Ekstrakcija kamilice – veći prinosi i bolja kvaliteta uz sonikaciju

Proizvodite visokokvalitetne ekstrakte kamilice brže, učinkovitije i uz ponovljivu jačinu djelovanja. Ultrazvučni ekstraktori Hielscher intenziviraju ekstrakciju bioaktivnih tvari iz kamilice, poput apigenina, flavonoida, fenolnih spojeva, polisaharida i sastavnica eteričnog ulja. Bilo da proizvodite biljne čajeve, funkcionalne napitke, tinkture, dodatke prehrani, kozmetičke aktivne tvari ili biljne sastojke, sonikacija vam pomaže postići veće prinose, kraće vrijeme ekstrakcije i ujednačenu kvalitetu ekstrakta.

Ultrazvučna ekstrakcija kamilice za hranu, dodatke prehrani i kozmetiku

Primjenom ultrazvuka visokog intenziteta sonikatori Hielscher stvaraju akustičnu kavitaciju u suspenziji biljnog materijala u otapalu. Time se razara tkivo cvjetova kamilice, poboljšava prodiranje otapala i ubrzava prijenos tvari. Rezultat je blag, netoplinski postupak ekstrakcije koji se može precizno kontrolirati i skalirati od laboratorijskih ispitivanja do kontinuirane industrijske proizvodnje.

• Veći prinos ekstrakta: Učinkovito oslobađanje flavonoida, fenolnih spojeva, aromatskih spojeva i drugih aktivnih tvari kamilice.
• Kraće vrijeme obrade: Zamijenite dugotrajnu maceraciju brzom ultrazvučnom ekstrakcijom.
• Otapala prikladna za hranu, dodatke prehrani i kozmetiku: Voda, etanol, vodeni etanol, glicerol, ulja i druga prikladna otapala.
• Izvrsna kontrola procesa: Podesiva amplituda, temperatura, tlak, unos energije, protok i vrijeme zadržavanja.
• Pouzdano povećanje razmjera: Od malih istraživačko-razvojnih šarži do pilot-ispitivanja i industrijske ekstrakcije u procesnoj liniji.

Zašto sonikacija poboljšava ekstrakciju kamilice

Pri konvencionalnoj ekstrakciji biljnih tvari otapalo mora polako difundirati u biljne čestice, otopiti ciljne spojeve i difundirati natrag u glavninu tekućine. Taj proces može trajati satima ili danima i često zahtijeva povišene temperature ili velike volumene otapala. Sonikacija intenzivira svaki korak tog mehanizma ekstrakcije.
Tijekom ultrazvučne ekstrakcije kavitacija fizički razara biljnu strukturu i smanjuje difuzijski granični sloj oko biljnih čestica. Otapalo brže prodire u materijal cvjetova kamilice, dok se otopljene bioaktivne tvari brzo prenose u okolnu tekućinu. Zbog toga je sonikacija osobito vrijedna proizvođačima kojima su potrebni visoka učinkovitost ekstrakcije, kratko vrijeme obrade šarže i ujednačena kvaliteta ekstrakta.

Ključne prednosti ultrazvučne ekstrakcije kamilice uključuju:

• Veći prinosi ekstrakcije: Potpunije oslobađanje flavonoida, fenolnih spojeva, sastavnica eteričnog ulja i drugih biljnih aktivnih tvari.
• Kraće vrijeme obrade: Ekstrakcija koja bi inače mogla zahtijevati dugotrajnu maceraciju često se može dovršiti mnogo brže.
• Blaga, netoplinska obrada: Manja izloženost toplini pomaže očuvati osjetljive aromatske spojeve i fitokemikalije osjetljive na temperaturu.
• Manja potreba za otapalom: Poboljšani prijenos tvari može smanjiti potreban volumen otapala ili broj ciklusa ekstrakcije.
• Ponovljiva kvaliteta: Amplituda, unos energije, temperatura, tlak, protok i vrijeme zadržavanja mogu se kontrolirati.
• Proizvodnja s mogućnošću povećanja razmjera: Sonikatori Hielscher mogu se primjenjivati od istraživanja i razvoja preko pilot-ispitivanja do kontinuirane proizvodnje u procesnoj liniji.

Kao tehnologija koja intenzivira proces oslobađanja bioaktivnih spojeva iz biljnog materijala, ultrazvučna ekstrakcija široko se primjenjuje u proizvodnji hrane, dodataka prehrani i farmaceutskim primjenama.

Odabir odgovarajućeg otapala za ekstrakciju kamilice

Kamilica sadrži i polarne i nepolarne spojeve. Stoga idealno otapalo ovisi o ciljanom profilu ekstrakta i primjeni konačnog proizvoda. Sonikacija se može primjenjivati s vodom, etanolom, vodenim otopinama etanola, glicerinom, biljnim uljima i drugim otapalima prikladnima za prehrambenu ili kozmetičku primjenu. Obrada ultrazvukom kompatibilna je sa širokim rasponom biljnih materijala i otapala, uključujući vodu, etanol, glicerin i biljna ulja.

Vodena otopina etanola: ekstrakcija kamilice širokog spektra

Za mnoge komercijalne ekstrakte kamilice vodena otopina etanola najsvestraniji je sustav otapala. Za vodeno-etanolne ekstrakte upotrebljava se smjesa vode i etanola kako bi se otopio širok raspon polarnih i umjereno lipofilnih sastojaka kamilice. Voda potiče ekstrakciju hidrofilnih spojeva kao što su određene fenolne kiseline, polisaharidi i flavonoidni glikozidi, dok etanol poboljšava topljivost manje polarnih spojeva, uključujući aglikon apigenina i mnoge sastojke koji pridonose aromi.
Apigenin je općepriznat kao flavonoid slabo topljiv u vodi, dok se smjese etanola i vode često istražuju kao prikladniji sustavi otapala za rad s apigeninom i njegovo izdvajanje, kompatibilni s prehrambenom i farmaceutskom primjenom.
Proizvođačima hrane, dodataka prehrani i kozmetike vodena otopina etanola nudi nekoliko prednosti:

• Širok fitokemijski spektar
• Široko prihvaćen sustav otapala prikladan za prehrambenu primjenu
• Učinkovita ekstrakcija flavonoida i fenolnih spojeva
• Podesiva polarnost promjenom omjera etanola i vode
• Jednostavno naknadno uklanjanje otapala ili koncentriranje isparavanjem

Uz sonikaciju vodena otopina etanola postaje još učinkovitija. Ultrazvučna kavitacija povećava prodiranje otapala u čestice kamilice i ubrzava otapanje ciljanih molekula. To proizvođačima omogućuje optimizaciju koncentracije etanola, vremena ekstrakcije i temperature za određeni cilj: blagi aromatski ekstrakt kamilice, standardizirani ekstrakt bogat apigeninom ili biljni aktivni sastojak širokog spektra za kozmetiku.

Voda: ekstrakti kamilice s čistom deklaracijom za napitke i hranu

Voda je najprirodnije otapalo za ekstrakciju kamilice i široko se upotrebljava za čajeve, infuzije, napitke i prehrambene proizvode s čistom deklaracijom. Voda je osobito prikladna za ekstrakciju hidrofilnih sastojaka, uključujući određene flavonoidne glikozide, fenolne kiseline, polisaharide i spojeve topljive u vodi koji pridonose okusu i aromi. Međutim, sama voda manje je učinkovita za spojeve slabo topljive u vodi, kao što su aglikon apigenina i mnogi lipofilni sastojci eteričnog ulja.
Sonikacija znatno poboljšava vodenu ekstrakciju kamilice. Razaranjem cvjetnog tkiva i poboljšanjem prijenosa tvari ultrazvuk pomaže vodi da ekstrahira bioaktivne tvari brže i potpunije nego jednostavnim namakanjem. To je vrlo važno za proizvođače napitaka, proizvođače ekstrakata čaja i stručnjake koji razvijaju formulacije s čistom deklaracijom, a žele izbjeći organska otapala uz istodobno povećanje jačine ekstrakta i učinkovitosti procesa.

Ultrazvučna ekstrakcija vodom osobito je privlačna kada je konačni proizvod:

• Napitak od kamilice spreman za konzumaciju
• Koncentrat biljnog čaja
• Funkcionalni ekstrakt na bazi vode
• Bezalkoholni ekstrakt za dodatke prehrani
• Kozmetički biljni ekstrakt sličan hidrolatu

Budući da je sonikacija mehanički, netoplinski proces, može omogućiti visokokvalitetnu vodenu ekstrakciju bez oslanjanja na prekomjernu toplinu. To pomaže očuvati nježan cvjetni profil kamilice i smanjuje rizik od pojave osjetilnih nota nastalih kuhanjem ili razgradnjom.

Etanol: snažni biljni ekstrakti i tinkture

Etanol je snažno otapalo za mnoge bioaktivne tvari kamilice i osobito je koristan kada ciljani ekstrakt treba sadržavati veći udio manje polarnih flavonoida, fenolnih spojeva i sastojaka koji pridonose aromi. Etanol se široko primjenjuje u biljnim tinkturama, ekstraktima za dodatke prehrani i kozmetičkim aktivnim sastojcima jer je učinkovit, prikladan za primjenu u hrani i lako se uklanja tijekom koncentriranja.
Čisti etanol manje je polaran od vode i možda neće ekstrahirati cijeli spektar hidrofilnih sastojaka kamilice jednako učinkovito kao vodena otopina etanola. Stoga mnogi proizvođači upotrebljavaju smjese etanola i vode umjesto apsolutnog etanola. Ipak, ekstrakcija otapalom bogatim etanolom može biti korisna kada je cilj koncentrirani ekstrakt s većim sadržajem aglikona apigenina, sastojaka eteričnog ulja i lipofilnih aktivnih tvari.
Sonikacija poboljšava ekstrakciju etanolom skraćivanjem vremena ekstrakcije i poboljšanjem oslobađanja spojeva zarobljenih unutar strukture cvijeta. Za proizvođače dodataka prehrani to znači učinkovitiju proizvodnju tinktura visoke jakosti, tekućih ekstrakata ili osušenih ekstraktnih međuproizvoda. Za proizvođače kozmetike ultrazvučna ekstrakcija etanolom može dati snažne biljne aktivne sastojke za serume, tonike, gelove i emulzije.

Ekstrakcija uljem: aktivne tvari kamilice za kozmetičke formulacije i formulacije za topikalnu primjenu

Biljna ulja poput maslinova ulja, suncokretova ulja, ulja jojobe ili MCT ulja izvrsni su nosači lipofilnih sastojaka kamilice. Ekstrakcija uljem osobito je važna za prirodnu kozmetiku, ulja za njegu kože, balzame, ulja za masažu i formulacije za topikalnu primjenu. Lipofilni spojevi poput sastojaka eteričnog ulja, sastojaka srodnih bisabololu i drugih nepolarnih aromatskih frakcija vrlo su prikladni za ekstrakciju uljem.
Međutim, ulje nije preferirano otapalo kada je glavni cilj apigenin ili drugi polarni derivati flavonoida. Apigenin je slabo topljiv u vodi, ali se obično ne smatra biljnim markerom topljivim u ulju na isti način kao terpeni ili sastojci eteričnog ulja. Za ekstrakte usmjerene na apigenin obično su prikladniji vodena otopina etanola ili otapala bogata etanolom.
Sonikacija čini ekstrakciju kamilice uljem učinkovitijom tako što temeljito dispergira biljne čestice u ulju i povećava kontakt između otapala i površine biljnog materijala. Time se može skratiti vrijeme namakanja, povećati intenzitet ekstrakta i poboljšati ponovljivost između šarži. Za proizvođače kozmetike ultrazvučna ekstrakcija uljem pruža čist postupak dobivanja ulja obogaćenih kamilicom bez otapala i bez dugotrajnog maceriranja.

Apigenin i bioaktivne tvari kamilice: topljivost je važna

Visokokvalitetan ekstrakt kamilice počinje jasnim razumijevanjem polarnosti spojeva. Kamilica nije sirovina s jednim spojem; ona je složen biljni matriks. Otapalo se mora odabrati prema željenom profilu aktivnih tvari.
Apigenin i njegovi derivati ubrajaju se među najvažnije flavonoide kamilice. Aglikon apigenina slabo je topljiv u vodi, zbog čega sama voda možda neće omogućiti maksimalno izdvajanje apigenina. Etanol i vodena otopina etanola poboljšavaju učinkovitost ekstrakcije flavonoida slabije topljivih u vodi, dok voda pridonosi ekstrakciji polarnijih glikozida i hidrofilnih spojeva. Znanstvena literatura opisuje apigenin kao bioflavonoid slabo topljiv u vodi te donosi istraživanja topljivosti u etanolu, vodi i sustavima etanol–voda.

Za praktičnu ekstrakciju kamilice to znači:

• Voda je idealna za blage hidrofilne ekstrakte s jednostavnom i transparentnom deklaracijom.
• Vodena otopina etanola najbolje je višenamjensko otapalo za ekstrakte kamilice širokog spektra.
• Etanol je koristan za snažne tinkture i ekstrakte bogate flavonoidima.
• Biljna ulja idealna su za lipofilne kozmetičke ekstrakte i formulacije za topikalnu primjenu.

Sonikacija ne mijenja temeljnu topljivost molekule, ali znatno poboljšava kinetiku ekstrakcije. Ultrazvuk pomaže otapalu da brže i potpunije dopre do ciljnih spojeva. Upravo je zato ultrazvučna ekstrakcija toliko učinkovita: kombinira kemijsko djelovanje odgovarajućeg otapala s fizičkim intenziviranjem akustičnom kavitacijom.

Hielscher sonikatori: od laboratorijskih ispitivanja do industrijske proizvodnje ekstrakata kamilice

Velika prednost ultrazvučne tehnologije Hielscher jest mogućnost linearnog povećanja mjerila. Proizvođači mogu započeti s malim laboratorijskim pokusima kako bi odredili najbolje otapalo, veličinu čestica, udio krute tvari, amplitudu, temperaturu i vrijeme ekstrakcije. Nakon što se definiraju optimalni parametri ekstrakcije, mjerilo procesa može se linearno povećati na pilotnu i industrijsku proizvodnju upotrebom većih ultrazvučnih procesora Hielscher i reaktora s protočnim ćelijama.
Hielscher nudi sonikatore za laboratorijsku, stolnu, pilotnu i industrijsku obradu. Industrijski sustavi tvrtke osmišljeni su za zahtjevan kontinuirani rad, a Hielscher za svoje sustave hdT ističe digitalno upravljanje, kontrolu procesa, automatsko bilježenje podataka, daljinsko upravljanje i robusnu industrijsku konstrukciju.

Za komercijalnu ekstrakciju kamilice to znači:

• Jednostavno ispitivanje izvedivosti
• Pouzdana optimizacija parametara
• Šaržna ili kontinuirana obrada u proizvodnoj liniji
• Kontrolirano upravljanje temperaturom
• Ponovljiva kvaliteta ekstrakta
• Industrijski kapacitet obrade uz robusnu opremu za sonikaciju
• Manji rizik pri povećanju mjerila od istraživanja i razvoja do proizvodnje

Hielscher UIP2000hdT, primjerice, ultrazvučni je uređaj sa sondom snage 2.000 vata za stolnu i industrijsku obradu tekućina, s primjenama koje uključuju ekstrakciju, emulgiranje, dispergiranje, homogenizaciju i sonokemijske reakcije. Model Hielscher UIP16000hdT pruža ultrazvučnu snagu od 16.000 vata za obradu velikih volumena.

Bolji ekstrakti kamilice uz ultrazvučno intenziviranje procesa

Ekstrakcija kamilice ne svodi se samo na otapanje biljnih spojeva. Riječ je o proizvodnji ujednačenog biljnog sastojka visoke vrijednosti koji zadovoljava zahtjeve suvremenih tržišta hrane, dodataka prehrani i kozmetike. Sonikacija proizvođačima daje odlučujuću prednost jer kombinira blagu obradu s visokom učinkovitošću ekstrakcije.
Uz odgovarajuće otapalo i odgovarajuće parametre ultrazvučnog procesa proizvođači mogu prilagoditi ekstrakte kamilice specifičnim primjenama: vodene ekstrakte s čistom deklaracijom za napitke, ekstrakte širokog spektra dobivene vodenom otopinom etanola za dodatke prehrani, tinkture bogate etanolom za biljne pripravke snažnog djelovanja ili uljne macerate za prirodnu kozmetiku. Sonikatori Hielscher pružaju ultrazvučnu snagu, kontrolu procesa i mogućnost povećanja mjerila potrebne za pretvaranje kamilice u visokokvalitetan komercijalni ekstrakt.
Za proizvođače koji traže veće prinose, bolju kvalitetu i bržu obradu, ultrazvučna ekstrakcija kamilice sonikatorima Hielscher superiorna je tehnologija ekstrakcije.

Tablica u nastavku daje vam uvid u približan kapacitet obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Ekstrakcija kamilice za proizvođače hrane i pića

Proizvođačima hrane i pića potrebni su ekstrakti koji su sigurni, ujednačeni, ukusni i ekonomski isplativi. Ekstrakti kamilice upotrebljavaju se u biljnim čajevima, funkcionalnim napitcima, sirupima, slasticama, alternativama mliječnim proizvodima, napitcima za opuštanje i sustavima aroma. Izazov je proizvesti ekstrakt čistog okusa, privlačne boje i pouzdanog sadržaja djelatnih tvari bez prekomjerne topline ili dugih ciklusa ekstrakcije.
Ultrazvučna ekstrakcija pruža znatnu prednost u obradi. Voda ili vodena otopina etanola mogu se upotrebljavati za proizvodnju ekstrakata kamilice prehrambene kvalitete uz veći prinos i kraće vrijeme obrade. Budući da je sonikacija netoplinski postupak, proizvođači mogu zaštititi osjetljive aromatske sastojke i istodobno izbjeći prekomjernu ekstrakciju neželjenih gorkih ili oporih nota.
Za industrijsku proizvodnju napitaka Hielscher sonikatori mogu se integrirati u spremnike za šaržnu obradu ili sustave s kontinuiranim protokom. To proizvođačima omogućuje obradu većih volumena uz kontroliranu amplitudu, vrijeme zadržavanja i temperaturu. Koncept povećanja mjerila tvrtke Hielscher podržava razvoj u malom mjerilu i prijenos na veće industrijske sustave uz očuvanje istog temeljnog mehanizma sonikacije.

Ekstrakcija kamilice za proizvođače dodataka prehrani

Proizvođači dodataka prehrani često se usredotočuju na jakost, standardizaciju i ponovljivost. Ekstrakti kamilice mogu se stavljati na tržište kao tekući ekstrakti, tinkture, prašci, kapsule, tablete ili koncentrati funkcionalnih sastojaka. Za te je primjene kontrola procesa ključna: ista sirovina mora davati ujednačen profil ekstrakta iz šarže u šaržu.
Hielscher sonikatori proizvođačima omogućuju izravnu kontrolu nad važnim parametrima ekstrakcije kao što su amplituda, unos energije, temperatura, tlak, omjer čvrste i tekuće faze, protok i vrijeme ekstrakcije. Zbog toga je ultrazvučna ekstrakcija prikladna za optimizaciju procesa i pristupe osiguravanju kvalitete kroz dizajn.
Za ekstrakte kamilice bogate apigeninom vodena otopina etanola često je poželjno otapalo jer pruža ravnotežu između polarnosti i prihvatljivosti za uporabu u prehrambenim proizvodima. Sonikacija pomaže maksimalno povećati oslobađanje flavonoida i drugih bioaktivnih tvari uz svođenje vremena obrade na najmanju moguću mjeru. Rezultat je učinkovitiji postupak ekstrakcije s poboljšanim prinosom i jasnim putem od laboratorijskih ispitivanja do komercijalne proizvodnje.

Ekstrakcija kamilice za proizvođače kozmetike

Kamilica je popularan kozmetički sastojak za umirivanje kože, pozicioniranje proizvoda na temelju biljnih sastojaka i koncepte prirodnih formulacija. Ekstrakti kamilice upotrebljavaju se u kremama, losionima, serumima, šamponima, regeneratorima, proizvodima za njegu nakon sunčanja, proizvodima za njegu beba, proizvodima za čišćenje i uljima za masažu.
Proizvođači kozmetike imaju koristi od fleksibilnosti sonikacije u pogledu odabira otapala. Ovisno o formulaciji, kamilica se može ekstrahirati u vodenu otopinu etanola, vodu, glicerin, propilen-glikol ili ulja. Ultrazvučna ekstrakcija kamilice uljem posebno je privlačna za bezvodne balzame, ulja za lice i prirodne formulacije za njegu kože, dok su hidroalkoholni ekstrakti korisni za gelove, tonike i emulzije.
Sonikacija podržava i druge postupke u proizvodnji kozmetike osim ekstrakcije. Hielscher ultrazvučni procesori upotrebljavaju se za emulgiranje, homogenizaciju i dispergiranje, što znači da ista ultrazvučna platforma može podržati više koraka obrade tekućina u proizvodnji kozmetike. Interni materijali tvrtke Hielscher ističu kozmetičku industriju među industrijama u kojima se primjenjuje ultrazvučna obrada tekućina te navode emulzije, djelatne tvari i homogenizaciju kao relevantna područja primjene.

Literatura / Reference

• Oktaviani, N. M. D., Larasati, I. D., Nugroho, A. W., Setyaningsih, W., & Palma, M. (2024): Ultrasound-Assisted Extraction of L-Tryptophan from Chamomile Flower: Method Development and Application for Flower Parts Characterization and Varietal Difference. Trends in Sciences, 21(3), 2024. 7348.
• Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.

https://doi.org/10.15255/CABEQ.2015.2168

• Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
• Larasati, I.D.; Oktaviani, N.M.D.; Lioe, H.N.; Estiasih, T.; Palma, M.; Setyaningsih, W. (2023): Optimization of Ultrasound-Assisted Cold-Brew Method for Developing Roselle (Hibiscus sabdariffa L.)-Based Tisane with High Antioxidant Activity. Beverages, 9, 58; 2023.
• Turrini, F.; Beruto, M.; Mela, L.; Curir, P.; Triglia, G.; Boggia, R.; Zunin, P.; Monroy, F. (2021): Ultrasound-Assisted Extraction of Lavender (Lavandula angustifolia Miller, Cultivar Rosa) Solid By-Products Remaining after the Distillation of the Essential Oil. Applied Sciences 11, 2021.