Ekstrakcija kamilice – večji izkoristki in boljša kakovost s sonikacijo

Proizvajajte visokokakovostne izvlečke kamilice hitreje, učinkoviteje in s ponovljivo biološko učinkovitostjo. Ultrazvočni ekstraktorji Hielscher intenzivirajo ekstrakcijo bioaktivnih snovi iz kamilice, kot so apigenin, flavonoidi, fenolne spojine, polisaharidi in sestavine eteričnega olja. Ne glede na to, ali proizvajate zeliščne čaje, funkcionalne pijače, tinkture, prehranska dopolnila, kozmetične učinkovine ali rastlinske sestavine, vam sonikacija pomaga doseči večje izkoristke, krajše čase ekstrakcije in enakomerno kakovost izvlečkov.

Ultrazvočna ekstrakcija kamilice za živila, prehranska dopolnila in kozmetiko

Sonikatorji Hielscher z ultrazvokom visoke intenzivnosti ustvarjajo akustično kavitacijo v suspenziji rastlinskega materiala v topilu. Ta razgrajuje tkivo cvetov kamilice, izboljšuje prodiranje topila in pospešuje prenos snovi. Rezultat je blag, netermičen postopek ekstrakcije, ki ga je mogoče natančno nadzorovati in prenesti iz laboratorijskega preskušanja v neprekinjeno industrijsko proizvodnjo.

• Večji izkoristek izvlečka: Učinkovito sproščanje flavonoidov, fenolnih spojin, aromatičnih spojin in drugih učinkovin kamilice.
• Krajši čas obdelave: Nadomestite dolgotrajno maceracijo s hitro ultrazvočno ekstrakcijo.
• Topila, primerna za živila, prehranska dopolnila in kozmetiko: Voda, etanol, vodna raztopina etanola, glicerol, olja in druga primerna topila.
• Odličen nadzor procesa: Nastavljiva amplituda, temperatura, tlak, vnos energije, pretok in zadrževalni čas.
• Zanesljiv prenos v večje merilo: Od majhnih raziskovalno-razvojnih šarž do pilotnih preskusov in industrijske ekstrakcije v pretočni liniji.

Zakaj sonikacija izboljša ekstrakcijo kamilice

Pri običajni ekstrakciji rastlinskega materiala mora topilo počasi difundirati v rastlinske delce, raztopiti ciljne spojine in nato difundirati nazaj v glavnino tekočine. Ta postopek lahko traja več ur ali dni in pogosto zahteva povišane temperature ali velike prostornine topila. Sonikacija intenzivira vsak korak tega ekstrakcijskega mehanizma.
Med ultrazvočno ekstrakcijo kavitacija fizično razgrajuje rastlinsko strukturo in zmanjšuje difuzijsko mejno plast okoli rastlinskih delcev. Topilo hitreje prodira v material cvetov kamilice, raztopljene bioaktivne snovi pa se hitro prenašajo v okoliško tekočino. Zato je sonikacija še posebej dragocena za proizvajalce, ki potrebujejo visoko učinkovitost ekstrakcije, kratke čase šaržne obdelave in enakomerno kakovost izvlečkov.

Ključne prednosti ultrazvočne ekstrakcije kamilice vključujejo:

• Večji izkoristki ekstrakcije: Popolnejše sproščanje flavonoidov, fenolnih spojin, sestavin eteričnega olja in drugih rastlinskih učinkovin.
• Krajši časi obdelave: Ekstrakcijo, ki bi sicer lahko zahtevala dolgotrajno maceracijo, je pogosto mogoče zaključiti veliko hitreje.
• Blaga, netermična obdelava: Manjša izpostavljenost toploti pomaga ohraniti občutljive aromatične spojine in temperaturno občutljive fitokemikalije.
• Manjša potreba po topilu: Izboljšan prenos snovi lahko zmanjša potrebno prostornino topila ali število ekstrakcijskih ciklov.
• Ponovljiva kakovost: Amplitudo, vnos energije, temperaturo, tlak, pretok in zadrževalni čas je mogoče nadzorovati.
• Proizvodnja, prilagodljiva večjemu merilu: Sonikatorje Hielscher je mogoče uporabljati od raziskav in razvoja do pilotnega preskušanja in neprekinjene proizvodnje v pretočni liniji.

Ultrazvočna ekstrakcija se kot tehnologija za intenziviranje procesa sproščanja bioaktivnih spojin iz rastlinskega materiala široko uporablja pri proizvodnji živil in prehranskih dopolnil ter v farmacevtskih aplikacijah.

Izbira ustreznega topila za ekstrakcijo kamilice

Kamilica vsebuje tako polarne kot nepolarne spojine. Zato je idealno topilo odvisno od ciljnega profila izvlečka in uporabe končnega izdelka. Sonikacijo je mogoče izvajati z vodo, etanolom, vodno raztopino etanola, glicerolom, rastlinskimi olji in drugimi topili, primernimi za živila ali kozmetiko. Ultrazvočna obdelava je združljiva s širokim naborom rastlinskih materialov in topil, vključno z vodo, etanolom, glicerolom in rastlinskimi olji.

Vodna raztopina etanola: ekstrakcija kamilice s širokim spektrom spojin

Za številne komercialne izvlečke kamilice je vodna raztopina etanola najbolj vsestranski sistem topil. Za vodno-etanolne izvlečke se uporablja zmes vode in etanola, ki raztaplja širok nabor polarnih in zmerno lipofilnih sestavin kamilice. Voda podpira ekstrakcijo hidrofilnih spojin, kot so nekatere fenolne kisline, polisaharidi in flavonoidni glikozidi, etanol pa izboljšuje topnost manj polarnih spojin, vključno z aglikonom apigenina in številnimi sestavinami, povezanimi z aromo.
Apigenin je splošno poznan kot flavonoid, slabo topen v vodi, zmesi etanola in vode pa se pogosto raziskujejo kot primernejši sistemi topil, združljivi z živilsko in farmacevtsko uporabo, za delo z apigeninom in njegovo pridobivanje.
Za proizvajalce živil, prehranskih dopolnil in kozmetike vodna raztopina etanola ponuja več prednosti:

• Širok spekter fitokemikalij
• Sistem topil, primeren za živila in široko sprejet
• Učinkovita ekstrakcija flavonoidov in fenolnih spojin
• Nastavljiva polarnost s spreminjanjem razmerja etanol/voda
• Preprosto odstranjevanje v nadaljnjih korakih ali koncentriranje z izparevanjem

S sonikacijo postane vodna raztopina etanola še učinkovitejša. Ultrazvočna kavitacija povečuje prodiranje topila v delce kamilice in pospešuje raztapljanje ciljnih molekul. To izvajalcem obdelave omogoča optimizacijo koncentracije etanola, časa ekstrakcije in temperature za določen cilj: blag aromatični izvleček kamilice, standardiziran izvleček, bogat z apigeninom, ali rastlinsko učinkovino s širokim spektrom spojin za kozmetiko.

Voda: izvlečki kamilice s čisto deklaracijo za pijače in živila

Voda je najbolj naravno topilo za ekstrakcijo kamilice in se široko uporablja za čaje, poparke, pijače in živilske izdelke s čisto deklaracijo. Voda je še posebej primerna za ekstrakcijo hidrofilnih sestavin, vključno z nekaterimi flavonoidnimi glikozidi, fenolnimi kislinami, polisaharidi in v vodi topnimi spojinami okusa in arome. Vendar je sama voda manj učinkovita za spojine, slabo topne v vodi, kot so aglikon apigenina in številne lipofilne sestavine eteričnega olja.
Sonikacija bistveno izboljša vodno ekstrakcijo kamilice. Z razgradnjo tkiva cvetov in izboljšanjem prenosa snovi ultrazvok pomaga vodi izločiti bioaktivne snovi hitreje in popolneje kot preprosto namakanje. To je zelo pomembno za proizvajalce pijač, proizvajalce čajnih izvlečkov in razvijalce formulacij s čisto deklaracijo, ki se želijo izogniti organskim topilom ter hkrati povečati jakost izvlečka in učinkovitost procesa.

Ultrazvočna ekstrakcija z vodo je posebej privlačna, kadar je končni izdelek:

• Kamilični napitek, pripravljen za pitje
• Koncentrat zeliščnega čaja
• Funkcionalni izvleček na vodni osnovi
• Izvleček brez alkohola za prehranska dopolnila
• Kozmetični rastlinski izvleček, podoben hidrolatu

Ker je sonikacija mehanski, netermičen proces, lahko podpira visokokakovostno vodno ekstrakcijo brez uporabe prekomerne toplote. To pomaga ohraniti nežen cvetlični profil kamilice in zmanjšuje tveganje za senzorične note, značilne za kuhanje ali razgradnjo.

Etanol: močni rastlinski izvlečki in tinkture

Etanol je močno topilo za številne bioaktivne snovi kamilice in je še posebej uporaben, kadar naj ciljni izvleček vsebuje večji delež manj polarnih flavonoidov, fenolnih spojin in aromatično aktivnih sestavin. Etanol se široko uporablja v rastlinskih tinkturah, izvlečkih za prehranska dopolnila in kozmetičnih učinkovinah, ker je učinkovit, združljiv z živilsko uporabo in ga je med koncentriranjem preprosto odstraniti.
Čisti etanol je manj polaren kot voda in morda ne izloči celotnega spektra hidrofilnih sestavin kamilice tako učinkovito kot vodna raztopina etanola. Zato številni proizvajalci namesto absolutnega etanola uporabljajo zmesi etanola in vode. Kljub temu je lahko ekstrakcija s topilom z visokim deležem etanola koristna, kadar je cilj koncentriran izvleček z višjo vsebnostjo aglikona apigenina, sestavin eteričnega olja in lipofilnih učinkovin.
Sonikacija izboljšuje ekstrakcijo z etanolom s skrajšanjem časa ekstrakcije in boljšim sproščanjem spojin, ujetih v strukturi cvetov. Za proizvajalce prehranskih dopolnil to pomeni učinkovitejšo proizvodnjo tinktur visoke jakosti, tekočih izvlečkov ali posušenih ekstraktnih polizdelkov. Za proizvajalce kozmetike lahko ultrazvočna ekstrakcija na osnovi etanola zagotovi močne rastlinske učinkovine za serume, tonike, gele in emulzije.

Ekstrakcija z oljem: učinkovine kamilice za kozmetične formulacije in formulacije za topikalno uporabo

Rastlinska olja, kot so oljčno olje, sončnično olje, jojobino olje ali olje MCT, so odlični nosilci lipofilnih sestavin kamilice. Ekstrakcija z oljem je še posebej pomembna za naravno kozmetiko, olja za nego kože, balzame, masažna olja in formulacije za topikalno uporabo. Lipofilne spojine, kot so sestavine eteričnega olja, sestavine, povezane z bisabololom, in druge nepolarne aromatične frakcije, so zelo primerne za ekstrakcijo na oljni osnovi.
Vendar olje ni prednostno topilo, kadar je glavni cilj apigenin ali drugi polarni flavonoidni derivati. Apigenin je slabo topen v vodi, vendar se običajno ne obravnava kot v olju topen rastlinski označevalec na enak način kot terpeni ali sestavine eteričnega olja. Za izvlečke, usmerjene v apigenin, so običajno primernejše vodne raztopine etanola ali topila z visokim deležem etanola.
Sonikacija izboljša učinkovitost ekstrakcije kamilice na oljni osnovi s temeljitim dispergiranjem rastlinskih delcev v olju in povečanjem stika med topilom in površino rastlinskega materiala. To lahko skrajša čas namakanja, poveča jakost izvlečka in izboljša ponovljivost med šaržami. Za proizvajalce kozmetike ultrazvočna ekstrakcija z oljem omogoča čist postopek brez topil za pridobivanje olj z izvlečkom kamilice brez dolgotrajne maceracije.

Apigenin in bioaktivne snovi kamilice: topnost je pomembna

Visokokakovosten izvleček kamilice se začne z jasnim razumevanjem polarnosti spojin. Kamilica ni surovina z eno samo spojino; je kompleksna rastlinska matrica. Topilo je treba izbrati glede na želeni profil učinkovin.
Apigenin in njegovi derivati spadajo med najpomembnejše flavonoide kamilice. Aglikon apigenina je slabo topen v vodi, zato sama voda morda ne zagotovi največjega izkoristka apigenina. Etanol in vodna raztopina etanola izboljšujeta učinkovitost ekstrakcije flavonoidov, ki so slabše topni v vodi, voda pa prispeva k ekstrakciji bolj polarnih glikozidov in hidrofilnih spojin. Znanstvena literatura opisuje apigenin kot bioflavonoid, slabo topen v vodi, in poroča o raziskavah topnosti v etanolu, vodi ter sistemih etanola in vode.

Za praktično ekstrakcijo kamilice to pomeni:

• Voda je idealna za blage hidrofilne izvlečke s čisto deklaracijo.
• Vodna raztopina etanola je najboljše vsestransko topilo za izvlečke kamilice s širokim spektrom spojin.
• Etanol je uporaben za močne tinkture in izvlečke, bogate s flavonoidi.
• Rastlinska olja so idealna za lipofilne kozmetične izvlečke in formulacije za topikalno uporabo.

Sonikacija ne spreminja temeljne topnosti molekule, vendar močno izboljša kinetiko ekstrakcije. Ultrazvok pomaga topilu hitreje in popolneje doseči ciljne spojine. Zato je ultrazvočna ekstrakcija tako učinkovita: združuje kemijske lastnosti ustreznega topila s fizičnim intenziviranjem z akustično kavitacijo.

Sonikatorji Hielscher: od laboratorijskih preskusov do industrijskih izvlečkov kamilice

Pomembna prednost ultrazvočne tehnologije Hielscher je linearni prenos v večje merilo. Proizvajalci lahko začnejo z majhnimi laboratorijskimi preskusi, da določijo najboljše topilo, velikost delcev, delež trdne snovi, amplitudo, temperaturo in čas ekstrakcije. Ko so optimalni ekstrakcijski parametri določeni, je mogoče proces linearno prenesti v pilotno in industrijsko proizvodnjo z večjimi ultrazvočnimi procesorji Hielscher in reaktorji s pretočnimi celicami.
Hielscher ponuja sonikatorje za laboratorijsko, namizno, pilotno in industrijsko obdelavo. Industrijski sistemi podjetja so zasnovani za zahtevno neprekinjeno delovanje, Hielscher pa pri svojih sistemih hdT poudarja digitalno upravljanje, nadzor procesa, samodejno beleženje podatkov, daljinsko upravljanje in robustno industrijsko zasnovo.

Za komercialno ekstrakcijo kamilice to pomeni:

• Preprosto preskušanje izvedljivosti
• Zanesljivo optimizacijo parametrov
• Šaržno ali neprekinjeno obdelavo v pretočni liniji
• Nadzorovano uravnavanje temperature
• Ponovljivo kakovost izvlečkov
• Industrijsko zmogljivost obdelave z robustno opremo za sonikacijo
• Manjše tveganje pri prenosu iz raziskav in razvoja v proizvodnjo

Hielscher UIP2000hdT je na primer ultrazvočni procesor s sondo z močjo 2.000 vatov za namizno in industrijsko obdelavo tekočin, katerega uporabe vključujejo ekstrakcijo, emulgiranje, dispergiranje, homogenizacijo in sonokemijske reakcije. Model Hielscher UIP16000hdT zagotavlja 16.000 vatov ultrazvočne moči za obdelavo velikih prostornin.

Boljši izvlečki kamilice z ultrazvočnim intenziviranjem procesa

Ekstrakcija kamilice ne zajema le raztapljanja rastlinskih spojin. Njen cilj je proizvodnja enakomerne rastlinske sestavine visoke vrednosti, ki izpolnjuje zahteve sodobnih trgov živil, prehranskih dopolnil in kozmetike. Sonikacija proizvajalcem zagotavlja odločilno prednost, saj združuje blago obdelavo z visoko učinkovitostjo ekstrakcije.
Z ustreznim topilom in ustreznimi parametri ultrazvočnega procesa lahko proizvajalci izvlečke kamilice prilagodijo določenim uporabam: vodne izvlečke s čisto deklaracijo za pijače, izvlečke s širokim spektrom spojin v vodni raztopini etanola za prehranska dopolnila, tinkture z visokim deležem etanola za močne rastlinske pripravke ali oljne izvlečke za naravno kozmetiko. Sonikatorji Hielscher zagotavljajo ultrazvočno moč, nadzor procesa in pot do večjega merila, ki so potrebni za pretvorbo kamilice v visokokakovosten komercialni izvleček.
Za proizvajalce, ki si prizadevajo za večje izkoristke, boljšo kakovost in hitrejšo obdelavo, je ultrazvočna ekstrakcija kamilice s sonikatorji Hielscher vrhunska tehnologija ekstrakcije.

Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih procesorjev:

Ekstrakcija kamilice za proizvajalce živil in pijač

Proizvajalci živil in pijač potrebujejo izvlečke, ki so varni, enakomerni, okusni in ekonomsko upravičeni. Izvlečki kamilice se uporabljajo v zeliščnih čajih, funkcionalnih pijačah, sirupih, slaščicah, nadomestkih mlečnih izdelkov, napitkih za sproščanje in aromatičnih sistemih. Izziv je proizvesti izvleček s čistim okusom, privlačno barvo in zanesljivo vsebnostjo učinkovin brez prekomerne toplote ali dolgih ekstrakcijskih ciklov.
Ultrazvočna ekstrakcija zagotavlja veliko prednost pri obdelavi. Z vodo ali vodno raztopino etanola je mogoče proizvajati izvlečke kamilice, primerne za živila, z večjim izkoristkom in krajšimi časi obdelave. Ker je sonikacija netermična, lahko izvajalci obdelave zaščitijo občutljive aromatične sestavine in se hkrati izognejo prekomerni ekstrakciji neželenih grenkih ali ostrih not.
Za industrijsko uporabo pri proizvodnji pijač je mogoče sonikatorje Hielscher vgraditi v šaržne rezervoarje ali neprekinjene pretočne sisteme. To proizvajalcem omogoča obdelavo večjih prostornin ob nadzorovani amplitudi, zadrževalnem času in temperaturi. Koncept prenosa v večje merilo podjetja Hielscher podpira razvoj v majhnem merilu in prenos na večje industrijske sisteme ob ohranjanju istega osnovnega mehanizma sonikacije.

Ekstrakcija kamilice za proizvajalce prehranskih dopolnil

Proizvajalci prehranskih dopolnil se pogosto osredotočajo na biološko učinkovitost, standardizacijo in ponovljivost. Izvlečki kamilice se lahko tržijo kot tekoči izvlečki, tinkture, praški, kapsule, tablete ali koncentrati funkcionalnih sestavin. Za te uporabe je nadzor procesa ključnega pomena: ista surovina mora v vsaki šarži zagotoviti enakomeren profil izvlečka.
Sonikatorji Hielscher proizvajalcem omogočajo neposreden nadzor nad pomembnimi ekstrakcijskimi parametri, kot so amplituda, vnos energije, temperatura, tlak, razmerje med trdno snovjo in tekočino, pretok in čas ekstrakcije. Zato je ultrazvočna ekstrakcija primerna za optimizacijo procesa in pristope zagotavljanja kakovosti z načrtovanjem.
Za izvlečke kamilice, bogate z apigeninom, je vodna raztopina etanola pogosto prednostno topilo, ker zagotavlja ravnovesje med polarnostjo in sprejemljivostjo za živilsko uporabo. Sonikacija pomaga doseči največje sproščanje flavonoidov in drugih bioaktivnih snovi ter hkrati čim krajši čas obdelave. Rezultat je učinkovitejši postopek ekstrakcije z izboljšanim izkoristkom in jasno potjo od laboratorijskih preskusov do komercialne proizvodnje.

Ekstrakcija kamilice za proizvajalce kozmetike

Kamilica je priljubljena kozmetična sestavina za pomirjanje kože, poudarjanje rastlinskega izvora izdelkov in koncepte naravnih formulacij. Izvlečki kamilice se uporabljajo v kremah, losjonih, serumih, šamponih, balzamih za lase, izdelkih za nego po sončenju, izdelkih za nego dojenčkov, čistilnih izdelkih in masažnih oljih.
Proizvajalcem kozmetike koristi prilagodljivost sonikacije pri izbiri topila. Glede na formulacijo je mogoče kamilico ekstrahirati v vodno raztopino etanola, vodo, glicerol, propilenglikol ali olja. Ultrazvočna ekstrakcija kamilice na oljni osnovi je posebej privlačna za brezvodne balzame, olja za obraz in naravne formulacije za nego kože, vodno-alkoholni izvlečki pa so uporabni za gele, tonike in emulzije.
Sonikacija podpira kozmetično proizvodnjo tudi zunaj ekstrakcije. Ultrazvočni procesorji Hielscher se uporabljajo za emulgiranje, homogenizacijo in dispergiranje, kar pomeni, da lahko ista ultrazvočna platforma podpira več korakov obdelave tekočin pri proizvodnji kozmetike. Interno gradivo podjetja Hielscher izpostavlja kozmetično industrijo med panogami, v katerih se uporablja ultrazvočna obdelava tekočin, ter navaja emulzije, učinkovine in homogenizacijo kot pomembna področja uporabe.

Literatura / viri

• 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.