Extractie van rozemarijn met ultrageluid

Rozemarijn is een geurig, groenblijvend kruid dat rijk is aan bioactieve bestanddelen en essentiële oliën, die worden gebruikt in medicinale, voedings- en cosmetische producten. Ultrasone extractie is een milde, maar zeer efficiënte techniek om bioactieve bestanddelen en essentiële oliën uit rozemarijn en andere kruiden te isoleren. Ultrasone extractie geeft een hogere opbrengst en superieure extractkwaliteit binnen een korte verwerkingstijd.

Productie van rozemarijnextract met ultrasoonbehandeling

Ultrasone apparaten zijn zeer efficiënt als het gaat om de productie van botanische extracten. Ultrasoon geluid is een milde, niet-thermische extractietechniek die een zachte verwerking en isolatie van delicate bioactieve moleculen uit planten mogelijk maakt. Omdat sonicatie alleen puur mechanische krachten toepast, wordt beschadiging van warmtegevoelige moleculen vermeden. Dit maakt het mogelijk om extracten met een volledig spectrum te bereiden die talrijke bioactieve verbindingen bevatten, die met elkaar interageren en resulteren in het zogenaamde entourage-effect. Ultrasoon rozemarijnextract bevat bijvoorbeeld grote hoeveelheden bioactieve moleculen zoals carnosinezuur, carnosol, rosmarinezuur, oleanolzuur, ursolzuur, kamfer, 1,8-cineol, p-cumarinezuur en cafeïnezuur.
Om een rozemarijnextract te produceren, worden bioactieve bestanddelen geïsoleerd uit de naaldachtige bladeren van de rozemarijnplant (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Het wordt vaak gebruikt als een natuurlijk conserveermiddel en smaakstof in de voedingsmiddelen- en cosmetica-industrie.
 

Rozemarijnextract bevat verschillende bioactieve bestanddelen, waaronder antioxidanten zoals carnosinezuur en rosmarinezuur, waarvan is aangetoond dat ze ontstekingsremmende, antimicrobiële en kankerwerende eigenschappen hebben. Deze eigenschappen maken rozemarijnextract nuttig voor het behouden van de versheid en kwaliteit van voedingsmiddelen, maar ook voor het bieden van potentiële gezondheidsvoordelen in voedingssupplementen en natuurlijke remedies.
In de voedingsindustrie wordt rozemarijn extract vaak toegevoegd aan vleeswaren, gebakken producten en snacks om de houdbaarheid te verlengen en oxidatie te voorkomen. Het wordt ook gebruikt als natuurlijke smaakstof in sauzen, dressings en marinades.
In de cosmetische industrie wordt rozemarijn extract gebruikt in huid- en haarverzorgingsproducten vanwege de antioxiderende en ontstekingsremmende eigenschappen, die kunnen helpen om de huid en het haar te beschermen en te voeden. Het wordt ook gebruikt als natuurlijke geur- en kleurstof in sommige cosmetische producten.

Het mechanisme van celwandverstoring (a) breken van de celwand door cavitatie. (b) diffusie van oplosmiddel in de celstructuur.
(Grafiek aangepast van Shirsath et al., 2012)

Hoe werkt de productie van rozemarijnextract met een ultrasoonapparaat van het probe-type?

De productie van rozemarijnextract met behulp van een ultrasoonapparaat van het probe-type omvat gewoonlijk de volgende stappen:

1. Bereiding van de rozemarijn: De rozemarijnblaadjes worden schoongemaakt, gedroogd en vermalen tot een fijn poeder.
2. Extractie: Het gemalen rozemarijnpoeder wordt gemengd met een oplosmiddel zoals ethanol of water, en het mengsel wordt gesoneerd met behulp van een ultrasone sensor. De ultrasoon maakt gebruik van geluidsgolven met een hoge frequentie om cavitatiebelletjes te creëren, die helpen om het plantenmateriaal af te breken en de actieve bestanddelen vrij te maken.
3. Filtratie: Het mengsel wordt gefilterd om eventueel achtergebleven plantenmateriaal te verwijderen, zodat er een vloeibaar extract overblijft.
4. Concentratie: Het vloeibare extract wordt geconcentreerd met een rotatieverdamper of een andere geschikte methode om de concentratie van de actieve bestanddelen te verhogen.
5. Drogen: Het geconcentreerde extract wordt gedroogd met een geschikte methode, zoals sproeidrogen of vriesdrogen (vriesdrogen) om een extract in droge poedervorm te verkrijgen.
6. Verpakking: Het droge poeder wordt dan verpakt en opgeslagen op een koele, droge plaats tot het klaar is voor gebruik.

Het gebruik van een ultrasone sensor in het extractieproces zorgt voor een efficiëntere en effectievere extractie van de actieve bestanddelen uit de rozemarijnbladeren, wat resulteert in een extract van hogere kwaliteit met een grotere concentratie aan heilzame bestanddelen. Bovendien kan deze methode op grote schaal worden gebruikt, waardoor ze geschikt is voor commerciële productie. Hielscher ultrasone machines zorgen voor een nauwkeurige regeling van de procesparameters en een lineaire schaalvergroting van het extractieproces tot elk gewenst volume.

Wetenschappelijk bewezen superioriteit van ultrasone rozemarijnextractie

In hun wetenschappelijke onderzoeksrapport onderzoeken Dhoubi et al. (2020) de invloed van verschillende extractiemethoden op de chemische samenstelling en antioxidatieve kracht van extracten van Rosmarinus officinalis L.. Ze vergelijken drie extractiemethoden: superkritische vloeistofextractie, ultrasoon geassisteerde extractie (UAE) met behulp van de Hielscher ultrasoon UIP1000hdT, en microgolf geassisteerde extractie (MAE).

Hoogtepunten van het onderzoek:

• De auteurs ontdekten dat de extractiemethode de chemische samenstelling en antioxidatieve werking van de rozemarijnextracten significant beïnvloedde. Vergeleken met de andere twee extractietechnieken, superkritische vloeistofextractie en microgolven, gaf extractie met behulp van ultrageluid de beste resultaten.
• Ultrasoon extract van rozemarijn met ethanol was zeer rijk aan polyfenolen.
• Met sonicatie werd een hogere antioxidantcapaciteit waargenomen bij een korte extractietijd (10 minuten).

Protocol voor ultrasone rozemarijnextractie

De ultrasone extractie werd uitgevoerd in een ultrasone sensor met een sonotrode (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, zie onderstaande afbeelding). Een mengsel van rozemarijnpoeder en absolute ethanol (1:3 w/v) werd in een reactor met dubbele mantel geplaatst en gedurende 10 minuten blootgesteld aan ultrasoon geluid bij 750 W. De extractietemperatuur werd geregeld op 25°C. De extractietemperatuur werd geregeld op 25°C. Het ultrasone extract werd gecentrifugeerd bij 4000 rpm gedurende 10 minuten. Het supernatant werd verwijderd en geconcentreerd onder vacuüm met behulp van een roterende vacuümverdamper.

Opstelling voor ultrasone extractie met de Hielscher ultrasoonapparaat met sonde UIP1000hdT voor batch-extractie van botanische middelen.
(foto: © Petigny et al., 2013)

In het bijzonder leverde ultrasone extractie extracten op met hogere concentraties totale fenolische verbindingen, flavonoïden en carotenoïden, evenals een hogere antioxidantactiviteit, vergeleken met maceratie. Bovendien was ultrasone extractie een efficiëntere methode, die een hogere opbrengst aan extracten opleverde in een kortere tijd.
De auteurs concluderen dat de keuze van de extractiemethode een belangrijke factor is bij het produceren van rozemarijnextracten voor gebruik in de voedingsmiddelen-, cosmetica- en farmaceutische industrie. Ultrasone extractie is een veelbelovende extractiemethode die krachtigere en efficiëntere extracten met een hogere opbrengst kan produceren.
Het onderzoeksteam concludeerde dat “Van de bestudeerde extracten vertoonde de ultrasoon geëxtraheerde rozemarijn een hogere antioxidantwerking volgens beide antioxidantwerkingstests. Dit was gerelateerd aan het hogere totaalgehalte aan fenolen en in het bijzonder aan carnosinezuur en rosmarinezuur. Bovendien, getest in menselijke fibroblastcellen blootgesteld aan oxidatieve stress, vertoonde ons ultrasone extract een sterke antioxidantwerking in vergelijking met galluszuur en N-acetylcysteïne. Ons ultrasoon bereide rozemarijnextract, een natuurlijke bron van antioxidanten, kan dus interessant zijn voor verschillende industriële toepassingen en kan synthetische antioxidanten vervangen.”

Antioxidantactiviteit van rozemarijnextracten. Blauwe kolommen: bij 60°C met gedestilleerd water; Oranje kolommen: na ultrasone behandeling.
(studie en grafiek: Suchkova et al., 2021)

Ultrasone apparaten met hoge prestaties voor rozemarijn- en kruidenextractie

Hielscher Ultrasonics produceert en levert hoogwaardige ultrasone apparaten met elk vermogen en elke grootte. Ons assortiment ultrasone homogenisatoren en extractoren varieert van draagbare handapparaten tot volledig industriële productiesystemen voor de inline verwerking van grote volumes op commerciële schaal.

Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany

Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.

Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
Neem nu contact met ons op! Onze goed opgeleide en ervaren technische medewerkers bespreken graag uw extractieproces met u en adviseren u over de meest geschikte ultrasone extractor!

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: