מיצוי רוזמרין באמצעות אולטרסאונד רב־עוצמה

רוזמרין הוא צמח תבלין ריחני וירוק־עד, העשיר בתרכובות פעילות ביולוגית ובשמנים אתריים המשמשים במוצרי רפואה, מזון וקוסמטיקה. מיצוי אולטרסוני הוא טכניקה עדינה אך יעילה ביותר לבידוד תרכובות פעילות ביולוגית ושמנים אתריים מרוזמרין ומצמחי תבלין אחרים. מיצוי אולטרסוני מספק תפוקות גבוהות יותר ותמצית באיכות מעולה בזמן עיבוד קצר.

ייצור תמצית רוזמרין באמצעות סוניקציה

מכשירים אולטרסוניים יעילים ביותר לייצור תמציות צמחיות. אולטרסאונד הוא טכניקת מיצוי עדינה ולא תרמית, המאפשרת עיבוד עדין ובידוד של מולקולות עדינות ופעילות ביולוגית מצמחים. מכיוון שסוניקציה מפעילה אך ורק כוחות מכניים טהורים, נמנעת פגיעה במולקולות רגישות לחום. כך ניתן להכין תמצית בספקטרום מלא המכילה תרכובות רבות הפעילות ביולוגית, המקיימות ביניהן אינטראקציות ומביאות למה שמכונה אפקט הפמליה. לדוגמה, תמצית רוזמרין המופקת במיצוי אולטרסוני מכילה כמויות גבוהות של מולקולות פעילות ביולוגית כגון חומצה קרנוסית, קרנוסול, חומצה רוזמרינית, חומצה אולאנולית, חומצה אורסולית, קמפור, 1,8-cineole, חומצה p-קומארית וחומצה קפאית.
לייצור תמצית רוזמרין, מבודדים תרכובות פעילות ביולוגית מהעלים דמויי המחט של צמח הרוזמרין (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). התמצית משמשת בדרך כלל כחומר משמר טבעי וכחומר טעם בתעשיות המזון והקוסמטיקה.
 

תמצית רוזמרין מכילה כמה תרכובות פעילות ביולוגית, ובהן נוגדי חמצון כגון חומצה קרנוסית וחומצה רוזמרינית, שהוכחו כבעלות תכונות נוגדות דלקת, נוגדות מיקרואורגניזמים ונוגדות סרטן. תכונות אלה הופכות את תמצית הרוזמרין לשימושית לשימור הטריות והאיכות של מוצרי מזון, וכן להענקת יתרונות בריאותיים פוטנציאליים בתוספי תזונה ובתכשירים טבעיים.
בתעשיית המזון מוסיפים לעיתים קרובות תמצית רוזמרין לבשרים מעובדים, למאפים ולחטיפים כדי להאריך את חיי המדף שלהם ולמנוע חמצון. היא משמשת גם כחומר טעם טבעי ברטבים, ברטבים לסלט ובמרינדות.
בתעשיית הקוסמטיקה משתמשים בתמצית רוזמרין במוצרים לטיפוח העור והשיער בזכות תכונותיה נוגדות החמצון והדלקת, העשויות לסייע בהגנה על העור והשיער ובהזנתם. היא משמשת גם כחומר ריח וצבע טבעי בחלק ממוצרי הקוסמטיקה.

מנגנון פירוק דופן התא (a) שבירת דופן התא עקב קוויטציה. (b) דיפוזיה של ממס אל תוך מבנה התא.
(התרשים עובד מתוך Shirsath et al., 2012)

כיצד מתבצע ייצור תמצית רוזמרין באמצעות מכשיר אולטרסוני מסוג גשוש?

ייצור תמצית רוזמרין באמצעות מכשיר אולטרסוני מסוג גשוש כולל בדרך כלל את השלבים הבאים:

1. הכנת הרוזמרין: מנקים את עלי הרוזמרין, מייבשים אותם וטוחנים אותם לאבקה דקה.
2. מיצוי: מערבבים את אבקת הרוזמרין הטחונה עם ממס כגון אתנול או מים, ומעבירים את התערובת סוניקציה באמצעות מכשיר אולטרסוני מסוג גשוש. המכשיר האולטרסוני משתמש בגלי קול בתדר גבוה ליצירת בועות קוויטציה, המסייעות בפירוק החומר הצמחי ובשחרור התרכובות הפעילות.
3. סינון: מסננים את התערובת כדי להסיר את כל שאריות החומר הצמחי, כך שנותרת תמצית נוזלית.
4. ריכוז: מרכזים את התמצית הנוזלית באמצעות מאייד סיבובי או בשיטה מתאימה אחרת, כדי להגדיל את ריכוז התרכובות הפעילות.
5. ייבוש: מייבשים את התמצית המרוכזת בשיטה מתאימה, כגון ייבוש בריסוס או ייבוש בהקפאה (ליופיליזציה), כדי להפיק תמצית בצורת אבקה יבשה.
6. אריזה: לאחר מכן האבקה היבשה נארזת ומאוחסנת במקום קריר ויבש עד שהיא מוכנה לשימוש.

השימוש במכשיר אולטרסוני בעל גשוש בתהליך המיצוי מאפשר מיצוי יעיל ואפקטיבי יותר של התרכובות הפעילות מעלי הרוזמרין, ומניב תמצית באיכות גבוהה יותר ובריכוז גבוה יותר של תרכובות מועילות. נוסף על כך, ניתן להשתמש בשיטה זו בקנה מידה גדול, ולכן היא מתאימה לייצור מסחרי. המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מאפשרים בקרה מדויקת על פרמטרי התהליך והגדלה ליניארית של קנה המידה של תהליך המיצוי לכל נפח רצוי.

עליונות מוכחת מדעית של מיצוי אולטרסוני של רוזמרין

בדוח המחקר המדעי שלהם, Dhoubi ועמיתיו (2020) חוקרים את השפעתן של שיטות מיצוי שונות על ההרכב הכימי ועל העוצמה נוגדת החמצון של תמציות Rosmarinus officinalis L. הם משווים שלוש שיטות מיצוי: מיצוי בנוזל על־קריטי, מיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE) באמצעות המכשיר האולטרסוני UIP1000hdT של Hielscher, ומיצוי בסיוע גלי מיקרו (MAE).

עיקרי המחקר:

• המחברים מצאו כי שיטת המיצוי השפיעה במידה משמעותית על ההרכב הכימי ועל העוצמה נוגדת החמצון של תמציות הרוזמרין. בהשוואה לשתי שיטות המיצוי האחרות, מיצוי בנוזל על־קריטי ומיצוי בגלי מיקרו, המיצוי בסיוע אולטרסאונד הניב את התוצאות הטובות ביותר.
• תמצית רוזמרין שהופקה במיצוי אולטרסוני עם אתנול הייתה עשירה מאוד בפוליפנולים.
• באמצעות סוניקציה נצפתה יכולת נוגדת חמצון גבוהה יותר בזמן מיצוי קצר (10 mins).

פרוטוקול למיצוי אולטרסוני של רוזמרין

המיצוי בסיוע אולטרסאונד בוצע במכשיר אולטרסוני בעל גשוש באמצעות סונוטרודה (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, ראו תמונה להלן). תערובת של אבקת רוזמרין ואתנול מוחלט (1:3 w/v) הוכנסה לריאקטור בעל מעטפת כפולה ונחשפה לאולטרסאונד בהספק של 750 W למשך 10 min. טמפרטורת המיצוי ווסתה ל־25°C. התמצית שהופקה במיצוי אולטרסוני עברה צנטריפוגה ב־4000 rpm למשך 10 min. הנוזל העליון הופרד ורוכז בוואקום באמצעות מאייד סיבובי בוואקום.

מערך מיצוי אולטרסוני באמצעות המכשיר האולטרסוני בעל הגשוש UIP1000hdT של Hielscher למיצוי חומרים צמחיים באצוות.
(תמונה: © Petigny et al., 2013)

באופן ספציפי, מיצוי אולטרסוני הניב תמציות בעלות ריכוזים גבוהים יותר של כלל התרכובות הפנוליות, פלבונואידים וקרוטנואידים, וכן פעילות נוגדת חמצון גבוהה יותר, בהשוואה למיצוי בהשריה. נוסף על כך, המיצוי האולטרסוני היה שיטה יעילה יותר, שהניבה תפוקות גבוהות יותר של תמצית בזמן קצר יותר.
המחברים מסיקים כי הבחירה בשיטת המיצוי היא גורם חשוב שיש להביא בחשבון בעת ייצור תמציות רוזמרין לשימוש בתעשיות המזון, הקוסמטיקה והתרופות. מיצוי אולטרסוני הוא שיטת מיצוי מבטיחה שעשויה להניב תמציות בעלות עוצמה ויעילות גבוהות יותר, בתפוקות גבוהות יותר.
צוות המחקר הסיק כי "מבין התמציות שנחקרו, רוזמרין שמוצה באולטרסאונד הפגין פעילות נוגדת חמצון גבוהה יותר לפי שתי הבדיקות לפעילות נוגדת חמצון. הדבר היה קשור לתכולה הגבוהה יותר של כלל התרכובות הפנוליות, ובייחוד לתכולת החומצה הקרנוסית והחומצה הרוזמרינית. יתר על כן, בבדיקה בתאי פיברובלסט אנושיים שנחשפו לעקה חמצונית, התמצית האולטרסונית שלנו הפגינה פעילות נוגדת חמצון חזקה בהשוואה לחומצה גאלית ול־N-אצטילציסטאין. לפיכך, מתוך שאיפה להחליף נוגדי חמצון סינתטיים, תמצית הרוזמרין שלנו שהוכנה באולטרסאונד, שהיא מקור טבעי לנוגדי חמצון, עשויה לעורר עניין בכמה יישומים תעשייתיים."

פעילות נוגדת חמצון של תמציות רוזמרין. עמודות כחולות: ב־60°C באמצעות מים מזוקקים; עמודות כתומות: לאחר טיפול אולטרסוני.
(מחקר ותרשים: Suchkova et al., 2021)

מכשירים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים למיצוי רוזמרין וצמחי מרפא

Hielscher Ultrasonics מייצרת ומספקת מכשירים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים בכל הספק וגודל. מגוון ההומוגנייזרים האולטרסוניים ומכשירי המיצוי שלנו נע ממכשירים ניידים המוחזקים ביד ועד למערכות ייצור תעשייתיות מלאות לעיבוד רציף של נפחים גדולים בקנה מידה מסחרי.

תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה

המכשירים האולטרסוניים של Hielscher ידועים בתקני האיכות והתכנון הגבוהים ביותר שלהם. עמידות ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של המכשירים האולטרסוניים שלנו במתקנים תעשייתיים. המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מתמודדים בקלות עם תנאים קשים וסביבות תובעניות.

Hielscher Ultrasonics היא חברה בעלת הסמכת ISO, והיא שמה דגש מיוחד על מכשירים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים המשלבים טכנולוגיה מתקדמת ביותר וידידותיות למשתמש. כמובן, המכשירים האולטרסוניים של Hielscher תואמים לדרישות CE ועומדים בדרישות UL, CSA ו-RoHs.
צרו איתנו קשר עכשיו! הצוות הטכני שלנו, בעל ההכשרה המקיפה והניסיון הרב, ישמח לדון איתכם בתהליך המיצוי שלכם ולהמליץ לכם על מכשיר המיצוי האולטרסוני המתאים ביותר!

הטבלה שלהלן מספקת אומדן של כושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו: