Ekstrakcja z kwiatów – łagodne przetwarzanie, wysoka wydajność dzięki sonikacji

Niezależnie od tego, czy chcesz przygotować absolut, wodę nasyconą składnikami kwiatów czy hydrolat kwiatowy, sonikacja pomaga zwiększyć wydajność ekstrakcji z kwiatów. 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

Kwiaty zawierają wiele związków zapachowych, smakowych i aktywnych terapeutycznie, które mogą być wykorzystywane jako składniki produktów leczniczych, żywności, kosmetyków i suplementów diety, dlatego są bardzo poszukiwanym surowcem do otrzymywania ekstraktów o silnym działaniu. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest skuteczną techniką izolowania pożądanych substancji z kwiatów. Kwiaty są jednak bardzo delikatną częścią rośliny i wymagają odpowiednio ostrożnego traktowania. W tym przypadku szczególnego znaczenia nabierają łagodne warunki ekstrakcji ultradźwiękowej. Jako nietermiczna metoda ekstrakcji, którą można precyzyjnie kontrolować, sonikacja zapewnia wysoką wydajność otrzymywania ekstraktów z kwiatów. Wyjątkowa jakość ekstraktu i wysoka wydajność to kluczowe cechy ultradźwiękowej ekstrakcji z materiału roślinnego.

W tym krótkim filmie pokazujemy przygotowanie wody różanej ze świeżych płatków róży za pomocą sonikatora sondowego UP200Ht. Ultradźwiękowa ekstrakcja związków fitochemicznych jest uznawana za najnowocześniejszą metodę zapewniającą najwyższą skuteczność izolowania delikatnych związków bioaktywnych i cząsteczek aromatycznych.

Woda różana dzięki sonikacji – instrukcja krok po kroku

Aby przygotować wodę różaną zgodnie z prezentacją w powyższym filmie, postępuj według poniższej instrukcji:

Na początku starannie wybierz świeże róże (Rosa damascena) i oddziel płatki od 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 10 dużych płatków i 200mL wody.
Przygotuj sonikator UP200Ht: solidnie zamocuj sonotrodę S26d14. Ponieważ płatki są bardzo delikatną częścią rośliny, ustawiamy amplitudę na 70%, aby wszystkie biomolekuły zostały zachowane podczas ekstrakcji ultradźwiękowej.
Zanurz sonotrodę w szklanej zlewce i włącz sonikator. Prowadź sonikację przez ok. 90 sekund.
Po sonikacji przefiltruj mieszaninę, aby usunąć stałe pozostałości i uzyskać klarowną, pachnącą wodę różaną.
Zbierz wodę różaną do sterylnych pojemników przeznaczonych do przechowywania i przechowuj ją w chłodnym, ciemnym miejscu, aby zachować jej jakość i wydłużyć okres przydatności.
Wykorzystuj wodę różaną do zastosowań kulinarnych lub kosmetycznych.

Ekstraktor ultradźwiękowy UP400St i wyparka obrotowa do ekstrakcji z materiału roślinnego.

Sonikator UP400ST do ekstrakcji z materiału roślinnego oraz wyparka obrotowa do dalszego przetwarzania/zagęszczania ekstraktu.

Ekstrakcja olejków eterycznych za pomocą sonikacji

Hydrodestylacja wspomagana ultradźwiękami to zaawansowana technika ekstrakcji łącząca tradycyjną hydrodestylację z technologią ultradźwiękową. Metoda ta wykorzystuje fale ultradźwiękowe do wywoływania kawitacji, podczas której powstają małe pęcherzyki wypełnione parą. Pęcherzyki te implodują, wytwarzając mikrostrumienie i turbulencje. Efekty te nasilają rozpad cząstek, pękanie powierzchni i mieszanie, znacznie zwiększając szybkość wymiany masy.
Proces obejmuje również ogrzewanie całej objętości, co przyspiesza odparowywanie wody i poprawia wymianę ciepła. To połączone podejście skraca czas ekstrakcji oraz zmniejsza zużycie energii i rozpuszczalnika, dzięki czemu hydrodestylacja wspomagana ultradźwiękami jest bardziej wydajna i przyjazna dla środowiska w porównaniu z metodami konwencjonalnymi.
Główne zalety hydrodestylacji wspomaganej ultradźwiękami obejmują:

Wyższa wydajność ekstrakcji: Intensywniejsze uwalnianie olejków eterycznych i cennych związków bioaktywnych.
Mniej czasu i energii: Krótszy czas ekstrakcji i mniejsze zużycie energii.
Lepsza jakość: Zachowanie integralności związków dzięki łagodnym warunkom przetwarzania.
Zalety eksploatacyjne: Bezpieczna obsługa, krótszy czas rozruchu, mniejsze rozmiary urządzeń i mniej etapów przetwarzania.

Obrazy liści Satureja uzyskane za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM): (A) po hydrodestylacji przez 4 godziny oraz (B) po obróbce sono-clevenger przez 60 min.
Badanie i obrazy: Rasouli et al., 2021

Powyższe porównawcze obrazy SEM przedstawiają strukturę komórkową liści Satureja poddanych hydrodestylacji (po lewej) i hydrodestylacji wspomaganej ultradźwiękami (po prawej) oraz pokazują znacznie skuteczniejsze rozbijanie ścian komórkowych pod wpływem obróbki ultradźwiękowej. W rezultacie hydrodestylacja ultradźwiękowa zwiększa wydajność ekstrakcji olejków eterycznych o ok. 40 % w porównaniu z konwencjonalną hydrodestylacją.

Proszę odkryć, jak tworzyć wyjątkowe doznania smakowe dzięki infuzji ultradźwiękowej! W tym filmie pokazujemy, jak przygotować pyszny ocet o smaku kwiatów czarnego bzu za pomocą sonikatora Hielscher UP200Ht. Podczas sonikacji z użyciem wydajnej sondy silne fale ultradźwiękowe ekstrahują substancje smakowe i przenoszą je do cieczy skuteczniej niż tradycyjne metody. Bogatszy aromat, intensywniejszy smak i szybkie rezultaty doskonale sprawdzają się w wykwintnych kreacjach kulinarnych. Oczywiście infuzja ultradźwiękowa sprawdza się w przypadku każdego aromatu roślinnego i dowolnych płynów, takich jak napoje, alkohole, przyprawy w płynie, sosy i syropy.

Sonikatory do produkcji ekstraktów kwiatowych

Sonikatory Hielscher są znane z doskonałych wyników w produkcji kwiatów, szczególnie dzięki zaawansowanym możliwościom homogenizacji i ekstrakcji. Oferując sonikatory we wszystkich rozmiarach i o różnych wydajnościach przetwarzania – od 50 watów do 16 000 watów na sonikator – Hielscher zapewnia wysokowydajne urządzenia ultradźwiękowe, które umożliwiają wydajną i precyzyjną ekstrakcję związków bioaktywnych, olejków eterycznych i substancji zapachowych z materiału roślinnego. Dzięki zastosowaniu najnowocześniejszej technologii ultradźwiękowej sonikatory Hielscher zapewniają optymalną wydajność i jakość ekstraktów, co czyni je niezastąpionymi w produkcji wysokowartościowych preparatów roślinnych, substancji zapachowych, składników aktywnych i suplementów diety. Ponadto ich solidna konstrukcja i przyjazny użytkownikowi interfejs sprawiają, że idealnie nadają się do oceny jakości, zapewniając wiarygodne i powtarzalne wyniki zarówno w badaniach, jak i w zastosowaniach przemysłowych.

Dlaczego Hielscher Ultrasonics?

wysoka wydajność
najnowocześniejsza technologia
niezawodność i wytrzymałość
regulowana, precyzyjna kontrola procesu
tryb wsadowy i przepływowy
do dowolnej objętości
inteligentne oprogramowanie
inteligentne funkcje (np. możliwość programowania, rejestrowanie danych, zdalne sterowanie)
łatwa i bezpieczna obsługa
niewielkie wymagania konserwacyjne
CIP (czyszczenie na miejscu)

Projektowanie, produkcja i doradztwo – jakość z Niemiec

Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są znane z najwyższych standardów jakości i projektowania. Wytrzymałość i łatwa obsługa umożliwiają bezproblemową integrację naszych urządzeń ultradźwiękowych z instalacjami przemysłowymi. Urządzenia ultradźwiękowe Hielscher z łatwością radzą sobie z trudnymi warunkami i wymagającym środowiskiem pracy.

Hielscher Ultrasonics jest firmą z certyfikatem ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne urządzenia ultradźwiękowe wyróżniające się najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są zgodne z wymaganiami CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

W tej prezentacji przedstawiamy produkcję ekstraktów roślinnych. Wyjaśniamy wyzwania związane z wytwarzaniem wysokiej jakości ekstraktów roślinnych oraz sposób, w jaki sonikator pomaga im sprostać. Prezentacja pokazuje, jak działa ekstrakcja ultradźwiękowa. Dowiesz się, jakich korzyści można oczekiwać po zastosowaniu sonikatora do ekstrakcji i jak wdrożyć ekstraktor ultradźwiękowy w produkcji ekstraktów.

Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Pokonaj wąskie gardło ekstrakcji z materiału roślinnego dzięki Hielscher Ultrasonics! Ekstrakcję ultradźwiękową można skalować liniowo do dowolnej skali produkcji.

Procesy ekstrakcji ultradźwiękowej można skalować liniowo do dowolnej wydajności produkcyjnej. Ekstraktory ultradźwiękowe mogą pracować w trybie wsadowym i przepływowym.

Powiązane tematy

Warto wiedzieć

Jaka jest różnica między wodą różaną, absolutem różanym a hydrolatem różanym?

Woda różana, absolut różany i hydrolat różany są otrzymywane z róż, ale różnią się metodami produkcji i składem chemicznym.

Woda różana: Woda różana jest produktem ubocznym procesu destylacji z parą wodną stosowanego do pozyskiwania różanego olejku eterycznego. Zawiera rozpuszczalne w wodzie składniki płatków róży, które nadają jej delikatny kwiatowy zapach i smak. Woda różana jest powszechnie stosowana w kuchni, produktach do pielęgnacji skóry i aromaterapii ze względu na przyjemny zapach i potencjalne korzyści zdrowotne.
Aby dowiedzieć się więcej o hydrodestylacji intensyfikowanej ultradźwiękami, kliknij tutaj!

Absolut różany: Absolut różany to aromatyczny olejek otrzymywany z płatków róży poprzez ekstrakcję rozpuszczalnikiem, zwykle heksanem lub innym rozpuszczalnikiem. Metoda ta jest bardziej wydajna w pozyskiwaniu związków zapachowych z płatków, dając silnie skoncentrowany, pachnący olejek.
Absolut różany jest powszechnie stosowany w perfumerii i kosmetykach wysokiej klasy ze względu na intensywny i długotrwały kwiatowy zapach.

Hydrolat różany (różana woda kwiatowa):
Hydrolat różany, znany również jako różana woda kwiatowa, hydrozol różany lub destylat różany, to woda pozostająca po destylacji płatków róży z parą wodną w celu pozyskania różanego olejku eterycznego. Zawiera rozpuszczalne w wodzie związki roślinne, a także część cząsteczek olejku eterycznego, które nadają mu łagodny zapach i właściwości terapeutyczne. Hydrolat różany ma podobny profil aromatyczny, ale jest bardziej rozcieńczonym preparatem na bazie wody.
Hydrolat różany jest często stosowany w pielęgnacji skóry jako tonik, mgiełka do twarzy lub składnik preparatów kosmetycznych ze względu na właściwości nawilżające, łagodzące i odświeżające.

Każdą z tych cieczy otrzymywanych z róż można wytwarzać za pomocą ekstrakcji ultradźwiękowej. Każda ma wyjątkowe cechy i zalety, które czynią ją cennym składnikiem w zastosowaniach kulinarnych, kosmetycznych i terapeutycznych.

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest najskuteczniejszą techniką produkcji wysokiej jakości ekstraktów roślinnych. Hielscher Ultrasonics produkuje najbardziej zaawansowane sonikatory do przetwarzania cieczy, w tym do ekstrakcji z materiału roślinnego.

Ekstrakcja ultradźwiękowa służy do izolowania związków bioaktywnych z roślin.

Związki bioaktywne w ekstraktach roślinnych

Związki bioaktywne to naturalnie występujące substancje chemiczne obecne w roślinach, zwierzętach i innych organizmach, które oddziałują na żywe tkanki. Odgrywają istotną rolę w promowaniu zdrowia i zapobieganiu chorobom. Związki te można ogólnie podzielić na kilka kategorii na podstawie ich struktury chemicznej i funkcji biologicznych. Oto główne rodzaje związków bioaktywnych:

Polifenole
Polifenole to zróżnicowana grupa związków znanych z właściwości przeciwutleniających. Można je dalej podzielić na kilka klas:
Flawonoidy: obejmują flawonole (np. kwercetynę), flawony (np. luteolinę), flawanony (np. hesperydynę), flawanole (np. katechiny), izoflawony (np. genisteinę) i antocyjany (np. cyjanidynę).
Kwasy fenolowe: obejmują kwasy hydroksybenzoesowe (np. kwas galusowy) i kwasy hydroksycynamonowe (np. kwas kawowy).
Taniny: taniny skondensowane (proantocyjanidyny) i taniny hydrolizujące (galotaniny).
Stilbeny: resweratrol jest najbardziej znanym stilbenem.
Lignany: występują w nasionach, szczególnie w nasionach lnu (np. sekoizolaricirezynol).
Terpenoidy
Terpenoidy, znane również jako izoprenoidy, powstają z pięciowęglowych jednostek izoprenowych i obejmują:
Karotenoidy: obejmują karoteny (np. β-karoten) i ksantofile (np. luteinę, zeaksantynę).
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 wykazują wyraźne działanie fizjologiczne:
Alkaloidy pirolidynowe i piperydynowe: 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 części cukrowej połączonej z częścią niecukrową (aglikonem). Obejmują:
Glikozydy nasercowe: takie jak digoksyna.
Glikozydy antrachinonowe: takie jak aloina.
Glikozydy flawonoidowe: w których aglikonem jest flawonoid (np. rutyna).
Saponiny
Saponiny to glikozydy o właściwościach podobnych do mydła:
Saponiny steroidowe: występują w roślinach takich jak pochrzyn (np. diosgenina).
Saponiny triterpenoidowe: występują w roślinach strączkowych (np. sojasaponiny).
Organiczne związki siarki
Związki te zawierają siarkę i wykazują istotne korzyści zdrowotne:
Glukozynolany: występują w warzywach kapustowatych (np. sulforafan).
Tiosulfiniany: takie jak allicyna z czosnku.
Witaminy
Witaminy to związki organiczne potrzebne w niewielkich ilościach do zachowania zdrowia:
Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: obejmują witaminy A (retinoidy), D (kalcyferole), E (tokoferole i tokotrienole) oraz K (filochinon i menachinony).
Witaminy rozpuszczalne w wodzie: obejmują witaminy z grupy B (np. B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) oraz witaminę C (kwas askorbinowy).
Kwasy tłuszczowe
Kwasy tłuszczowe, zwłaszcza niezbędne kwasy tłuszczowe, odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu 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 wykazują różnorodne działanie fizjologiczne:
Peptydy przeciwdrobnoustrojowe: takie jak defensyny.
Inhibitory enzymów: takie jak inhibitory ACE pochodzące z białek mleka.
Polisacharydy
Polisacharydy wykazują działanie immunomodulujące i inne korzyści zdrowotne:
β-Glukany: występują w owsie i grzybach.
Glikozaminoglikany: takie jak kwas hialuronowy i siarczan chondroityny.

Każdy z tych związków bioaktywnych zapewnia szeroki zakres korzyści, od działania przeciwutleniającego po działanie przeciwzapalne. Sonikacja jest wysoce wydajną techniką izolowania tych związków bioaktywnych z roślin.

Literatura / źródła

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.