როზმარინის ექსტრაქცია მძლავრი ულტრაბგერის გამოყენებით

როზმარინი არის სურნელოვანი, მუდმივმწვანე ბალახი, მდიდარი ბიოაქტიური ნაერთებითა და ეთერზეთებით, რომლებიც გამოიყენება სამედიცინო, საკვებ და კოსმეტიკურ პროდუქტებში. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის მსუბუქი, მაგრამ მაღალეფექტური ტექნიკა ბიოაქტიური ნაერთებისა და ეთერზეთების იზოლაციისთვის როზმარინისა და სხვა ბალახებისგან. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია უზრუნველყოფს უფრო მაღალ გამოსავლიანობას და ექსტრაქტის უმაღლეს ხარისხს მოკლე დამუშავების დროში.

როზმარინის ექსტრაქტის წარმოება ულტრაბგერითი დამუშავებით

ულტრაბგერითი აპარატები მაღალეფექტურია ბოტანიკური ექსტრაქტების წარმოებისას. ულტრაბგერა არის მსუბუქი, არათერმული ექსტრაქციის ტექნიკა, რომელიც საშუალებას იძლევა მცენარეებიდან ნაზი ბიოაქტიური მოლეკულების ფრთხილი დამუშავება და იზოლაცია. ვინაიდან ულტრაბგერითი დამუშავება მხოლოდ სუფთა მექანიკურ ძალებს ახდენს, თავიდან იცილება სითბოს მიმართ მგრძნობიარე მოლეკულების დაზიანება. ეს საშუალებას იძლევა მომზადდეს სრული სპექტრის ექსტრაქტი, რომელიც შეიცავს მრავალ ბიოაქტიურ ნაერთს, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და იწვევენ ე.წ. „ენტურაჟის ეფექტს“. მაგალითად, ულტრაბგერითი როზმარინის ექსტრაქტი შეიცავს ბიოაქტიური მოლეკულების მაღალ რაოდენობას, როგორიცაა კარნოსის მჟავა, კარნოსოლი, როზმარინის მჟავა, ოლეანოლის მჟავა, ურსოლის მჟავა, კამფორა, 1,8-ცინეოლი, პ-კუმარის მჟავა და კაფეინის მჟავა.
როზმარინის ექსტრაქტის წარმოებისთვის ბიოაქტიური ნაერთები იზოლდება როზმარინის მცენარის (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) ნემსისებრი ფოთლებისგან. ის ფართოდ გამოიყენება როგორც ბუნებრივი კონსერვანტი და არომატიზატორი საკვებისა და კოსმეტიკის ინდუსტრიებში.

როზმარინის ექსტრაქტი შეიცავს რამდენიმე ბიოაქტიურ ნაერთს, მათ შორის ანტიოქსიდანტებს, როგორიცაა კარნოსის მჟავა და როზმარინის მჟავა, რომლებსაც აქვთ ანთების საწინააღმდეგო, ანტიმიკრობული და კანცეროგენების საწინააღმდეგო თვისებები. ეს თვისებები როზმარინის ექსტრაქტს სასარგებლოდ ხდის საკვები პროდუქტების სიახლისა და ხარისხის შესანარჩუნებლად, ასევე დიეტურ დანამატებსა და ბუნებრივ საშუალებებში პოტენციური ჯანმრთელობისთვის სასარგებლო ეფექტის უზრუნველსაყოფად.
საკვების ინდუსტრიაში როზმარინის ექსტრაქტი ხშირად ემატება დამუშავებულ ხორცს, საცხობ ნაწარმსა და სნექ-პროდუქტებს მათი შენახვის ვადის გასაგრძელებლად და დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად. ის ასევე გამოიყენება როგორც ბუნებრივი არომატიზატორი სოუსებში, სალათის სოუსებსა და მარინადებში.
კოსმეტიკის ინდუსტრიაში, როზმარინის ექსტრაქტი გამოიყენება კანისა და თმის მოსავლელ პროდუქტებში მისი ანტიოქსიდანტური და ანთების საწინააღმდეგო თვისებების გამო, რაც ხელს უწყობს კანისა და თმის დაცვასა და კვებას. ის ასევე გამოიყენება როგორც ბუნებრივი სურნელი და საღებავი ზოგიერთ კოსმეტიკურ პროდუქტში.

უჯრედის კედლის დანგრევის მექანიზმი (a) უჯრედის კედლის დანგრევა კავიტაციის გამო. (b) გამხსნელის დიფუზია უჯრედულ სტრუქტურაში.
(გრაფიკა ადაპტირებულია Shirsath et al., 2012)

როგორ მუშაობს როზმარინის ექსტრაქტის წარმოება პრობის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით?

როზმარინის ექსტრაქტის წარმოება პრობის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით ჩვეულებრივ მოიცავს შემდეგ ნაბიჯებს:

1. როზმარინის მომზადება: როზმარინის ფოთლები იწმინდება, შრება და ფხვნილად იფქვება.
2. ექსტრაქცია: დაფქვილი როზმარინის ფხვნილი ერევა გამხსნელს, როგორიცაა ეთანოლი ან წყალი, და ნარევი მუშავდება პრობის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით. ულტრაბგერითი აპარატი იყენებს მაღალი სიხშირის ბგერით ტალღებს კავიტაციის ბუშტების შესაქმნელად, რაც ხელს უწყობს მცენარეული მასალის დანგრევას და აქტიური ნაერთების გამოთავისუფლებას.
3. ფილტრაცია: ნარევი ფილტრდება დარჩენილი მცენარეული მასალის მოსაცილებლად, რის შედეგადაც მიიღება თხევადი ექსტრაქტი.
4. კონცენტრაცია: თხევადი ექსტრაქტი კონცენტრირდება როტაციული ამაორთქლებლის ან სხვა შესაბამისი მეთოდის გამოყენებით, აქტიური ნაერთების კონცენტრაციის გასაზრდელად.
5. გაშრობა: კონცენტრირებული ექსტრაქტი შრება შესაბამისი მეთოდით, როგორიცაა სპრეი-გაშრობა ან გაყინვით გაშრობა (ლიოფილიზაცია), რათა მივიღოთ ექსტრაქტი მშრალი ფხვნილის სახით.
6. შეფუთვა: მშრალი ფხვნილი შემდეგ ფასოვდება და ინახება გრილ, მშრალ ადგილას, სანამ გამოყენებისთვის მზად არ იქნება.

პრობის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენება ექსტრაქციის პროცესში საშუალებას იძლევა აქტიური ნაერთების უფრო ეფექტური და პროდუქტიული ექსტრაქცია მოხდეს როზმარინის ფოთლებიდან, რაც უფრო მაღალი ხარისხის ექსტრაქტს იძლევა სასარგებლო ნაერთების უფრო მაღალი კონცენტრაციით. გარდა ამისა, ეს მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასშტაბურად, რაც მას კომერციული წარმოებისთვის შესაფერისს ხდის. Hielscher ულტრაბგერითი აპარატები საშუალებას იძლევა პროცესის პარამეტრების ზუსტი კონტროლისა და ექსტრაქციის პროცესის წრფივი მასშტაბირებისა ნებისმიერ სასურველ მოცულობამდე.

ულტრაბგერითი როზმარინის ექსტრაქციის მეცნიერულად დადასტურებული უპირატესობა

თავიანთ სამეცნიერო კვლევით ანგარიშში Dhoubi et al. (2020) იკვლევენ სხვადასხვა ექსტრაქციის მეთოდის გავლენას Rosmarinus officinalis L. ექსტრაქტების ქიმიურ შედგენილობასა და ანტიოქსიდანტურ პოტენციალზე. ისინი ადარებენ სამ ექსტრაქციის მეთოდს: ზეკრიტიკული ფლუიდური ექსტრაქცია, ულტრაბგერითი დახმარებითი ექსტრაქცია (UAE) Hielscher ულტრაბგერითი აპარატის UIP1000hdT გამოყენებით და მიკროტალღური დახმარებითი ექსტრაქცია (MAE).

კვლევის მთავარი შედეგები:

• ავტორებმა აღმოაჩინეს, რომ ექსტრაქციის მეთოდმა მნიშვნელოვნად იმოქმედა როზმარინის ექსტრაქტების ქიმიურ შედგენილობასა და ანტიოქსიდანტურ პოტენციალზე. ზეკრიტიკული ფლუიდური ექსტრაქციისა და მიკროტალღური ექსტრაქციის ორ სხვა ტექნიკასთან შედარებით, ულტრაბგერითმა დახმარებითმა ექსტრაქციამ საუკეთესო შედეგები აჩვენა.
• როზმარინის ულტრაბგერითი ექსტრაქტი ეთანოლით ძალიან მდიდარი იყო პოლიფენოლებით.
• ულტრაბგერითი დამუშავებისას, უფრო მაღალი ანტიოქსიდანტური ტევადობა დაფიქსირდა მოკლე დროში ექსტრაქციისას (10 წთ).

ულტრაბგერითი როზმარინის ექსტრაქციის პროტოკოლი

ულტრაბგერითი დახმარებითი ექსტრაქცია ჩატარდა პრობის ტიპის ულტრაბგერით აპარატში სონოტროდის გამოყენებით (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, იხ. ქვემოთ სურათი). დაფქვილი როზმარინისა და აბსოლუტური ეთანოლის ნარევი (1:3 w/v) მოთავსდა ორმაგკედლიან რეაქტორში და ექვემდებარა ულტრაბგერას 750 W-ზე 10 წთ-ის განმავლობაში. ექსტრაქციის ტემპერატურა რეგულირდებოდა 25°C-ზე. ულტრაბგერითი ექსტრაქტი ცენტრიფუგირდა 4000 rpm-ზე 10 წთ-ის განმავლობაში. სუპერნატანტი ამოიღეს და კონცენტრირდა ვაკუუმში როტაციული ვაკუუმ-ამაორთქლებლის გამოყენებით.

ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სქემა, რომელიც იყენებს Hielscher პრობის ტიპის ულტრაბგერით აპარატ UIP1000hdT ბოტანიკური მასალების პარტიული ექსტრაქციისთვის.
(სურათი: © Petigny et al., 2013)

კერძოდ, ულტრაბგერითმა ექსტრაქციამ წარმოქმნა ექსტრაქტები საერთო ფენოლური ნაერთების, ფლავონოიდებისა და კაროტინოიდების უფრო მაღალი კონცენტრაციებით, ასევე უფრო მაღალი ანტიოქსიდანტური აქტივობით, მაკერაციასთან შედარებით. გარდა ამისა, ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იყო უფრო ეფექტური მეთოდი, რომელიც წარმოქმნიდა ექსტრაქტის უფრო მაღალ გამოსავლიანობას უფრო მოკლე დროში.
ავტორები დაასკვნიან, რომ ექსტრაქციის მეთოდის შერჩევა არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც უნდა გათვალისწინდეს როზმარინის ექსტრაქტების წარმოებისას, რომლებიც გამოიყენება საკვებ, კოსმეტიკურ და ფარმაცევტულ მრეწველობაში. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის პერსპექტიული ექსტრაქციის მეთოდი, რომელმაც შეიძლება წარმოქმნას უფრო ძლიერი და ეფექტური ექსტრაქტები უფრო მაღალი გამოსავლიანობით.
სამეცნიერო ჯგუფმა დაასკვნა, რომ „გამოკვლეულ ექსტრაქტებს შორის, ულტრაბგერითად ექსტრაჰირებულმა როზმარინმა აჩვენა უფრო მაღალი ანტიოქსიდანტური აქტივობა ანტიოქსიდანტური აქტივობის ორივე ტესტის მიხედვით. ეს დაკავშირებული იყო უფრო მაღალ მთლიან ფენოლურ შემცველობასთან და, კერძოდ, კარნოსის მჟავასა და როზმარინის მჟავას შემცველობასთან. გარდა ამისა, ოქსიდაციური სტრესის ქვეშ მყოფ ადამიანის ფიბროლბლასტურ უჯრედებში ტესტირებისას, ჩვენმა ულტრაბგერითმა ექსტრაქტმა აჩვენა ძლიერი ანტიოქსიდანტური აქტივობა გალის მჟავასა და N-აცეტილცისტეინთან შედარებით. შესაბამისად, სინთეზური ანტიოქსიდანტების ჩანაცვლების მიზნით, ჩვენი ულტრაბგერითად მომზადებული როზმარინის ექსტრაქტი, ანტიოქსიდანტების ბუნებრივი წყარო, შესაძლოა საინტერესო იყოს რამდენიმე სამრეწველო გამოყენებისთვის.“

როზმარინის ექსტრაქტების ანტიოქსიდანტური აქტივობა. ლურჯი სვეტები: 60°C-ზე დისტილირებული წყლის გამოყენებით; ნარინჯისფერი სვეტები: ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ.
(კვლევა და გრაფიკა: Suchkova et al., 2021)

მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი აპარატები როზმარინისა და მცენარეული ექსტრაქციისთვის

Hielscher Ultrasonics აწარმოებს და აწვდის მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ნებისმიერი სიმძლავრისა და ზომის. ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისა და ექსტრაქტორების პორტფელი მოიცავს ხელში საჭიდავ, პორტატულ მოწყობილობებიდან დაწყებული, სრულად ინდუსტრიული წარმოების სისტემებით, რომლებიც განკუთვნილია დიდი მოცულობების ინლაინ დამუშავებისთვის კომერციული მასშტაბით.

დიზაინი, წარმოება და კონსულტირება – ხარისხი, დამზადებულია გერმანიაში

Hielscher-ის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ცნობილია თავიანთი უმაღლესი ხარისხისა და დიზაინის სტანდარტებით. გამძლეობა და მარტივი ექსპლუატაცია საშუალებას იძლევა, ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები მარტივად ინტეგრირდეს ინდუსტრიულ დაწესებულებებში. Hielscher-ის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები მარტივად უძლებენ მძიმე პირობებსა და მოთხოვნად გარემოს.

Hielscher Ultrasonics არის ISO სერტიფიცირებული კომპანია, რომელიც განსაკუთრებულ მნიშვნელობას ანიჭებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს, რომლებიც გამოირჩევა თანამედროვე ტექნოლოგიებითა და გამოყენების სიმარტივით. რა თქმა უნდა, Hielscher-ის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები შეესაბამება CE სტანდარტებს და აკმაყოფილებს UL, CSA და RoHs მოთხოვნებს.
დაგვიკავშირდით ახლავე! ჩვენი კარგად მომზადებული, მრავალწლიანი გამოცდილების მქონე ტექნიკური პერსონალი სიამოვნებით იმსჯელებს თქვენს ექსტრაქციის პროცესზე და დაგირჩევთ ყველაზე შესაფერის ულტრაბგერით ექსტრაქტორს!

ქვემოთ მოცემული ცხრილი გიჩვენებთ ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დამუშავების სავარაუდო წარმადობას: