Ултразвучна екстракција ајурведског биља

Биље и зачини садрже многа биоактивна једињења која се користе као лекови и терапеутска средства у ајурведској пракси. Ултразвучна обрада је супериорна техника екстракције за производњу висококвалитетних екстраката. Предности ултразвучне екстракције су веома високи приноси, брза екстракција и благ, нетермички третман којим се добијају неоштећена биоактивна једињења.

Зашто ултразвучна екстракција?

Ултразвучна екстракција је блага, нетермичка техника заснована на кавитацији. Соникатори Hielscher омогућавају прецизну контролу свих параметара соникације (као што су амплитуда, температура, притисак и интензитет). Тиме се обезбеђује да се екстрахована једињења не разграђују током процеса екстракције, што је кључно за екстракцију и припрему лековитих тинктура.
Биохемијске супстанце ослобођене ултразвуком су високог квалитета и показују изузетну биорасположивост. Екстракција потпомогнута ултразвуком повећава принос и скраћује време екстракције. Друге важне предности су ниске процесне температуре (тј. 20℃, што је знатно ниже него код традиционалне екстракције) и употреба еколошки прихватљивих растварача (тј. воде и етанола).

У овој презентацији упознајемо вас са производњом биљних екстраката. Објашњавамо изазове у производњи висококвалитетних биљних екстраката и како вам соникатор може помоћи да их превазиђете. Ова презентација ће вам показати како функционише ултразвучна екстракција. Сазнаћете које предности можете очекивати од употребе соникатора за екстракцију и како можете увести ултразвучни екстрактор у своју производњу екстраката.

Фитохемикалије у наноформулацијама у ајурведским производима

За најбољу биорасположивост, биљна фитоједињења морају бити молекулских димензија како би могла да се доставе у људске ћелије. Фитозоми (фармакозоми) су фармаколошки фосфолипидни комплекси у које су уграђене биоактивне супстанце биљке. Фитозоми се могу формулисати као суспензије, липозоми, емулзије, водене микро-/нанодисперзије, креме, лосиони, гелови, пилуле, капсуле, прашкови, грануле или таблете. Технологија ултразвучне екстракције и формулисања омогућава да се идеална припрема супстанци високе биорасположивости лако уведе у производњу.
За биљни материјал као што су сикавица, гинко билоба, семенке грожђа, зелени чај, глог и женшен већ је научно доказано да је дозирање у наноформи, у облику полимерних наночестица, липозома, мицела, наносфера, нанокапсула, чврстих липидних наночестица и наноемулзија, знатно ефикасније.

Предности:

Висок квалитет
Висок принос
Брза екстракција
Благ, нетермички третман
Повећана стабилност
Стандардизован процес
Безбедност
Једноставно руковање
CIP / SIP

Ултразвучна припрема ајурведских тоника

У ајурведи и азијској медицини биље се углавном користи у комбинацијама више биљних препарата, чије су формуле стандардизоване, али се могу индивидуално прилагођавати. Такве формулације ајурведског биља и зачина често се комбинују у концентровани тоник или ароматично уље како би се добио високо делотворан лек. (Веома позната формулација је Triphala, коју чине Amalaki, Haritaki и Bibhitaki).
Поред тоника, биље и зачини се припремају и као ајурведске зачинске пасте које се користе у кувању. Те зачинске пасте и сосови (нпр. ајурведска зачинска паста, масала сос, чатнији итд.) дају јелима дивну арому и истовремено делују као лек.

У видеу испод погледајте поређење ултразвучне екстракције и конвенционалне мацерације свежих листова усколисне боквице у води. Соникацијом се за свега неколико секунди добија екстракт боквице снажног дејства, а и сама боја екстракта указује на разлику у квалитету. Док ултразвучни екстракт има тамнозелену боју, екстракт добијен мацерацијом која је трајала 20 дана има браонкасту боју која указује на оксидативну разградњу биоактивних једињења.

У овом кратком видеу поредимо ултразвучну екстракцију хладном водом помоћу ултразвучног уређаја са сондом Hielscher UP200Ht са традиционалном мацерацијом током 20 дана. Док су за екстракцију биоактивних једињења из свежих листова усколисне боквице конвенционалном мацерацијом потребне недеље, ултразвучна екстракција сондом ослобађа их за свега неколико секунди. Поређење екстракта добијеног традиционалном мацерацијом са ултразвучним екстрактом јасно показује да соницирани екстракт има тамнозелену боју, док мацерирани екстракт има смеђкасту нијансу, што указује на оксидативну разградњу биоактивних једињења. Тамнозелена боја ултразвучног екстракта усколисне боквице истиче већу ефикасност ултразвучне технологије у добијању екстракта пуног спектра. Ултразвучна екстракција биљних сировина је бржа, делотворнија и ефикаснија. Високоефикасна ултразвучна екстракција помоћу UP200Ht даје екстракт усколисне боквице пуног спектра.

Ултразвук велике снаге за екстракцију биљног материјала

Ултразвук високог интензитета је уобичајена техника обраде у прехрамбеној, хемијској и фармацеутској индустрији. Хомогенизација, емулговање, конзервисање и екстракција су типични процеси који имају велике користи од соникације. Ултразвучна обрада се користи за мешање сокова, сосова и паста ради побољшања стабилности, за екстракцију једињења која дају укус и арому, као и биоактивних супстанци попут полифенола, полисахарида, антиоксиданаса, витамина и других једињења са нутритивним или фармаколошким дејством.
Ултразвук велике снаге је технологија за интензивирање процеса која надмашује традиционалне методе екстракције, као што су мацерација, хидродестилација или Сокслетова екстракција, захваљујући већем приносу, бржој екстракцији, благим условима процеса и високом квалитету екстракта. Контролисањем и подешавањем интензитета ултразвука, биљни лекови се могу припремити у облику једињења субмикронских и нанометарских величина – чиме се обезбеђује највиша биорасположивост.
Због тога је соникација пожељна техника за припрему савремених ајурведских биљних лекова.

Стандардизација екстракције

Помоћу Hielscher соникатора можете прецизно контролисати све важне параметре екстракције и факторе који на њу утичу. То помаже да се успостави стандардизован процес екстракције који омогућава производњу поузданих екстраката уједначено високог квалитета.

Опрема за ултразвучну екстракцију

Hielscher Ultrasonics је водећи произвођач система за ултразвучну екстракцију. Са хиљадама инсталираних уређаја за ултразвучну екстракцију широм света, Hielscher је ваш поуздан партнер не само за опрему већ и за саветовање и развој пројеката.
Наш асортиман обухвата ултразвучне системе за мале до веома велике запремине обраде. Прибор попут различитих сонотрода (ултразвучних сонди / рогова), појачивача амплитуде и проточних ћелија омогућава оптимално подешавање процеса. Наш тим техничара, процесних инжењера и биохемичара са богатим искуством пружа вам савете и води вас од испитивања изводљивости до повећања размере процеса и инсталације.

Контактирајте нас сада! Радо ћемо сарађивати са вама на вашем конкретном процесу екстракције!

Повезане теме

Литература / Референце

Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizing the extraction parameters of epigallocatechin gallate using conventional hot water and ultrasound assisted methods from green tea. Food and Bioproducts Processing 111 (2018). 37–44.
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.
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
Cares, M.G. et al. (2010): Ultrasonically assisted Extraction of bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina. Physics Procedia 3, 2010. 169–178.
Liu, D. et al. (2011): Extraction of polyphenols from grape seeds by unconventional methods and extract concentration through polymeric membrane. ICEF 2011.
Mason, Th.; Chemat, F.; Vinatoru, M. (2011): The Extraction of Natural Products using Ultrasound or Microwave. Current Organic Chemistry Vol. 15, No. 2, 2011. 237-247.

Корисне чињенице

Ултразвучна кавитација и њени ефекти на екстракцију

Када се ултразвучни таласи високог интензитета и ниске фреквенције уводе у течности или пасте, долази до кавитације. Ултразвучна или акустична кавитација је
Ултразвучна кавитација перфорира и разара ћелијске зидове и мембране, чиме повећава пропустљивост и разградњу ћелијских мембрана. Осим тога, растварач може да продре у ћелију и пренесе етарска уља и биоактивна једињења из унутрашњости ћелије у околни растварач. Тако се биохемијска једињења заробљена у ћелији ослобађају у околни растварач и могу се накнадно издвојити. Побољшани пренос масе између биљне ћелије и растварача (нпр. воде, алкохола, етанола) омогућава производњу екстраката снажног дејства.
Ултразвучна екстракција је облик екстракције чврсто–течно и може се комбиновати са другим техникама екстракције као што су хидродестилација, Сокслетова екстракција, екстракција суперкритичним флуидом (SFE), микроталасна екстракција итд. како би се повећао капацитет постојеће опреме за екстракцију и искористили синергијски ефекти ултразвука. Захваљујући изузетним резултатима у погледу степена искоришћења / приноса екстракције, брзине екстракције и квалитета екстракта, соникација је савремена техника за производњу ајурведских биљних лекова. Ултразвучна екстракција ослобађа фитохемијске састојке високе биорасположивости и антиоксидативне активности. У поређењу са алтернативним методама производње, соникација даје највећи садржај фенола, флавоноида, нефлавоноида, укупних хлорофила, укупних каротеноида, терпеноида и фитостерола, као и највећи капацитет хватања радикала.

„Употреба ултразвука може побољшати процес екстракције повећањем преноса масе између растварача и биљног материјала. Поред тога, колапс кавитационих мехурића доводи до бољег разарања ћелија стварањем микромлазева услед асиметричног колапса мехурића у близини чврсте површине. То омогућава боље продирање растварача у само биљно ткиво и може довести и до разарања ћелијских зидова. Сходно томе, примена ултразвука при екстракцији из биљака доноси предности у виду повећаног преноса масе, бољег продирања растварача, мање зависности од коришћеног растварача, екстракције на нижим температурама, веће брзине екстракције и већег приноса производа. Ове одлике чине соникацију привлачном опцијом за многе поступке екстракције, а при повећању размера процеса треба је применити у самој јединици за екстракцију, где је биљни материјал у непосредном контакту са растварачем, нпр. при екстракцији антиоксиданаса из рузмарина.“ [Mason et al. 2011]

Ефекти ултразвучне екстракције

Побољшана дифузија
Побољшан пренос масе
Разарање биљних ћелија
Побољшано продирање растварача
Сонокапиларни ефекат

Ултразвучна екстракција се користи и за припрему спагиричних тинктура! Сазнајте више о припреми спагиричних тинктура уз помоћ ултразвука, укључујући протоколе и препоруке!

Ајурведа

Ајурведа је холистички приступ здрављу и благостању. Заснована на древном знању о међусобном односу биља и здравља, ајурведска пракса користи природна лековита средства. Ајурведа и наука о лековитом биљу тесно су повезане: лековита и исцељујућа својства стотина врста биља, зачина и других биљака део су ајурведског система лечења биљем. Ајурведски тоници, уља и мешавине могу се примењивати унутрашње као лек, додатак исхрани или храна, као и спољашње преко коже (нпр. уља, лосиони, масти), а у виду ароматерапије чак и преко слузокоже дисајних путева.

Ајурведско биље

У традиционалној медицини широко се користе лековита средства биљног порекла направљена од биља, зачина, корења и цветова.
Свака биљка је позната по својим специфичним дејствима, нпр. побољшању варења, антиинфламаторном или антибактеријском деловању, ублажавању бола, ублажавању респираторних тегоба, побољшању општег здравља итд.

Куркума (Curcuma longa), кумин, ајвајн, коријандер, коморач, саунф, нана, семе слачице, каранфилић, асафетида (хинг), пискавица, црни бибер, ђумбир, кардамом, ловоров лист, цимет, мускатни орашчић, трифала и кајенска паприка популарне су биљке које се користе за побољшање варења и метаболизма. Примењују се ради чишћења организма уклањањем аме (нуспроизвода лошег варења) и спречавања или лечења проблема са варењем.

Фитохемикалије присутне у ашваганди (Withania somnifera), светом босиљку, сладићу и зимској трешњи добро су познате по томе што побољшавају радну способност, опште здравље и дуговечност повећавањем енергије, снаге и благостања. Познате као адаптогени, ове фитохемикалије јачају отпорност организма на стрес.
Куркума је једна од најважнијих ајурведских биљака. Садржи куркуминоиде и куркумин. Ова једињења су позната по бројним користима за људско здравље, као што су побољшање можданих функција, висока антиоксидативна активност, ублажавање упала (нпр. реуматоидног артритиса) и превенција рака. Куркумин је привукао велику пажњу у традиционалној западној медицини и фармакологији због свог дејства у борби против рака. Пошто су и куркуминоиди и куркумин слабо растворљиви у води, треба их инкапсулирати у липозоме. Кликните овде да сазнате више о ултразвучној инкапсулацији и припреми липозома!
Моринга (позната и као шигру или дрво батака) користи се због својих антифунгалних, антивирусних и детоксикационих својстава. Богата антиоксидансима и витамином А, моринга се назива суперхраном.

Манџишта и ним садрже детоксикационе супстанце које чисте и прочишћавају организам.
Горка диња (Momordica charantia) и орах ареке успешно се користе за лечење инсулинске резистенције и дијабетеса.
Свети босиљак (познат и као тулси; Ocimum sanctum) користи се због својих инфламаторних, антипиретичких и аналгетичких дејстава.
Семе калоњија и дрво сирис познати су по својим благотворним дејствима на респираторни систем.

Ајурведско биље за одређене доше

У ајурведи се свака особа сврстава према свом типу доше. Постоје три типа доше – вата, пита и капха. За сваки тип доше постоје биљке које су изузетно благотворне. У наставку су наведене најважније биљке и зачини за сваки тип доше:
ВАТА: Ашваганда, трифала, ђумбир, цимет, кумин
ПИТА: Амалаки, трифала, јаштимадху, гудучи, шатавари
КАПХА: Куркума, харитаки, трифала, ђумбир, каранфилић

Сонокапиларни ефекат

Сонокапиларни ефекат / ултразвучни капиларни ефекат представља аномалан пораст нивоа течности у капиларној цеви под дејством ултразвука. Пошто се неке компоненте, попут етарских уља, налазе у капиларном систему биљног материјала, могло би се очекивати да ултразвук помогне њиховом избацивању путем сонокапиларног ефекта. Могуће је да и неке електричне појаве које прате сонокапиларни ефекат имају утицај. Ова појава би могла да побољша екстракцију поларних или јонских једињења, слично електрофорези.