Extracția rozmarinului folosind ultrasunete de putere

Rozmarinul este o planta parfumata, vesnic verde, bogata in compusi bioactivi si uleiuri esentiale, care sunt utilizate in produse medicinale, alimentare si cosmetice. Extracția cu ultrasunete este o tehnică ușoară, dar extrem de eficientă pentru a izola compușii bioactivi și uleiurile esențiale din rozmarin și alte plante medicinale. Extracția cu ultrasunete oferă randamente mai mari și o calitate superioară a extractului în timp scurt de procesare.

Producția de extract de rozmarin cu ultrasonication

Ultrasonicators sunt extrem de eficiente atunci când vine vorba de producția de extracte botanice. Ecografia este o tehnică de extracție ușoară, non-termică, care permite o prelucrare blândă și izolarea moleculelor bioactive delicate din plante. Deoarece sonicare se aplică numai forțe pur mecanice, deteriorarea moleculelor sensibile la căldură este evitată. Acest lucru permite prepararea extractului cu spectru complet care conține numeroși compuși bioactivi, care interacționează între ei și au ca rezultat așa-numitul efect de anturaj. De exemplu, extractul de rozmarin cu ultrasunete conține cantități mari de molecule bioactive, ar fi acidul carnosic, carnosolul, acidul rosmarinic, acidul oleanolic, acidul ursolic, camforul, 1,8-cineolul, acidul p-cumaric și acidul cafeic.
Pentru a produce un extract de rozmarin, compușii bioactivi sunt izolați din frunzele asemănătoare acului plantei de rozmarin (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Este frecvent utilizat ca un conservant natural și agent aromatizant în industria alimentară și cosmetică.
 

Extractul de rozmarin conține mai mulți compuși bioactivi, inclusiv antioxidanți, cum ar fi acidul carnosic și acidul rosmarinic, care s-au dovedit a avea proprietăți antiinflamatorii, antimicrobiene și anticanceroase. Aceste proprietăți fac extractul de rozmarin util pentru păstrarea prospețimii și calității produselor alimentare, precum și pentru furnizarea de beneficii potențiale pentru sănătate în suplimentele alimentare și remediile naturale.
În industria alimentară, extractul de rozmarin este adesea adăugat la carnea procesată, produsele de patiserie și gustările pentru a-și prelungi termenul de valabilitate și pentru a preveni oxidarea. Este, de asemenea, utilizat ca agent aromatizant natural în sosuri, pansamente și marinate.
În industria cosmetică, extractul de rozmarin este utilizat în produsele de îngrijire a pielii și a părului pentru proprietățile sale antioxidante și antiinflamatorii, care pot ajuta la protejarea și hrănirea pielii și părului. Este, de asemenea, utilizat ca parfum natural și colorant în unele produse cosmetice.

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

Cum funcționează producția de extract de rozmarin folosind un ultrasonicator de tip sondă?

Producția de extract de rozmarin folosind un ultrasonicator de tip sondă implică de obicei următorii pași:

1. Pregătirea rozmarinului: Frunzele de rozmarin sunt curățate, uscate și măcinate într-o pulbere fină.
2. Extracție: Pudra de rozmarin măcinat este amestecată cu un solvent, ar fi etanolul sau apa, iar amestecul este sonicated folosind un ultrasonicator de tip sondă. Ultrasonicator utilizează unde sonore de înaltă frecvență pentru a crea bule de cavitație, care ajută la descompunerea materialului vegetal și eliberarea compușilor activi.
3. Filtrare: Amestecul este filtrat pentru a îndepărta orice material vegetal rămas, lăsând în urmă un extract lichid.
4. Concentrație: Extractul lichid este concentrat folosind un evaporator rotativ sau altă metodă adecvată, pentru a crește concentrația compușilor activi.
5. Uscare: Extractul concentrat este uscat folosind o metodă adecvată, cum ar fi uscarea prin pulverizare sau liofilizarea (liofilizarea) pentru a produce un extract sub formă de pulbere uscată.
6. Ambalaj: Pulberea uscată este apoi ambalată și depozitată într-un loc răcoros și uscat până când este gata de utilizare.

Utilizarea unui ultrasonicator de tip 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 pe scară largă, făcând-o potrivită pentru producția comercială. Hielscher ultrasonicators permite controlul precis al parametrilor procesului și scalarea liniară a procesului de extracție la orice volum dorit.

Superioritatea dovedită științific a extracției cu ultrasunete rozmarin

În raportul lor de cercetare științifică, Dhoubi et al. (2020) investighează impactul diferitelor metode de extracție asupra compoziției chimice și potenței antioxidante a extractelor de Rosmarinus officinalis L. Ei compară trei metode de extracție: extracția fluidului supercritic, extracția asistată cu ultrasunete (EAU) folosind ultrasonicator Hielscher UIP1000hdT și extracția asistată cu microunde (MAE).

Repere ale studiului:

• Autorii au descoperit că metoda de extracție a afectat semnificativ compoziția chimică și potența antioxidantă a extractelor de rozmarin. În comparație cu celelalte atât tehnici de extracție a fluidelor supercritice, cât și microunde, extracția asistată cu ultrasunete a dat cele mai bune rezultate.
• Extractul cu ultrasunete de rozmarin cu etanol a fost foarte bogat în polifenoli.
• Cu sonicare, capacitate antioxidantă mai mare a fost observată la extracție de scurtă durată (10 minute).

Protocol pentru extracția cu ultrasunete rozmarin

Extracția asistată de ultrasunete a fost efectuată într-un ultrasonicator de tip sondă folosind un sonotrode (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, vezi imaginea de mai jos). Un amestec de rozmarin sub formă de pulbere și etanol absolut (1: 3 w / v) a fost plasat într-un reactor cu jachetă dublă și expus la ultrasunete la 750 W timp de 10 minute. Temperatura de extracție a fost reglată la 25°C. Extractul cu ultrasunete a fost centrifugat la 4000 rpm timp de 10 min. Supernatantul a fost îndepărtat și concentrat sub vid cu ajutorul unui evaporator rotativ cu vid.

Configurarea extracției cu ultrasunete utilizând Hielscher sondă ultrasonicator tip UIP1000hdT pentru extracția în serie a produselor botanice.
(imagine: © Petigny et al., 2013)

În mod specific, 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 metode mai eficiente, producând randamente mai mari de extract într-o perioadă mai scurtă de timp.
Autorii concluzionează că alegerea metodei de extracție este un factor important de luat în considerare atunci când se produc extracte de rozmarin pentru utilizare în industria alimentară, cosmetică și farmaceutică. Extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție promițătoare care poate produce extracte mai puternice și mai eficiente, cu randamente mai mari.
Echipa de cercetare a concluzionat că “Printre extractele studiate, rozmarinul extras ultrasonically a expus o activitate antioxidantă mai mare în conformitate cu ambele teste de activitate antioxidantă. Acest lucru a fost legat de conținutul fenolic total mai mare și, în special, conținutul de acid carnosic și acid rosmarinic. În plus, testat în celulele umane fibroblaste expuse stresului oxidativ, extractul nostru cu ultrasunete a efectuat o activitate antioxidantă puternică în comparație cu acidul galic și N-acetil cisteina. Prin urmare, cu scopul de a înlocui antioxidanții sintetici, extractul nostru de rozmarin preparat ultrasonically, o sursă naturală de antioxidanți, poate fi de interes pentru mai multe aplicații industriale.”

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

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru rozmarin și extracție pe bază de plante

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

Proiectare, fabricație și consultanță – Calitate Made in Germany

Hielscher ultrasonicators sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manipulat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicators de înaltă performanță cu tehnologie de ultimă oră și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
Contactează-ne acum! Personalul nostru tehnic bine instruit, cu experiență îndelungată, va fi bucuros să discute procesul de extracție cu tine și să vă recomande cel mai potrivit extractor cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: