Rosmarin extraktion med hjälp av Power Ultrasound

Rosmarin är en doftande, vintergrön ört som är rik på bioaktiva föreningar och eteriska oljor, som används i medicinska, livsmedels- och kosmetiska produkter. Ultraljud extraktion är en mild, men ändå mycket effektiv teknik för att isolera bioaktiva föreningar och eteriska oljor från rosmarin och andra örter. Ultraljud extraktion ger högre utbyten och överlägsen extraktkvalitet inom kort bearbetningstid.

Rosmarin extrakt produktion med ultraljud

Ultraljudsapparater är mycket effektiva när det gäller produktion av botaniska extrakt. Ultraljud är en mild, icke-termisk extraktionsteknik som möjliggör en skonsam bearbetning och isolering av känsliga bioaktiva molekyler från växter. Eftersom ultraljudsbehandling endast gäller rent mekaniska krafter, undviks skador på värmekänsliga molekyler. Detta gör det möjligt att framställa fullspektrumsextrakt som innehåller många bioaktiva föreningar, som interagerar med varandra och resulterar i den så kallade entourage-effekten. Till exempel innehåller ultraljud rosmarinextrakt stora mängder bioaktiva molekyler som karnosinsyra, karnosol, rosmarinsyra, oleanolsyra, ursolsyra, kamfer, 1,8-cineol, p-kumarsyra och koffeinsyra.
För att producera ett rosmarinextrakt isoleras bioaktiva föreningar från de nålliknande bladen från rosmarinväxten (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Det används ofta som ett naturligt konserveringsmedel och smakämne inom livsmedels- och kosmetikindustrin.
 

Rosmarinextrakt innehåller flera bioaktiva föreningar, inklusive antioxidanter som karnosinsyra och rosmarinsyra, som har visat sig ha antiinflammatoriska, antimikrobiella och anti-canceregenskaper. Dessa egenskaper gör rosmarinextrakt användbart för att bevara färskheten och kvaliteten på livsmedelsprodukter, samt för att ge potentiella hälsofördelar i kosttillskott och naturläkemedel.
Inom livsmedelsindustrin tillsätts rosmarinextrakt ofta till bearbetat kött, bakverk och snacks för att förlänga deras hållbarhet och förhindra oxidation. Det används också som ett naturligt smakämne i såser, dressingar och marinader.
Inom den kosmetiska industrin används rosmarinextrakt i hudvårds- och hårvårdsprodukter för sina antioxidativa och antiinflammatoriska egenskaper, som kan hjälpa till att skydda och ge näring åt huden och håret. Det används också som en naturlig doft och färgämne i vissa kosmetiska produkter.

Mekanismen för cellväggsstörning (a) brott av cellvägg på grund av kavitation. b) Diffusion av lösningsmedel i cellstrukturen.
(Grafik anpassad från Shirsath et al., 2012)

Hur fungerar produktionen av rosmarinextrakt med hjälp av en ultraljudsapparat av sondtyp?

Produktionen av rosmarinextrakt med hjälp av en ultraljudsapparat av sondtyp innebär vanligtvis följande steg:

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

Användningen av en sond-typ ultraljud i extraktionsprocessen möjliggör en mer effektiv och effektiv extraktion av de aktiva föreningarna från rosmarinbladen, vilket resulterar i ett extrakt av högre kvalitet med en större koncentration av fördelaktiga föreningar. Dessutom kan denna metod användas i stor skala, vilket gör den lämplig för kommersiell produktion. Hielscher ultraljudsapparater möjliggör exakt kontroll av processparametrar och linjär uppskalning av extraktionsprocessen till önskad volym.

Vetenskapligt bevisad överlägsenhet av ultraljud rosmarin extraktion

I sin vetenskapliga forskningsrapport undersöker Dhoubi et al. (2020) effekten av olika extraktionsmetoder på den kemiska sammansättningen och antioxidantstyrkan hos Rosmarinus officinalis L.-extrakt. De jämför tre extraktionsmetoder: superkritisk vätskeextraktion, ultraljudsassisterad extraktion (UAE) med hjälp av Hielscher ultraljudsapparat UIP1000hdT och mikrovågsassisterad extraktion (MAE).

Höjdpunkter i studien:

• Författarna fann att extraktionsmetoden avsevärt påverkade den kemiska sammansättningen och antioxidantstyrkan hos rosmarinextrakten. Jämfört med de andra både extraktionsteknikerna superkritisk vätskeextraktion och mikrovågs, gav ultraljudsassisterad extraktion bäst resultat.
• Ultraljudsextrakt av rosmarin med etanol var mycket rikt på polyfenoler.
• Med ultraljudsbehandling, högre antioxidant kapacitet observerades vid kort tid extraktion (10 minuter).

Protokoll för ultraljud rosmarin extraktion

Den ultraljudsassisterade extraktionen utfördes i en ultraljudsapparat av sondtyp med hjälp av en sonotrode (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, se bild 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 under 10 minuter. Extraktionstemperaturen reglerades till 25 °C. Ultraljudsextraktet centrifugerades vid 4000 rpm i 10 minuter. Supernatanten avlägsnades och koncentrerades under vakuum med hjälp av en roterande vakuumförångare.

Inställning av ultraljudsextraktion med hjälp av Hielscher sond-typ ultraljudsapparat UIP1000hdT För satsvis extraktion av växter.
(Bild: © Petigny et al., 2013)

Specifikt producerade ultraljudsextraktion extrakt med högre koncentrationer av totala fenolföreningar, flavonoider och karotenoider, samt högre antioxidantaktivitet, jämfört med maceration. Dessutom var ultraljud extraktion mer effektiva metoder, vilket ger högre utbyten av extrakt på kortare tid.
Författarna drar slutsatsen att valet av extraktionsmetod är en viktig faktor att ta hänsyn till vid framställning av rosmarinextrakt för användning inom livsmedels-, kosmetik- och läkemedelsindustrin. Ultraljud extraktion är en lovande extraktionsmetod som kan ge mer potenta och effektiva extrakt med högre utbyten.
Forskargruppen kom fram till att “Bland de studerade extrakten uppvisade ultraljudsextraherad rosmarin högre antioxidantaktivitet enligt båda analyserna av antioxidantaktivitet. Detta var relaterat till det högre totala fenolinnehållet, och särskilt karnosinsyra och rosmarinsyrahalter. Dessutom, testat i fibroblast mänskliga celler som utsätts för oxidativ stress, utförde vårt ultraljudsextrakt en stark antioxidantaktivitet jämfört med gallussyra och N-acetylcystein. Därför, i syfte att ersätta syntetiska antioxidanter, kan vårt ultraljudsframställda rosmarinextrakt, en naturlig källa till antioxidanter, vara av intresse för flera industriella tillämpningar.”

Antioxidant aktivitet av rosmarinextrakt. Blå kolumner: vid 60 °C med destillerat vatten; Orange kolumner: efter ultraljudsbehandling.
(studie och grafik: Suchkova et al., 2021)

Högpresterande ultraljudsapparater för rosmarin och örtextraktion

Hielscher Ultrasonics tillverkar och levererar högpresterande ultraljudsapparater vid alla effekt och storlek. Vår portfölj av ultraljudshomogenisatorer och extraktorer sträcker sig från handhållna, bärbara enheter till helt industriella produktionssystem för inline-bearbetning av stora volymer i kommersiell skala.

Design, tillverkning och rådgivning – Kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielscher ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel drift möjliggör en smidig integration av våra ultraljudsapparater i industriella anläggningar. Tuffa förhållanden och krävande miljöer hanteras enkelt av Hielscher ultraljudsapparater.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och användarvänligheten. Naturligtvis är Hielscher ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.
Kontakta oss nu! Vår välutbildade, långvariga tekniska personal kommer gärna att diskutera din extraktionsprocess med dig och rekommendera dig den mest lämpliga ultraljudsutsugaren!

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: