Ziedu ekstrakcija – saudzīga apstrāde un augsts iznākums, izmantojot ultraskaņu

Neatkarīgi no tā, vai vēlaties pagatavot absolūtu, ar ziediem aromatizētu ūdeni vai ziedu hidrolātu, apstrāde ar ultraskaņu palīdz palielināt ziedu ekstrakta iznākumu. Uzziniet, kāpēc apstrāde ar ultraskaņu ir ideāla ekstrakcijas metode jutīgo biomolekulu un ēterisko eļļu izolēšanai no ziediem un ziedlapiņām.

Apstrāde ar ultraskaņu kā ideāla ekstrakcijas metode biomolekulu un ēterisko eļļu iegūšanai no ziediem

Tā kā ziedi satur daudz smaržīgu, garšu piešķirošu un terapeitiski aktīvu savienojumu, kurus var izmantot kā zāļu, pārtikas, kosmētikas un uztura bagātinātāju sastāvdaļas, tie ir ļoti pieprasīta izejviela iedarbīgu ekstraktu iegūšanai. Ultraskaņas ekstrakcija ir iedarbīga metode vēlamo vielu izolēšanai no ziediem. Ziedi ir ļoti jutīga auga daļa, un tādēļ ar tiem jārīkojas īpaši saudzīgi. Šeit priekšplānā izvirzās ultraskaņas nodrošinātie saudzīgie ekstrakcijas apstākļi. Kā netermiska, precīzi kontrolējama ekstrakcijas metode apstrāde ar ultraskaņu nodrošina augstu ziedu ekstraktu iznākumu. Izcila ekstrakta kvalitāte un augsta efektivitāte ir galvenās augu izejvielu ultraskaņas ekstrakcijas īpašības.

Šajā īsajā video demonstrējam rožūdens pagatavošanu no svaigām rožu ziedlapiņām, izmantojot zondes tipa sonikatoru UP200Ht. Fitoķīmisko savienojumu ultraskaņas ekstrakciju uzskata par mūsdienīgu metodi, kas nodrošina visaugstāko efektivitāti jutīgu bioaktīvo savienojumu un aromātisko molekulu izolēšanā.

Rožūdens iegūšana ar ultraskaņu – soli pa solim

Lai pagatavotu rožūdeni, kā parādīts iepriekš redzamajā videoklipā, ievērojiet šeit sniegtos norādījumus:

Vispirms rūpīgi izvēlieties svaigas rozes (Rosa damascena) un atdaliet ziedlapiņas no zieda auglenīcas. Sagrieziet ziedlapiņas mazākos gabaliņos, lai palielinātu virsmas laukumu.
Tā kā vēlamies pagatavot rožūdeni, par šķīdinātāju izmantojam attīrītu ūdeni.
Ievietojiet ziedlapiņas stikla vārglāzē un pievienojiet ūdeni. Videoklipā izmantojam 10 lielas ziedlapiņas un 200mL ūdens.
Sagatavojiet ultraskaņas apstrādes ierīci UP200Ht: cieši nostipriniet sonotrodi S26d14. Tā kā ziedlapiņas ir ļoti jutīga auga daļa, iestatām amplitūdu uz 70%, lai ultraskaņas ekstrakcijas laikā saglabātos visas biomolekulas.
Iegremdējiet zondi stikla vārglāzē un ieslēdziet ultraskaņas apstrādes ierīci. Apstrādājiet ar ultraskaņu aptuveni 90 sekundes.
Pēc apstrādes ar ultraskaņu filtrējiet maisījumu, lai atdalītu cietās atliekas un iegūtu dzidru un smaržīgu rožūdeni.
Iepildiet rožūdeni sterilos uzglabāšanas traukos un glabājiet to vēsā, tumšā vietā, lai saglabātu tā kvalitāti un pagarinātu derīguma termiņu.
Izmantojiet rožūdeni kulinārijā vai kosmētikā.

Ultraskaņas ekstraktors UP400St un rotācijas iztvaicētājs augu izejvielu ekstrakcijai.

Ultraskaņas apstrādes ierīce UP400ST augu izejvielu ekstrakcijai un rotācijas ietvaicētājs ekstrakta pēcapstrādei/koncentrēšanai.

Ēterisko eļļu ekstrakcija, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu

Ar ultraskaņu veicināta hidrodestilācija ir progresīva ekstrakcijas metode, kurā tradicionālā hidrodestilācija apvienota ar ultraskaņas tehnoloģiju. Šajā metodē ultraskaņas viļņi izraisa kavitāciju, veidojot mazus, ar tvaiku pildītus burbulīšus, kas implodē, radot mikrostrūklas un turbulenci. Šī iedarbība veicina daļiņu sairšanu, virsmas plaisāšanu un sajaukšanos, tādējādi ievērojami palielinot masas pārneses ātrumu.
Process ietver arī visa apstrādājamā tilpuma sildīšanu, kas paātrina ūdens iztvaikošanu un uzlabo siltuma pārnesi. Šī kombinētā pieeja samazina ekstrakcijas laiku, enerģijas patēriņu un šķīdinātāju izmantošanu, padarot ar ultraskaņu veicinātu hidrodestilāciju efektīvāku un videi draudzīgāku salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm.
Ar ultraskaņu veicinātas hidrodestilācijas galvenās priekšrocības ir:

Augstāka ekstrakcijas efektivitāte: Uzlabota ēterisko eļļu un vērtīgo bioaktīvo savienojumu izdalīšanās.
Mazāks laika un enerģijas patēriņš: Īsāks ekstrakcijas laiks un mazāks enerģijas patēriņš.
Uzlabota kvalitāte: Savienojumu integritātes saglabāšana, pateicoties saudzīgiem apstrādes apstākļiem.
Ekspluatācijas priekšrocības: Droša ekspluatācija, īsāks palaišanas laiks, mazāki iekārtu izmēri un mazāk apstrādes posmu.

Iepriekš redzamajos salīdzinošajos skenējošās elektronu mikroskopijas (SEM) attēlos parādīta ar hidrodestilāciju (pa kreisi) un ar ultraskaņas palīdzību veiktu hidrodestilāciju (pa labi) apstrādātu Satureja lapu šūnu struktūra, atklājot ievērojami efektīvāku šūnu sieniņu sagraušanu, apstrādājot ar ultraskaņu.

Satureja lapu skenējošās elektronu mikroskopijas (SEM) attēli: (A) pēc 4 stundu hidrodestilācijas un (B) pēc 60 min. ilgas sono-clevenger apstrādes.
Pētījums un attēli: Rasouli et al., 2021

Iepriekš redzamie salīdzinošie SEM attēli parāda ar hidrodestilāciju (pa kreisi) un ultraskaņas veicinātu hidrodestilāciju (pa labi) apstrādātu Satureja lapu šūnu struktūru un atklāj ievērojami efektīvāku šūnu sieniņu sagraušanu, apstrādājot ar ultraskaņu. Tādējādi ultraskaņas hidrodestilācija uzlabo ēterisko eļļu ekstrakciju par aptuveni 40 % salīdzinājumā ar parasto hidrodestilāciju.

Atklājiet, kā radīt izcilus garšas piedzīvojumus ar ultraskaņas aromatizēšanu! Šajā video parādām, kā pagatavot gardu etiķi ar plūškoka ziedu garšu, izmantojot Hielscher sonikatoru UP200Ht. Veicot augstas veiktspējas ultraskaņas apstrādi ar zondi, spēcīgi ultraskaņas viļņi ekstrahē un pārnes garšvielas šķidrumā efektīvāk nekā tradicionālās metodes. Izbaudiet izteiktāku aromātu, intensīvāku garšu un ātrus rezultātus – lieliski piemērots gardēžu ēdienu un dzērienu radīšanai. Protams, ultraskaņas aromatizēšana ir piemērota jebkuram augu izcelsmes aromātam un jebkuriem šķidrumiem, piemēram, dzērieniem, stiprajiem alkoholiskajiem dzērieniem, šķidrām piedevām, mērcēm un sīrupiem.

Ultraskaņas aparāti ziedu ekstraktu ražošanai

Hielscher ultraskaņas aparāti ir pazīstami ar savu izcilo sniegumu puķu un ziedu ražošanā, jo īpaši pateicoties to uzlabotajām homogenizācijas un ekstrakcijas iespējām. Piedāvājot visu izmēru un apstrādes jaudu ultraskaņas aparātus – no 50 vatiem līdz pat 16 000 vatiem uz vienu ultraskaņas aparātu –, Hielscher augstas veiktspējas ultraskaņas aparāti nodrošina efektīvu un precīzu bioaktīvo savienojumu, ēterisko eļļu un smaržvielu ekstrakciju no augu materiāliem. Izmantojot vismodernāko ultraskaņas tehnoloģiju, Hielscher ultraskaņas aparāti nodrošina optimālu ekstraktu iznākumu un kvalitāti, padarot tos neaizstājamus augstvērtīgu augu produktu, smaržvielu, aktīvo sastāvdaļu un uztura bagātinātāju ražošanā. Turklāt to izturīgā konstrukcija un lietotājam draudzīgā saskarne padara tos ideāli piemērotus kvalitātes novērtēšanai, nodrošinot uzticamus un reproducējamus rezultātus gan pētniecībā, gan rūpniecībā.

Kāpēc Hielscher Ultrasonics?

augsta efektivitāte
vismodernākā tehnoloģija
uzticamība un izturība
regulējama, precīza procesa vadība
apstrāde pa partijām un plūsmā
jebkuram tilpumam
vieda programmatūra
viedās funkcijas (piem., programmēšanas iespēja, datu protokolēšana, tālvadība)
vienkārša un droša lietošana
nelielas apkopes prasības
CIP (tīrīšana uz vietas)

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte

Hielscher ultraskaņas aparāti ir labi pazīstami ar saviem visaugstākajiem kvalitātes un projektēšanas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas aparātus netraucēti integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas aparāti viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas aparātiem ar vismodernāko tehnoloģiju un lietotājam draudzīgu lietošanu. Protams, Hielscher ultraskaņas aparāti atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.

Šajā prezentācijā iepazīstinām ar augu ekstraktu ražošanu. Skaidrojam augstas kvalitātes augu ekstraktu ražošanas izaicinājumus un to, kā sonikators var palīdzēt tos pārvarēt. Prezentācijā parādīts, kā darbojas ekstrakcija ar ultraskaņu. Uzzināsiet, kādus ieguvumus sniedz sonikatora izmantošana ekstrakcijai un kā iekļaut ultraskaņas ekstraktoru savā ekstraktu ražošanas procesā.

Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!

Pārvariet augu izejvielu ekstrakcijas jaudas ierobežojumus ar Hielscher Ultrasonics! Ultraskaņas ekstrakciju var lineāri mērogot līdz jebkuram ražošanas apjomam.

Ultraskaņas ekstrakcijas procesus var lineāri mērogot līdz jebkurai ražošanas jaudai. Ultraskaņas ekstraktorus var darbināt partiju un plūsmas režīmā.

Saistītās tēmas

Noderīgi fakti

Kāda ir atšķirība starp rožūdeni, rožu absolūtu un rožu hidrolātu?

Rožūdeni, rožu absolūtu un rožu hidrolātu iegūst no rozēm, taču tie atšķiras pēc ražošanas metodēm un ķīmiskā sastāva.

Rožūdens: Rožūdens ir blakusprodukts tvaika destilācijas procesā, ko izmanto rožu ēteriskās eļļas iegūšanai. Tas satur rožu ziedlapu ūdenī šķīstošās sastāvdaļas, kas tam piešķir maigu ziedu smaržu un garšu. Patīkamās smaržas un potenciālā labvēlīgā ietekmējuma uz veselību dēļ rožūdeni plaši izmanto kulinārijā, ādas kopšanas līdzekļos un aromterapijā.
Lai uzzinātu vairāk par ar ultraskaņu intensificētu hidrodestilāciju, noklikšķiniet šeit!

Rožu absolūts: Rožu absolūts ir aromātiska eļļa, ko iegūst no rožu ziedlapām, veicot ekstrakciju ar šķīdinātāju, parasti heksānu vai citu šķīdinātāju. Šī metode ļauj efektīvāk ekstrahēt smaržīgos savienojumus no ziedlapām, iegūstot ļoti koncentrētu un smaržīgu eļļu.
Rožu absolūtu plaši izmanto parfimērijā un augstākās klases kosmētikas līdzekļos tā intensīvās un noturīgās ziedu smaržas dēļ.

Rožu hidrolāts (rožu ziedūdens):
Rožu hidrolāts, ko dēvē arī par rožu ziedūdeni, rožu hidrosolu vai rožu destilātu, ir ūdens, kas paliek pēc rožu ziedlapu destilācijas ar ūdens tvaiku, lai iegūtu rožu ēterisko eļļu. Tas satur ūdenī šķīstošus augu savienojumus, kā arī daļu ēteriskās eļļas molekulu, kas tam piešķir maigu smaržu un ārstnieciskas īpašības. Rožu hidrolātam ir līdzīgs aromāta profils, taču tā sastāvs ir vairāk atšķaidīts un tā pamatā ir ūdens.
Rožu hidrolātu bieži izmanto ādas kopšanā kā toniku, sejas aerosolu vai kosmētisko līdzekļu sastāvdaļu tā mitrinošo, nomierinošo un atsvaidzinošo īpašību dēļ.

Katru no šiem rožu izcelsmes šķidrumiem var iegūt ar ultraskaņas ekstrakciju, un katram ir unikālas īpašības un priekšrocības, kas to padara par vērtīgu sastāvdaļu kulinārijā, kosmētikā un ārstniecībā.

Ultraskaņas ekstrakcija ir visefektīvākā metode augstas kvalitātes augu ekstraktu ražošanai. Hielscher Ultrasonics ražo vispilnveidotākās ultraskaņas apstrādes ierīces šķidrumu apstrādei, piemēram, augu izejvielu ekstrakcijai.

Ultraskaņas ekstrakciju izmanto bioaktīvo savienojumu izolēšanai no augiem.

Bioaktīvie savienojumi augu ekstraktos

Bioaktīvie savienojumi ir dabiskas ķīmiskas vielas, kas sastopamas augos, dzīvniekos un citos organismos un iedarbojas uz dzīvajiem audiem. Tiem ir nozīmīga loma veselības veicināšanā un slimību profilaksē. Šos savienojumus kopumā var iedalīt vairākās kategorijās pēc to ķīmiskās struktūras un bioloģiskajām funkcijām. Galvenie bioaktīvo savienojumu veidi ir šādi:

Polifenoli
Polifenoli ir daudzveidīga savienojumu grupa, kas pazīstama ar savām antioksidatīvajām īpašībām. Tos var sīkāk iedalīt vairākās klasēs:
Flavonoīdi: Ietver flavonolus (piem., kvercetīnu), flavonus (piem., luteolīnu), flavanonus (piem., hesperidīnu), flavanolus (piem., katehīnus), izoflavonus (piem., genisteīnu) un antocianīnus (piem., cianidīnu).
Fenolskābes : Ietver hidroksibenzoskābes (piem., gallusskābi) un hidroksikanēļskābes (piem., kafijskābi).
Tanīni: Kondensētie tanīni (proantocianidīni) un hidrolizējamie tanīni (gallotanīni).
Stilbēni: Resveratrols ir vislabāk zināmais stilbēns.
Lignāni: Sastopami sēklās, īpaši linsēklās (piem., sekoizolaricirezinols).
Terpenoīdi
Terpenoīdi, ko sauc arī par izoprenoīdiem, veidojas no izoprēna vienībām ar pieciem oglekļa atomiem un ietver:
Karotinoīdi: Ietver karotīnus (piem., β-karotīnu) un ksantofilus (piem., luteīnu, zeaksantīnu).
Monoterpēni: Piemēram, limonēns un mentols.
Seskviterpēni: Piemēram, kurkumīns.
Diterpēni: Piemēram, taksols.
Triterpēni: Piemēram, saponīni un sterīni (piem., β-sitosterīns).
Tetraterpēni: Piemēram, likopēns un astaksantīns.
Alkaloīdi
Alkaloīdi ir slāpekli saturoši savienojumi, kuriem bieži ir izteikta fizioloģiska iedarbība:
Pirolidīna un piperidīna alkaloīdi : Piemēram, nikotīns.
Tropāna alkaloīdi : Piemēram, atropīns un kokaīns.
Hinolīna alkaloīdi : Piemēram, hinīns.
Izohinolīna alkaloīdi : Piemēram, morfīns un kodeīns.
Indola alkaloīdi : Piemēram, strihnīns un rezerpīns.
Imidazola alkaloīdi : Piemēram, pilokarpīns.
Piridīna alkaloīdi : Piemēram, piperīns.
Glikozīdi
Glikozīdi sastāv no cukura daļas, kas saistīta ar necukura daļu (aglikonu). Tie ietver:
Sirds glikozīdi : Piemēram, digoksīns.
Antrahinona glikozīdi : Piemēram, aloīns.
Flavonoīdu glikozīdi : To aglikons ir flavonoīds (piem., rutīns).
Saponīni
Saponīni ir glikozīdi ar ziepēm līdzīgām īpašībām:
Steroīdie saponīni : Sastopami tādos augos kā jamsi (piem., diosgenīns).
Triterpenoīdie saponīni : Sastopami pākšaugos (piem., sojasaponīni).
Sēru saturoši organiskie savienojumi
Šie savienojumi satur sēru un sniedz ievērojamus ieguvumus veselībai:
Glikozinolāti : Sastopami krustziežu dārzeņos (piem., sulforafāns).
Tiosulfināti : Piemēram, alicīns no ķiplokiem.
Vitamīni
Vitamīni ir organiski savienojumi, kas nelielā daudzumā nepieciešami veselībai:
Taukos šķīstošie vitamīni : Ietver A vitamīnu (retinoīdus), D vitamīnu (kalciferolus), E vitamīnu (tokoferolus un tokotrienolus) un K vitamīnu (filohinonu un menahinonus).
Ūdenī šķīstošie vitamīni : Ietver B grupas vitamīnus (piem., B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) un C vitamīnu (askorbīnskābi).
Taukskābes
Taukskābēm, īpaši neaizstājamajām taukskābēm, ir būtiska nozīme veselībā:
Omega-3 taukskābes: piemēram, eikozapentaēnskābe (EPA) un dokozaheksaēnskābe (DHA).
Omega-6 taukskābes: piemēram, linolskābe (LA) un arahidonskābe (AA).
Peptīdi un olbaltumvielas
Bioaktīvajiem peptīdiem un olbaltumvielām ir dažāda fizioloģiskā iedarbība:
Pretmikrobu peptīdi: piemēram, defensīni.
Enzīmu inhibitori: piemēram, ACE inhibitori no piena olbaltumvielām.
Polisaharīdi
Polisaharīdiem piemīt imūnmodulējoša iedarbība un citas veselībai labvēlīgas īpašības:
β-glikāni: atrodami auzās un sēnēs.
Glikozaminoglikāni: piemēram, hialuronskābe un hondroitīna sulfāts.

Katrs no šiem bioaktīvajiem savienojumiem sniedz plašu labvēlīgās iedarbības klāstu – no antioksidatīvas aktivitātes līdz pretiekaisuma iedarbībai. Apstrāde ar ultraskaņu ir ļoti efektīva metode šo bioaktīvo savienojumu izdalīšanai no augiem.

Literatūra / Atsauces

Turrini, F.; Beruto, M.; Mela, L.; Curir, P.; Triglia, G.; Boggia, R.; Zunin, P.; Monroy, F. (2021): Ultrasound-Assisted Extraction of Lavender (Lavandula angustifolia Miller, Cultivar Rosa) Solid By-Products Remaining after the Distillation of the Essential Oil. Applied Sciences 11, 2021.
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.
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.
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.