Rozmarīna ekstrakcija, izmantojot jaudas ultraskaņu

Rozmarīns ir smaržīgs, mūžzaļš augs, kas bagāts ar bioaktīviem savienojumiem un ēteriskajām eļļām, ko izmanto medicīnas, pārtikas un kosmētikas līdzekļos. Ultraskaņas ekstrakcija ir viegla, bet ļoti efektīva metode, lai izolētu bioaktīvos savienojumus un ēteriskās eļļas no rozmarīna un citiem augiem. Ultraskaņas ekstrakcija dod augstāku ražu un izcilu ekstrakta kvalitāti īsā apstrādes laikā.

Rozmarīna ekstrakta ražošana ar ultrasonication

Ultrasonikatori ir ļoti efektīvi, ja runa ir par botānisko ekstraktu ražošanu. Ultraskaņa ir viegla, netermiska ekstrakcijas tehnika, kas ļauj maigi apstrādāt un izolēt smalkas bioaktīvas molekulas no augiem. Tā kā ultraskaņas apstrāde attiecas tikai uz tīri mehāniskiem spēkiem, tiek novērsta karstumjutīgu molekulu bojāšana. Tas ļauj sagatavot pilna spektra ekstraktu, kas satur daudzus bioaktīvus savienojumus, kas savstarpēji mijiedarbojas un rada tā saukto pavadoņa efektu. Piemēram, ultraskaņas rozmarīna ekstrakts satur lielu daudzumu bioaktīvo molekulu, piemēram, karnozskābi, karnozolu, rosmarīnskābi, oleanolskābi, ursolskābi, kamparu, 1,8-cineolu, p-kumarskābi un kofeīnskābi.
Lai iegūtu rozmarīna ekstraktu, bioaktīvie savienojumi tiek izolēti no rozmarīna auga adatām līdzīgajām lapām (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). To parasti izmanto kā dabisku konservantu un aromatizētāju pārtikas un kosmētikas rūpniecībā.
 

Rozmarīna ekstrakts satur vairākus bioaktīvus savienojumus, tostarp antioksidantus, piemēram, karnozskābi un rosmarīnskābi, kuriem ir pierādītas pretiekaisuma, pretmikrobu un pretvēža īpašības. Šīs īpašības padara rozmarīna ekstraktu noderīgu, lai saglabātu pārtikas produktu svaigumu un kvalitāti, kā arī nodrošinātu potenciālus ieguvumus veselībai uztura bagātinātājos un dabiskos līdzekļos.
Pārtikas rūpniecībā rozmarīna ekstrakts bieži tiek pievienots pārstrādātai gaļai, ceptiem izstrādājumiem un uzkodu ēdieniem, lai pagarinātu to glabāšanas laiku un novērstu oksidēšanos. To izmanto arī kā dabisku aromatizētāju mērcēs, mērcēs un marinādēs.
Kosmētikas rūpniecībā rozmarīna ekstrakts tiek izmantots ādas kopšanas un matu kopšanas līdzekļos tā antioksidantu un pretiekaisuma īpašību dēļ, kas var palīdzēt aizsargāt un barot ādu un matus. Dažos kosmētikas līdzekļos to izmanto arī kā dabisku aromātu un krāsvielu.

Šūnu sienas traucējumu mehānisms (a) šūnu sienas pārrāvums kavitācijas dēļ. b) šķīdinātāja difūzija šūnu struktūrā.
(Attēls adaptēts no Shirsath et al., 2012)

Kā rozmarīna ekstrakta ražošana darbojas, izmantojot zondes tipa ultrasonikatoru?

Rozmarīna ekstrakta ražošana, izmantojot zondes tipa ultrasonikatoru, parasti ietver šādas darbības:

1. Rozmarīna sagatavošana: Rozmarīna lapas notīra, žāvē un sasmalcina smalkā pulverī.
2. Ekstrakcijas: Zemes rozmarīna pulveris tiek sajaukts ar šķīdinātāju, piemēram, etanolu vai ūdeni, un maisījums tiek apstrādāts ar ultraskaņu, izmantojot zondes tipa ultrasonikatoru. Ultrasonicator izmanto augstas frekvences skaņas viļņus, lai radītu kavitācijas burbuļus, kas palīdz sadalīt augu materiālu un atbrīvot aktīvos savienojumus.
3. Filtrēšanas: Maisījumu filtrē, lai noņemtu atlikušo augu materiālu, atstājot šķidru ekstraktu.
4. Koncentrācija: Šķidro ekstraktu koncentrē, izmantojot rotācijas ietvaicētāju vai citu piemērotu metodi, lai palielinātu aktīvo savienojumu koncentrāciju.
5. Žāvēšanas: Koncentrēto ekstraktu žāvē, izmantojot piemērotu metodi, piemēram, žāvēšanu ar izsmidzināšanu vai žāvēšanu ar saldēšanas metodi (liofilizācija), lai iegūtu ekstraktu sausā pulvera veidā.
6. Iepakojums: Pēc tam sauso pulveri iepako un uzglabā vēsā, sausā vietā, līdz tas ir gatavs lietošanai.

Zondes tipa ultrasonikatora izmantošana ekstrakcijas procesā ļauj efektīvāk un efektīvāk ekstrahēt aktīvos savienojumus no rozmarīna lapām, kā rezultātā tiek iegūts augstākas kvalitātes ekstrakts ar lielāku labvēlīgo savienojumu koncentrāciju. Turklāt šo metodi var izmantot plašā mērogā, padarot to piemērotu komerciālai ražošanai. Hielscher ultrasonikatori ļauj precīzi kontrolēt procesa parametrus un lineāri palielināt ekstrakcijas procesu līdz jebkuram vēlamajam tilpumam.

Zinātniski pierādīts ultraskaņas rozmarīna ekstrakcijas pārākums

Savā zinātniski pētnieciskajā ziņojumā Dhoubi et al. (2020) pēta dažādu ekstrakcijas metožu ietekmi uz Rosmarinus officinalis L. ekstraktu ķīmisko sastāvu un antioksidantu iedarbību. Viņi salīdzina trīs ekstrakcijas metodes: superkritiskā šķidruma ekstrakcija, ultraskaņas ekstrakcija (AAE), izmantojot Hielscher ultrasonicator UIP1000hdT un mikroviļņu ekstrakcija (MAE).

Pētījuma spilgtākie mirkļi:

• Autori atklāja, ka ekstrakcijas metode būtiski ietekmēja rozmarīna ekstraktu ķīmisko sastāvu un antioksidantu iedarbību. Salīdzinot ar citām gan superkritiskā šķidruma ekstrakcijas, gan mikroviļņu krāsns ekstrakcijas metodēm, ultraskaņas ekstrakcija sniedza vislabākos rezultātus.
• Rozmarīna ultraskaņas ekstrakts ar etanolu bija ļoti bagāts ar polifenoliem.
• Ar ultraskaņu īsā laika ekstrakcijā (10 minūtes) tika novērota augstāka antioksidantu spēja.

Protokols ultraskaņas rozmarīna ekstrakcijai

Ultraskaņas ekstrakcija tika veikta zondes tipa ultrasonicatorā, izmantojot sonotrode (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, skatīt attēlu zemāk). Rozmarīna pulvera un absolūtā etanola maisījums (1:3 w/v) tika ievietots dubultā apvalka reaktorā un 10 minūtes pakļauts ultraskaņai pie 750 W. Ekstrakcijas temperatūra tika regulēta 25 ° C temperatūrā. Ultraskaņas ekstrakts tika centrifugēts pie 4000 apgr./min 10 minūtes. Centrifugātu atdala un koncentrē vakuumā, izmantojot rotācijas vakuuma ietvaicētāju.

Ultraskaņas ekstrakcijas iestatīšana, izmantojot Hielscher zondes tipa ultrasonicator UIP1000hdT botānisko vielu partijas ekstrakcijai.
(attēls: © Petigny et al., 2013)

Konkrēti, ultraskaņas ekstrakcija radīja ekstraktus ar augstāku kopējo fenola savienojumu, flavonoīdu un karotinoīdu koncentrāciju, kā arī augstāku antioksidantu aktivitāti, salīdzinot ar macerāciju. Turklāt ultraskaņas ekstrakcija bija efektīvākas metodes, radot augstāku ekstrakta ražu īsākā laika periodā.
Autori secina, ka ekstrakcijas metodes izvēle ir svarīgs faktors, kas jāņem vērā, ražojot rozmarīna ekstraktus izmantošanai pārtikas, kosmētikas un farmācijas rūpniecībā. Ultraskaņas ekstrakcija ir daudzsološa ekstrakcijas metode, kas var radīt spēcīgākus un efektīvākus ekstraktus ar augstāku ražu.
Pētnieku grupa secināja, ka “Starp pētītajiem ekstraktiem ultrasoniski ekstrahētajam rozmarīnam bija augstāka antioksidanta aktivitāte saskaņā ar abiem antioksidantu aktivitātes testiem. Tas bija saistīts ar augstāku kopējo fenola saturu un jo īpaši karnozīnskābes un rosmarīnskābes saturu. Turklāt, pārbaudīts fibroblastu cilvēka šūnās, kas pakļautas oksidatīvajam stresam, mūsu ultraskaņas ekstrakts veica spēcīgu antioksidantu aktivitāti, salīdzinot ar galskābi un N-acetilcisteīnu. Tādējādi, cenšoties aizstāt sintētiskos antioksidantus, mūsu ultrasoniski sagatavotais rozmarīna ekstrakts, dabisks antioksidantu avots, var būt interesants vairākiem rūpnieciskiem lietojumiem.”

Rozmarīna ekstraktu antioksidanta aktivitāte. Zilās kolonnas: 60 °C temperatūrā, izmantojot destilētu ūdeni; Oranžās kolonnas: pēc ultraskaņas apstrādes.
(pētījums un grafiks: Suchkova et al., 2021)

Augstas veiktspējas ultrasonikatori rozmarīna un augu ekstrakcijai

Hielscher Ultrasonics ražo un piegādā augstas veiktspējas ultrasonikatorus ar jebkuru jaudu un izmēru. Mūsu ultraskaņas homogenizatoru un nosūcēju portfelis svārstās no rokas, pārnēsājamām ierīcēm līdz pilnībā rūpnieciskām ražošanas sistēmām, lai komerciālā mērogā iekļautu lielu apjomu apstrādi.

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Sazinieties ar mums tūlīt! Mūsu labi apmācītie, ilgi pieredzējušie tehniskie darbinieki ar prieku apspriedīs jūsu ekstrakcijas procesu ar jums un ieteiks jums vispiemērotāko ultraskaņas nosūcēju!

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: