Ekstrakcija kamilice – Večji donos, boljša kakovost z ultrazvokom

Pripravljajte visokokakovostne izvlečke kamilice hitreje, učinkoviteje in z dosledno močjo. Ultrazvočni ekstraktorji podjetja Hielscher pospešijo ekstrakcijo bioaktivnih snovi iz kamilice, kot so apigenin, flavonoidi, fenolni spojini, polisaharidi in sestavine eteričnega olja. Ne glede na to, ali proizvajate zeliščne čaje, funkcionalne pijače, tinkture, prehranska dopolnila, kozmetične aktivne sestavine ali rastlinske sestavine, vam ultrazvok pomaga doseči višje donose, krajše čase ekstrakcije in dosledno kakovost ekstraktov.

Ultrazvočna ekstrakcija kamilice za živila, prehranska dopolnila in kozmetiko

Z uporabo visokointenzivnega ultrazvoka sonikatorji podjetja Hielscher v suspenziji topila in rastlin povzročijo akustično kavitacijo. Ta razgradi tkivo cvetov kamilice, izboljša prodiranje topila in pospeši prenos snovi. Rezultat je nežen, netermični postopek ekstrakcije, ki ga je mogoče natančno nadzorovati in prilagoditi od laboratorijskih preskusov do neprekinjene industrijske proizvodnje.

• Večji izkoristek ekstrakta: Učinkovito sproščanje flavonoidov, fenolnih spojin, aromatičnih spojin in drugih aktivnih sestavin kamilice.
• Krajši čas obdelave: Dolgo maceracijo nadomestite s hitro ultrazvočno ekstrakcijo.
• Topila za živila, prehranska dopolnila in kozmetiko: Voda, etanol, vodna raztopina etanola, glicerin, olja in druga primerna topila.
• Odlično upravljanje procesov: Nastavljiva amplituda, temperatura, tlak, vnos energije, pretok in čas zadrževanja.
• Zanesljivo povečanje obsega: Od majhnega R&Serije D za pilotne preskuse in industrijsko ekstrakcijo v proizvodni liniji.

Zakaj ultrazvok izboljša ekstrakcijo kamilice

Pri klasičnem botaničnem ekstrahiranju mora topilo počasi prodirati v rastlinske delce, raztopiti ciljne spojine in se nato ponovno razširiti v osnovno tekočino. Ta postopek lahko traja ure ali dneve in pogosto zahteva visoke temperature ali velike količine topila. Ultrazvok pospeši vsak korak tega ekstrakcijskega procesa.
Med ultrazvočno ekstrakcijo kavitacija fizično razgradi rastlinsko strukturo in zmanjša difuzijski mejni sloj okoli rastlinskih delcev. Topilo hitreje prodre v cvetni material kamilice, medtem ko se raztopljene bioaktivne snovi hitro prenesejo v okoliško tekočino. Zaradi tega je ultrazvočna obdelava še posebej koristna za proizvajalce, ki potrebujejo visoko učinkovitost ekstrakcije, kratke čase obdelave serij in dosledno kakovost ekstraktov.

Med glavne prednosti ultrazvočne ekstrakcije kamilice spadajo:

• Višji izkoristki ekstrakcije: Bolj popolno sproščanje flavonoidov, fenolnih spojin, sestavin eteričnih olj in drugih rastlinskih aktivnih snovi.
• Krajši časi obdelave: Ekstrakcijo, ki bi sicer zahtevala daljše maceriranje, je pogosto mogoče opraviti precej hitreje.
• Nežna, netermična obdelava: Zmanjšana izpostavljenost toploti pomaga ohraniti občutljive aromatične sestavine in na temperaturo občutljive fitokemikalije.
• Manjše povpraševanje po topilih: Izboljšan prenos snovi lahko zmanjša potrebno količino topila ali število ekstrakcijskih ciklov.
• Ponovljiva kakovost: Nadzorovati je mogoče amplitudo, vnos energije, temperaturo, tlak, pretok in čas zadrževanja.
• Prilagodljiva proizvodnja: Ultrazvočne naprave Hielscher se lahko uporabljajo od R&D do pilotnega testiranja in neprekinjene proizvodnje v proizvodni liniji.

Ultrazvočna ekstrakcija se kot tehnologija za pospeševanje procesov sproščanja bioaktivnih spojin iz rastlinskih surovin široko uporablja v prehrambni industriji, pri prehranskih dopolnilih in v farmacevtskih aplikacijah.

Izbira ustreznega topila za ekstrakcijo kamilice

Kamilica vsebuje tako polarne kot nepolarne spojine. Zato je izbira idealnega topila odvisna od želenega profila ekstrakta in namena končnega izdelka. Ultrazvok se lahko uporablja z vodo, etanolom, vodno-etanolno mešanico, glicerinom, rastlinskimi olji in drugimi topili, primernimi za živilske ali kozmetične namene. Ultrazvok je združljiv s široko paleto rastlinskih materialov in topil, vključno z vodo, etanolom, glicerinom in rastlinskimi olji.

Vodno-etanolni ekstrakt kamilice s širokim spektrom delovanja

Za številne komercialne izvlečke kamilice je vodno-etanolna mešanica najbolj vsestranski sistem topil. Pri hidro-etanolnih izvlečkih se mešanica vode in etanola uporablja za raztapljanje širokega spektra polarnih in zmerno lipofilnih sestavin kamilice. Voda omogoča ekstrakcijo hidrofilnih spojin, kot so nekatere fenolne kisline, polisaharidi in flavonoidni glikozidi, medtem ko etanol izboljša topnost manj polarnih spojin, vključno z aglikonom apigenina in številnimi sestavinami, povezanimi z aromo.
Apigenin je splošno znan kot flavonoid, ki se slabo raztaplja v vodi, medtem ko se mešanice etanola in vode pogosto preučujejo kot bolj primerni topilni sistemi, združljivi z živili in farmacevtskimi izdelki, za ravnanje z apigeninom in njegovo izločanje.
Za proizvajalce živil, prehranskih dopolnil in kozmetike ima vodni etanol več prednosti:

• Širok spekter fitokemikalij
• Sistem topil, primeren za živila in splošno sprejet
• Učinkovito pridobivanje flavonoidov in fenolnih spojin
• Nastavljiva polariteta s spreminjanjem razmerja med etanolom in vodo
• Enostavno odstranjevanje v nadaljnjem procesu ali koncentriranje z izparevanjem

Z ultrazvokom postane vodna raztopina etanola še učinkovitejša. Ultrazvočna kavitacija poveča prodiranje topila v delce kamilice in pospeši raztapljanje ciljnih molekul. To omogoča predelovalcem, da optimizirajo koncentracijo etanola, čas ekstrakcije in temperaturo za določen cilj: blag ekstrakt z okusom kamilice, standardiziran ekstrakt, bogat z apigeninom, ali širokospektralno rastlinsko aktivno sestavino za kozmetiko.

Voda: izvlečki kamilice z oznako »Clean Label« za pijače in živila

Voda je najbolj naravno topilo za ekstrakcijo kamilice in se pogosto uporablja za čaje, poparke, pijače ter živilske izdelke z oznako »clean label«. Voda je še posebej primerna za ekstrakcijo hidrofilnih sestavin, vključno z nekaterimi flavonoidnimi glikozidi, fenolnimi kislinami, polisaharidi in v vodi topnimi aromatičnimi spojinami. Vendar je voda sama po sebi manj učinkovita za slabo v vodi topne spojine, kot sta apigenin aglikon in številne lipofilne sestavine eteričnih olj.
Ultrazvok znatno izboljša ekstrakcijo kamilice v vodni raztopini. Z razbijanjem cvetnega tkiva in pospeševanjem prenosa snovi ultrazvok omogoča, da voda izloči bioaktivne sestavine hitreje in popolneje kot pri navadnem namakanju. To je zelo pomembno za proizvajalce pijač, proizvajalce čajnih izvlečkov in razvijalce izdelkov z oznako »clean label«, ki se želijo izogniti uporabi organskih topil, hkrati pa povečati koncentracijo izvlečka in učinkovitost postopka.

Ultrazvočno odstranjevanje vode je še posebej primerno, kadar je končni izdelek:

• Pijača iz kamilice, pripravljena za takojšnjo uporabo
• Koncentrat zeliščnega čaja
• Funkcionalni izvleček na vodni osnovi
• Izvleček prehranskega dopolnila brez alkohola
• Kozmetični rastlinski izvleček v obliki hidrolata

Ker je ultrazvok mehanski, ne-toplotni postopek, omogoča visokokakovostno vodno ekstrakcijo brez uporabe prekomerne toplote. To pomaga ohraniti nežen cvetni profil kamilice in zmanjša tveganje za prekuhavanje ali poslabšanje senzoričnih lastnosti.

Etanol: močni rastlinski izvlečki in tinkture

Etanol je močno topilo za številne bioaktivne snovi iz kamilice in je še posebej primeren, kadar naj bi ciljni ekstrakt vseboval večji delež manj polarnih flavonoidov, fenolnih spojin in aromatičnih sestavin. Etanol se pogosto uporablja v rastlinskih tinkturah, izvlečkih za prehranska dopolnila in kozmetičnih aktivnih sestavinah, ker je učinkovit, združljiv s hrano in ga je med koncentriranjem enostavno odstraniti.
Čisti etanol je manj polarni od vode in morda ne izloči celotnega spektra hidrofilnih sestavin kamilice tako učinkovito kot vodna raztopina etanola. Zato mnogi proizvajalci namesto absolutnega etanola uporabljajo mešanice etanola in vode. Vseeno pa je ekstrakcija z visoko vsebnostjo etanola lahko koristna, kadar je cilj koncentriran ekstrakt z višjo vsebnostjo aglikona apigenina, sestavin eteričnega olja in lipofilnih aktivnih snovi.
Ultrazvok izboljša ekstrakcijo z etanolom, saj skrajša čas ekstrakcije in pospeši sproščanje spojin, ujetih v strukturi cvetov. Za proizvajalce prehranskih dopolnil to pomeni učinkovitejšo proizvodnjo visoko koncentriranih tinktur, tekočih izvlečkov ali sušenih izvlečkov kot vmesnih proizvodov. Za proizvajalce kozmetike lahko ultrazvočna ekstrakcija na osnovi etanola ustvari močne rastlinske aktivne sestavine za serume, tonike, gele in emulzije.

Pridobivanje olja: aktivne sestavine kamilice za kozmetične in topične formulacije

Rastlinska olja, kot so olivno olje, sončnično olje, jojobino olje ali MCT olje, so odlični nosilci za lipofilne sestavine kamilice. Ekstrakcija z oljem je še posebej primerna za naravno kozmetiko, olja za nego kože, balzame, masažna olja in pripravke za zunanjo uporabo. Lipofilne spojine, kot so sestavine eteričnih olj, sestavine, povezane z bisabololom, in druge nepolarne aromatične frakcije, so zelo primerne za ekstrakcijo na osnovi olja.
Vendar olje ni najprimernejše topilo, kadar je glavni cilj apigenin ali drugi polarni derivati flavonoidov. Apigenin se slabo raztaplja v vodi, vendar se običajno ne obravnava kot rastlinski marker, topen v olju, tako kot terpeni ali sestavine eteričnih olj. Za izvlečke, usmerjene v apigenin, so običajno bolj primerni vodni etanol ali topila z visoko vsebnostjo etanola.
Ultrazvok poveča učinkovitost ekstrakcije kamilice na oljni osnovi, saj rastlinske delce temeljito razporedi v olju in poveča stik med topilom in površino rastlinskega materiala. To lahko skrajša čas namakanja, poveča intenzivnost ekstrakta in izboljša ponovljivost med posameznimi serijami. Za proizvajalce kozmetike ultrazvočna ekstrakcija olja ponuja čisto, brez topilno metodo za pridobivanje olj s kamilično infuzijo brez dolgih časov maceracije.

Apigenin in bioaktivne snovi iz kamilice: pomembna je topnost

Za pridobivanje visokokakovostnega izvlečka kamilice je najprej potrebno dobro razumevanje polaritete sestavin. Kamilica ni surovina, ki bi vsebovala le eno sestavino; gre za kompleksno rastlinsko matriko. Topilo je treba izbrati glede na želeni profil aktivnih sestavin.
Apigenin in njegovi derivati sodijo med najpomembnejše flavonoide v kamilici. Aglikon apigenina je slabo topen v vodi, zato sama voda morda ne omogoča največjega izkoristka apigenina. Etanol in vodna raztopina etanola izboljšata učinkovitost ekstrakcije manj vodotopnih flavonoidov, medtem ko voda prispeva k ekstrakciji bolj polarnih glikozidov in hidrofilnih spojin. Znanstvena literatura opisuje apigenin kot slabo vodotopen bioflavonoid in poroča o študijah topnosti v etanolu, vodi in etanol-vodnih sistemih.

Za praktično pridobivanje kamilice to pomeni:

• Voda je idealna za blage, naravne in hidrofilne izvlečke.
• Vodna raztopina etanola je najbolj vsestransko topilo za izvlečke kamilice s širokim spektrom delovanja.
• Etanol je primeren za pripravo močnih tinktur in izvlečkov, bogatih s flavonoidi.
• Rastlinska olja so idealna za lipofilne kozmetične izvlečke in pripravke za zunanjo uporabo.

Ultrazvok ne spreminja osnovne topnosti molekule, vendar bistveno izboljša kinetično potek ekstrakcije. Ultrazvok pomaga topilu, da hitreje in bolj popolnoma doseže ciljne spojine. Prav zato je ultrazvočna ekstrakcija tako učinkovita: združuje kemijske lastnosti ustreznega topila s fizikalno ojačitvijo akustične kavitacije.

Ultrazvočni aparati Hielscher: od laboratorijskih testov do industrijske proizvodnje izvlečkov kamilice

Ena od glavnih prednosti ultrazvočne tehnologije Hielscher je linearna prilagodljivost. Proizvajalci lahko začnejo z majhnimi laboratorijskimi poskusi, da določijo najboljše topilo, velikost delcev, vsebnost trdnih snovi, amplitudo, temperaturo in čas ekstrakcije. Ko so določeni optimalni parametri ekstrakcije, se proces lahko linearno prilagodi za pilotno in industrijsko proizvodnjo z uporabo večjih ultrazvočnih procesorjev Hielscher in reaktorjev s pretočnimi celicami.
Podjetje Hielscher ponuja ultrazvočne naprave za laboratorijsko, namizno, pilotno in industrijsko predelavo. Industrijski sistemi tega podjetja so zasnovani za zahtevno neprekinjeno delovanje, pri svojih sistemih hdT pa Hielscher poudarja digitalno upravljanje, nadzor procesov, avtomatsko beleženje podatkov, daljinsko upravljanje in robustno industrijsko zasnovo.

Za komercialno pridobivanje kamilice to pomeni:

• Preprosto preverjanje izvedljivosti
• Zanesljiva optimizacija parametrov
• Serijska ali neprekinjena obdelava v proizvodni liniji
• Nadzorovano upravljanje temperature
• Ponovljiva kakovost ekstraktov
• Industrijska zmogljivost z robustno opremo za ultrazvočno obdelavo
• Manjše tveganje pri širitvi iz R&D v proizvodnjo

Hielscher UIP2000hdT je na primer 2.000-vatni ultrazvočni aparat s sondo za laboratorijsko in industrijsko obdelavo tekočin, ki se uporablja za ekstrakcijo, emulgiranje, dispergiranje, homogenizacijo in sonokemične reakcije. Model Hielscher UIP16000hdT zagotavlja 16.000 vatov ultrazvočne moči za obdelavo velikih količin.

Boljši izvlečki kamilice z ultrazvočno intenzifikacijo procesa

Pri ekstrakciji kamilice ne gre le za raztapljanje rastlinskih spojin. Gre za pridobivanje enotne, visokokakovostne rastlinske sestavine, ki izpolnjuje zahteve sodobnih trgov s hrano, prehranskimi dopolnili in kozmetiko. Ultrazvok proizvajalcem prinaša odločilno prednost, saj združuje nežno obdelavo z visoko učinkovitostjo ekstrakcije.
Z ustreznim topilom in pravilnimi parametri ultrazvočnega postopka lahko proizvajalci izvlečke kamilice prilagodijo za konkretne namene: vodne izvlečke z oznako »clean label« za pijače, vodno-etanolne izvlečke s širokim spektrom delovanja za prehranska dopolnila, tinkture z visoko vsebnostjo etanola za močne rastlinske izvlečke ali oljne infuzije za naravno kozmetiko. Ultrazvočni aparati Hielscher zagotavljajo ultrazvočno moč, nadzor procesa in pot za povečanje obsega, ki so potrebni za predelavo kamilice v visokokakovosten komercialni izvleček.
Za proizvajalce, ki si prizadevajo za večji donos, boljšo kakovost in hitrejšo predelavo, je ultrazvočna ekstrakcija kamilice z ultrazvočnimi napravami Hielscher najboljša tehnologija ekstrakcije.

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:

Ekstrakt kamilice za proizvajalce živil in pijač

Proizvajalci živil in pijač potrebujejo izvlečke, ki so varni, enotne kakovosti, okusni in ekonomsko upravičeni. Izvlečki kamilice se uporabljajo v zeliščnih čajih, funkcionalnih pijačah, sirupih, slaščicah, nadomestkih mlečnih izdelkov, pijačah za sprostitev in sistemih arom. Izziv je v proizvodnji izvlečka s čistim okusom, privlačno barvo in zanesljivo vsebnostjo aktivnih sestavin brez prekomerne toplote ali dolgih ciklov ekstrakcije.
Ultrazvočna ekstrakcija ponuja veliko prednost pri predelavi. Z vodo ali vodno raztopino etanola je mogoče pridobiti izvlečke kamilice, primerne za živilske namene, z višjim izkoristkom in krajšim časom predelave. Ker je ultrazvočna obdelava netermična, lahko predelovalci ohranijo občutljive aromatične sestavine in hkrati preprečijo prekomerno ekstrakcijo neželenih grenkih ali ostrih okusov.
Za industrijsko predelavo pijač je mogoče ultrazvočne naprave Hielscher vgraditi v posode za serijsko proizvodnjo ali v sisteme s kontinuiranim pretokom. To proizvajalcem omogoča obdelavo večjih količin ob nadzorovani amplitudi, času zadrževanja in temperaturi. Hielscherjev koncept povečanja obsega podpira razvoj v majhnem obsegu in prehod na večje industrijske sisteme, pri čemer ohranja enak osnovni mehanizem ultrazvočne obdelave.

Ekstrakt kamilice za proizvajalce prehranskih dopolnil

Proizvajalci prehranskih dopolnil se pogosto osredotočajo na učinkovitost, standardizacijo in ponovljivost. Izvlečki kamilice se lahko tržijo v obliki tekočih izvlečkov, tinktur, praškov, kapsul, tablet ali koncentratov funkcionalnih sestavin. Pri teh uporabah je nadzor proizvodnega procesa ključnega pomena: ista surovina mora zagotavljati enak profil izvlečka v vseh serijah.
Ultrazvočni ekstraktorji podjetja Hielscher proizvajalcem omogočajo neposreden nadzor nad pomembnimi parametri ekstrakcije, kot so amplituda, vnesena energija, temperatura, tlak, razmerje med trdnimi in tekočimi snovmi, pretok in čas ekstrakcije. Zaradi tega je ultrazvočna ekstrakcija primerna za optimizacijo procesov in pristope »kakovost po načrtu«.
Za izvlečke kamilice, bogate z apigeninom, je vodno-etanolna raztopina pogosto najprimernejše topilo, saj zagotavlja ravnovesje med polariteto in primernostjo za uporabo v prehrambni industriji. Ultrazvok pomaga povečati sproščanje flavonoidov in drugih bioaktivnih snovi ter hkrati skrajša čas obdelave. Rezultat je učinkovitejši postopek ekstrakcije z večjim izkoristkom ter jasna pot od laboratorijskih poskusov do komercialne proizvodnje.

Ekstrakt kamilice za proizvajalce kozmetike

Kamilica je priljubljena kozmetična sestavina, ki se uporablja za pomirjanje kože, poudarjanje naravnega izvora izdelkov in v naravnih formulah. Izvlečki kamilice se uporabljajo v kremah, losjonih, serumih, šamponih, balzamih, izdelkih za nego po sončenju, izdelkih za nego dojenčkov, čistilnih izdelkih in masažnih oljih.
Proizvajalci kozmetike izkoriščajo prednosti ultrazvoka, ki omogoča uporabo različnih topil. Glede na sestavo izdelka se kamilica lahko ekstrahira v vodno-etanolno raztopino, vodo, glicerin, propilenglikol ali olja. Ultrazvočna ekstrakcija kamilice na oljni osnovi je še posebej privlačna za brezvodne balzame, olja za obraz in naravne formulacije za nego kože, medtem ko so hidroalkoholni ekstrakti primerni za gele, tonike in emulzije.
Ultrazvok se v kozmetični industriji uporablja tudi za druge namene poleg ekstrakcije. Ultrazvočni procesorji podjetja Hielscher se uporabljajo za emulgiranje, homogenizacijo in dispergiranje, kar pomeni, da ista ultrazvočna platforma omogoča izvedbo več postopkov obdelave tekočin v kozmetični proizvodnji. Notranji materiali podjetja Hielscher izpostavljajo kozmetiko med panogami, ki jih oskrbuje ultrazvočna obdelava tekočin, ter kot relevantna področja uporabe navajajo emulzije, aktivne sestavine in homogenizacijo.

Literatura / Reference