Ekstrakcja kwiatów – Łagodne przetwarzanie, wysoka wydajność dzięki sonikacji
Niezależnie od tego, czy chcesz stworzyć absolut, wodę kwiatową czy hydrolat kwiatowy, sonikacja pomaga zwiększyć wydajność ekstraktu kwiatowego. Dowiedz się, dlaczego sonikacja jest idealną techniką ekstrakcji do izolowania delikatnych biomolekuł i olejków eterycznych z kwiatów i płatków.
Sonikacja jako idealna technika ekstrakcji biomolekuł i olejków eterycznych z kwiatów i kwiatów
Ponieważ kwiaty zawierają wiele pachnących, aromatycznych i terapeutycznie aktywnych związków, które mogą być stosowane jako składniki produktów leczniczych, żywności, kosmetyków i suplementów diety, są one bardzo pożądanym surowcem do produkcji silnych ekstraktów. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest skuteczną techniką izolowania pożądanych substancji z kwiatów. Dlatego też kwiaty są bardzo delikatną częścią rośliny i wymagają odpowiednio ostrożnego traktowania. Tutaj na pierwszy plan wysuwają się łagodne warunki ekstrakcji ultradźwiękowej. Jako nietermiczna, precyzyjnie kontrolowana metoda dodatkowa, sonikacja daje wysokie plony ekstraktów kwiatowych. Wyjątkowa jakość ekstraktu i wysoka wydajność to kluczowe cechy ultradźwiękowej ekstrakcji botanicznej.
Homogenizator ultradźwiękowy z sondą UP200Ht do przygotowywania pachnących ekstraktów z kwiatów.
Woda różana przez sonikację – Instrukcja krok po kroku
Aby przygotować wodę różaną w sposób przedstawiony w powyższym klipie wideo, należy postępować zgodnie z instrukcjami opisanymi tutaj:
- Na początek ostrożnie wybierz świeże róże (Rosa damascena) i usuń płatki ze słupka kwiatu. Pokrój płatki na mniejsze kawałki, aby zwiększyć ich powierzchnię.
- Ponieważ chcemy przygotować wodę różaną, jako rozpuszczalnika używamy wody oczyszczonej.
- Umieść płatki w szklanej zlewce i dodaj wodę. W filmie używamy dużych 10 płatków i 200 ml wody.
- Ustawić sonikator UP200Ht: Zamontować sonotrodę S26d14 szczelnie. Ponieważ płatki są bardzo delikatną częścią rośliny, dostosowujemy amplitudę do 70%, aby wszystkie biomolekuły zostały zachowane podczas procedury ekstrakcji ultradźwiękowej.
- Zanurzyć sondę w szklanej zlewce i włączyć sonikator. Sonifikować przez około 90 sekund.
- Po sonikacji przefiltrować mieszaninę w celu usunięcia stałych pozostałości, uzyskując klarowną i pachnącą wodę różaną.
- Wodę różaną należy zbierać do sterylnych pojemników i przechowywać w chłodnym, ciemnym miejscu, aby zachować jej jakość i przedłużyć okres przydatności do spożycia.
- Woda różana może być wykorzystywana do celów kulinarnych lub kosmetycznych.
Sonicator UP400ST do ekstrakcji botanicznej i rotor-parownik do późniejszego przetwarzania/koncentracji ekstraktu.
Ultradźwiękowa ekstrakcja kwiatów
- róża
- jaśmin
- mniszek lekarski
- kwiat wiśni
- liliowy
- lawenda
- kwiat czarnego bzu
- malve
- mędrzec
- rumianek
- magnolia
- stokrotki
- kwiat kasztanowca
- passionflower
- kwiat pomarańczy
- nagietek
- echinacea/ jeżówka
- Robinia akacjowa
- siać oset
- żebrowiec
Ekstraktor ultradźwiękowy UP200Ht stosowany do ekstrakcji kwiatów mniszka lekarskiego
Ekstrakcja olejków eterycznych przy użyciu sonikacji
Hydrodestylacja wspomagana ultradźwiękami to zaawansowana technika ekstrakcji, która łączy tradycyjną hydrodestylację z technologią ultradźwiękową. Metoda ta wykorzystuje fale ultradźwiękowe do tworzenia kawitacji, tworząc małe pęcherzyki wypełnione parą, które implodują, generując mikrostrumienie i turbulencje. Efekty te zwiększają rozpad cząstek, pękanie powierzchni i mieszanie, tym samym znacznie poprawiając szybkość transferu masy.
Proces ten obejmuje również ogrzewanie masowe, które przyspiesza odparowywanie wody i poprawia przenoszenie ciepła. To połączone podejście skraca czas ekstrakcji, zużycie energii i zużycie rozpuszczalnika, dzięki czemu wspomagana ultradźwiękami hydrodestylacja jest bardziej wydajna i przyjazna dla środowiska w porównaniu z konwencjonalnymi metodami.
Kluczowe korzyści hydrodestylacji wspomaganej ultradźwiękami obejmują:
- Wyższa wydajność ekstrakcji: Zwiększone uwalnianie olejków eterycznych i cennych związków bioaktywnych.
- Mniej czasu i energii: Krótszy czas ekstrakcji i niższe zużycie energii.
- Lepsza jakość: Zachowanie integralności mieszanki dzięki łagodnym warunkom przetwarzania.
- Zalety operacyjne: Bezpieczna praca, krótszy czas rozruchu, mniejszy rozmiar sprzętu i mniej etapów przetwarzania.
Skaningowe mikrografy elektronowe (SEM) związane z liśćmi Satureja: (A) po hydrodestylacji przez 4 godziny i (B) po obróbce sono-klevengerem przez 60 minut.
Badanie i obrazy: Rasouli et al., 2021
Porównanie obrazów SEM powyżej pokazuje strukturę komórkową liści Satureja poddanych hydrodestylacji (po lewej) i hydrodestylacji wspomaganej ultradźwiękami (po prawej) i ujawnia znacznie skuteczniejsze rozbijanie ścian komórkowych przez obróbkę ultradźwiękową. W rezultacie hydrodestylacja ultradźwiękowa zwiększa ekstrakcję olejku eterycznego o ok. 40% w porównaniu do konwencjonalnej hydrodestylacji.
Sonikatory do produkcji ekstraktów kwiatowych
Sonikatory Hielscher są znane ze swojej doskonałości w produkcji kwiatów i kwiatów, szczególnie ze względu na ich zaawansowane możliwości homogenizacji i ekstrakcji. Oferujemy sonikatory we wszystkich rozmiarach i wydajnościach przetwarzania – od 50 W do 16 000 W na sonikator – Wysokowydajne ultradźwięki firmy Hielscher ułatwiają wydajną i precyzyjną ekstrakcję związków bioaktywnych, olejków eterycznych i substancji zapachowych z materiałów botanicznych. Dzięki zastosowaniu najnowocześniejszej technologii ultradźwiękowej, sonikatory Hielscher zapewniają optymalną wydajność i jakość ekstraktów, co czyni je niezbędnymi do produkcji wysokowartościowych składników botanicznych, zapachów, składników aktywnych i suplementów diety. Dodatkowo, ich solidna konstrukcja i przyjazny dla użytkownika interfejs sprawiają, że idealnie nadają się do oceny jakości, zapewniając wiarygodne i powtarzalne wyniki zarówno w zastosowaniach badawczych, jak i przemysłowych.
- wysoka wydajność
- najnowocześniejsza technologia
- niezawodność & solidność
- regulowana, precyzyjna kontrola procesu
- partia & inline
- dla dowolnego wolumenu
- inteligentne oprogramowanie
- inteligentne funkcje (np. programowalne, protokołowanie danych, zdalne sterowanie)
- Łatwa i bezpieczna obsługa
- niskie koszty utrzymania
- CIP (clean-in-place)
Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany
Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.
Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Procesy ekstrakcji ultradźwiękowej można skalować liniowo do dowolnej wydajności produkcyjnej. Ekstraktory ultradźwiękowe mogą pracować w trybie wsadowym i liniowym.
Fakty, które warto znać
Jaka jest różnica między wodą różaną, absolutem różanym i hydrolatem różanym?
Woda różana, absolut różany i hydrolat różany pochodzą z róż, ale różnią się metodami produkcji i składem chemicznym.
Woda różana: Woda różana jest produktem ubocznym procesu destylacji z parą wodną stosowanego do ekstrakcji olejku eterycznego z róży. Zawiera rozpuszczalne w wodzie składniki płatków róży, nadając im delikatny kwiatowy zapach i smak. Woda różana jest powszechnie stosowana w zastosowaniach kulinarnych, produktach do pielęgnacji skóry i aromaterapii ze względu na jej przyjemny zapach i potencjalne korzyści zdrowotne.
Aby dowiedzieć się więcej o hydrodestylacji wzmocnionej ultradźwiękami, kliknij tutaj!
Rose Absolute: Absolut różany to aromatyczny olejek ekstrahowany z płatków róży poprzez ekstrakcję rozpuszczalnikiem, zwykle heksanem lub innym rozpuszczalnikiem. Metoda ta jest bardziej skuteczna w ekstrakcji związków zapachowych z płatków, dzięki czemu uzyskuje się wysoce skoncentrowany i aromatyczny olejek.
Absolut różany jest powszechnie stosowany w perfumerii i wysokiej klasy produktach kosmetycznych ze względu na swój intensywny i długotrwały kwiatowy zapach.
Hydrolat różany (woda kwiatowa różana):
Hydrolat różany, znany również jako kwiatowa woda różana, hydrozol różany lub destylat różany, to woda pozostała po destylacji parą wodną płatków róży w celu ekstrakcji różanego olejku eterycznego. Zawiera rozpuszczalne w wodzie związki roślinne, a także niektóre cząsteczki olejku eterycznego, nadając mu łagodny zapach i właściwości terapeutyczne. Hydrolat różany oferuje podobny profil zapachowy, ale ma bardziej rozcieńczoną formułę na bazie wody.
Hydrolat różany jest często stosowany w pielęgnacji skóry jako tonik, mgiełka do twarzy lub składnik preparatów kosmetycznych ze względu na swoje właściwości nawilżające, łagodzące i odświeżające.
Każdy z tych różanych płynów może być wytwarzany za pomocą ekstrakcji ultradźwiękowej i ma unikalne właściwości i zalety, które czynią je cennym składnikiem kulinarnym, kosmetycznym i terapeutycznym.
Ekstrakcja ultradźwiękowa służy do izolowania związków bioaktywnych z roślin.
Bioaktywne związki w ekstraktach botanicznych
Związki bioaktywne to naturalnie występujące substancje chemiczne występujące w roślinach, zwierzętach i innych organizmach, które mają wpływ na żywe tkanki. Odgrywają one znaczącą rolę w promocji zdrowia i zapobieganiu chorobom. Związki te można ogólnie podzielić na kilka kategorii w oparciu o ich strukturę chemiczną i funkcje biologiczne. Oto główne rodzaje związków bioaktywnych:
- polifenole
Polifenole to zróżnicowana grupa związków znanych ze swoich właściwości przeciwutleniających. Można je dalej podzielić na kilka klas:
Flawonoidy: obejmują flawonole (np. kwercetyna), flawony (np. luteolina), flawanony (np. hesperydyna), flawanole (np. katechiny), izoflawony (np. genisteina) i antocyjany (np. cyjanidyna).
Kwasy fenolowe: obejmują kwasy hydroksybenzoesowe (np. kwas galusowy) i kwasy hydroksycynamonowe (np. kwas kawowy).
Garbniki: garbniki skondensowane (proantocyjanidyny) i garbniki hydrolizowalne (galotaniny).
Stilbeny : Resweratrol jest najbardziej znanym stilbenem.
Lignany: Występują w nasionach, szczególnie w nasionach lnu (np. sekoizoliciresinol). - terpenoidy
Terpenoidy, znane również jako izoprenoidy, pochodzą z pięciowęglowych jednostek izoprenowych i obejmują:
Karotenoidy: obejmują karoteny (np. β-karoten) i ksantofile (np. luteina, zeaksantyna).
Monoterpeny: takie jak limonen i mentol.
Seskwiterpeny: takie jak kurkumina.
Diterpeny: takie jak taksol.
Triterpeny: takie jak saponiny i sterole (np. β-sitosterol).
Tetraterpeny: takie jak likopen i astaksantyna. - alkaloidy
Alkaloidy to związki zawierające azot, które często mają wyraźne działanie fizjologiczne:
Alkaloidy pirolidyny i piperydyny: takie jak nikotyna.
Alkaloidy tropanowe: takie jak atropina i kokaina.
Alkaloidy chinolinowe: takie jak chinina.
Alkaloidy izochinolinowe: takie jak morfina i kodeina.
Alkaloidy indolowe: takie jak strychnina i rezerpina.
Alkaloidy imidazolowe: takie jak pilokarpina.
Alkaloidy pirydynowe: takie jak piperyna. - Glikozydy
Glikozydy składają się z ugrupowania cukrowego związanego z ugrupowaniem niecukrowym (aglikonem). Obejmują one:
Glikozydy nasercowe : Takie jak digoksyna.
Glikozydy antrachinonowe: Takie jak aloina.
Glikozydy flawonoidowe : Gdzie aglikonem jest flawonoid (np. rutyna). - Saponiny
Saponiny to glikozydy o właściwościach podobnych do mydła:
Saponiny steroidowe: Występują w roślinach takich jak ignamy (np. diosgenina).
Saponiny triterpenoidowe: Występują w roślinach strączkowych (np. saponiny sojowe). - Związki siarki organicznej
Związki te zawierają siarkę i mają znaczące korzyści zdrowotne:
Glukozynolany : Występują w warzywach krzyżowych (np. sulforafan).
Tiosulfiniany : Takie jak allicyna z czosnku. - witaminy
Witaminy są związkami organicznymi wymaganymi w niewielkich ilościach dla zdrowia:
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: obejmują witaminy A (retinoidy), D (kalcyferole), E (tokoferole i tokotrienole) oraz K (filochinon i menachinony).
Witaminy rozpuszczalne w wodzie: Obejmuje witaminy z grupy B (np. B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) i witaminę C (kwas askorbinowy). - kwasy tłuszczowe
Kwasy tłuszczowe, zwłaszcza niezbędne kwasy tłuszczowe, odgrywają kluczową rolę dla zdrowia:
Kwasy tłuszczowe omega-3: takie jak kwas eikozapentaenowy (EPA) i kwas dokozaheksaenowy (DHA).
Kwasy tłuszczowe omega-6: takie jak kwas linolowy (LA) i kwas arachidonowy (AA). - Peptydy i białka
Bioaktywne peptydy i białka mają różne efekty fizjologiczne:
Peptydy przeciwdrobnoustrojowe: Takie jak defensyny.
Inhibitory enzymów : Takie jak inhibitory ACE z białek mleka. - polisacharydy
Polisacharydy mają działanie immunomodulujące i inne korzyści zdrowotne:
β-Glukany: Występują w owsie i grzybach.
Glikozaminoglikany: takie jak kwas hialuronowy i siarczan chondroityny.
Każdy z tych bioaktywnych związków oferuje szeroki wachlarz korzyści, od aktywności przeciwutleniającej po działanie przeciwzapalne. Sonikacja jest wysoce skuteczną techniką izolowania tych bioaktywnych związków z roślin.
Literatura / Referencje
- 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.
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.