Екстракција рузмарина применом ултразвука велике снаге

Рузмарин је мирисна, зимзелена биљка богата биоактивним једињењима и етарским уљима, који се користе у медицинским, прехрамбеним и козметичким производима. Ултразвучна екстракција је блага, али веома ефикасна техника за издвајање биоактивних једињења и етарских уља из рузмарина и других биљака. Ултразвучна екстракција даје веће приносе и екстракт врхунског квалитета уз кратко време обраде.

Производња екстракта рузмарина применом ултразвука

Ултразвучни уређаји су веома ефикасни у производњи биљних екстраката. Ултразвук је блага, нетермичка техника екстракције која омогућава нежну обраду и издвајање осетљивих биоактивних молекула из биљака. Пошто се при соникацији примењују искључиво чисто механичке силе, избегава се оштећење молекула осетљивих на топлоту. Тиме се омогућава припрема екстракта пуног спектра који садржи бројна биоактивна једињења која међусобно делују и доводе до такозваног ефекта пратње. На пример, ултразвучни екстракт рузмарина садржи велике количине биоактивних молекула као што су карнозинска киселина, карнозол, рузмаринска киселина, олеанолна киселина, урсолна киселина, камфор, 1,8-цинеол, p-кумаринска киселина и кафеинска киселина.
За производњу екстракта рузмарина, биоактивна једињења се издвајају из игличастих листова рузмарина (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Екстракт се обично користи као природни конзерванс и средство за ароматизовање у прехрамбеној и козметичкој индустрији.
 

Екстракт рузмарина садржи више биоактивних једињења, укључујући антиоксидансе као што су карнозинска киселина и рузмаринска киселина, за које је показано да имају противупална, антимикробна и антиканцерогена својства. Ова својства чине екстракт рузмарина корисним за очување свежине и квалитета прехрамбених производа, као и за пружање потенцијалних здравствених користи у додацима исхрани и природним лековитим средствима.
У прехрамбеној индустрији, екстракт рузмарина се често додаје месним прерађевинама, пекарским производима и грицкалицама како би им се продужио рок трајања и спречила оксидација. Користи се и као природно средство за ароматизовање у сосовима, преливима и маринадама.
У козметичкој индустрији, екстракт рузмарина се користи у производима за негу коже и косе због својих антиоксидативних и противупалних својстава, која могу помоћи у заштити и нези коже и косе. Користи се и као природни мирис и бојило у неким козметичким производима.

Механизам разарања ћелијског зида (a) разбијање ћелијског зида услед кавитације. (b) дифузија растварача у ћелијску структуру.
(Графички приказ прилагођен према Shirsath et al., 2012)

Како се производи екстракт рузмарина помоћу ултразвучног уређаја са сондом?

Производња екстракта рузмарина помоћу ултразвучног уређаја са сондом обично обухвата следеће кораке:

1. Припрема рузмарина: Листови рузмарина се чисте, суше и мељу у фини прах.
2. Екстракција: Прах добијен млевењем рузмарина меша се са растварачем као што је етанол или вода, а смеша се подвргава соникацији помоћу ултразвучног уређаја са сондом. Ултразвучни уређај користи звучне таласе високе фреквенције за стварање кавитационих мехурића, који помажу у разарању биљног материјала и ослобађању активних једињења.
3. Филтрација: Смеша се филтрира да би се уклонио сав преостали биљни материјал, при чему се добија течни екстракт.
4. Концентрисање: Течни екстракт се концентрише помоћу ротационог испаривача или друге погодне методе како би се повећала концентрација активних једињења.
5. Сушење: Концентровани екстракт се суши погодном методом, као што је сушење распршивањем или сушење замрзавањем (лиофилизација), како би се добио екстракт у облику сувог праха.
6. Паковање: Суви прах се затим пакује и чува на хладном, сувом месту док не буде спреман за употребу.

Употреба ултразвучног уређаја са сондом у процесу екстракције омогућава ефикаснију и делотворнију екстракцију активних једињења из листова рузмарина, чиме се добија квалитетнији екстракт са већом концентрацијом корисних једињења. Поред тога, ова метода може да се примењује у великом обиму, што је чини погодном за комерцијалну производњу. Hielscher ултразвучни уређаји омогућавају прецизну контролу процесних параметара и линеарно повећање обима процеса екстракције до било које жељене запремине.

Научно доказана супериорност ултразвучне екстракције рузмарина

У свом научноистраживачком извештају, Dhoubi et al. (2020) испитују утицај различитих метода екстракције на хемијски састав и антиоксидативну моћ екстраката Rosmarinus officinalis L. Упоређују три методе екстракције: екстракцију суперкритичним флуидом, екстракцију потпомогнуту ултразвуком (UAE) помоћу Hielscher ултразвучног уређаја UIP1000hdT и екстракцију потпомогнуту микроталасима (MAE).

Најважнији налази студије:

• Аутори су утврдили да је метода екстракције значајно утицала на хемијски састав и антиоксидативну моћ екстраката рузмарина. У поређењу са обема другим техникама екстракције, екстракцијом суперкритичним флуидом и микроталасном екстракцијом, екстракција потпомогнута ултразвуком дала је најбоље резултате.
• Екстракт рузмарина добијен ултразвуком уз употребу етанола био је веома богат полифенолима.
• При соникацији је уочен већи антиоксидативни капацитет уз кратко време екстракције (10 минута).

Протокол за ултразвучну екстракцију рузмарина

Екстракција потпомогнута ултразвуком изведена је у ултразвучном уређају са сондом помоћу сонотроде (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, видети слику испод). Смеша рузмарина у праху и апсолутног етанола (1:3 w/v) стављена је у реактор са двоструким омотачем и изложена ултразвуку снаге 750 W током 10 min. Температура екстракције регулисана је на 25°C. Ултразвучни екстракт је центрифугиран при 4000 rpm током 10 min. Супернатант је издвојен и концентрован под вакуумом помоћу ротационог вакуумског испаривача.

Поставка за ултразвучну екстракцију са Hielscher ултразвучним уређајем са сондом UIP1000hdT за шаржну екстракцију биљних сировина.
(слика: © Petigny et al., 2013)

Конкретно, ултразвучном екстракцијом добијени су екстракти са већим концентрацијама укупних фенолних једињења, флавоноида и каротеноида, као и већом антиоксидативном активношћу, у поређењу са мацерацијом. Поред тога, ултразвучна екстракција била је ефикаснија метода, која је давала веће приносе екстракта за краће време.
Аутори закључују да је избор методе екстракције важан фактор који треба размотрити при производњи екстраката рузмарина за употребу у прехрамбеној, козметичкој и фармацеутској индустрији. Ултразвучна екстракција је перспективна метода екстракције која може да пружи делотворније и ефикасније екстракте уз веће приносе.
Истраживачки тим је закључио да је „међу испитиваним екстрактима, рузмарин екстрахован ултразвуком показао већу антиоксидативну активност према обема методама испитивања антиоксидативне активности. То је било повезано са већим укупним садржајем фенолних једињења, а нарочито са садржајем карнозинске и рузмаринске киселине. Штавише, при испитивању на људским фибробластима изложеним оксидативном стресу, наш ултразвучни екстракт показао је снажну антиоксидативну активност у поређењу са галном киселином и N-ацетилцистеином. Стога, у настојању да се замене синтетички антиоксиданси, наш екстракт рузмарина припремљен ултразвуком, природни извор антиоксиданаса, може бити од интереса за више индустријских примена.“

Антиоксидативна активност екстраката рузмарина. Плави стубићи: на 60°C уз употребу дестиловане воде; Наранџасти стубићи: након ултразвучног третмана.
(студија и графички приказ: Suchkova et al., 2021)

Ултразвучни уређаји високих перформанси за екстракцију рузмарина и лековитог биља

Hielscher Ultrasonics производи и испоручује ултразвучне уређаје високих перформанси свих снага и величина. Наш асортиман ултразвучних хомогенизатора и екстрактора обухвата све од ручних, преносивих уређаја до потпуно индустријских производних система за проточну обраду великих запремина у комерцијалним размерама.

Пројектовање, производња и саветовање – квалитет произведен у Немачкој

Hielscher ултразвучни уређаји су добро познати по највишим стандардима квалитета и пројектовања. Робусност и једноставно руковање омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних уређаја у индустријска постројења. Hielscher ултразвучни уређаји лако подносе тешке услове и захтевна радна окружења.

Hielscher Ultrasonics је компанија са ISO сертификатом која посебан нагласак ставља на ултразвучне уређаје високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставним коришћењем. Наравно, Hielscher ултразвучни уређаји су усаглашени са CE захтевима и испуњавају захтеве UL, CSA и RoHs.
Контактирајте нас сада! Наше добро обучено техничко особље са дугогодишњим искуством радо ће са вама разговарати о вашем поступку екстракције и препоручити вам најпогоднији ултразвучни екстрактор!

Табела испод даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: