Extrakcia kvetov – šetrné spracovanie, vysoké výťažky vďaka sonikácii

Či už chcete pripraviť absolút, vodu obohatenú výluhom z kvetov alebo kvetový hydrolát, sonikácia vám pomôže zvýšiť výťažok vášho kvetového extraktu. Zistite, prečo je sonikácia ideálnou extrakčnou technikou na izoláciu citlivých biomolekúl a éterických olejov z kvetov a okvetných lístkov.

Sonikácia ako ideálna extrakčná technika pre biomolekuly a éterické oleje z kvetov

Keďže kvety obsahujú mnoho vonných, chuťových a terapeuticky účinných zlúčenín, ktoré možno použiť ako zložky liekov, potravín, kozmetiky a výživových doplnkov, sú veľmi žiadanou surovinou na prípravu účinných extraktov. Ultrazvuková extrakcia je účinnou technikou na izoláciu požadovaných látok z kvetov. Kvety sú však veľmi citlivou časťou rastliny a vyžadujú si primerane šetrné zaobchádzanie. Tu sa do popredia dostávajú šetrné extrakčné podmienky sonikácie. Ako netepelná, presne regulovateľná extrakčná metóda poskytuje sonikácia vysoké výťažky kvetových extraktov. Vynikajúca kvalita extraktu a vysoká účinnosť sú kľúčovými charakteristikami ultrazvukovej extrakcie rastlinných látok.

V tomto krátkom videu ukazujeme prípravu ružovej vody z čerstvých okvetných lístkov ruže pomocou sondového sonikátora UP200Ht. Ultrazvuková extrakcia fytochemických látok sa považuje za najmodernejšiu metódu, ktorá zabezpečuje najvyššiu účinnosť pri izolácii citlivých bioaktívnych zlúčenín a aromatických molekúl.

Ružová voda pomocou sonikácie – návod krok za krokom

Pri príprave ružovej vody podľa ukážky vo videu vyššie postupujte podľa tohto návodu:

Na začiatok starostlivo vyberte čerstvé ruže (Rosa damascena) a oddeľte okvetné lístky od piestika kvetu. Okvetné lístky nakrájajte na menšie kúsky, aby ste zväčšili ich povrch.
Keďže chceme pripraviť ružovú vodu, ako rozpúšťadlo použijeme čistenú vodu.
Okvetné lístky vložte do sklenenej kadičky a pridajte vodu. Vo videu používame 10 veľkých okvetných lístkov a 200mL vody.
Pripravte sonikátor UP200Ht: Pevne upevnite sonotródu S26d14. Keďže okvetné lístky sú veľmi citlivou časťou rastliny, nastavíme amplitúdu na 70%, aby sa počas ultrazvukovej extrakcie zachovali všetky biomolekuly.
Ponorte sondu do sklenenej kadičky a zapnite sonikátor. Sonikujte približne 90 sekúnd.
Po sonikácii zmes prefiltrujte, aby ste odstránili pevné zvyšky a získali číru a voňavú ružovú vodu.
Ružovú vodu zachyťte do sterilných nádob na skladovanie a skladujte ju na chladnom a tmavom mieste, aby si zachovala kvalitu a predĺžila sa jej trvanlivosť.
Ružovú vodu používajte na kulinárske alebo kozmetické účely.

Ultrazvukový extraktor UP400St a rotačná odparka na extrakciu rastlinných látok.

Sonikátor UP400ST na extrakciu rastlinných látok a rotačná odparka na následné spracovanie/koncentrovanie extraktu.

Extrakcia éterických olejov pomocou sonikácie

Hydrodestilácia podporovaná ultrazvukom je pokročilá extrakčná technika, ktorá spája tradičnú hydrodestiláciu s ultrazvukovou technológiou. Táto metóda využíva ultrazvukové vlny na vyvolanie kavitácie, pri ktorej vznikajú malé bubliny naplnené parou. Tie implodujú a vytvárajú mikroprúdy a turbulenciu. Tieto účinky podporujú rozrušovanie častíc, praskanie povrchov a miešanie, čím výrazne zvyšujú rýchlosť prenosu hmoty.
Proces zahŕňa aj ohrev celého objemu, ktorý urýchľuje odparovanie vody a zlepšuje prenos tepla. Tento kombinovaný prístup skracuje čas extrakcie a znižuje spotrebu energie a rozpúšťadiel, vďaka čomu je hydrodestilácia podporovaná ultrazvukom účinnejšia a šetrnejšia k životnému prostrediu v porovnaní s konvenčnými metódami.
Medzi hlavné výhody hydrodestilácie podporovanej ultrazvukom patria:

Vyššia účinnosť extrakcie: Zvýšené uvoľňovanie éterických olejov a cenných bioaktívnych zlúčenín.
Skrátenie času a úspora energie: Kratšie časy extrakcie a nižšia spotreba energie.
Zlepšená kvalita: Zachovanie integrity zlúčenín vďaka šetrným podmienkam spracovania.
Prevádzkové výhody: Bezpečná prevádzka, kratší čas nábehu, menšie rozmery zariadenia a menej krokov spracovania.

Porovnávacie snímky SEM vyššie zobrazujú bunkovú štruktúru listov rodu Satureja spracovaných hydrodestiláciou (vľavo) a hydrodestiláciou za pomoci ultrazvuku (vpravo) a odhaľujú výrazne účinnejšie narušenie bunkových stien pôsobením ultrazvuku.

Snímky listov rodu Satureja zo skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM): (A) po hydrodestilácii trvajúcej 4 hodiny a (B) po spracovaní metódou sono-clevenger trvajúcom 60 min.
Štúdia a snímky: Rasouli et al., 2021

Porovnávacie snímky SEM uvedené vyššie zobrazujú bunkovú štruktúru listov rodu Satureja spracovaných hydrodestiláciou (vľavo) a hydrodestiláciou za pomoci ultrazvuku (vpravo) a odhaľujú výrazne účinnejšie narušenie bunkových stien pôsobením ultrazvuku. Ultrazvuková hydrodestilácia tak zvyšuje výťažnosť extrakcie éterických olejov približne o 40 % v porovnaní s konvenčnou hydrodestiláciou.

Objavte, ako vytvárať výnimočné chuťové zážitky pomocou ultrazvukovej infúzie! V tomto videu vám ukážeme, ako pripraviť lahodný ocot s chuťou bazových kvetov pomocou sonikátora Hielscher UP200Ht. Pri použití vysokovýkonnej sondovej sonikácie silné ultrazvukové vlny extrahujú a prenášajú chute účinnejšie než tradičné metódy. Vychutnajte si výraznejšiu arómu, intenzívnejšiu chuť a rýchle výsledky – ideálne pre gurmánske výtvory. Ultrazvuková infúzia, samozrejme, funguje s akoukoľvek rastlinnou arómou a s akýmikoľvek tekutinami, napríklad s nápojmi, destilátmi, tekutými dochucovadlami, omáčkami a sirupmi.

Sonikátory na výrobu kvetinových extraktov

Sonikátory Hielscher sú známe svojimi vynikajúcimi výsledkami pri produkcii kvetov, najmä vďaka svojim pokročilým možnostiam homogenizácie a extrakcie. Spoločnosť Hielscher ponúka sonikátory všetkých veľkostí a kapacít spracovania – od 50 wattov až do 16 000 wattov na sonikátor. Vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia Hielscher umožňujú účinnú a presnú extrakciu bioaktívnych zlúčenín, éterických olejov a vonných látok z rastlinných materiálov. Vďaka využitiu špičkovej ultrazvukovej technológie zabezpečujú sonikátory Hielscher optimálnu výťažnosť a kvalitu extraktov, čím sa stávajú nevyhnutnými pri výrobe hodnotných rastlinných prípravkov, vonných látok, účinných zložiek a výživových doplnkov. Navyše sú vďaka svojej robustnej konštrukcii a používateľsky prívetivému rozhraniu ideálne na hodnotenie kvality a poskytujú spoľahlivé a reprodukovateľné výsledky vo výskume aj v priemyselných aplikáciách.

Prečo Hielscher Ultrasonics?

vysoká účinnosť
najmodernejšia technológia
spoľahlivosť a robustnosť
nastaviteľné, presné riadenie procesu
vsádzkové aj prietokové spracovanie
pre akýkoľvek objem
inteligentný softvér
inteligentné funkcie (napr. programovateľnosť, zaznamenávanie údajov, diaľkové ovládanie)
jednoduchá a bezpečná obsluha
nenáročná údržba
CIP (čistenie na mieste)

Návrh, výroba a poradenstvo – kvalita vyrobená v Nemecku

Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú známe svojimi najvyššími štandardmi kvality a konštrukcie. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových zariadení do priemyselných prevádzok. Ultrazvukové zariadenia Hielscher si ľahko poradia s drsnými podmienkami a náročným prostredím.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť certifikovaná podľa ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia s najmodernejšou technológiou a používateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú samozrejme v zhode s požiadavkami CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

V tejto prezentácii vám predstavíme výrobu rastlinných extraktov. Vysvetlíme náročné aspekty výroby vysokokvalitných rastlinných extraktov a to, ako vám ich sonikátor pomôže zvládnuť. Prezentácia vám ukáže, ako funguje ultrazvuková extrakcia. Dozviete sa, aké výhody môžete očakávať pri použití sonikátora na extrakciu a ako môžete ultrazvukový extraktor začleniť do výroby extraktov.

Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!

Prekonajte úzke miesto pri extrakcii rastlinných látok s Hielscher Ultrasonics! Ultrazvukovú extrakciu možno lineárne škálovať na akýkoľvek rozsah výroby.

Procesy ultrazvukovej extrakcie možno lineárne škálovať na akúkoľvek výrobnú kapacitu. Ultrazvukové extraktory možno prevádzkovať vo vsádzkovom aj prietokovom režime.

Súvisiace témy

Užitočné fakty

Aký je rozdiel medzi ružovou vodou, ružovým absolútom a ružovým hydrolátom?

Ružová voda, ružový absolút a ružový hydrolát sa získavajú z ruží, ale líšia sa spôsobmi výroby a chemickým zložením.

Ružová voda: Ružová voda je vedľajším produktom procesu destilácie vodnou parou, ktorý sa používa na extrakciu ružového éterického oleja. Obsahuje vo vode rozpustné zložky okvetných lístkov ruže, ktoré jej dodávajú jemnú kvetinovú vôňu a chuť. Ružová voda sa vďaka svojej príjemnej vôni a potenciálnym zdravotným prínosom bežne používa v kuchyni, v prípravkoch na starostlivosť o pokožku a v aromaterapii.
Ak si chcete prečítať viac o hydrodestilácii zintenzívnenej ultrazvukom, kliknite sem!

Ružový absolút: Ružový absolút je aromatický olej extrahovaný z okvetných lístkov ruže extrakciou rozpúšťadlom, zvyčajne hexánom alebo iným rozpúšťadlom. Táto metóda je účinnejšia pri extrakcii vonných zlúčenín z okvetných lístkov a jej výsledkom je vysoko koncentrovaný voňavý olej.
Ružový absolút sa bežne používa v parfumérstve a v luxusných kozmetických výrobkoch pre svoju intenzívnu a dlhotrvajúcu kvetinovú vôňu.

Ružový hydrolát (ružová kvetová voda):
Ružový hydrolát, známy aj ako ružová kvetová voda, ružový hydrosól alebo ružový destilát, je voda, ktorá zostáva po parnej destilácii ružových lupienkov na získanie ružovej silice. Obsahuje rastlinné zlúčeniny rozpustné vo vode, ako aj niektoré molekuly silice, ktoré mu dodávajú jemnú vôňu a terapeutické vlastnosti. Ružový hydrolát ponúka podobný aromatický profil, má však zriedenejšie zloženie na vodnej báze.
Ružový hydrolát sa často používa pri starostlivosti o pokožku ako tonikum, pleťová hmla alebo zložka kozmetických prípravkov vďaka svojim hydratačným, upokojujúcim a osviežujúcim vlastnostiam.

Každú z týchto tekutín získavaných z ruží možno vyrobiť ultrazvukovou extrakciou a každá má jedinečné vlastnosti a prínosy, vďaka ktorým je cennou zložkou v gastronómii, kozmetike a terapii.

Ultrazvuková extrakcia je najúčinnejšia technika na výrobu vysokokvalitných rastlinných extraktov. Hielscher Ultrasonics vyrába najsofistikovanejšie sonikátory na spracovanie kvapalín, napríklad na extrakciu rastlinných látok.

Ultrazvuková extrakcia sa používa na izoláciu bioaktívnych zlúčenín z rastlín.

Bioaktívne zlúčeniny v rastlinných extraktoch

Bioaktívne zlúčeniny sú prirodzene sa vyskytujúce chemické látky nachádzajúce sa v rastlinách, živočíchoch a iných organizmoch, ktoré pôsobia na živé tkanivá. Zohrávajú významnú úlohu pri podpore zdravia a prevencii chorôb. Tieto zlúčeniny možno všeobecne rozdeliť do niekoľkých kategórií na základe ich chemickej štruktúry a biologických funkcií. Tu sú hlavné typy bioaktívnych zlúčenín:

Polyfenoly
Polyfenoly sú rozmanitou skupinou zlúčenín známych svojimi antioxidačnými vlastnosťami. Možno ich ďalej rozdeliť do niekoľkých tried:
Flavonoidy: Zahŕňajú flavonoly (napr. kvercetín), flavóny (napr. luteolín), flavanóny (napr. hesperidín), flavanoly (napr. katechíny), izoflavóny (napr. genisteín) a antokyány (napr. kyanidín).
Fenolové kyseliny : Zahŕňajú hydroxybenzoové kyseliny (napr. kyselinu galovú) a hydroxyškoricové kyseliny (napr. kyselinu kávovú).
Taníny: Kondenzované taníny (proantokyanidíny) a hydrolyzovateľné taníny (galotaníny).
Stilbény: Resveratrol je najznámejší stilbén.
Lignany: Nachádzajú sa v semenách, najmä v ľanových semenách (napr. sekoizolaricirezinol).
Terpenoidy
Terpenoidy, známe aj ako izoprenoidy, sú odvodené od päťuhlíkových izoprénových jednotiek a zahŕňajú:
Karotenoidy: Zahŕňajú karotény (napr. β-karotén) a xantofyly (napr. luteín, zeaxantín).
Monoterpény: Napríklad limonén a mentol.
Seskviterpény: Napríklad kurkumín.
Diterpény: Napríklad taxol.
Triterpény: Napríklad saponíny a steroly (napr. β-sitosterol).
Tetraterpény: Napríklad lykopén a astaxantín.
Alkaloidy
Alkaloidy sú zlúčeniny obsahujúce dusík, ktoré majú často výrazné fyziologické účinky:
Pyrolidínové a piperidínové alkaloidy : Napríklad nikotín.
Tropánové alkaloidy : Napríklad atropín a kokaín.
Chinolínové alkaloidy : Napríklad chinín.
Izochinolínové alkaloidy : Napríklad morfín a kodeín.
Indolové alkaloidy : Napríklad strychnín a rezerpín.
Imidazolové alkaloidy : Napríklad pilokarpín.
Pyridínové alkaloidy : Napríklad piperín.
Glykozidy
Glykozidy pozostávajú z cukornej zložky viazanej na necukornú zložku (aglykón). Zahŕňajú:
Srdcové glykozidy : Napríklad digoxín.
Antrachinónové glykozidy : Napríklad aloín.
Flavonoidové glykozidy : Ich aglykónom je flavonoid (napr. rutín).
Saponíny
Saponíny sú glykozidy s vlastnosťami podobnými mydlu:
Steroidné saponíny : Nachádzajú sa v rastlinách, ako sú jamy (napr. diosgenín).
Triterpenoidné saponíny : Nachádzajú sa v strukovinách (napr. sójové saponíny).
Organické zlúčeniny síry
Tieto zlúčeniny obsahujú síru a majú významné zdravotné prínosy:
Glukozinoláty : Nachádzajú sa v kapustovitej zelenine (napr. sulforafán).
Tiosulfináty : Napríklad alicín z cesnaku.
Vitamíny
Vitamíny sú organické zlúčeniny potrebné v malých množstvách na udržanie zdravia:
Vitamíny rozpustné v tukoch : Zahŕňajú vitamíny A (retinoidy), D (kalciferoly), E (tokoferoly a tokotrienoly) a K (fylochinón a menachinóny).
Vitamíny rozpustné vo vode : Zahŕňajú vitamíny skupiny B (napr. B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) a vitamín C (kyselinu askorbovú).
Mastné kyseliny
Mastné kyseliny, najmä esenciálne mastné kyseliny, zohrávajú kľúčovú úlohu pri udržiavaní zdravia:
Omega-3 mastné kyseliny : Napríklad kyselina eikozapentaénová (EPA) a kyselina dokozahexaénová (DHA).
Omega-6 mastné kyseliny : Napríklad kyselina linolová (LA) a kyselina arachidónová (AA).
Peptidy a proteíny
Bioaktívne peptidy a proteíny majú rôzne fyziologické účinky:
Antimikrobiálne peptidy : Napríklad defenzíny.
Inhibítory enzýmov : Napríklad inhibítory ACE z mliečnych proteínov.
Polysacharidy
Polysacharidy majú imunomodulačné a ďalšie priaznivé účinky na zdravie:
β-glukány : Nachádzajú sa v ovse a hubách.
Glykozaminoglykány : Napríklad kyselina hyalurónová a chondroitínsulfát.

Každá z týchto bioaktívnych zlúčenín ponúka širokú škálu priaznivých účinkov od antioxidačnej aktivity až po protizápalové účinky. Sonikácia je vysoko účinná technika na izoláciu týchto bioaktívnych zlúčenín z rastlín.

Literatúra / Referencie

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.