Ultrazvučna ekstrakcija ajurvedskog bilja

Bilje i začini sadrže mnoge bioaktivne spojeve koji se u ajurvedskoj praksi upotrebljavaju kao lijekovi i terapijska sredstva. Sonikacija je vrhunska tehnika ekstrakcije za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata. Prednosti ultrazvučne ekstrakcije jesu vrlo visoki prinosi, brza ekstrakcija i blaga, netoplinska obrada kojom se dobivaju neoštećeni bioaktivni spojevi.

Zašto ultrazvučna ekstrakcija?

Ultrazvučna ekstrakcija blaga je, netoplinska tehnika koja se temelji na kavitaciji. Hielscher sonikatori omogućuju preciznu kontrolu svih parametara sonikacije (kao što su amplituda, temperatura, tlak i intenzitet). Time se osigurava da se ekstrahirani spojevi ne razgrađuju tijekom postupka ekstrakcije, što je ključno za ekstrakciju i pripremu ljekovitih tinktura.
Biokemijske tvari oslobođene ultrazvukom visoke su kvalitete i pokazuju izvanrednu bioraspoloživost. Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom povećava prinos i skraćuje vrijeme ekstrakcije. Ostale važne prednosti jesu niske procesne temperature (tj. 20℃, što je znatno niže nego pri tradicionalnoj ekstrakciji) i upotreba ekološki prihvatljivih otapala (tj. vode, etanola).

U ovoj prezentaciji upoznajemo Vas s proizvodnjom biljnih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih biljnih ekstrakata i kako Vam sonikator može pomoći da ih prevladate. Prezentacija prikazuje kako funkcionira ultrazvučna ekstrakcija. Saznat ćete koje prednosti možete očekivati pri uporabi sonikatora za ekstrakciju i kako ultrazvučni ekstraktor možete uključiti u proizvodnju svojih ekstrakata.

Fitokemikalije u nanoformulacijama u ajurvedskim proizvodima

Za najbolju bioraspoloživost biljni spojevi moraju biti prisutni u molekularnim dimenzijama kako bi se mogli dostaviti u ljudske stanice. Fitosomi (farmakosomi) farmakološki su fosfolipidni kompleksi u koje su ugrađene bioaktivne tvari iz bilja. Fitosomi se mogu formulirati u obliku suspenzija, liposoma, emulzija, vodenih mikro-/nanodisperzija, krema, losiona, gelova, pilula, kapsula, prašaka, granula ili tableta. Tehnologijom ultrazvučne ekstrakcije i formuliranja idealna priprema tvari visoke bioraspoloživosti može se jednostavno uvesti u proizvodnju.
Za biljne sirovine kao što su sikavica, ginko biloba, sjemenke grožđa, zeleni čaj, glog i ginseng već je znanstveno dokazano da je primjena u nanodozirnim oblicima, poput polimernih nanočestica, liposoma, micela, nanosfera, nanokapsula, nanočestica čvrstih lipida i nanoemulzija, znatno učinkovitija.

Prednosti:

Visoka kvaliteta
Visok prinos
Brza ekstrakcija
Blaga, netoplinska obrada
Povećana stabilnost
Standardiziran postupak
Sigurnost
Jednostavno rukovanje
CIP / SIP

Ultrazvučna priprema ajurvedskih tonika

U ajurvedi i azijskoj medicini bilje se uglavnom upotrebljava u kombinacijama više biljnih pripravaka čije su recepture standardizirane, ali se mogu individualno prilagoditi. Takve formulacije ajurvedskog bilja i začina često se kombiniraju u koncentrirani tonik ili aromatično ulje kako bi se dobio vrlo učinkovit lijek. (Vrlo poznata formulacija je Triphala, koja se sastoji od biljaka Amalaki, Haritaki i Bibhitaki).
Osim tonika, od bilja i začina pripremaju se ajurvedske začinske paste koje se upotrebljavaju u kuhanju. Te začinske paste i umaci (npr. ajurvedska začinska pasta, umak masala, chutneyji itd.) daju jelima predivnu aromu i istodobno djeluju kao lijek.

U videozapisu u nastavku pogledajte usporedbu ultrazvučne ekstrakcije i konvencionalne maceracije svježih listova uskolisnog trputca u vodi. Sonikacijom se u svega nekoliko sekundi dobiva snažan ekstrakt uskolisnog trputca, a i boja ekstrakta upućuje na razliku u kvaliteti. Dok ultrazvučni ekstrakt ima tamnozelenu boju, ekstrakt maceriran tijekom 20 dana ima smećkastu boju koja upućuje na oksidacijsku razgradnju bioaktivnih spojeva.

U ovom kratkom videu uspoređujemo ultrazvučnu ekstrakciju u hladnoj vodi sonikatorom sa sondom Hielscher UP200Ht s tradicionalnom maceracijom tijekom 20 dana. Dok su konvencionalnoj maceraciji potrebni tjedni za ekstrakciju bioaktivnih spojeva iz svježih listova uskolisnog trputca, ultrazvučna ekstrakcija sondom oslobađa ih u samo nekoliko sekundi. Usporedba tradicionalno maceriranog ekstrakta s ultrazvučnim ekstraktom jasno pokazuje da sonificirani ekstrakt ima intenzivnu zelenu boju, dok macerirani ekstrakt ima smećkastu nijansu koja upućuje na oksidacijsku razgradnju bioaktivnih spojeva. Intenzivna zelena boja ultrazvučnog ekstrakta uskolisnog trputca naglašava veću učinkovitost ultrazvučne tehnologije u dobivanju ekstrakta punog spektra. Ultrazvučna ekstrakcija biljnog materijala brža je, daje snažniji ekstrakt i učinkovitija je. Visokoučinkovita ultrazvučna ekstrakcija uređajem UP200Ht daje ekstrakt uskolisnog trputca punog spektra.

Ultrazvuk visoke snage za ekstrakciju biljnog materijala

Ultrazvuk visokog intenziteta uobičajena je tehnika obrade u prehrambenoj, kemijskoj i farmaceutskoj industriji. Homogenizacija, emulgiranje, konzerviranje i ekstrakcija tipični su procesi kojima sonikacija znatno koristi. Sonikacija se primjenjuje za miješanje sokova, umaka i pasti radi poboljšanja stabilnosti te za ekstrakciju spojeva okusa i arome, kao i bioaktivnih tvari poput polifenola, polisaharida, antioksidansa, vitamina i drugih prehrambenih ili farmakoloških spojeva.
Ultrazvuk velike snage tehnologija je intenziviranja procesa koja nadmašuje tradicionalne metode ekstrakcije, poput maceracije, hidrodestilacije ili metode Soxhlet, većim prinosom, većom brzinom ekstrakcije, blagim procesnim uvjetima i visokom kvalitetom ekstrakta. Kontrolom i prilagodbom intenziteta ultrazvuka biljni lijekovi mogu se pripremiti u obliku spojeva submikronskih i nanometarskih veličina – čime se osigurava najveća bioraspoloživost.
Stoga je sonikacija preferirana tehnika za pripremu suvremenih ajurvedskih biljnih lijekova.

Standardizacija ekstrakcije

Hielscher sonikatorima možete precizno kontrolirati sve važne parametre ekstrakcije i čimbenike koji na nju utječu. To pomaže uspostaviti standardizirani postupak ekstrakcije koji omogućuje proizvodnju pouzdanih ekstrakata dosljedno visoke kvalitete.

Oprema za ultrazvučnu ekstrakciju

Hielscher Ultrasonics vodeći je proizvođač sustava za ultrazvučnu ekstrakciju. Uz tisuće instaliranih uređaja za ultrazvučnu ekstrakciju diljem svijeta, Hielscher je vaš pouzdan partner ne samo za opremu nego i za savjetovanje i razvoj projekata.
Naš asortiman obuhvaća ultrazvučne sustave za male do vrlo velike procesne volumene. Dodatna oprema, poput različitih sonotroda (ultrazvučnih sondi / rogova), pojačivača amplitude i protočnih ćelija, omogućuje optimalno postavljanje procesa. Naše iskusno osoblje, koje čine tehničari, procesni inženjeri i biokemičari, savjetuje vas i vodi od procjene izvedivosti do povećanja mjerila i instalacije.

Obratite nam se sada! Rado ćemo s vama surađivati na vašem specifičnom postupku ekstrakcije!

Povezane teme

Literatura / reference

Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Phytochemical Profiling of Sambucus nigra L. Flower and Leaf Extracts and Their Antimicrobial Potential against Almond Tree Pathogens. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: A New Category of Food Supplements Proposed by The FINNOVER Project. Foods. 8. 466; 2019
Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.

Korisne činjenice

Ultrazvučna kavitacija i njezini učinci na ekstrakciju

Kada se ultrazvučni valovi visokog intenziteta i niske frekvencije uvode u tekućine ili paste, dolazi do kavitacije. Ultrazvučna ili akustična kavitacija je
Ultrazvučna kavitacija perforira i razara stanične stijenke i membrane, čime povećava propusnost i razgradnju staničnih membrana. Osim toga, otapalo može ući u stanicu i prenijeti eterična ulja i bioaktivne spojeve iz unutrašnjosti stanice u okolno otapalo. Time se biokemijske tvari zarobljene u stanici oslobađaju u okolno otapalo te se naknadno mogu odvojiti. Poboljšani prijenos tvari između biljne stanice i otapala (npr. vode, alkohola, etanola) omogućuje proizvodnju ekstrakata visoke potentnosti.
Ultrazvučna ekstrakcija oblik je ekstrakcije čvrsto–tekuće i može se kombinirati s drugim tehnikama ekstrakcije kao što su hidrodestilacija, Soxhlet, ekstrakcija superkritičnim fluidom (SFE), mikrovalna ekstrakcija itd. kako bi se povećao kapacitet postojeće opreme za ekstrakciju i iskoristili sinergijski učinci ultrazvuka. Zahvaljujući izvanrednim rezultatima u pogledu iskorištenja / prinosa ekstrakcije, brzine ekstrakcije i kvalitete ekstrakta, sonikacija je suvremena tehnika proizvodnje ajurvedskih biljnih lijekova. Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa fitokemijske sastojke s visokom bioraspoloživošću i antioksidacijskim djelovanjem. U usporedbi s alternativnim metodama proizvodnje, sonikacijom se postižu najveći udjeli fenola, flavonoida, neflavonoida, ukupnih klorofila, ukupnih karotenoida, terpenoida i fitosterola te najveći kapacitet hvatanja radikala.

„Primjena ultrazvuka može poboljšati proces ekstrakcije povećanjem prijenosa mase između otapala i biljnog materijala. Osim toga, kolaps kavitacijskih mjehurića dovodi do boljeg razaranja stanica stvaranjem mikromlazova uslijed asimetričnog kolapsa mjehurića u blizini čvrste površine. Time se omogućuje bolje prodiranje otapala u samo biljno tijelo, a mogu se i razoriti stanične stijenke. Stoga primjena ultrazvuka pri ekstrakciji iz biljaka donosi prednosti u obliku povećanog prijenosa mase, boljeg prodiranja otapala, manje ovisnosti o upotrijebljenom otapalu, ekstrakcije pri nižim temperaturama, brže ekstrakcije i većih prinosa proizvoda. Te značajke čine sonikaciju privlačnom opcijom za mnoge ekstrakcije, a pri povećanju mjerila procesa trebala bi se primjenjivati u samoj ekstrakcijskoj jedinici, gdje je biljni materijal u izravnom dodiru s otapalom, primjerice pri ekstrakciji antioksidansa iz ružmarina.” [Mason et al. 2011]

Učinci ultrazvučne ekstrakcije

Poboljšana difuzija
Poboljšan prijenos mase
Razaranje biljnih stanica
Poboljšano prodiranje otapala
Sonokapilarni učinak

Ultrazvučna ekstrakcija upotrebljava se i za pripremu spagiričnih tinktura! Saznajte više o ultrazvučno potpomognutoj pripremi spagiričnih tinktura, uključujući protokole i preporuke!

Ajurveda

Ajurveda je holistički pristup zdravlju i dobrobiti. Temeljena na drevnom znanju o međudjelovanju ljekovitog bilja i zdravlja, ajurvedska praksa koristi se prirodnim lijekovima. Ajurveda i poznavanje ljekovitog bilja usko su povezani: ljekovita i iscjeljujuća svojstva stotina vrsta ljekovitog bilja, začina i drugih biljaka dio su ajurvedskog sustava liječenja biljem. Ajurvedski tonici, ulja i mješavine mogu se uzimati oralno kao lijek, dodatak prehrani ili hrana, a mogu se primjenjivati i izvana putem kože (npr. ulja, losioni, masti) ili kao aromaterapija čak i putem sluznice dišnog sustava.

Ajurvedsko ljekovito bilje

U tradicionalnoj medicini široko se upotrebljavaju biljni lijekovi pripravljeni od ljekovitog bilja, začina, korijenja i cvjetova.
Svaka je biljka poznata po svojim specifičnim učincima, primjerice poboljšanju probave, protuupalnom ili antibakterijskom djelovanju, ublažavanju boli, ublažavanju tegoba dišnog sustava, poboljšanju općeg zdravlja itd.

Kurkuma (Curcuma longa), kumin, ajovan, korijandar, komorač, saunf, metvica, sjemenke gorušice, klinčić, asafetida (hing), piskavica, crni papar, đumbir, kardamom, lovorov list, cimet, muškatni oraščić, triphala i kajenski papar popularne su biljke i biljni pripravci koji se upotrebljavaju za poboljšanje probave i metabolizma. Primjenjuju se za čišćenje tijela uklanjanjem ame (nusproizvoda loše probave) te za sprječavanje ili liječenje probavnih tegoba.

Fitokemikalije prisutne u ašvagandi (Withania somnifera), svetom bosiljku, sladiću i zimskoj trešnji dobro su poznate po tome što poboljšavaju sposobnosti, opće zdravlje i dugovječnost povećanjem energije, snage i dobrobiti. Poznate kao adaptogeni, te fitokemikalije jačaju otpornost tijela na stres.
Kurkuma je jedna od najvažnijih ajurvedskih biljaka. Sadrži kurkuminoide i kurkumin. Ti su spojevi poznati po mnogostrukim koristima za ljudsko zdravlje, poput poboljšanja moždane funkcije, visokog antioksidacijskog djelovanja, ublažavanja upala (npr. reumatoidnog artritisa) i prevencije raka. Kurkumin je privukao veliku pozornost u tradicionalnoj zapadnoj medicini i farmakologiji zbog svojeg djelovanja protiv raka. Budući da su i kurkuminoidi i kurkumin slabo topljivi u vodi, trebalo bi ih inkapsulirati u liposome. Kliknite ovdje kako biste saznali više o ultrazvučnoj inkapsulaciji i pripremi liposoma!
Moringa (poznata i kao shigru ili drvo bataka) upotrebljava se zbog svojih protugljivičnih, antivirusnih i detoksikacijskih svojstava. Bogata antioksidansima i vitaminom A, moringa se naziva superhranom.

Manjistha i nim sadrže detoksikacijske tvari koje čiste i pročišćavaju tijelo.
Gorka dinja (Momordica charantia) i betelov orah uspješno se upotrebljavaju za liječenje inzulinske rezistencije i dijabetesa.
Sveti bosiljak (poznat i kao Tulsi; Ocimum sanctum) upotrebljava se zbog svojih upalnih, antipiretičkih i analgetskih učinaka.
Sjemenke kalonjija, stablo siris i poznati su po svojim blagotvornim učincima na dišni sustav.

Ajurvedske biljke za određene doše

U ajurvedi se svaka osoba razvrstava prema svojem tipu doše. Postoje tri tipa doše – Vata, Pitta i Kapha. Za svaki tip doše postoje biljke koje su iznimno blagotvorne. U nastavku su navedene najvažnije biljke i začini za svaki tip doše:
VATA: Ašvaganda, Triphala, đumbir, cimet, kumin
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Kurkuma, Haritaki, Triphala, đumbir, klinčić

Sonokapilarni učinak

Sonokapilarni učinak / ultrazvučni kapilarni učinak anomalno je podizanje tekućine u kapilarnoj cijevi pod djelovanjem ultrazvuka. Budući da se neke komponente, poput eteričnih ulja, nalaze u kapilarnom sustavu biljnog materijala, moglo bi se očekivati da ultrazvuk može pomoći pri njihovu izbacivanju sonokapilarnim učinkom. Moguće je da utjecaj imaju i neke električne pojave koje prate sonokapilarni učinak. Ta bi pojava mogla poboljšati ekstrakciju polarnih ili ionskih spojeva, slično elektroforezi.