パワー超音波を使用したローズマリー抽出

ローズマリーは、生理活性化合物やエッセンシャルオイルが豊富な香り高い常緑樹のハーブで、薬用、食品、化粧品に使用されています。超音波抽出は、ローズマリーや他のハーブから生理活性化合物やエッセンシャルオイルを単離するためのマイルドでありながら非常に効率的な技術です。超音波抽出は、短い処理時間でより高い収率と優れた抽出品質を提供します。

超音波によるローズマリー抽出物の生産

超音波装置は、植物抽出物の生産に関しては非常に効率的です。超音波は、穏やかな非熱抽出技術であり、植物から繊細な生理活性分子を穏やかに処理し、分離することができます。超音波処理は純粋に機械的な力のみを適用するため、熱に敏感な分子の損傷は避けられます。これにより、多数の生理活性化合物を含むフルスペクトル抽出物を調製することができ、これらは互いに相互作用していわゆるアントラージュ効果をもたらします。例えば、超音波ローズマリー抽出物は、カルノシン酸、カルノソール、ロスマリン酸、オレアノール酸、ウルソール酸、樟脳、1,8-シネオール、p-クマル酸およびカフェイン酸のような生物活性分子を大量に含んでいる。
ローズマリー抽出物を製造するために、生理活性化合物をローズマリー植物(Salvia rosmarinus、Rosmarinus officinalis)の針状葉から単離します。食品および化粧品業界で天然の防腐剤および香料として一般的に使用されています。
 

ローズマリー抽出物には、カルノシン酸やロスマリン酸などの抗酸化物質を含むいくつかの生理活性化合物が含まれており、これらは抗炎症作用、抗菌作用、抗がん作用を持つことが示されています。これらの特性により、ローズマリー抽出物は、食品の鮮度と品質を維持するだけでなく、栄養補助食品や自然療法に潜在的な健康上の利点を提供するのに役立ちます。
食品業界では、ローズマリー抽出物は、加工肉、焼き菓子、スナック食品に添加され、貯蔵寿命を延ばし、酸化を防ぐことがよくあります。また、ソース、ドレッシング、マリネの天然香料としても使用されます。
化粧品業界では、ローズマリー抽出物は、その抗酸化作用と抗炎症作用のためにスキンケアおよびヘアケア製品に使用されており、皮膚と髪を保護し、栄養を与えるのに役立ちます。また、一部の化粧品には天然香料や着色料としても使用されています。

細胞壁破壊のメカニズム (a)キャビテーションによる細胞壁の破壊。(b)細胞構造への溶媒の拡散。
(グラフィックはShirsath et al., 2012より引用)

ローズマリー抽出物の製造は、プローブ型超音波装置を使用してどのように機能しますか?

プローブ型超音波装置を使用したローズマリー抽出物の製造には、通常、次の手順が含まれます。

1. ローズマリーの準備: ローズマリーの葉はきれいにされ、乾燥され、微粉末に粉砕されます。
2. 抽出： 粉砕したローズマリー粉末をエタノールまたは水などの溶媒と混合し、混合物をプローブ型超音波装置を用いて超音波処理する。超音波装置は、高周波音波を使用してキャビテーション気泡を作り出し、それが植物材料を分解し、活性化合物を放出するのを助けます。
3. 濾過： 混合物をろ過して残りの植物材料を取り除き、液体抽出物を残します。
4. 濃度： 液体抽出物は、活性化合物の濃度を高めるために、ロータリーエバポレーターまたは他の適切な方法を使用して濃縮されます。
5. 乾燥： 濃縮された抽出物は、噴霧乾燥または凍結乾燥(凍結乾燥)などの適切な方法を使用して乾燥され、乾燥粉末状の抽出物が生成されます。
6. 包装： その後、乾燥粉末を包装し、使用できるようになるまで涼しく乾燥した場所に保存します。

抽出プロセスにおけるプローブ型超音波装置の使用は、ローズマリーの葉からの活性化合物のより効率的かつ効果的な抽出を可能にし、その結果、より高濃度の有益な化合物を含む高品質の抽出物が得られる。また、この方法は大規模に使用できるため、商業生産に適しています。ヒールシャー超音波装置は、正確なプロセスパラメータ制御と任意の所望の量への抽出プロセスの線形スケールアップを可能にする。

科学的に証明された超音波ローズマリー抽出の優位性

Dhoubi et al. (2020) は、科学研究レポートで、Rosmarinus officinalis L. 抽出物の化学組成と抗酸化効力に対するさまざまな抽出方法の影響を調査しています。彼らは3つの抽出方法を比較します:超臨界流体抽出、ヒールシャー超音波装置UIP1000hdTを使用した超音波支援抽出(UAE)、およびマイクロ波支援抽出(MAE)。

研究のハイライト:

• その結果、抽出法がローズマリー抽出物の化学組成と抗酸化作用に大きく影響することを発見した。超臨界流体抽出とマイクロ波の他の抽出技術と比較すると、超音波支援抽出は最良の結果をもたらしました。
• エタノールを含むローズマリーの超音波抽出物は、ポリフェノールが非常に豊富でした。
• 超音波処理では、短時間抽出(10分)でより高い抗酸化能が観察された。

超音波ローズマリー抽出のためのプロトコル

超音波支援抽出は、ソノトロード(UIP1000hd、ヒールシャー超音波、下の写真を参照)を使用してプローブ型超音波装置で行った。粉末ローズマリーと無水エタノール(1:3 w / v)の混合物をダブルジャケットリアクターに入れ、750Wで10分間超音波に曝露しました。抽出温度は25°Cに調整されました。 超音波抽出物を4000rpmで10分間遠心分離した。上清は、回転式真空蒸発器を使用して真空下で除去および濃縮されました。

を使用した超音波抽出セットアップ ヒールシャープローブ型超音波装置UIP1000hdT 植物のバッチ抽出用。
(写真:© Petigny et al., 2013)

具体的には、超音波抽出は、浸軟と比較して、総フェノール化合物、フラボノイド、およびカロテノイドの濃度が高く、抗酸化活性も高い抽出物を生成した。さらに、超音波抽出はより効率的な方法であり、より短い時間でより高い収率の抽出物を生成する。
著者たちは、抽出方法の選択は、食品、化粧品、および製薬業界で使用するローズマリー抽出物を製造する際に考慮すべき重要な要素であると結論付けています。超音波抽出は、より高い収率でより強力で効率的な抽出物を生成する可能性のある有望な抽出方法です。
研究チームは次のように結論付けました。 “研究された抽出物の中で、超音波抽出されたローズマリーは、両方の抗酸化活性アッセイに従ってより高い抗酸化活性を示した。これは、総フェノール含有量が高く、特にカルノシン酸とロスマリン酸の含有量が高いことに関連していました。さらに、酸化ストレスにさらされた線維芽細胞ヒト細胞で試験された、我々の超音波抽出物は、没食子酸およびN−アセチルシステインと比較して強力な抗酸化活性を発揮した。したがって、合成酸化防止剤を代替することを目指して、抗酸化物質の天然源である超音波で調製されたローズマリー抽出物は、いくつかの産業用途に興味深いかもしれません。”

ローズマリー抽出物の抗酸化活性。青色のカラム:蒸留水を使用して60°Cで。オレンジ色の柱:超音波処理後。
(研究とグラフィック:Suchkova et al.、2021)

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