteet.
3. Suodatus: Seos suodatetaan jäljellä olevan kasvimateriaalin poistamiseksi, jolloin jäljelle jää nestemäinen uute.
4. Väkevöinti: Nestemäinen uute väkevöidään pyöröhaihduttimella tai muulla sopivalla menetelmällä vaikuttavien yhdisteiden pitoisuuden lisäämiseksi.
5. Kuivaus: Väkevöity uute kuivataan sopivalla menetelmällä, kuten sumutuskuivauksella tai kylmäkuivauksella (lyofilisoinnilla), jotta saadaan kuivana jauheena oleva uute.
6. Pakkaaminen: Kuiva jauhe pakataan tämän jälkeen ja säilytetään viileässä, kuivassa paikassa, kunnes se on valmis käytettäväksi.

Sauvamallisen ultraäänilaitteen käyttö uuttoprosessissa mahdollistaa vaikuttavien yhdisteiden tehokkaamman ja tuloksellisemman uuttamisen rosmariinin lehdistä. Näin saadaan laadukkaampi uute, jossa hyödyllisten yhdisteiden pitoisuus on suurempi. Lisäksi menetelmää voidaan käyttää suuressa mittakaavassa, joten se soveltuu kaupalliseen tuotantoon. Hielscherin ultraäänilaitteet mahdollistavat prosessiparametrien tarkan hallinnan ja uuttoprosessin lineaarisen skaalauksen mihin tahansa haluttuun tilavuuteen.

Rosmariinin ultraääniuuton tieteellisesti osoitettu paremmuus

Tieteellisessä tutkimusraportissaan Dhoubi et al. (2020) tutkivat eri uuttomenetelmien vaikutusta Rosmarinus officinalis L. -uutteiden kemialliseen koostumukseen ja antioksidanttiseen tehoon. He vertaavat kolmea uuttomenetelmää: ylikriittistä fluidiuuttoa, ultraääniavusteista uuttoa (UAE) Hielscherin ultraäänilaitteella UIP1000hdT ja mikroaaltoavusteista uuttoa (MAE).

Tutkimuksen keskeiset tulokset:

• Kirjoittajat havaitsivat, että uuttomenetelmä vaikutti merkittävästi rosmariiniuutteiden kemialliseen koostumukseen ja antioksidanttiseen tehoon. Verrattuna kumpaankin muuhun uuttotekniikkaan, ylikriittiseen fluidiuuttoon ja mikroaaltouuttoon, ultraääniavusteinen uutto tuotti parhaat tulokset.
• Etanolilla valmistettu rosmariinin ultraääniuute sisälsi erittäin runsaasti polyfenoleja.
• Ultraäänikäsittelyllä havaittiin suurempi antioksidanttikapasiteetti lyhyessä uuttoajassa (10 min).

Rosmariinin ultraääniuuton menetelmäohje

Ultraääniavusteinen uutto suoritettiin sauvamallisella ultraäänilaitteella käyttäen sonotrodia (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, katso kuva alla). Jauhetun rosmariinin ja absoluuttisen etanolin seos (1:3 w/v) asetettiin kaksoisvaippareaktoriin ja altistettiin ultraäänelle 750 W:n teholla 10 min ajan. Uuttolämpötila säädettiin 25°C:seen. Ultraääniuute sentrifugoitiin nopeudella 4 000 rpm 10 min ajan. Supernatantti poistettiin ja väkevöitiin alipaineessa pyöröhaihduttimella.

Ultraääniuuttojärjestely, jossa käytetään Hielscherin sauvamallista ultraäänilaitetta UIP1000hdT kasviainesten eräuuttoon.
(kuva: © Petigny et al., 2013)

Ultraääniuutto tuotti erityisesti uutteita, joissa fenolisten yhdisteiden kokonaispitoisuus sekä flavonoidien ja karotenoidien pitoisuudet olivat suuremmat ja antioksidanttinen aktiivisuus korkeampi kuin maseroinnissa. Lisäksi ultraääniuutto oli tehokkaampi menetelmä, joka tuotti suuremman uutesaannon lyhyemmässä ajassa.
Kirjoittajat toteavat, että uuttomenetelmän valinta on tärkeä huomioon otettava tekijä valmistettaessa rosmariiniuutteita elintarvike-, kosmetiikka- ja lääketeollisuuden käyttöön. Ultraääniuutto on lupaava uuttomenetelmä, joka saattaa tuottaa voimakkaampia ja tehokkaampia uutteita suuremmalla saannolla.
Tutkimusryhmä totesi, että ”tutkituista uutteista ultraäänellä uutettu rosmariini osoitti korkeampaa antioksidanttista aktiivisuutta kummankin antioksidanttisen aktiivisuuden määrityksen perusteella. Tämä liittyi suurempaan fenolisten yhdisteiden kokonaispitoisuuteen ja erityisesti karnosiinihapon ja rosmariinihapon pitoisuuksiin. Lisäksi oksidatiiviselle stressille altistetuilla ihmisen fibroblastisoluilla testattuna ultraääniuutteemme osoitti voimakasta antioksidanttista aktiivisuutta verrattuna gallushappoon ja N-asetyylikysteiiniin. Näin ollen ultraäänellä valmistettu rosmariiniuutteemme, joka on luonnollinen antioksidanttien lähde, saattaa olla kiinnostava useissa teollisissa sovelluksissa, joissa tavoitteena on korvata synteettiset antioksidantit.”

Rosmariiniuutteiden antioksidanttinen aktiivisuus. Siniset pylväät: 60°C:ssa käyttäen tislattua vettä; oranssit pylväät: ultraäänikäsittelyn jälkeen.
(tutkimus ja kuva: Suchkova et al., 2021)

Tehokkaat ultraäänilaitteet rosmariinin ja yrttien uuttoon

Hielscher Ultrasonics valmistaa ja toimittaa tehokkaita ultraäänilaitteita kaikissa teho- ja kokoluokissa. Ultraäänihomogenisaattorien ja uuttolaitteiden valikoimamme ulottuu kädessä pidettävistä, kannettavista laitteista täysin teollisiin tuotantojärjestelmiin suurten tilavuuksien jatkuvatoimista käsittelyä varten kaupallisessa mittakaavassa.

Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Saksassa valmistettua laatua

Hielscherin ultraäänilaitteet tunnetaan korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Vankka rakenne ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscherin ultraäänilaitteet selviytyvät helposti ankarista olosuhteista ja vaativista ympäristöistä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti tehokkaita ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät uusinta tekniikkaa edustavat ratkaisut ja käyttäjäystävällisyys. Hielscherin ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.
Ota meihin yhteyttä nyt! Hyvin koulutettu ja pitkän kokemuksen omaava tekninen henkilöstömme keskustelee mielellään kanssasi uuttoprosessistasi ja suosittelee sinulle parhaiten sopivaa ultraääniuuttolaitetta!

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: