Extracția rozmarinului cu ultrasunete de putere

Rozmarinul este o plantă aromatică, veșnic verde, bogată în compuși bioactivi și uleiuri esențiale, care sunt utilizate în produse medicinale, alimentare și cosmetice. Extracția cu ultrasunete este o tehnică blândă, dar foarte eficientă, pentru izolarea compușilor bioactivi și a uleiurilor esențiale din rozmarin și din alte plante aromatice. Extracția cu ultrasunete oferă randamente mai mari și o calitate superioară a extractului într-un timp scurt de procesare.

Producția de extract de rozmarin prin ultrasonicare

Ultrasonicatoarele sunt foarte eficiente în ceea ce privește producția de extracte botanice. Ultrasunetele reprezintă o tehnică de extracție blândă, netermică, ce permite procesarea delicată și izolarea moleculelor bioactive sensibile din plante. Deoarece sonicarea aplică doar forțe pur mecanice, se evită deteriorarea moleculelor sensibile la căldură. Acest lucru permite prepararea unui extract cu spectru complet, care conține numeroși compuși bioactivi ce interacționează între ei și determină așa-numitul efect de anturaj. De exemplu, extractul de rozmarin obținut cu ultrasunete conține cantități mari de molecule bioactive precum acid carnosic, carnosol, acid rosmarinic, acid oleanolic, acid ursolic, camfor, 1,8-cineole, acid p-cumaric și acid cafeic.
Pentru producerea unui extract de rozmarin, compușii bioactivi sunt izolați din frunzele aciculare ale plantei de rozmarin (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Acesta este utilizat în mod obișnuit ca conservant natural și agent de aromatizare în industria alimentară și în cea cosmetică.

Extractul de rozmarin conține mai mulți compuși bioactivi, inclusiv antioxidanți precum acidul carnosic și acidul rosmarinic, despre care s-a demonstrat că au proprietăți antiinflamatoare, antimicrobiene și anticanceroase. Aceste proprietăți fac extractul de rozmarin util pentru păstrarea prospețimii și calității produselor alimentare, precum și pentru a oferi potențiale beneficii pentru sănătate în suplimente alimentare și remedii naturale.
În industria alimentară, extractul de rozmarin este adesea adăugat în produsele din carne procesată, produsele de panificație și gustări pentru a le prelungi termenul de valabilitate și a preveni oxidarea. De asemenea, este utilizat ca agent natural de aromatizare în sosuri, dressinguri și marinade.
În industria cosmetică, extractul de rozmarin este utilizat în produsele de îngrijire a pielii și a părului pentru proprietățile sale antioxidante și antiinflamatoare, care pot contribui la protejarea și hrănirea pielii și a părului. De asemenea, este utilizat ca parfum natural și colorant în unele produse cosmetice.

Mecanismul de distrugere a peretelui celular (a) ruperea peretelui celular datorită cavitației. (b) difuzia solventului în structura celulară.
(Grafic adaptat după Shirsath et al., 2012)

Cum funcționează producția de extract de rozmarin cu ajutorul unui ultrasonicator cu sondă?

Producția de extract de rozmarin cu ajutorul unui ultrasonicator cu sondă implică, de regulă, următoarele etape:

1. Pregătirea rozmarinului: Frunzele de rozmarin sunt curățate, uscate și măcinate până la o pulbere fină.
2. Extracție: Pulberea de rozmarin măcinată este amestecată cu un solvent precum etanolul sau apa, iar amestecul este sonicat cu ajutorul unui ultrasonicator cu sondă. Ultrasonicatorul utilizează unde sonore de înaltă frecvență pentru a crea bule de cavitație, care contribuie la descompunerea materialului vegetal și la eliberarea compușilor activi.
3. Filtrare: Amestecul este filtrat pentru a îndepărta orice material vegetal rămas, rezultând un extract lichid.
4. Concentrare: Extractul lichid este concentrat cu ajutorul unui evaporator rotativ sau al unei alte metode adecvate, pentru a crește concentrația compușilor activi.
5. Uscare: Extractul concentrat este uscat printr-o metodă adecvată, cum ar fi uscarea prin pulverizare sau uscarea prin congelare (liofilizare), pentru a obține un extract sub formă de pulbere uscată.
6. Ambalare: Pulberea uscată este apoi ambalată și depozitată într-un loc răcoros și uscat până când este gata de utilizare.

Utilizarea unui ultrasonicator cu sondă în procesul de extracție permite o extracție mai eficientă și mai eficace a compușilor activi din frunzele de rozmarin, rezultând un extract de calitate superioară, cu o concentrație mai mare de compuși benefici. În plus, această metodă poate fi utilizată la scară largă, fiind astfel adecvată pentru producția comercială. Ultrasonicatoarele Hielscher permit controlul precis al parametrilor de proces și scalarea liniară a procesului de extracție la orice volum dorit.

Superioritatea dovedită științific a extracției rozmarinului cu ultrasunete

În raportul lor de cercetare științifică, Dhoubi et al. (2020) investighează impactul diferitelor metode de extracție asupra compoziției chimice și a potenței antioxidante a extractelor de Rosmarinus officinalis L. Aceștia compară trei metode de extracție: extracția cu fluide supercritice, extracția asistată de ultrasunete (UAE) cu ajutorul ultrasonicatorului Hielscher UIP1000hdT și extracția asistată de microunde (MAE).

Aspectele principale ale studiului:

• Autorii au constatat că metoda de extracție a influențat semnificativ compoziția chimică și potența antioxidantă a extractelor de rozmarin. În comparație cu celelalte două tehnici de extracție, extracția cu fluide supercritice și extracția cu microunde, extracția asistată de ultrasunete a dat cele mai bune rezultate.
• Extractul de rozmarin obținut cu ultrasunete în etanol a fost foarte bogat în polifenoli.
• Prin sonicare, s-a observat o capacitate antioxidantă mai mare la un timp scurt de extracție (10 min).

Protocol pentru extracția rozmarinului cu ultrasunete

Extracția asistată de ultrasunete a fost realizată într-un ultrasonicator cu sondă, utilizând o sonotrodă (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, vedeți imaginea de mai jos). Un amestec de rozmarin pulverizat și etanol absolut (1:3 w/v) a fost introdus într-un reactor cu manta dublă și expus la ultrasunete la 750 W timp de 10 min. Temperatura de extracție a fost reglată la 25°C. Extractul obținut cu ultrasunete a fost centrifugat la 4000 rpm timp de 10 min. Supernatantul a fost separat și concentrat sub vid cu ajutorul unui evaporator rotativ cu vid.

Configurație de extracție cu ultrasunete care utilizează ultrasonicatorul cu sondă Hielscher UIP1000hdT pentru extracția în șarjă a materialelor botanice.
(imagine: © Petigny et al., 2013)

Mai exact, extracția cu ultrasunete a produs extracte cu concentrații mai mari de compuși fenolici totali, flavonoide și carotenoide, precum și o activitate antioxidantă mai mare, comparativ cu macerarea. În plus, extracția cu ultrasunete a fost o metodă mai eficientă, producând randamente mai mari de extract într-un timp mai scurt.
Autorii concluzionează că alegerea metodei de extracție este un factor important de luat în considerare la producerea extractelor de rozmarin destinate utilizării în industria alimentară, cosmetică și farmaceutică. Extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție promițătoare, care poate produce extracte mai potente și mai eficiente, cu randamente mai mari.
Echipa de cercetare a concluzionat că „dintre extractele studiate, rozmarinul extras cu ultrasunete a prezentat o activitate antioxidantă mai mare conform ambelor teste de activitate antioxidantă. Acest lucru a fost corelat cu conținutul fenolic total mai mare și, în special, cu conținutul de acid carnosic și acid rosmarinic. Mai mult, testat pe celule umane de fibroblaste expuse la stres oxidativ, extractul nostru obținut cu ultrasunete a prezentat o activitate antioxidantă puternică în comparație cu acidul galic și N-acetilcisteina. Prin urmare, în vederea înlocuirii antioxidanților sintetici, extractul nostru de rozmarin preparat cu ultrasunete, o sursă naturală de antioxidanți, poate prezenta interes pentru mai multe aplicații industriale.”

Activitatea antioxidantă a extractelor de rozmarin. Coloanele albastre: la 60°C, cu apă distilată; coloanele portocalii: după tratamentul cu ultrasunete.
(studiu și grafic: Suchkova et al., 2021)

Ultrasonicatoare de înaltă performanță pentru extracția rozmarinului și extracția din plante

Hielscher Ultrasonics produce și furnizează ultrasonicatoare de înaltă performanță la orice putere și dimensiune. Portofoliul nostru de omogenizatoare și extractoare cu ultrasunete variază de la dispozitive ținute în mână, portabile, până la sisteme de producție complet industriale pentru procesarea în linie a volumelor mari la scară comercială.

Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany

Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru standardele lor de cea mai înaltă calitate și de design. Robustețea și ușurința în utilizare permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
Contactați-ne acum! Personalul nostru tehnic bine pregătit și cu experiență îndelungată va discuta cu plăcere procesul dumneavoastră de extracție și vă va recomanda cel mai potrivit extractor cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: