Estrazione dai fiori – Trattamento delicato, rese elevate mediante sonicazione

Che desideriate ottenere un’assoluta, un’acqua aromatizzata con fiori o un idrolato floreale, la sonicazione vi aiuta ad aumentare la resa del vostro estratto floreale. Scoprite perché la sonicazione è la tecnica di estrazione ideale per isolare le delicate biomolecole e gli oli essenziali dai fiori e dai petali.

La sonicazione come tecnica di estrazione ideale per biomolecole e oli essenziali dai fiori

Poiché i fiori contengono numerosi composti profumati, aromatici e terapeuticamente attivi, utilizzabili come ingredienti per prodotti medicinali, alimenti, cosmetici e integratori alimentari, costituiscono una materia prima molto ricercata per ottenere estratti potenti. L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica efficace per isolare le sostanze desiderate dai fiori. I fiori sono una parte molto delicata della pianta e richiedono quindi un trattamento altrettanto attento. È qui che assumono rilievo le condizioni delicate dell’estrazione a ultrasuoni. Essendo un metodo di estrazione non termico e controllabile con precisione, la sonicazione consente di ottenere rese elevate di estratti floreali. L’eccezionale qualità degli estratti e l’elevata efficienza sono caratteristiche fondamentali dell’estrazione botanica a ultrasuoni.

In questo breve video dimostriamo la preparazione di acqua di rose da petali freschi mediante il sonicatore a sonda UP200Ht. L’estrazione ultrasonica dei composti fitochimici è considerata un metodo all’avanguardia che garantisce la massima efficienza nell’isolamento di composti bioattivi delicati e molecole aromatiche.

Acqua di rose mediante sonicazione – Istruzioni passo dopo passo

Per preparare l’acqua di rose come mostrato nel video qui sopra, seguite le istruzioni descritte di seguito:

Per iniziare, selezionate con cura rose fresche (Rosa damascena) e staccate i petali dal pistillo del fiore. Tagliate i petali in pezzi più piccoli per aumentarne la superficie.
Poiché vogliamo preparare acqua di rose, utilizziamo acqua purificata come solvente.
Mettete i petali in un becher di vetro e aggiungete acqua. Nel video utilizziamo 10 petali grandi e 200mL di acqua.
Preparate il sonicatore UP200Ht: fissate saldamente il sonotrodo S26d14. Poiché i petali sono una parte molto delicata della pianta, impostiamo l’ampiezza al 70% affinché tutte le biomolecole siano preservate durante la procedura di estrazione a ultrasuoni.
Immergete la sonda nel becher di vetro e accendete il sonicatore. Eseguite la sonicazione per circa 90 secondi.
Dopo la sonicazione, filtrate la miscela per rimuovere i residui solidi, ottenendo un’acqua di rose limpida e profumata.
Raccogliete l’acqua di rose in contenitori sterili per la conservazione e conservatela in un luogo fresco e buio per mantenerne la qualità e prolungarne la durata di conservazione.
Utilizzate l’acqua di rose per applicazioni culinarie o cosmetiche.

Estrattore a ultrasuoni UP400St ed evaporatore rotante per l'estrazione botanica.

Sonicatore UP400ST per l’estrazione botanica ed evaporatore rotante per il trattamento successivo/la concentrazione dell’estratto.

Estrazione di oli essenziali mediante sonicazione

L’idrodistillazione assistita da ultrasuoni è una tecnica di estrazione avanzata che combina l’idrodistillazione tradizionale con la tecnologia a ultrasuoni. Questo metodo utilizza onde ultrasoniche per creare cavitazione, formando piccole bolle piene di vapore che implodono, generando microgetti e turbolenza. Questi effetti favoriscono la frammentazione delle particelle, la formazione di fessure superficiali e la miscelazione, migliorando così significativamente le velocità di trasferimento di massa.
Il processo comprende anche il riscaldamento dell’intera massa, che accelera la vaporizzazione dell’acqua e migliora il trasferimento di calore. Questo approccio combinato riduce il tempo di estrazione, il consumo energetico e l’uso di solventi, rendendo l’idrodistillazione assistita da ultrasuoni più efficiente e rispettosa dell’ambiente rispetto ai metodi convenzionali.
I principali vantaggi dell’idrodistillazione assistita da ultrasuoni includono:

Maggiore efficienza di estrazione: Maggiore rilascio di oli essenziali e preziosi composti bioattivi.
Riduzione dei tempi e del consumo energetico: Tempi di estrazione più brevi e minore consumo energetico.
Migliore qualità: Preservazione dell’integrità dei composti grazie a condizioni di trattamento delicate.
Vantaggi operativi: Funzionamento sicuro, tempi di avvio più brevi, dimensioni ridotte delle apparecchiature e meno fasi di trattamento.

Micrografie elettroniche a scansione (SEM) di foglie di Satureja: (A) dopo idrodistillazione per 4 ore e (B) dopo trattamento sono-clevenger per 60 min.
Studio e immagini: Rasouli et al., 2021

Le immagini SEM comparative qui sopra mostrano la struttura cellulare delle foglie di Satureja trattate mediante idrodistillazione (a sinistra) e idrodistillazione assistita da ultrasuoni (a destra) ed evidenziano una disgregazione delle pareti cellulari significativamente più efficiente grazie al trattamento a ultrasuoni. Di conseguenza, l’idrodistillazione a ultrasuoni migliora l’estrazione degli oli essenziali di circa il 40 % rispetto all’idrodistillazione convenzionale.

Scoprite come creare esperienze gustative eccezionali con l’infusione ultrasonica! In questo filmato mostriamo come preparare un delizioso aceto aromatizzato ai fiori di sambuco mediante il sonicatore Hielscher UP200Ht. Con la sonicazione a sonda ad alte prestazioni, potenti onde ultrasoniche estraggono e trasferiscono gli aromi con maggiore efficienza rispetto ai metodi tradizionali. Scoprite un aroma più ricco, un gusto più intenso e risultati rapidi – perfetti per creazioni gourmet. Naturalmente, l’infusione ultrasonica funziona con qualsiasi aroma di origine vegetale e con qualsiasi liquido, come bevande, distillati, condimenti, salse e sciroppi.

Sonicatori per la produzione di estratti floreali

I sonicatori Hielscher sono rinomati per la loro eccellenza nella produzione di fiori, in particolare grazie alle loro avanzate capacità di omogeneizzazione ed estrazione. Disponibili in tutte le dimensioni e capacità di trattamento – da 50 watt fino a 16.000 watt per sonicatore –, i sonicatori Hielscher ad alte prestazioni facilitano l’estrazione efficiente e precisa di composti bioattivi, oli essenziali e fragranze da materiali botanici. Grazie all’impiego di una tecnologia a ultrasuoni all’avanguardia, i sonicatori Hielscher garantiscono una resa e una qualità ottimali degli estratti, rendendoli indispensabili per produrre preparati botanici di alto valore, fragranze, principi attivi e integratori alimentari. Inoltre, la loro struttura robusta e l’interfaccia intuitiva li rendono ideali per la valutazione della qualità, fornendo risultati affidabili e riproducibili sia nella ricerca sia nelle applicazioni industriali.

Perché Hielscher Ultrasonics?

elevata efficienza
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funzionalità intelligenti (ad es., programmabilità, registrazione dei dati, controllo remoto)
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Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany

I sonicatori Hielscher sono noti per i loro elevatissimi standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità d’uso consentono di integrare agevolmente i nostri sonicatori negli impianti industriali. I sonicatori Hielscher affrontano facilmente condizioni difficili e ambienti impegnativi.

Hielscher Ultrasonics è un’azienda certificata ISO e pone particolare attenzione ai sonicatori ad alte prestazioni dotati di tecnologia all’avanguardia e caratterizzati dalla facilità d’uso. Naturalmente, i sonicatori Hielscher sono conformi ai requisiti CE e soddisfano quelli di UL, CSA e RoHs.

In questa presentazione illustriamo la produzione di estratti vegetali. Spieghiamo le difficoltà legate alla produzione di estratti vegetali di alta qualità e come un sonicatore possa aiutarvi a superarle. Questa presentazione mostra il funzionamento dell’estrazione a ultrasuoni. Scoprirete quali vantaggi potete aspettarvi dall’impiego di un sonicatore per l’estrazione e come integrare un estrattore a ultrasuoni nella vostra produzione di estratti.

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I processi di estrazione a ultrasuoni possono essere scalati linearmente a qualsiasi capacità produttiva. Gli estrattori a ultrasuoni possono funzionare a lotti e in linea.

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Informazioni utili

Qual è la differenza tra acqua di rose, assoluta di rosa e idrolato di rosa?

L’acqua di rose, l’assoluta di rosa e l’idrolato di rosa derivano tutti dalle rose, ma differiscono per i metodi di produzione e la composizione chimica.

Acqua di rose: L’acqua di rose è un sottoprodotto del processo di distillazione in corrente di vapore utilizzato per estrarre l’olio essenziale di rosa. Contiene i componenti idrosolubili dei petali di rosa, che le conferiscono una delicata fragranza e un delicato sapore floreale. L’acqua di rose è comunemente utilizzata nelle applicazioni culinarie, nei prodotti per la cura della pelle e nell’aromaterapia grazie al suo profumo gradevole e ai potenziali benefici per la salute.
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Assoluta di rosa: L’assoluta di rosa è un olio aromatico estratto dai petali di rosa mediante estrazione con solvente, solitamente esano o un altro solvente. Questo metodo è più efficiente per estrarre i composti profumati dai petali e permette di ottenere un olio altamente concentrato e profumato.
L’assoluta di rosa è comunemente utilizzata in profumeria e nei prodotti cosmetici di alta gamma per il suo profumo floreale intenso e persistente.

Idrolato di rosa (acqua floreale di rosa):
L’idrolato di rosa, noto anche come acqua floreale di rosa, idrosol di rosa o distillato di rosa, è l’acqua che rimane dopo la distillazione in corrente di vapore dei petali di rosa per estrarre l’olio essenziale di rosa. Contiene composti vegetali idrosolubili e alcune molecole dell’olio essenziale, che gli conferiscono una fragranza delicata e proprietà terapeutiche. L’idrolato di rosa offre un profilo aromatico simile, ma presenta una formulazione a base acquosa più diluita.
L’idrolato di rosa è spesso utilizzato nella cura della pelle come tonico, spray per il viso o ingrediente nelle formulazioni cosmetiche grazie alle sue qualità idratanti, lenitive e rinfrescanti.

Ciascuno di questi liquidi derivati dalle rose può essere prodotto mediante estrazione a ultrasuoni e possiede caratteristiche e benefici unici, che lo rendono un ingrediente prezioso in ambito culinario, cosmetico e terapeutico.

L'estrazione a ultrasuoni è la tecnica più efficace per la produzione di estratti botanici di alta qualità. Hielscher Ultrasonics produce i sonicatori più sofisticati per il trattamento dei liquidi, come l'estrazione botanica.

L’estrazione a ultrasuoni viene utilizzata per isolare composti bioattivi dalle piante.

Composti bioattivi negli estratti botanici

I composti bioattivi sono sostanze chimiche presenti naturalmente nelle piante, negli animali e in altri organismi, che esercitano effetti sui tessuti viventi. Svolgono ruoli significativi nella promozione della salute e nella prevenzione delle malattie. Questi composti possono essere classificati in diverse categorie generali in base alle loro strutture chimiche e funzioni biologiche. Ecco i principali tipi di composti bioattivi:

Polifenoli
I polifenoli sono un gruppo eterogeneo di composti noti per le loro proprietà antiossidanti. Possono essere ulteriormente suddivisi in diverse classi:
Flavonoidi: comprendono flavonoli (ad es., quercetina), flavoni (ad es., luteolina), flavanoni (ad es., esperidina), flavanoli (ad es., catechine), isoflavoni (ad es., genisteina) e antocianine (ad es., cianidina).
Acidi fenolici: comprendono acidi idrossibenzoici (ad es., acido gallico) e acidi idrossicinnamici (ad es., acido caffeico).
Tannini: tannini condensati (proantocianidine) e tannini idrolizzabili (gallotannini).
Stilbeni: il resveratrolo è lo stilbene più noto.
Lignani: presenti nei semi, in particolare nei semi di lino (ad es., secoisolariciresinolo).
Terpenoidi
I terpenoidi, noti anche come isoprenoidi, derivano da unità di isoprene a cinque atomi di carbonio e comprendono:
Carotenoidi: comprendono caroteni (ad es., β-carotene) e xantofille (ad es., luteina, zeaxantina).
Monoterpeni: come limonene e mentolo.
Sesquiterpeni: come la curcumina.
Diterpeni: come il taxolo.
Triterpeni: come saponine e steroli (ad es., β-sitosterolo).
Tetraterpeni: come licopene e astaxantina.
Alcaloidi
Gli alcaloidi sono composti contenenti azoto che spesso hanno effetti fisiologici marcati:
Alcaloidi pirrolidinici e piperidinici: come la nicotina.
Alcaloidi tropanici: come atropina e cocaina.
Alcaloidi chinolinici: come la chinina.
Alcaloidi isochinolinici: come morfina e codeina.
Alcaloidi indolici: come stricnina e reserpina.
Alcaloidi imidazolici: come la pilocarpina.
Alcaloidi piridinici: come la piperina.
Glicosidi
I glicosidi sono costituiti da una porzione zuccherina legata a una porzione non zuccherina (aglicone). Comprendono:
Glicosidi cardiaci: come la digossina.
Glicosidi antrachinonici: come l’aloina.
Glicosidi flavonoidici: in cui l’aglicone è un flavonoide (ad es., rutina).
Saponine
Le saponine sono glicosidi con proprietà simili a quelle del sapone:
Saponine steroidee: presenti in piante come l’igname (ad es., diosgenina).
Saponine triterpenoidiche: presenti nei legumi (ad es., soiasaponine).
Composti organosolforati
Questi composti contengono zolfo e apportano notevoli benefici per la salute:
Glucosinolati: presenti nelle verdure crucifere (ad es., sulforafano).
Tiosulfinati: come l’allicina dell’aglio.
Vitamine
Le vitamine sono composti organici necessari in piccole quantità per la salute:
Vitamine liposolubili: comprendono le vitamine A (retinoidi), D (calciferoli), E (tocoferoli e tocotrienoli) e K (fillochinone e menachinoni).
Vitamine idrosolubili: comprendono le vitamine del gruppo B (ad es., B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) e la vitamina C (acido ascorbico).
Acidi grassi
Gli acidi grassi, soprattutto quelli essenziali, svolgono ruoli fondamentali per la salute:
Acidi grassi omega-3: come l’acido eicosapentaenoico (EPA) e l’acido docosaesaenoico (DHA).
Acidi grassi omega-6: come l’acido linoleico (LA) e l’acido arachidonico (AA).
Peptidi e proteine
I peptidi e le proteine bioattivi esercitano diversi effetti fisiologici:
Peptidi antimicrobici: come le defensine.
Inibitori enzimatici: come gli inibitori dell’ACE derivati dalle proteine del latte.
Polisaccaridi
I polisaccaridi apportano benefici immunomodulatori e altri benefici per la salute:
β-glucani: presenti nell’avena e nei funghi.
Glicosaminoglicani: come l’acido ialuronico e il condroitin solfato.

Ciascuno di questi composti bioattivi offre un’ampia gamma di benefici, dall’attività antiossidante agli effetti antinfiammatori. La sonicazione è una tecnica altamente efficiente per isolare questi composti bioattivi dalle piante.

Bibliografia / Riferimenti

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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
Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraction and characterization of proteins from banana (Musa Sapientum L) flower and evaluation of antimicrobial activities. Journal of Food Science and Technology (February 2018) 55(2):658–666.
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Elez Garofulić, I., Zorić, Z., Pedisić, S., Brnčić, M. and Dragović-Uzelac, V. (2018): UPLC-MS2 Profiling of Blackthorn Flower Polyphenols Isolated by Ultrasound-Assisted Extraction. Journal of Food Science, 83, 2018. 2782-2789.