Экстракция розмарина с помощью мощного ультразвука

Розмарин – ароматная, вечнозеленая трава, богатая биологически активными соединениями и эфирными маслами, которые используются в лечебных, пищевых и косметических продуктах. Ультразвуковая экстракция — это мягкий, но высокоэффективный метод выделения биологически активных соединений и эфирных масел из розмарина и других трав. Ультразвуковая экстракция обеспечивает более высокий выход и превосходное качество экстракта за короткое время обработки.

Получение экстракта розмарина с помощью ультразвука

Ультразвуковые аппараты обладают высокой эффективностью, когда речь идет о производстве растительных экстрактов. Ультразвук — это мягкий, нетермический метод экстракции, который позволяет щадяще обрабатывать и выделять нежные биологически активные молекулы из растений. Поскольку на ультразвук действуют только чисто механические силы, можно избежать повреждения термочувствительных молекул. Это позволяет получать экстракт полного спектра действия, содержащий многочисленные биологически активные соединения, которые взаимодействуют друг с другом и приводят к так называемому эффекту антуража. Например, ультразвуковой экстракт розмарина содержит большое количество биологически активных молекул, таких как карнозиновая кислота, карнозол, розмариновая кислота, олеаноловая кислота, урсоловая кислота, камфора, 1,8-цинеол,-кумариновая кислота и кофейная кислота.
Для получения экстракта розмарина биоактивные соединения выделяют из игольчатых листьев розмарина (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Он обычно используется в качестве натурального консерванта и ароматизатора в пищевой и косметической промышленности.
 

Экстракт розмарина содержит несколько биологически активных соединений, в том числе антиоксиданты, такие как карнозиновая кислота и розмариновая кислота, которые, как было показано, обладают противовоспалительными, противомикробными и противораковыми свойствами. Эти свойства делают экстракт розмарина полезным для сохранения свежести и качества пищевых продуктов, а также обеспечивают потенциальную пользу для здоровья в пищевых добавках и натуральных средствах.
В пищевой промышленности экстракт розмарина часто добавляют в переработанное мясо, выпечку и закуски, чтобы продлить срок их хранения и предотвратить окисление. Он также используется в качестве натурального ароматизатора в соусах, заправках и маринадах.
В косметической промышленности экстракт розмарина используется в средствах по уходу за кожей и волосами благодаря своим антиоксидантным и противовоспалительным свойствам, которые могут помочь защитить и питать кожу и волосы. Он также используется в качестве натурального ароматизатора и красителя в некоторых косметических продуктах.

Механизм разрушения клеточной стенки (а) разрушение клеточной стенки вследствие кавитации. (b) диффузия растворителя в структуру клетки.
(График адаптирован из Shirsath et al., 2012)

Как происходит производство экстракта розмарина с помощью ультразвукового аппарата зондового типа?

Производство экстракта розмарина с помощью ультразвукового аппарата зондового типа обычно включает в себя следующие этапы:

1. Приготовление розмарина: Листья розмарина очищают, сушат и измельчают в мелкий порошок.
2. Извлечение: Молотый порошок розмарина смешивают с растворителем, таким как этанол или вода, и смесь обрабатывают ультразвуком с помощью ультразвукового аппарата зондового типа. Ультразвуковой аппарат использует высокочастотные звуковые волны для создания кавитационных пузырьков, которые помогают расщеплять растительный материал и высвобождать активные соединения.
3. Фильтрация: Смесь фильтруют, чтобы удалить остатки растительного материала, оставляя после себя жидкий экстракт.
4. Концентрация: Жидкий экстракт концентрируют с помощью ротационного испарителя или другого подходящего метода, чтобы увеличить концентрацию активных соединений.
5. Сушка: Концентрированный экстракт сушат подходящим методом, таким как распылительная сушка или сублимационная сушка (лиофилизация) для получения экстракта в виде сухого порошка.
6. Упаковка: Затем сухой порошок упаковывают и хранят в прохладном сухом месте до тех пор, пока он не будет готов к использованию.

Использование ультразвукового аппарата зондового типа в процессе экстракции позволяет более эффективно и результативно извлекать активные соединения из листьев розмарина, в результате чего получается экстракт более высокого качества с большей концентрацией полезных соединений. Кроме того, этот метод можно использовать в больших масштабах, что делает его пригодным для коммерческого производства. Ультразвуковые аппараты Hielscher позволяют точно контролировать технологические параметры и линейно масштабировать процесс экстракции до любого желаемого объема.

Научно доказанное превосходство ультразвуковой экстракции розмарином

В своем отчете о научных исследованиях Dhoubi et al. (2020) исследуют влияние различных методов экстракции на химический состав и антиоксидантную активность экстрактов Rosmarinus officinalis L. Они сравнивают три метода экстракции: сверхкритическую экстракцию жидкостью, ультразвуковую экстракцию (UAE) с использованием ультразвукового аппарата Hielscher UIP1000hdT и микроволновую экстракцию (MAE).

Основные моменты исследования:

• Авторы обнаружили, что метод экстракции существенно повлиял на химический состав и антиоксидантную активность экстрактов розмарина. По сравнению с другими методами экстракции сверхкритической флюидной экстракции и микроволновой экстракции, ультразвуковая экстракция дала наилучшие результаты.
• Ультразвуковой экстракт розмарина с этанолом был очень богат полифенолами.
• При ультразвуковой обработке более высокая антиоксидантная способность наблюдалась при короткой экстракции (10 минут).

Протокол ультразвуковой экстракции розмарина

Ультразвуковая экстракция проводилась в ультразвуковом аппарате зондового типа с использованием сонотрода (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, см. рисунок ниже). Смесь порошкообразного розмарина и абсолютного этанола (1:3 по объему) помещали в реактор с двойной рубашкой и подвергали воздействию ультразвука при давлении 750 Вт в течение 10 минут. Температура экстракции регулировалась на уровне 25°C. Ультразвуковой экстракт центрифугировали при 4000 об/мин в течение 10 мин. Надосадочная жидкость удалялась и концентрировалась в вакууме с помощью ротационного вакуумного испарителя.

Настройка ультразвуковой экстракции с помощью Ультразвуковой аппарат Hielscher зондового типа UIP1000hdT для периодической экстракции растительных компонентов.
(Фото: © Петиньи и др., 2013)

В частности, ультразвуковая экстракция позволила получить экстракты с более высокими концентрациями общих фенольных соединений, флавоноидов и каротиноидов, а также с более высокой антиоксидантной активностью по сравнению с мацерацией. Кроме того, ультразвуковая экстракция была более эффективным методом, обеспечивая более высокий выход экстракта за более короткий промежуток времени.
Авторы приходят к выводу, что выбор метода экстракции является важным фактором, который следует учитывать при производстве экстрактов розмарина для использования в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности. Ультразвуковая экстракция является перспективным методом экстракции, который может получить более мощные и эффективные экстракты с более высоким выходом.
Исследовательская группа пришла к выводу, что “Среди изученных экстрактов розмарин, экстрагированный ультразвуком, продемонстрировал более высокую антиоксидантную активность по данным обоих анализов антиоксидантной активности. Это было связано с более высоким общим содержанием фенольных кислот, в частности, карнозиновой кислоты и розмариновой кислоты. Кроме того, при испытаниях на клетках фибробластов человека, подвергшихся окислительному стрессу, наш ультразвуковой экстракт продемонстрировал сильную антиоксидантную активность по сравнению с галловой кислотой и N-ацетилцистеином. Таким образом, в качестве замены синтетических антиоксидантов, наш ультразвуковой экстракт розмарина, натуральный источник антиоксидантов, может представлять интерес для нескольких промышленных применений.”

Антиоксидантная активность экстрактов розмарина. Синие колонны: при 60°C с использованием дистиллированной воды; Оранжевые столбики: после ультразвуковой обработки.
(исследование и график: Сучкова и др., 2021)

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для экстракции розмарина и трав

Hielscher Ultrasonics производит и поставляет высокопроизводительные ультразвуковые аппараты любой мощности и размера. Наш ассортимент ультразвуковых гомогенизаторов и экстракторов включает в себя как ручные портативные устройства, так и полностью промышленные производственные системы для поточной обработки больших объемов в промышленных масштабах.

Проектирование, производство и консалтинг – Качество «Сделано в Германии»

Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны своими высочайшими стандартами качества и дизайна. Надежность и простота в эксплуатации позволяют без проблем интегрировать наши ультразвуковые аппараты в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательными условиями окружающей среды.

Hielscher Ultrasonics является компанией, сертифицированной по стандарту ISO, и уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством в использовании. Конечно, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и соответствуют требованиям UL, CSA и RoHs.
Свяжитесь с нами прямо сейчас! Наш хорошо обученный и многолетний технический персонал будет рад обсудить с вами процесс экстракции и порекомендовать вам наиболее подходящий ультразвуковой экстрактор!

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: