Ekstrakcija cvetov – blaga obdelava, visoki izkoristki s sonikacijo

Ne glede na to, ali želite pripraviti absolut, vodo z izvlečkom cvetov ali cvetni hidrolat, vam sonikacija pomaga povečati izkoristek cvetnega ekstrakta. Spoznajte, zakaj je sonikacija idealna tehnika ekstrakcije za izolacijo občutljivih biomolekul in eteričnih olj iz cvetov in cvetnih listov.

Sonikacija kot idealna tehnika ekstrakcije biomolekul in eteričnih olj iz cvetov in cvetja

Ker cvetovi vsebujejo številne dišeče, aromatične in terapevtsko aktivne spojine, ki se lahko uporabljajo kot sestavine zdravil, živil, kozmetike in prehranskih dopolnil, so zelo iskana surovina za močne ekstrakte. Ultrazvočna ekstrakcija je učinkovita tehnika za izolacijo želenih snovi iz cvetov. Cvetovi so zelo občutljiv del rastline in zato zahtevajo ustrezno skrbno obdelavo. Tu pridejo do izraza blagi pogoji ultrazvočne ekstrakcije. Sonikacija kot netermična, natančno nadzorovana metoda ekstrakcije zagotavlja visoke izkoristke cvetnih ekstraktov. Izjemna kakovost ekstrakta in visoka učinkovitost sta ključni značilnosti ultrazvočne ekstrakcije rastlinskih snovi.

V tem kratkem videoposnetku prikazujemo pripravo rožne vode iz svežih cvetnih listov vrtnic s sondno ultrazvočno napravo UP200Ht. Ultrazvočna ekstrakcija fitokemikalij velja za najsodobnejšo metodo, ki zagotavlja največjo učinkovitost pri izolaciji občutljivih bioaktivnih spojin in aromatičnih molekul.

Rožna voda s sonikacijo – navodila po korakih

Za pripravo rožne vode, kot je prikazano v zgornjem videoposnetku, sledite tem navodilom:

Najprej skrbno izberite sveže vrtnice (Rosa damascena) in odstranite cvetne liste s pestiča cveta. Cvetne liste narežite na manjše koščke, da povečate površino.
Ker želimo pripraviti rožno vodo, kot topilo uporabimo prečiščeno vodo.
Cvetne liste položite v stekleno čašo in dodajte vodo. V videoposnetku uporabimo 10 velikih cvetnih listov in 200mL vode.
Pripravite sonikator UP200Ht: trdno pritrdite sonotrodo S26d14. Ker so cvetni listi zelo občutljiv del rastline, amplitudo nastavimo na 70%, da se med postopkom ultrazvočne ekstrakcije ohranijo vse biomolekule.
Sondo potopite v stekleno čašo in vklopite sonikator. Sonikirajte približno 90 sekund.
Po sonikaciji zmes filtrirajte, da odstranite trdne ostanke in dobite bistro, dišečo rožno vodo.
Rožno vodo zberite v sterilne posode za shranjevanje in jo shranite na hladnem, temnem mestu, da ohranite njeno kakovost in podaljšate rok uporabnosti.
Rožno vodo uporabljajte v kulinariki ali kozmetiki.

Ultrazvočni ekstraktor UP400St in rotacijski uparjalnik za ekstrakcijo rastlinskih snovi.

Sonikator UP400ST za ekstrakcijo rastlinskih snovi in rotacijski uparjalnik za naknadno obdelavo oziroma koncentriranje ekstrakta.

Ekstrakcija eteričnih olj s sonikacijo

Hidrodestilacija s pomočjo ultrazvoka je napredna tehnika ekstrakcije, ki združuje tradicionalno hidrodestilacijo z ultrazvočno tehnologijo. Ta metoda uporablja ultrazvočne valove za ustvarjanje kavitacije, pri kateri nastajajo majhni mehurčki, napolnjeni s paro, ki implodirajo ter ustvarjajo mikrom curke in turbulenco. Ti učinki pospešujejo razpad delcev, razpokanje površine in mešanje ter s tem znatno povečujejo hitrost prenosa snovi.
Postopek vključuje tudi segrevanje celotnega volumna, ki pospešuje izparevanje vode in izboljšuje prenos toplote. Ta kombinirani pristop skrajša čas ekstrakcije ter zmanjša porabo energije in topil, zaradi česar je hidrodestilacija s pomočjo ultrazvoka učinkovitejša in okolju prijaznejša od običajnih metod.
Ključne prednosti hidrodestilacije s pomočjo ultrazvoka vključujejo:

Večja učinkovitost ekstrakcije: Izboljšano sproščanje eteričnih olj in dragocenih bioaktivnih spojin.
Manjša poraba časa in energije: Krajši časi ekstrakcije in manjša poraba energije.
Izboljšana kakovost: Ohranjanje celovitosti spojin zaradi blagih pogojev obdelave.
Prednosti pri obratovanju: Varno delovanje, krajši zagonski čas, manjša oprema in manj korakov obdelave.

Posnetki listov Satureja z vrstičnim elektronskim mikroskopom (SEM): (A) po hidrodestilaciji, ki je trajala 4 ure, in (B) po obdelavi sono-clevenger, ki je trajala 60 min.
Študija in slike: Rasouli et al., 2021

Zgornji primerjalni posnetki SEM prikazujejo celično strukturo listov Satureja, obdelanih s hidrodestilacijo (levo) in hidrodestilacijo s pomočjo ultrazvoka (desno), ter razkrivajo znatno učinkovitejšo razgradnjo celičnih sten z ultrazvočno obdelavo. Posledično ultrazvočna hidrodestilacija izboljša ekstrakcijo eteričnih olj za približno 40 % v primerjavi z običajno hidrodestilacijo.

Odkrijte, kako z ultrazvočno infuzijo ustvariti izjemna doživetja okusov! V tem videoposnetku vam pokažemo, kako z ultrazvočno napravo Hielscher UP200Ht pripraviti okusen kis z aromo bezgovih cvetov. Pri visokozmogljivi sondni ultrazvočni obdelavi močni ultrazvočni valovi ekstrahirajo in prenašajo arome učinkoviteje kot tradicionalne metode. Doživite bogatejšo aromo, intenzivnejši okus in hitre rezultate – idealno za gurmanske stvaritve. Ultrazvočna infuzija seveda deluje s katero koli rastlinsko aromo in katero koli tekočino, na primer z napitki, žganimi pijačami, tekočimi začimbami, omakami in sirupi.

Sonikatorji za proizvodnjo cvetnih ekstraktov

Sonikatorji Hielscher slovijo po svoji odličnosti pri proizvodnji cvetov in cvetja, zlasti zaradi naprednih zmogljivosti homogenizacije in ekstrakcije. Hielscher s ponudbo sonikatorjev vseh velikosti in zmogljivosti obdelave – od 50 vatov do 16.000 vatov na sonikator – z visokozmogljivimi ultrazvočnimi napravami omogoča učinkovito in natančno ekstrakcijo bioaktivnih spojin, eteričnih olj in dišav iz rastlinskih materialov. Sonikatorji Hielscher z uporabo najsodobnejše ultrazvočne tehnologije zagotavljajo optimalen izkoristek in kakovost ekstraktov, zato so nepogrešljivi pri proizvodnji rastlinskih pripravkov visoke vrednosti, dišav, učinkovin in prehranskih dopolnil. Poleg tega so zaradi robustne zasnove in uporabniku prijaznega vmesnika idealni za ocenjevanje kakovosti ter zagotavljajo zanesljive in ponovljive rezultate tako v raziskavah kot pri industrijski uporabi.

Zakaj Hielscher Ultrasonics?

visoka učinkovitost
najsodobnejša tehnologija
zanesljivost in robustnost
nastavljiv, natančen nadzor procesa
šaržna in pretočna obdelava
za katero koli prostornino
inteligentna programska oprema
pametne funkcije (npr. možnost programiranja, beleženje podatkov, daljinsko upravljanje)
preprosto in varno upravljanje
malo vzdrževanja
CIP (čiščenje na mestu)

Načrtovanje, proizvodnja in svetovanje – kakovost iz Nemčije

Ultrazvočne naprave Hielscher so znane po najvišjih standardih kakovosti in zasnove. Robustnost in preprosto upravljanje omogočata nemoteno vključitev naših ultrazvočnih naprav v industrijske obrate. Ultrazvočne naprave Hielscher zlahka obvladujejo težke razmere in zahtevna okolja.

Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visokozmogljivim ultrazvočnim napravam z najsodobnejšo tehnologijo in uporabniku prijaznim upravljanjem. Seveda so ultrazvočne naprave Hielscher skladne z zahtevami CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.

V tej predstavitvi vam predstavljamo proizvodnjo rastlinskih izvlečkov. Pojasnjujemo izzive pri proizvodnji visokokakovostnih rastlinskih izvlečkov in kako vam jih lahko sonikator pomaga premagati. Predstavitev prikazuje delovanje ultrazvočne ekstrakcije. Spoznali boste prednosti uporabe sonikatorja za ekstrakcijo in načine vključitve ultrazvočnega ekstraktorja v proizvodnjo izvlečkov.

Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!

Odpravite ozko grlo ekstrakcije rastlinskih snovi s Hielscher Ultrasonics! Ultrazvočno ekstrakcijo je mogoče linearno povečati na kateri koli obseg proizvodnje.

Procese ultrazvočne ekstrakcije je mogoče linearno povečati na katero koli proizvodno zmogljivost. Ultrazvočni ekstraktorji lahko delujejo v šaržnem in pretočnem načinu.

Sorodne teme

Koristna dejstva

Kakšna je razlika med rožno vodo, absolutom vrtnice in hidrolatom vrtnice?

Rožna voda, absolut vrtnice in hidrolat vrtnice so vsi pridobljeni iz vrtnic, vendar se razlikujejo po načinih proizvodnje in kemični sestavi.

Rožna voda: Rožna voda je stranski proizvod postopka parne destilacije, ki se uporablja za pridobivanje eteričnega olja vrtnice. Vsebuje vodotopne sestavine cvetnih listov vrtnice, ki ji dajejo nežen cvetni vonj in okus. Rožna voda se zaradi prijetnega vonja in morebitnih koristi za zdravje pogosto uporablja v kulinariki, izdelkih za nego kože in aromaterapiji.
Za več informacij o hidrodestilaciji, intenzivirani z ultrazvokom, kliknite tukaj!

Absolut vrtnice: Absolut vrtnice je aromatično olje, pridobljeno iz cvetnih listov vrtnice z ekstrakcijo s topilom, običajno s heksanom ali drugim topilom. Ta metoda je učinkovitejša pri ekstrakciji dišečih spojin iz cvetnih listov, zato nastane zelo koncentrirano in dišeče olje.
Absolut vrtnice se zaradi intenzivnega in dolgotrajnega cvetnega vonja pogosto uporablja v parfumeriji in vrhunskih kozmetičnih izdelkih.

Hidrolat vrtnice (cvetna voda vrtnice):
Hidrolat vrtnice, znan tudi kot cvetna voda vrtnice, hidrosol vrtnice ali destilat vrtnice, je voda, ki ostane po parni destilaciji cvetnih listov vrtnice za pridobivanje eteričnega olja vrtnice. Vsebuje vodotopne rastlinske spojine in nekatere molekule eteričnega olja, ki mu dajejo blag vonj in terapevtske lastnosti. Hidrolat vrtnice ima podoben aromatični profil, vendar bolj razredčeno formulacijo na vodni osnovi.
Hidrolat vrtnice se zaradi vlažilnih, pomirjujočih in osvežilnih lastnosti pogosto uporablja pri negi kože kot tonik, meglica za obraz ali sestavina kozmetičnih formulacij.

Vsako od teh tekočin, pridobljenih iz vrtnic, je mogoče proizvesti z ultrazvočno ekstrakcijo in vsaka ima edinstvene značilnosti in koristi, zaradi katerih je dragocena sestavina v kulinariki, kozmetiki in terapevtiki.

Ultrazvočna ekstrakcija je najučinkovitejša tehnika za proizvodnjo visokokakovostnih rastlinskih ekstraktov. Hielscher Ultrasonics proizvaja najbolj izpopolnjene sonikatorje za obdelavo tekočin, kot je ekstrakcija rastlinskih snovi.

Ultrazvočna ekstrakcija se uporablja za izolacijo bioaktivnih spojin iz rastlin.

Bioaktivne spojine v rastlinskih ekstraktih

Bioaktivne spojine so naravno prisotne kemične snovi v rastlinah, živalih in drugih organizmih, ki vplivajo na živa tkiva. Imajo pomembno vlogo pri krepitvi zdravja in preprečevanju bolezni. Te spojine je mogoče na splošno razvrstiti v več kategorij glede na njihovo kemično strukturo in biološke funkcije. Glavne vrste bioaktivnih spojin so:

Polifenoli
Polifenoli so raznolika skupina spojin, znanih po svojih antioksidativnih lastnostih. Nadalje jih lahko razdelimo v več razredov:
Flavonoidi: vključujejo flavonole (npr. kvercetin), flavone (npr. luteolin), flavanone (npr. hesperidin), flavanole (npr. katehine), izoflavone (npr. genistein) in antocianine (npr. cianidin).
Fenolne kisline: vključujejo hidroksibenzojske kisline (npr. galno kislino) in hidroksicimetne kisline (npr. kavno kislino).
Tanini: kondenzirani tanini (proantocianidini) in hidrolizabilni tanini (galotanini).
Stilbeni: resveratrol je najbolj znan stilben.
Lignani: prisotni so v semenih, zlasti lanenih (npr. sekoizolaricirezinol).
Terpenoidi
Terpenoidi, znani tudi kot izoprenoidi, izvirajo iz izoprenskih enot s petimi atomi ogljika in vključujejo:
Karotenoidi: vključujejo karotene (npr. β-karoten) in ksantofile (npr. lutein, zeaksantin).
Monoterpeni: na primer limonen in mentol.
Seskviterpeni: na primer kurkumin.
Diterpeni: na primer taksol.
Triterpeni: na primer saponini in steroli (npr. β-sitosterol).
Tetraterpeni: na primer likopen in astaksantin.
Alkaloidi
Alkaloidi so spojine, ki vsebujejo dušik in imajo pogosto izrazite fiziološke učinke:
Pirolidinski in piperidinski alkaloidi: na primer nikotin.
Tropanski alkaloidi: na primer atropin in kokain.
Kinolinski alkaloidi: na primer kinin.
Izokinolinski alkaloidi: na primer morfin in kodein.
Indolni alkaloidi: na primer strihnin in rezerpin.
Imidazolni alkaloidi: na primer pilokarpin.
Piridinski alkaloidi: na primer piperin.
Glikozidi
Glikozidi so sestavljeni iz sladkornega dela, vezanega na nesladkorni del (aglikon). Vključujejo:
Srčni glikozidi: na primer digoksin.
Antrakinonski glikozidi: na primer aloin.
Flavonoidni glikozidi: pri njih je aglikon flavonoid (npr. rutin).
Saponini
Saponini so glikozidi z lastnostmi, podobnimi milu:
Steroidni saponini: prisotni so v rastlinah, kot je jam (npr. diosgenin).
Triterpenoidni saponini: prisotni so v stročnicah (npr. sojasaponini).
Organske žveplove spojine
Te spojine vsebujejo žveplo in imajo pomembne koristi za zdravje:
Glukozinolati: prisotni so v križnicah (npr. sulforafan).
Tiosulfinati: na primer alicin iz česna.
Vitamini
Vitamini so organske spojine, ki so v majhnih količinah potrebne za zdravje:
Vitamini, topni v maščobah: vključujejo vitamine A (retinoide), D (kalciferole), E (tokoferole in tokotrienole) in K (filokinon in menakinone).
Vitamini, topni v vodi: vključujejo vitamine skupine B (npr. B1, B2, B3, B5, B6, B7, B9, B12) in vitamin C (askorbinsko kislino).
Maščobne kisline
Maščobne kisline, zlasti esencialne maščobne kisline, imajo ključno vlogo pri zdravju:
Maščobne kisline omega-3: na primer eikozapentaenojska kislina (EPA) in dokozaheksaenojska kislina (DHA).
Maščobne kisline omega-6: na primer linolna kislina (LA) in arahidonska kislina (AA).
Peptidi in beljakovine
Bioaktivni peptidi in beljakovine imajo različne fiziološke učinke:
Protimikrobni peptidi: na primer defenzini.
Zaviralci encimov: na primer zaviralci ACE iz mlečnih beljakovin.
Polisaharidi
Polisaharidi imajo imunomodulatorne in druge koristi za zdravje:
β-glukani: prisotni so v ovsu in gobah.
Glikozaminoglikani: na primer hialuronska kislina in hondroitin sulfat.

Vsaka od teh bioaktivnih spojin ponuja širok nabor koristi, od antioksidativnega delovanja do protivnetnih učinkov. Sonikacija je zelo učinkovita tehnika za izolacijo teh bioaktivnih spojin iz rastlin.

Literatura / reference

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.