Екстракција камилице – већи приноси и бољи квалитет уз соникацију

Производите висококвалитетне екстракте камилице брже, ефикасније и са поновљивом јачином деловања. Ултразвучни екстрактори Hielscher интензивирају екстракцију биоактивних материја из камилице, као што су апигенин, флавоноиди, фенолна једињења, полисахариди и састојци етарског уља. Без обзира на то да ли производите биљне чајеве, функционалне напитке, тинктуре, додатке исхрани, козметичке активне састојке или биљне састојке, соникација вам помаже да постигнете веће приносе, краће време екстракције и уједначен квалитет екстракта.

Ултразвучна екстракција камилице за храну, додатке исхрани и козметику

Користећи ултразвук високог интензитета, соникатори Hielscher стварају акустичну кавитацију у суспензији биљног материјала у растварачу. Тиме се разара ткиво цветова камилице, побољшава продирање растварача и убрзава пренос масе. Резултат је благ, нетермички процес екстракције који се може прецизно контролисати и чија се размера може повећавати од лабораторијских испитивања до континуалне индустријске производње.

• Већи принос екстракта: Ефикасно ослобађање флавоноида, фенолних једињења, ароматичних једињења и других активних материја камилице.
• Краће време обраде: Замените дуготрајну мацерацију брзом ултразвучном екстракцијом.
• Растварачи квалитета погодног за храну, додатке исхрани и козметику: Вода, етанол, водени раствор етанола, глицерин, уља и други погодни растварачи.
• Одлична контрола процеса: Подесива амплитуда, температура, притисак, унос енергије, проток и време задржавања.
• Поуздано повећање размере процеса: Од малих серија за истраживање и развој до пилот-испитивања и индустријске екстракције у проточној линији.

Зашто соникација побољшава екстракцију камилице

При конвенционалној екстракцији биљног материјала, растварач мора полако да дифундује у биљне честице, раствори циљна једињења и дифундује назад у околну течност. Овај процес може трајати сатима или данима и често захтева повишене температуре или велике запремине растварача. Соникација интензивира сваки корак овог механизма екстракције.
Током ултразвучне екстракције, кавитација физички разара структуру биљног материјала и смањује дифузиони гранични слој око биљних честица. Растварач брже продире у материјал цветова камилице, док се растворене биоактивне материје брзо преносе у околну течност. Због тога је соникација посебно драгоцена за произвођаче којима су потребни висока ефикасност екстракције, кратко време обраде серије и уједначен квалитет екстракта.

Кључне предности ултразвучне екстракције камилице обухватају:

• Већи приноси екстракције: Потпуније ослобађање флавоноида, фенолних једињења, састојака етарског уља и других биљних активних материја.
• Краће време обраде: Екстракција која би иначе могла захтевати дуготрајну мацерацију често се може завршити знатно брже.
• Блага, нетермичка обрада: Смањена изложеност топлоти помаже у очувању осетљивих ароматичних једињења и фитохемикалија осетљивих на температуру.
• Мања потреба за растварачем: Побољшан пренос масе може смањити потребну запремину растварача или број циклуса екстракције.
• Поновљив квалитет: Амплитуда, унос енергије, температура, притисак, проток и време задржавања могу се контролисати.
• Могућност повећања обима производње: Соникатори Hielscher могу се користити од истраживања и развоја до пилот-испитивања и континуалне производње у проточној линији.

Као технологија која интензивира процес ослобађања биоактивних једињења из биљног материјала, ултразвучна екстракција има широку примену у производњи хране, додатака исхрани и фармацеутских производа.

Избор одговарајућег растварача за екстракцију камилице

Камилица садржи и поларна и неполарна једињења. Стога идеалан растварач зависи од циљног профила екстракта и примене крајњег производа. Соникација се може применити са водом, етанолом, воденим раствором етанола, глицерином, биљним уљима и другим растварачима прехрамбеног или козметичког квалитета. Ултразвучна обрада је компатибилна са широким спектром биљних материјала и растварача, укључујући воду, етанол, глицерин и биљна уља.

Водени раствор етанола: екстракција камилице широког спектра

За многе комерцијалне екстракте камилице, водени раствор етанола представља најсвестранији систем растварача. За водено-етанолне екстракте користи се смеша воде и етанола ради растварања широког спектра поларних и умерено липофилних састојака камилице. Вода подстиче екстракцију хидрофилних једињења као што су одређене фенолне киселине, полисахариди и флавоноидни гликозиди, док етанол побољшава растворљивост мање поларних једињења, укључујући агликон апигенина и многе састојке који доприносе ароми.
Апигенин је широко познат као флавоноид слабо растворљив у води, док се смеше етанола и воде често испитују као погоднији системи растварача за рад са апигенином и његово издвајање, компатибилни са прехрамбеном и фармацеутском применом.
Произвођачима хране, додатака исхрани и козметике, водени раствор етанола нуди неколико предности:

• Широк фитохемијски спектар
• Широко прихваћен систем растварача прехрамбеног квалитета
• Ефикасна екстракција флавоноида и фенолних једињења
• Подесива поларност променом односа етанола и воде
• Лако уклањање или концентровање испаравањем у наредним фазама обраде

Уз соникацију, водени раствор етанола постаје још ефикаснији. Ултразвучна кавитација повећава продирање растварача у честице камилице и убрзава растварање циљних молекула. То омогућава произвођачима да оптимизују концентрацију етанола, време екстракције и температуру за одређени циљ: благи ароматични екстракт камилице, стандардизовани екстракт богат апигенином или биљни активни састојак широког спектра за козметику.

Вода: екстракти камилице са чистом декларацијом за напитке и храну

Вода је најприроднији растварач за екстракцију камилице и широко се користи за чајеве, инфузе, напитке и прехрамбене производе са чистом декларацијом. Вода је нарочито погодна за екстракцију хидрофилних компонената, укључујући одређене флавоноидне гликозиде, фенолне киселине, полисахариде и једињења укуса и ароме растворљива у води. Међутим, сама вода је мање ефикасна за једињења слабо растворљива у води, као што су агликон апигенина и многи липофилни састојци етарског уља.
Соникација знатно побољшава водену екстракцију камилице. Разарањем цветног ткива и побољшањем преноса масе, ултразвук помаже да вода екстрахује биоактивна једињења брже и потпуније него једноставним потапањем. Ово је веома значајно за произвођаче напитака, произвођаче екстраката чаја и стручњаке који развијају формулације са чистом декларацијом, који желе да избегну органске раствараче, а истовремено повећају јачину екстракта и ефикасност процеса.

Ултразвучна екстракција водом посебно је привлачна када је крајњи производ:

• Напитак од камилице спреман за пиће
• Концентрат биљног чаја
• Функционални екстракт на бази воде
• Безалкохолни екстракт за додатке исхрани
• Козметички биљни екстракт типа хидролата

Пошто је соникација механички, нетермички процес, она може подржати висококвалитетну водену екстракцију без ослањања на прекомерну топлоту. То помаже у очувању нежног цветног профила камилице и смањује ризик од појаве сензорних нота насталих кувањем или разградњом.

Етанол: биљни екстракти и тинктуре високе јачине

Етанол је снажан растварач за многа биоактивна једињења камилице и посебно је користан када циљни екстракт треба да садржи већи удео мање поларних флавоноида, фенолних једињења и састојака који доприносе ароми. Етанол се широко користи у биљним тинктурама, екстрактима за додатке исхрани и козметичким активним састојцима јер је ефикасан, погодан за употребу у храни и лако се уклања током концентровања.
Чист етанол је мање поларан од воде и можда неће екстраховати пун спектар хидрофилних састојака камилице подједнако ефикасно као водени етанол. Зато многи произвођачи користе смеше етанола и воде уместо апсолутног етанола. Ипак, екстракција растварачем богатим етанолом може бити корисна када је циљ концентровани екстракт са већим садржајем агликона апигенина, компонената етарског уља и липофилних активних састојака.
Соникација побољшава екстракцију етанолом тако што скраћује време екстракције и побољшава ослобађање једињења заробљених у структури цвета. За произвођаче додатака исхрани то значи ефикаснију производњу тинктура високе јачине, течних екстраката или осушених екстрактних међупроизвода. За произвођаче козметике, ултразвучна екстракција етанолом може дати снажно делујуће биљне активне састојке за серуме, тонике, гелове и емулзије.

Екстракција уљем: активни састојци камилице за козметичке формулације и формулације за локалну примену

Биљна уља као што су маслиново уље, сунцокретово уље, уље јојобе или MCT уље одлични су носачи липофилних састојака камилице. Екстракција уљем је посебно значајна за природну козметику, уља за негу коже, балзаме, уља за масажу и формулације за локалну примену. Липофилна једињења као што су састојци етарског уља, компоненте сродне бисабололу и друге неполарне ароматичне фракције веома су погодна за екстракцију уљем.
Међутим, уље није растварач првог избора када је главни циљ апигенин или други поларни деривати флавоноида. Апигенин је слабо растворљив у води, али се обично не сматра биљним маркером растворљивим у уљу на исти начин као терпени или компоненте етарског уља. За екстракте усмерене на апигенин, водени етанол или растварачи богати етанолом обично су прикладнији.
Соникација чини екстракцију камилице уљем ефикаснијом тако што темељно диспергује биљне честице у уљу и повећава контакт између растварача и површине биљног материјала. То може скратити време мацерације у уљу, повећати јачину екстракта и побољшати поновљивост између шаржи. За произвођаче козметике, ултразвучна екстракција уљем пружа чист поступак добијања уља обогаћених камилицом, без растварача и без дуготрајне мацерације.

Апигенин и биоактивна једињења камилице: растворљивост је важна

Висококвалитетан екстракт камилице почиње јасним разумевањем поларности једињења. Камилица није сировина са само једним једињењем; она је сложен биљни матрикс. Растварач се мора изабрати у складу са жељеним профилом активних састојака.
Апигенин и његови деривати спадају међу најважније флавоноиде камилице. Агликон апигенина је слабо растворљив у води, због чега сама вода можда неће омогућити максимално издвајање апигенина. Етанол и водени етанол побољшавају ефикасност екстракције флавоноида слабије растворљивих у води, док вода доприноси екстракцији поларнијих гликозида и хидрофилних једињења. Научна литература описује апигенин као биофлавоноид слабо растворљив у води и наводи студије растворљивости у етанолу, води и системима етанол–вода.

За екстракцију камилице у пракси то значи:

• Вода је идеална за благе хидрофилне екстракте са чистом декларацијом.
• Водени етанол је најбољи универзални растварач за екстракте камилице широког спектра.
• Етанол је користан за тинктуре високе јачине и екстракте богате флавоноидима.
• Биљна уља су идеална за липофилне козметичке екстракте и формулације за локалну примену.

Соникација не мења основну растворљивост молекула, али знатно побољшава кинетику екстракције. Ултразвук помаже растварачу да брже и потпуније допре до циљних једињења. Зато је ултразвучна екстракција толико ефикасна: она комбинује хемијско дејство одговарајућег растварача са физичким интензивирањем процеса помоћу акустичне кавитације.

Hielscher соникатори: од лабораторијских испитивања до индустријске производње екстраката камилице

Велика предност ултразвучне технологије Hielscher јесте могућност линеарног повећања размере процеса. Произвођачи могу почети са малим лабораторијским огледима како би одредили најбољи растварач, величину честица, садржај чврсте фазе, амплитуду, температуру и време екстракције. Када се дефинишу оптимални параметри екстракције, размера процеса може се линеарно повећати до пилотске и индустријске производње применом већих ултразвучних процесора Hielscher и реактора са проточним ћелијама.
Hielscher нуди соникаторе за лабораторијску, столну, пилотску и индустријску обраду. Индустријски системи компаније пројектовани су за захтеван непрекидан рад, а Hielscher за своје системе hdT истиче дигитално управљање, контролу процеса, аутоматско бележење података, даљинско управљање и робусну индустријску конструкцију.

За комерцијалну екстракцију камилице то значи:

• Једноставно испитивање изводљивости
• Поуздана оптимизација параметара
• Шаржна обрада или континуална обрада у производној линији
• Контролисано управљање температуром
• Поновљив квалитет екстракта
• Индустријски капацитет обраде уз робусну опрему за соникацију
• Мањи ризик при повећању размере процеса од истраживања и развоја до производње

На пример, Hielscher UIP2000hdT је ултразвучни уређај са сондом снаге 2.000 вати за столну и индустријску обраду течности, чије примене обухватају екстракцију, емулговање, дисперговање, хомогенизацију и сонохемијске реакције. Модел Hielscher UIP16000hdT обезбеђује ултразвучну снагу од 16.000 вати за обраду великих запремина.

Бољи екстракти камилице уз ултразвучно интензивирање процеса

Екстракција камилице не обухвата само растварање биљних једињења. Њен циљ је производња биљног састојка уједначеног квалитета и високе вредности који испуњава захтеве савремених тржишта хране, додатака исхрани и козметике. Соникација произвођачима пружа одлучујућу предност комбиновањем благе обраде са високом ефикасношћу екстракције.
Уз одговарајући растварач и одговарајуће параметре ултразвучног процеса, произвођачи могу прилагодити екстракте камилице специфичним применама: водене екстракте са једноставном и транспарентном декларацијом за напитке, екстракте широког спектра добијене воденим етанолом за додатке исхрани, тинктуре са високим садржајем етанола за биљне препарате снажног дејства или уљне мацерате за природну козметику. Hielscher соникатори обезбеђују ултразвучну снагу, контролу процеса и могућност повећања размере процеса потребне да се камилица претвори у висококвалитетан комерцијални екстракт.
За произвођаче који траже веће приносе, бољи квалитет и бржу обраду, ултразвучна екстракција камилице помоћу Hielscher соникатора представља супериорну технологију екстракције.

Табела у наставку даје оријентациони преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја:

Екстракција камилице за произвођаче хране и напитака

Произвођачима хране и пића потребни су екстракти који су безбедни, уједначени, пријатног укуса и економски исплативи. Екстракти камилице користе се у биљним чајевима, функционалним напицима, сирупима, кондиторским производима, алтернативама млечним производима, напицима за опуштање и ароматичним композицијама. Изазов је произвести екстракт чистог укуса, привлачне боје и поузданог садржаја активних састојака без прекомерног загревања или дугих циклуса екстракције.
Ултразвучна екстракција пружа значајну предност у преради. Вода или водени раствор етанола могу се користити за производњу екстраката камилице прехрамбеног квалитета уз већи принос и краће време обраде. Пошто је соникација нетермички процес, произвођачи могу да заштите осетљиве ароматичне компоненте и истовремено избегну прекомерну екстракцију нежељених горких или оштрих нота.
За индустријску производњу пића, соникатори Hielscher могу се интегрисати у резервоаре за шаржну обраду или системе са континуалним протоком. То омогућава произвођачима да обрађују веће запремине уз контролисану амплитуду, време задржавања и температуру. Концепт повећања размера процеса компаније Hielscher подржава развој у малим размерама и пренос на веће индустријске системе уз очување истог основног механизма соникације.

Екстракција камилице за произвођаче додатака исхрани

Произвођачи додатака исхрани често се усредсређују на јачину екстракта, стандардизацију и репродуктивност. Екстракти камилице могу се стављати на тржиште као течни екстракти, тинктуре, прашкови, капсуле, таблете или концентрати функционалних састојака. За ове примене контрола процеса је пресудна: иста сировина мора да даје уједначен профил екстракта из шарже у шаржу.
Соникатори Hielscher пружају произвођачима директну контролу над важним параметрима екстракције, као што су амплитуда, унос енергије, температура, притисак, однос чврсте и течне фазе, проток и време екстракције. То чини ултразвучну екстракцију погодном за оптимизацију процеса и приступе којима се квалитет обезбеђује пројектовањем процеса.
За екстракте камилице богате апигенином, водени раствор етанола често је преферирани растварач јер обезбеђује равнотежу између поларности и прихватљивости за прехрамбену употребу. Соникација помаже да се максимално повећа ослобађање флавоноида и других биоактивних једињења уз свођење времена обраде на минимум. Резултат је ефикаснији процес екстракције са побољшаним приносом и јасним путем од лабораторијских испитивања до комерцијалне производње.

Екстракција камилице за произвођаче козметике

Камилица је популаран козметички састојак за умиривање коже, позиционирање производа као биљних и концепте природних формулација. Екстракти камилице користе се у кремама, лосионима, серумима, шампонима, регенераторима за косу, производима за негу после сунчања, производима за негу беба, производима за чишћење и уљима за масажу.
Произвођачи козметике имају користи од флексибилности избора растварача при соникацији. У зависности од формулације, камилица се може екстраховати у водени раствор етанола, воду, глицерин, пропилен-гликол или уља. Ултразвучна екстракција камилице у уљу нарочито је привлачна за безводне балзаме, уља за лице и природне формулације за негу коже, док су хидроалкохолни екстракти корисни за гелове, тонике и емулзије.
Соникација подржава производњу козметике и у другим поступцима осим екстракције. Ултразвучни процесори Hielscher користе се за емулговање, хомогенизацију и дисперговање, што значи да иста ултразвучна платформа може да подржи више корака обраде течности у производњи козметике. Интерни материјали компаније Hielscher истичу козметичку индустрију међу индустријама у којима се примењује ултразвучна обрада течности и наводе емулзије, активне састојке и хомогенизацију као релевантне области примене.

Литература / Референце

• 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.