Rozmaring extrakciója nagy teljesítményű ultrahanggal

A rozmaring illatos, örökzöld gyógynövény, amely gazdag bioaktív vegyületekben és illóolajokban; ezeket gyógyászati, élelmiszeripari és kozmetikai termékekben használják fel. Az ultrahangos extrakció kíméletes, ugyanakkor rendkívül hatékony módszer a bioaktív vegyületek és illóolajok elkülönítésére a rozmaringból és más gyógynövényekből. Az ultrahangos extrakció rövid feldolgozási idő alatt nagyobb hozamot és kiválóbb kivonatminőséget biztosít.

Rozmaringkivonat előállítása ultrahangos kezeléssel

Az ultrahangos készülékek rendkívül hatékonyak a növényi kivonatok előállításában. Az ultrahang kíméletes, nem termikus extrakciós módszer, amely lehetővé teszi az érzékeny bioaktív molekulák kíméletes feldolgozását és elkülönítését a növényekből. Mivel az ultrahangos kezelés kizárólag tisztán mechanikai erőket alkalmaz, elkerülhető a hőérzékeny molekulák károsodása. Ez lehetővé teszi olyan teljes spektrumú kivonat előállítását, amely számos bioaktív vegyületet tartalmaz; ezek kölcsönhatásba lépnek egymással, és az úgynevezett entourage-hatást eredményezik. Az ultrahanggal előállított rozmaringkivonat például nagy mennyiségben tartalmaz olyan bioaktív molekulákat, mint a karnozinsav, a karnozol, a rozmaringsav, az oleanolsav, az urzolsav, a kámfor, az 1,8-cineol, a p-kumársav és a kávésav.
A rozmaringkivonat előállításához a bioaktív vegyületeket a rozmaring (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) tűszerű leveleiből különítik el. A kivonatot az élelmiszeriparban és a kozmetikai iparban általában természetes tartósítószerként és ízesítőanyagként használják.
 

A rozmaringkivonat számos bioaktív vegyületet tartalmaz, köztük olyan antioxidánsokat, mint a karnozinsav és a rozmaringsav, amelyekről kimutatták, hogy gyulladáscsökkentő, antimikrobiális és rákellenes tulajdonságokkal rendelkeznek. E tulajdonságok révén a rozmaringkivonat alkalmas az élelmiszerek frissességének és minőségének megőrzésére, valamint étrend-kiegészítőkben és természetes gyógymódokban potenciális egészségügyi előnyöket nyújthat.
Az élelmiszeriparban a rozmaringkivonatot gyakran adják feldolgozott húskészítményekhez, pékárukhoz és snacktermékekhez, hogy meghosszabbítsák eltarthatóságukat és megakadályozzák az oxidációt. Szószokban, öntetekben és páclevekben természetes ízesítőanyagként is használják.
A kozmetikai iparban a rozmaringkivonatot antioxidáns és gyulladáscsökkentő tulajdonságai miatt használják bőr- és hajápolási termékekben; ezek a tulajdonságok segíthetnek a bőr és a haj védelmében és táplálásában. Egyes kozmetikai termékekben természetes illatanyagként és színezőanyagként is alkalmazzák.

A sejtfal feltárásának mechanizmusa: (a) a sejtfal felszakadása a kavitáció hatására. (b) Az oldószer diffúziója a sejtszerkezetbe.
(Az ábra Shirsath et al., 2012 alapján készült.)

Hogyan történik a rozmaringkivonat előállítása szondás ultrahangos készülékkel?

A rozmaringkivonat szondás ultrahangos készülékkel történő előállítása általában a következő lépésekből áll:

1. A rozmaring előkészítése: A rozmaringleveleket megtisztítják, megszárítják, és finom porrá őrlik.
2. Extrakció: Az őrölt rozmaringport oldószerrel, például etanollal vagy vízzel keverik össze, majd a keveréket szondás ultrahangos készülékkel ultrahangos kezelésnek vetik alá. Az ultrahangos készülék nagyfrekvenciás hanghullámokkal kavitációs buborékokat hoz létre, amelyek elősegítik a növényi anyag szétesését és a hatóanyagok felszabadulását.
3. Szűrés: A keveréket leszűrik, hogy eltávolítsák a visszamaradt növényi anyagot, így folyékony kivonatot kapnak.
4. Koncentrálás: A folyékony kivonatot rotációs bepárlóval vagy más megfelelő módszerrel koncentrálják a hatóanyagok koncentrációjának növelése érdekében.
5. Szárítás: A koncentrált kivonatot megfelelő módszerrel, például porlasztva szárítással vagy fagyasztva szárítással (liofilizálással) megszárítják, hogy száraz por formájú kivonatot állítsanak elő.
6. Csomagolás: A száraz port ezután becsomagolják, és felhasználásig hűvös, száraz helyen tárolják.

A szondás ultrahangos készülék használata az extrakciós folyamatban lehetővé teszi a hatóanyagok hatékonyabb és eredményesebb kinyerését a rozmaringlevelekből, így jobb minőségű, a jótékony vegyületeket nagyobb koncentrációban tartalmazó kivonatot eredményez. Ez a módszer emellett nagy léptékben is alkalmazható, ezért kereskedelmi célú gyártásra is alkalmas. A Hielscher ultrahangos készülékei lehetővé teszik a folyamatparaméterek pontos szabályozását és az extrakciós folyamat lineáris méretnövelését bármely kívánt térfogatra.

Az ultrahangos rozmaringextrakció tudományosan bizonyított fölénye

Tudományos kutatási beszámolójukban Dhoubi et al. (2020) a különböző extrakciós módszerek hatását vizsgálják a Rosmarinus officinalis L. kivonatainak kémiai összetételére és antioxidáns hatásosságára. Három extrakciós módszert hasonlítanak össze: a szuperkritikus fluidummal végzett extrakciót, a Hielscher UIP1000hdT ultrahangos készülékkel végzett ultrahanggal segített extrakciót (UAE), valamint a mikrohullámmal segített extrakciót (MAE).

A tanulmány főbb megállapításai:

• A szerzők megállapították, hogy az extrakciós módszer jelentősen befolyásolta a rozmaringkivonatok kémiai összetételét és antioxidáns hatásosságát. A másik két extrakciós módszerrel, a szuperkritikus fluidummal végzett extrakcióval és a mikrohullámú extrakcióval összehasonlítva az ultrahanggal segített extrakció adta a legjobb eredményeket.
• A rozmaring etanollal, ultrahang segítségével előállított kivonata nagyon gazdag volt polifenolokban.
• Ultrahangos kezeléssel rövid extrakciós idő (10 perc) mellett nagyobb antioxidáns kapacitást figyeltek meg.

Az ultrahangos rozmaringextrakció protokollja

Az ultrahanggal segített extrakciót szondás ultrahangos készülékben, szonotróda használatával végezték (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, lásd az alábbi képet). A porított rozmaring és az abszolút etanol keverékét (1:3 w/v) kettős köpenyű reaktorba helyezték, és 750 W teljesítményű ultrahangnak tették ki 10 min időtartamra. Az extrakció hőmérsékletét 25°C-on szabályozták. Az ultrahanggal előállított kivonatot 4000 rpm fordulatszámon centrifugálták 10 min időtartamig. A felülúszót eltávolították, és rotációs vákuumbepárlóval vákuum alatt koncentrálták.

Ultrahangos extrakciós elrendezés a Hielscher UIP1000hdT szondás ultrahangos készülék használatával, növényi anyagok szakaszos extrakciójához.
(kép: © Petigny et al., 2013)

Konkrétan, az ultrahangos extrakció a maceráláshoz képest olyan kivonatokat eredményezett, amelyekben nagyobb volt az összes fenolos vegyület, a flavonoidok és a karotinoidok koncentrációja, és amelyek nagyobb antioxidáns aktivitással rendelkeztek. Emellett az ultrahangos extrakció hatékonyabb módszer volt, amely rövidebb idő alatt nagyobb kivonathozamot biztosított.
A szerzők arra a következtetésre jutnak, hogy az extrakciós módszer megválasztása fontos mérlegelendő tényező az élelmiszeripari, kozmetikai és gyógyszeripari felhasználásra szánt rozmaringkivonatok előállításakor. Az ultrahangos extrakció ígéretes extrakciós módszer, amely nagyobb hozammal hatásosabb és hatékonyabb kivonatokat eredményezhet.
A kutatócsoport arra a következtetésre jutott, hogy „a vizsgált kivonatok közül az ultrahanggal extrahált rozmaring mindkét antioxidánsaktivitás-vizsgálat szerint nagyobb antioxidáns aktivitást mutatott. Ez a nagyobb összes fenoltartalommal, különösen a nagyobb karnozinsav- és rozmaringsav-tartalommal függött össze. Ezenkívül oxidatív stressznek kitett emberi fibroblasztsejteken vizsgálva az ultrahangos kivonatunk a galluszsavhoz és az N-acetil-ciszteinhez képest erős antioxidáns aktivitást mutatott. Ezért a szintetikus antioxidánsok helyettesítését célzó, ultrahanggal előállított rozmaringkivonatunk, amely az antioxidánsok természetes forrása, számos ipari alkalmazás szempontjából érdekes lehet.”

A rozmaringkivonatok antioxidáns aktivitása. Kék oszlopok: 60°C-on, desztillált víz használatával; narancssárga oszlopok: ultrahangos kezelés után.
(tanulmány és ábra: Suchkova et al., 2021)

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek rozmaring és gyógynövények extrakciójához

A Hielscher Ultrasonics bármilyen teljesítményű és méretű, nagy teljesítményű ultrahangos készülékeket gyárt és szállít. Ultrahangos homogenizátoraink és extraktoraink kínálata a kézben tartható, hordozható készülékektől a nagy térfogatok kereskedelmi léptékű, átfolyásos feldolgozására szolgáló, teljesen ipari gyártórendszerekig terjed.

Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban készült minőség

A Hielscher ultrahangos készülékei a legmagasabb minőségi és tervezési követelmények teljesítéséről ismertek. Robusztus kialakításuk és egyszerű kezelhetőségük lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A Hielscher ultrahangos készülékei könnyedén megbirkóznak a mostoha körülményekkel és a nagy igénybevételt jelentő környezetekkel.

A Hielscher Ultrasonics ISO-tanúsítvánnyal rendelkező vállalat, és különös hangsúlyt fektet a korszerű technológiával és felhasználóbarát kezelhetőséggel rendelkező, nagy teljesítményű ultrahangos készülékekre. A Hielscher ultrahangos készülékei természetesen megfelelnek a CE előírásainak, valamint az UL, a CSA és a RoHs követelményeinek.
Lépjen kapcsolatba velünk most! Jól képzett, sokéves tapasztalattal rendelkező műszaki munkatársaink örömmel egyeztetnek Önnel az extrakciós folyamatáról, és ajánlják Önnek a legmegfelelőbb ultrahangos extraktort!

Az alábbi táblázat tájékoztatást nyújt ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról: