Rosmarinextraktion med effektultraljud

Rosmarin är en väldoftande, vintergrön ört som är rik på bioaktiva föreningar och eteriska oljor, vilka används i läkemedel, livsmedel och kosmetiska produkter. Ultraljudsextraktion är en skonsam men mycket effektiv teknik för att isolera bioaktiva föreningar och eteriska oljor från rosmarin och andra örter. Ultraljudsextraktion ger högre utbyten och överlägsen extraktkvalitet med kort bearbetningstid.

Framställning av rosmarinextrakt med ultraljudsbehandling

Ultraljudsapparater är mycket effektiva vid framställning av växtextrakt. Ultraljud är en skonsam, icke-termisk extraktionsteknik som möjliggör varsam bearbetning och isolering av känsliga bioaktiva molekyler från växter. Eftersom ultraljudsbehandling enbart tillför rent mekaniska krafter undviks skador på värmekänsliga molekyler. Detta gör det möjligt att framställa fullspektrumextrakt som innehåller många bioaktiva föreningar som samverkar med varandra och ger upphov till den så kallade entourageeffekten. Exempelvis innehåller ultraljudsextrakt av rosmarin stora mängder bioaktiva molekyler såsom karnosinsyra, karnosol, rosmarinsyra, oleanolsyra, ursolsyra, kamfer, 1,8-cineol, p-kumarsyra och koffeinsyra.
För att framställa rosmarinextrakt isoleras bioaktiva föreningar från rosmarinväxtens barrliknande blad (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Extraktet används ofta som naturligt konserveringsmedel och smakämne inom livsmedels- och kosmetikindustrin.
 

Rosmarinextrakt innehåller flera bioaktiva föreningar, däribland antioxidanter såsom karnosinsyra och rosmarinsyra, som har visat sig ha antiinflammatoriska, antimikrobiella och cancerhämmande egenskaper. Dessa egenskaper gör rosmarinextrakt användbart för att bevara livsmedels färskhet och kvalitet samt för att ge potentiella hälsofördelar i kosttillskott och naturläkemedel.
Inom livsmedelsindustrin tillsätts rosmarinextrakt ofta i bearbetade köttprodukter, bakverk och snacks för att förlänga deras hållbarhet och förhindra oxidation. Det används också som naturligt smakämne i såser, dressingar och marinader.
Inom kosmetikindustrin används rosmarinextrakt i hudvårds- och hårvårdsprodukter för sina antioxidativa och antiinflammatoriska egenskaper, som kan bidra till att skydda och ge näring åt huden och håret. Det används också som naturligt doftämne och färgämne i vissa kosmetiska produkter.

Mekanismen för cellväggsnedbrytning (a) sönderbrytning av cellväggen genom kavitation. (b) diffusion av lösningsmedel in i cellstrukturen.
(Illustration anpassad från Shirsath et al., 2012)

Hur fungerar framställning av rosmarinextrakt med en ultraljudsapparat av sondtyp?

Framställning av rosmarinextrakt med en ultraljudsapparat av sondtyp omfattar vanligtvis följande steg:

1. Förberedelse av rosmarinen: Rosmarinbladen rengörs, torkas och mals till ett fint pulver.
2. Extraktion: Det malda rosmarinpulvret blandas med ett lösningsmedel såsom etanol eller vatten, och blandningen ultraljudsbehandlas med en ultraljudsapparat av sondtyp. Ultraljudsapparaten använder högfrekventa ljudvågor för att skapa kavitationsbubblor, som bidrar till att bryta ned växtmaterialet och frigöra de aktiva föreningarna.
3. Filtrering: Blandningen filtreras för att avlägsna eventuellt kvarvarande växtmaterial, så att ett flytande extrakt återstår.
4. Koncentrering: Det flytande extraktet koncentreras med en rotationsindunstare eller annan lämplig metod för att öka koncentrationen av de aktiva föreningarna.
5. Torkning: Det koncentrerade extraktet torkas med en lämplig metod, såsom spraytorkning eller frystorkning (lyofilisering), för att framställa ett extrakt i torr pulverform.
6. Förpackning: Det torra pulvret förpackas sedan och förvaras på en sval, torr plats tills det är klart att användas.

Användningen av en ultraljudsapparat av sondtyp i extraktionsprocessen möjliggör en effektivare extraktion med bättre utvinning av de aktiva föreningarna från rosmarinbladen, vilket ger ett extrakt av högre kvalitet med en högre koncentration av nyttiga föreningar. Dessutom kan denna metod användas i stor skala, vilket gör den lämplig för kommersiell produktion. Hielschers ultraljudsapparater möjliggör exakt styrning av processparametrarna och linjär uppskalning av extraktionsprocessen till valfri volym.

Vetenskapligt bevisad överlägsenhet hos ultraljudsextraktion av rosmarin

I sin vetenskapliga forskningsrapport undersöker Dhoubi et al. (2020) hur olika extraktionsmetoder påverkar den kemiska sammansättningen och den antioxidativa kapaciteten hos extrakt av Rosmarinus officinalis L. De jämför tre extraktionsmetoder: extraktion med superkritisk fluid, ultraljudsassisterad extraktion (UAE) med Hielschers ultraljudsapparat UIP1000hdT och mikrovågsassisterad extraktion (MAE).

Studiens huvudresultat:

• Författarna fann att extraktionsmetoden påverkade rosmarinextraktens kemiska sammansättning och antioxidativa kapacitet signifikant. Jämfört med de båda andra extraktionsteknikerna, extraktion med superkritisk fluid och mikrovågsextraktion, gav ultraljudsassisterad extraktion bäst resultat.
• Ultraljudsextrakt av rosmarin med etanol var mycket rikt på polyfenoler.
• Vid ultraljudsbehandling observerades högre antioxidativ kapacitet vid kort extraktionstid (10 min).

Protokoll för ultraljudsextraktion av rosmarin

Den ultraljudsassisterade extraktionen utfördes i en ultraljudsapparat av sondtyp med en sonotrod (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, se bilden nedan). En blandning av pulveriserad rosmarin och absolut etanol (1:3 w/v) placerades i en dubbelmantlad reaktor och utsattes för ultraljud vid 750 W i 10 min. Extraktionstemperaturen reglerades till 25°C. Ultraljudsextraktet centrifugerades vid 4000 rpm i 10 min. Supernatanten avskildes och koncentrerades under vakuum med hjälp av en rotationsindunstare med vakuum.

Uppställning för ultraljudsextraktion med Hielschers ultraljudsapparat av sondtyp UIP1000hdT för satsvis extraktion av växtmaterial.
(bild: © Petigny et al., 2013)

Närmare bestämt gav ultraljudsextraktion extrakt med högre koncentrationer av totala fenolföreningar, flavonoider och karotenoider samt högre antioxidativ aktivitet jämfört med maceration. Dessutom var ultraljudsextraktion en effektivare metod som gav högre extraktutbyte på kortare tid.
Författarna drar slutsatsen att valet av extraktionsmetod är en viktig faktor att beakta vid framställning av rosmarinextrakt för användning inom livsmedels-, kosmetik- och läkemedelsindustrin. Ultraljudsextraktion är en lovande extraktionsmetod som kan ge mer verksamma och effektiva extrakt med högre utbyte.
Forskargruppen drog slutsatsen att ”bland de undersökta extrakten uppvisade ultraljudsextraherad rosmarin högre antioxidativ aktivitet enligt båda analyserna av antioxidativ aktivitet. Detta var kopplat till den högre totala fenolhalten och särskilt till halterna av karnosinsyra och rosmarinsyra. Vid testning på humana fibroblaster som utsatts för oxidativ stress uppvisade vårt ultraljudsextrakt dessutom en stark antioxidativ aktivitet jämfört med gallussyra och N-acetylcystein. I syfte att ersätta syntetiska antioxidanter kan därför vårt ultraljudsframställda rosmarinextrakt, en naturlig källa till antioxidanter, vara av intresse för flera industriella tillämpningar.”

Antioxidativ aktivitet hos rosmarinextrakt. Blå staplar: vid 60°C med destillerat vatten; orange staplar: efter ultraljudsbehandling.
(studie och grafik: Suchkova et al., 2021)

Högpresterande ultraljudsapparater för extraktion av rosmarin och örter

Hielscher Ultrasonics tillverkar och levererar högpresterande ultraljudsapparater i alla effektklasser och storlekar. Vårt sortiment av ultraljudshomogenisatorer och ultraljudsextraktorer sträcker sig från handhållna, bärbara apparater till helt industriella produktionssystem för inlinebearbetning av stora volymer i kommersiell skala.

Konstruktion, tillverkning och rådgivning – kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielschers ultraljudsapparater är välkända för sina högsta standarder för kvalitet och konstruktion. Robusthet och enkel användning gör att våra ultraljudsapparater smidigt kan integreras i industrianläggningar. Hielschers ultraljudsapparater klarar enkelt tuffa förhållanden och krävande miljöer.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och hög användarvänlighet. Hielschers ultraljudsapparater är självklart CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
Kontakta oss nu! Vår välutbildade tekniska personal med lång erfarenhet diskuterar gärna din extraktionsprocess med dig och rekommenderar den ultraljudsextraktor som passar dig bäst!

Tabellen nedan ger dig en uppfattning om våra ultraljudsapparaters ungefärliga bearbetningskapacitet: