Экстракция ромашки – более высокий выход и лучшее качество благодаря обработке ультразвуком

Производите высококачественные экстракты ромашки быстрее, эффективнее и с воспроизводимой активностью. Ультразвуковые экстракторы Hielscher интенсифицируют извлечение биоактивных веществ ромашки, таких как апигенин, флавоноиды, фенольные соединения, полисахариды и компоненты эфирного масла. Независимо от того, производите ли вы травяные чаи, функциональные напитки, настойки, биологически активные добавки, активные компоненты для косметики или растительные ингредиенты, обработка ультразвуком помогает добиться более высокого выхода, сократить время экстракции и обеспечить стабильное качество экстрактов.

Ультразвуковая экстракция ромашки для пищевых продуктов, биологически активных добавок и косметики

Используя ультразвук высокой интенсивности, ультразвуковые аппараты Hielscher создают акустическую кавитацию в суспензии растительного сырья в растворителе. Это разрушает ткани цветков ромашки, улучшает проникновение растворителя и ускоряет массоперенос. В результате обеспечивается мягкий, нетермический процесс экстракции, которым можно точно управлять и который можно масштабировать от лабораторных испытаний до непрерывного промышленного производства.

• Более высокий выход экстракта: Эффективное высвобождение флавоноидов, фенольных веществ, ароматических соединений и других активных веществ ромашки.
• Более короткое время обработки: Замените длительную мацерацию быстрой ультразвуковой экстракцией.
• Растворители, пригодные для производства пищевых продуктов, биологически активных добавок и косметики: Вода, этанол, водный раствор этанола, глицерин, масла и другие подходящие растворители.
• Превосходное управление процессом: Регулируемые амплитуда, температура, давление, подводимая энергия, расход и время пребывания.
• Надёжное масштабирование: От небольших партий для исследований и разработок до пилотных испытаний и промышленной экстракции в потоке.

Почему обработка ультразвуком улучшает экстракцию ромашки

При традиционной экстракции растительного сырья растворитель должен медленно диффундировать в растительные частицы, растворить целевые соединения и диффундировать обратно в основной объём жидкости. Этот процесс может занимать часы или дни и часто требует повышенных температур или больших объёмов растворителя. Обработка ультразвуком интенсифицирует каждый этап этого механизма экстракции.
При ультразвуковой экстракции кавитация физически разрушает структуру растительного сырья и уменьшает толщину диффузионного пограничного слоя вокруг растительных частиц. Растворитель быстрее проникает в материал цветков ромашки, а растворённые биоактивные вещества быстро переносятся в окружающую жидкость. Это делает обработку ультразвуком особенно ценной для производителей, которым нужны высокая эффективность экстракции, короткое время обработки партий и стабильное качество экстракта.

Ключевые преимущества ультразвуковой экстракции ромашки:

• Более высокий выход при экстракции: Более полное высвобождение флавоноидов, фенольных веществ, компонентов эфирного масла и других активных веществ растений.
• Более короткое время обработки: Экстракцию, которая при других методах может требовать длительной мацерации, часто можно завершить значительно быстрее.
• Мягкая, нетермическая обработка: Снижение теплового воздействия помогает сохранить нежные ароматические соединения и чувствительные к температуре фитохимические вещества.
• Меньшая потребность в растворителе: Улучшенный массоперенос может уменьшить необходимый объём растворителя или число циклов экстракции.
• Воспроизводимое качество: Амплитуду, подводимую энергию, температуру, давление, расход и время пребывания можно контролировать.
• Масштабируемое производство: Ультразвуковые аппараты Hielscher можно использовать на всех этапах – от исследований и разработок до пилотных испытаний и непрерывного производства в потоке.

Ультразвуковая экстракция широко используется в пищевой промышленности, производстве биологически активных добавок и фармацевтике как технология интенсификации процесса высвобождения биоактивных соединений из растительного сырья.

Выбор подходящего растворителя для экстракции ромашки

Ромашка содержит как полярные, так и неполярные соединения. Поэтому идеальный растворитель зависит от целевого состава экстракта и назначения конечного продукта. Обработку ультразвуком можно проводить с водой, этанолом, водным раствором этанола, глицерином, растительными маслами и другими растворителями, пригодными для производства пищевых продуктов или косметики. Обработка ультразвуком совместима с широким спектром растительного сырья и растворителей, включая воду, этанол, глицерин и растительные масла.

Водный раствор этанола: экстракция широкого спектра веществ ромашки

Для многих коммерческих экстрактов ромашки водный раствор этанола является наиболее универсальной системой растворителей. При получении водно-этанольных экстрактов смесь воды и этанола используется для растворения широкого спектра полярных и умеренно липофильных компонентов ромашки. Вода способствует извлечению гидрофильных соединений, таких как некоторые фенольные кислоты, полисахариды и гликозиды флавоноидов, а этанол улучшает растворимость менее полярных соединений, включая агликон апигенина и многие компоненты, формирующие аромат.
Апигенин широко известен как плохо растворимый в воде флавоноид, а смеси этанола и воды часто исследуются как более подходящие системы растворителей, совместимые с пищевым и фармацевтическим применением, для работы с апигенином и его извлечения.
Для производителей пищевых продуктов, биологически активных добавок и косметики водный раствор этанола обладает рядом преимуществ:

• Широкий спектр фитохимических веществ
• Широко применяемая система растворителей, пригодная для пищевого производства
• Эффективная экстракция флавоноидов и фенольных веществ
• Регулируемая полярность за счёт изменения соотношения этанола и воды
• Простое последующее удаление растворителя или концентрирование путём выпаривания

При обработке ультразвуком водный раствор этанола становится ещё эффективнее. Ультразвуковая кавитация усиливает проникновение растворителя в частицы ромашки и ускоряет растворение целевых молекул. Это позволяет производителям оптимизировать концентрацию этанола, время экстракции и температуру для конкретной цели: получения экстракта с мягким вкусом и ароматом ромашки, стандартизированного экстракта с высоким содержанием апигенина или растительного активного компонента широкого спектра для косметики.

Вода: экстракты ромашки с «чистой этикеткой» для напитков и пищевых продуктов

Вода является самым естественным растворителем для экстракции ромашки и широко используется для приготовления чаёв, настоев, напитков и пищевых продуктов с «чистой этикеткой». Вода особенно подходит для извлечения гидрофильных компонентов, включая некоторые гликозиды флавоноидов, фенольные кислоты, полисахариды и водорастворимые вкусоароматические соединения. Однако одна только вода менее эффективна для плохо растворимых в воде соединений, таких как агликон апигенина и многие липофильные компоненты эфирного масла.
Обработка ультразвуком значительно улучшает водную экстракцию ромашки. Разрушая ткани цветков и усиливая массоперенос, ультразвук помогает воде извлекать биоактивные вещества быстрее и полнее, чем при простом настаивании. Это особенно актуально для производителей напитков, чайных экстрактов и разработчиков рецептур с «чистой этикеткой», которые хотят отказаться от органических растворителей, одновременно повышая насыщенность экстракта и эффективность процесса.

Ультразвуковая экстракция водой особенно привлекательна, если конечный продукт представляет собой:

• Готовый к употреблению ромашковый напиток
• Концентрат травяного чая
• Функциональный экстракт на водной основе
• Безалкогольный экстракт для биологически активных добавок
• Косметический растительный экстракт, подобный гидролату

Поскольку обработка ультразвуком является механическим, нетермическим процессом, она может обеспечивать высококачественную водную экстракцию без чрезмерного нагрева. Это помогает сохранить нежный цветочный профиль ромашки и снижает риск появления органолептических нот, характерных для варки или деградации.

Этанол: растительные экстракты и настойки с высокой активностью

Этанол обладает высокой растворяющей способностью в отношении многих биоактивных веществ ромашки и особенно полезен, когда целевой экстракт должен содержать более высокую долю менее полярных флавоноидов, фенольных веществ и ароматически активных компонентов. Этанол широко используется в растительных настойках, экстрактах для биологически активных добавок и активных компонентах для косметики, поскольку он эффективен, совместим с пищевым применением и легко удаляется при концентрировании.
Чистый этанол менее полярен, чем вода, и может извлекать полный спектр гидрофильных компонентов ромашки не так эффективно, как водный раствор этанола. Поэтому многие производители используют смеси этанола и воды вместо абсолютного этанола. Тем не менее экстракция растворителями с высоким содержанием этанола может быть полезна, если цель – концентрированный экстракт с более высоким содержанием агликона апигенина, компонентов эфирного масла и липофильных активных веществ.
Обработка ультразвуком улучшает экстракцию этанолом, сокращая время экстракции и усиливая высвобождение соединений, заключённых в структуре цветков. Для производителей биологически активных добавок это означает более эффективное производство настоек высокой концентрации, жидких экстрактов или промежуточных продуктов в виде сухих экстрактов. Для производителей косметики ультразвуковая экстракция на основе этанола позволяет получать растительные активные компоненты с высокой активностью для сывороток, тоников, гелей и эмульсий.

Экстракция маслами: активные вещества ромашки для косметических составов и средств для местного применения

Растительные масла, такие как оливковое масло, подсолнечное масло, масло жожоба или масло MCT, являются превосходными носителями липофильных компонентов ромашки. Экстракция маслами особенно актуальна для натуральной косметики, масел для ухода за кожей, бальзамов, массажных масел и средств для местного применения. Липофильные соединения, такие как компоненты эфирного масла, вещества, связанные с бисабололом, и другие неполярные ароматические фракции, хорошо подходят для экстракции маслами.
Однако масло не является предпочтительным растворителем, когда основной целью является апигенин или другие полярные производные флавоноидов. Апигенин плохо растворим в воде, но обычно его не рассматривают как маслорастворимый растительный маркер так же, как терпены или компоненты эфирного масла. Для экстрактов, ориентированных на апигенин, обычно больше подходят водный раствор этанола или растворители с высоким содержанием этанола.
Обработка ультразвуком повышает эффективность экстракции ромашки маслами за счёт тщательного диспергирования растительных частиц в масле и увеличения контакта между растворителем и поверхностью растительного сырья. Это может сократить время настаивания, повысить насыщенность экстракта и улучшить воспроизводимость от партии к партии. Для производителей косметики ультразвуковая экстракция маслами обеспечивает чистый способ получения масел, настоянных на ромашке, без растворителей и без длительной мацерации.

Апигенин и биоактивные вещества ромашки: растворимость имеет значение

Получение высококачественного экстракта ромашки начинается с чёткого понимания полярности соединений. Ромашка не является сырьём, содержащим только одно соединение; это сложная растительная матрица. Растворитель необходимо выбирать в соответствии с желаемым составом активных веществ.
Апигенин и его производные относятся к важнейшим флавоноидам ромашки. Агликон апигенина плохо растворим в воде, поэтому одна только вода может не обеспечивать максимальное извлечение апигенина. Этанол и водный раствор этанола повышают эффективность экстракции менее водорастворимых флавоноидов, а вода способствует извлечению более полярных гликозидов и гидрофильных соединений. В научной литературе апигенин описывается как плохо растворимый в воде биофлавоноид и приводятся исследования его растворимости в этаноле, воде и системах этанол–вода.

Для практической экстракции ромашки это означает следующее:

• Вода идеально подходит для мягких гидрофильных экстрактов с «чистой этикеткой».
• Водный раствор этанола – лучший универсальный растворитель для экстрактов ромашки широкого спектра.
• Этанол полезен для настоек с высокой активностью и экстрактов с высоким содержанием флавоноидов.
• Растительные масла идеально подходят для липофильных косметических экстрактов и средств для местного применения.

Обработка ультразвуком не изменяет фундаментальную растворимость молекулы, но значительно улучшает кинетику экстракции. Ультразвук помогает растворителю быстрее и полнее достигать целевых соединений. Именно поэтому ультразвуковая экстракция настолько эффективна: она сочетает химические свойства правильно выбранного растворителя с физической интенсификацией за счёт акустической кавитации.

Ультразвуковые аппараты Hielscher: от лабораторных испытаний до промышленного производства экстрактов ромашки

Важное преимущество ультразвуковой технологии Hielscher – линейная масштабируемость. Производители могут начать с небольших лабораторных испытаний, чтобы определить лучший растворитель, размер частиц, загрузку твёрдого материала, амплитуду, температуру и время экстракции. После определения оптимальных параметров экстракции процесс можно линейно масштабировать до пилотного и промышленного производства с помощью более крупных ультразвуковых процессоров Hielscher и реакторов с проточными ячейками.
Hielscher предлагает ультразвуковые аппараты для лабораторной, настольной, пилотной и промышленной обработки. Промышленные системы компании разработаны для интенсивной непрерывной эксплуатации, а для своих систем hdT Hielscher особо отмечает цифровое управление, контроль процесса, автоматическую регистрацию данных, дистанционное управление и прочную промышленную конструкцию.

Для коммерческой экстракции ромашки это означает:

• Простое тестирование осуществимости процесса
• Надёжную оптимизацию параметров
• Периодическую или непрерывную обработку в потоке
• Контролируемое поддержание температуры
• Воспроизводимое качество экстракта
• Промышленную производительность с надёжным оборудованием для обработки ультразвуком
• Снижение риска при масштабировании от исследований и разработок до производства

Например, Hielscher UIP2000hdT – это ультразвуковой аппарат зондового типа мощностью 2 000 ватт для настольной и промышленной обработки жидкостей, применяемый для экстракции, эмульгирования, диспергирования, гомогенизации и сонохимических реакций. Модель Hielscher UIP16000hdT обеспечивает ультразвуковую мощность 16 000 ватт для обработки больших объёмов.

Более качественные экстракты ромашки благодаря ультразвуковой интенсификации процесса

Экстракция ромашки не ограничивается растворением растительных соединений. Она направлена на получение стабильного растительного ингредиента высокой ценности, отвечающего требованиям современных рынков пищевых продуктов, биологически активных добавок и косметики. Обработка ультразвуком даёт производителям решающее преимущество, сочетая мягкую обработку с высокой эффективностью экстракции.
Благодаря правильно выбранному растворителю и подходящим параметрам ультразвукового процесса производители могут адаптировать экстракты ромашки к конкретным применениям: водные экстракты с «чистой этикеткой» для напитков, водно-этанольные экстракты широкого спектра для биологически активных добавок, настойки с высоким содержанием этанола для растительных продуктов с высокой активностью или масляные настои для натуральной косметики. Ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают ультразвуковую мощность, управление процессом и возможности масштабирования, необходимые для превращения ромашки в высококачественный коммерческий экстракт.
Для производителей, стремящихся к более высокому выходу, лучшему качеству и более быстрой обработке, ультразвуковая экстракция ромашки с аппаратами Hielscher является превосходящей другие технологией экстракции.

Таблица ниже даёт представление о приблизительной производительности наших ультразвуковых аппаратов:

Экстракция ромашки для производителей пищевых продуктов и напитков

Производителям пищевых продуктов и напитков нужны безопасные, стабильные, обладающие приятным вкусом и ароматом и экономически выгодные экстракты. Экстракты ромашки используются в травяных чаях, функциональных напитках, сиропах, кондитерских изделиях, альтернативах молочным продуктам, напитках для расслабления и вкусоароматических композициях. Задача – получить экстракт с чистым вкусом, привлекательным цветом и стабильным содержанием активных веществ без чрезмерного нагрева или длительных циклов экстракции.
Ультразвуковая экстракция обеспечивает значительное технологическое преимущество. Воду или водный раствор этанола можно использовать для получения экстрактов ромашки пищевого качества с более высоким выходом и более коротким временем обработки. Поскольку обработка ультразвуком является нетермической, производители могут сохранить нежные ароматические компоненты, избегая чрезмерного извлечения нежелательных горьких или резких нот.
Для промышленного производства напитков ультразвуковые аппараты Hielscher можно интегрировать в ёмкости для периодической обработки или непрерывные проточные системы. Это позволяет производителям обрабатывать большие объёмы при контролируемых амплитуде, времени пребывания и температуре. Концепция масштабирования Hielscher поддерживает разработку в малом масштабе и перенос на более крупные промышленные системы с сохранением того же основного механизма обработки ультразвуком.

Экстракция ромашки для производителей биологически активных добавок

Производители биологически активных добавок часто уделяют основное внимание активности, стандартизации и воспроизводимости. Экстракты ромашки могут поступать на рынок в виде жидких экстрактов, настоек, порошков, капсул, таблеток или концентратов функциональных ингредиентов. Для этих применений управление процессом имеет решающее значение: одно и то же сырьё должно давать стабильный состав экстракта от партии к партии.
Ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают производителям непосредственный контроль важных параметров экстракции, таких как амплитуда, подводимая энергия, температура, давление, соотношение твёрдого материала и жидкости, расход и время экстракции. Это делает ультразвуковую экстракцию подходящей для оптимизации процесса и подходов «качество через разработку».
Для экстрактов ромашки с высоким содержанием апигенина водный раствор этанола часто является предпочтительным растворителем, поскольку он обеспечивает баланс между полярностью и пригодностью для пищевого применения. Обработка ультразвуком помогает максимально увеличить высвобождение флавоноидов и других биоактивных веществ, одновременно сводя к минимуму время обработки. Результат – более эффективный процесс экстракции с повышенным выходом и понятным путём перехода от лабораторных испытаний к коммерческому производству.

Экстракция ромашки для производителей косметики

Ромашка – популярный косметический ингредиент, используемый для успокоения кожи, позиционирования продукции как растительной и разработки натуральных составов. Экстракты ромашки применяются в кремах, лосьонах, сыворотках, шампунях, кондиционерах, средствах после загара, средствах для ухода за детьми, очищающих средствах и массажных маслах.
Производители косметики получают преимущество благодаря гибкости выбора растворителей при обработке ультразвуком. В зависимости от рецептуры ромашку можно экстрагировать водным раствором этанола, водой, глицерином, пропиленгликолем или маслами. Ультразвуковая экстракция ромашки маслами особенно привлекательна для безводных бальзамов, масел для лица и натуральных средств для ухода за кожей, а водно-спиртовые экстракты полезны для гелей, тоников и эмульсий.
Обработка ультразвуком также поддерживает производство косметики на этапах, выходящих за рамки экстракции. Ультразвуковые процессоры Hielscher используются для эмульгирования, гомогенизации и диспергирования, поэтому одна и та же ультразвуковая платформа может обеспечивать несколько этапов обработки жидкостей при производстве косметики. Во внутренних материалах Hielscher косметика выделяется среди отраслей применения ультразвуковой обработки жидкостей, а эмульсии, активные компоненты и гомогенизация обозначаются как соответствующие области применения.

Литература / Ссылки

• Oktaviani, N. M. D., Larasati, I. D., Nugroho, A. W., Setyaningsih, W., & Palma, M. (2024): Ultrasound-Assisted Extraction of L-Tryptophan from Chamomile Flower: Method Development and Application for Flower Parts Characterization and Varietal Difference. Trends in Sciences, 21(3), 2024. 7348.
• Dent M., Dragović-Uzelac V., Elez Garofulić I., Bosiljkov T., Ježek D., Brnčić M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound Assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q. 29(3), 2015. 475–484.

https://doi.org/10.15255/CABEQ.2015.2168

• Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
• Larasati, I.D.; Oktaviani, N.M.D.; Lioe, H.N.; Estiasih, T.; Palma, M.; Setyaningsih, W. (2023): Optimization of Ultrasound-Assisted Cold-Brew Method for Developing Roselle (Hibiscus sabdariffa L.)-Based Tisane with High Antioxidant Activity. Beverages, 9, 58; 2023.
• 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.