Ultraljudsextraktion av ayurvediska örter

Örter och kryddor innehåller många bioaktiva föreningar som används som botemedel och terapeutiska medel inom ayurveda. Ultraljudsbehandling är en överlägsen extraktionsteknik för att framställa högkvalitativa extrakt. Fördelarna med ultraljudsextraktion är mycket höga utbyten, snabb extraktion och en skonsam, icke-termisk behandling som ger oskadade bioaktiva föreningar.

Varför ultraljudsextraktion?

Ultraljudsextraktion är en skonsam, icke-termisk teknik som bygger på kavitation. Hielschers ultraljudsapparater möjliggör exakt kontroll av alla parametrar för ultraljudsbehandlingen (såsom amplitud, temperatur, tryck och intensitet). Detta säkerställer att de extraherade föreningarna inte bryts ned under extraktionsprocessen, vilket är avgörande för extraktion och beredning av medicinska tinkturer.
Biokemiska ämnen som frigörs med ultraljud är av hög kvalitet och uppvisar enastående biotillgänglighet. Ultraljudsassisterad extraktion ökar utbytet och minskar extraktionstiden. Andra viktiga fördelar är de låga processtemperaturerna (dvs. 20℃, vilket är betydligt lägre än vid traditionell extraktion) och användningen av miljövänliga lösningsmedel (dvs. vatten och etanol).

I denna presentation ger vi en introduktion till framställning av växtextrakt. Vi förklarar utmaningarna med att framställa växtextrakt av hög kvalitet och hur en ultraljudsprocessor kan hjälpa er att övervinna dem. Presentationen visar hur ultraljudsextraktion fungerar. Ni får veta vilka fördelar ni kan förvänta er av att använda en ultraljudsprocessor för extraktion och hur ni kan integrera en ultraljudsextraktor i er extraktproduktion.

Nanoformulerade fytokemikalier i ayurvediska produkter

För bästa biotillgänglighet måste växtbaserade fytokemiska föreningar ha molekylär storlek för att kunna transporteras in i människans celler. Fytosomer (farmakosomer) är farmakologiska fosfolipidkomplex i vilka örtens bioaktiva ämnen är inkorporerade. Fytosomer kan formuleras som suspensioner, liposomer, emulsioner, vattenbaserade mikro-/nanodispersioner, krämer, lotioner, geler, piller, kapslar, pulver, granulat eller tabletter. Med ultraljudsteknik för extraktion och formulering kan optimal beredning av ämnen med hög biotillgänglighet enkelt införas i produktionen.
För örter och växtmaterial såsom mariatistel, ginkgo biloba, druvkärnor, grönt te, hagtorn och ginseng har dosering i nanoform som polymera nanopartiklar, liposomer, miceller, nanosfärer, nanokapslar, fasta lipidnanopartiklar och nanoemulsioner redan vetenskapligt visats vara betydligt effektivare.

Fördelar:

Hög kvalitet
Högt utbyte
Snabb extraktion
Skonsam, icke-termisk
Ökad stabilitet
Standardiserad process
Säker
Enkel att använda
CIP / SIP

Beredning av ayurvediska tonika med ultraljud

Inom ayurveda och asiatisk medicin används örter oftast i kombinationer av flera växtberedningar med standardiserade men individuellt anpassningsbara recepturer. Sådana formuleringar av ayurvediska örter och kryddor kombineras ofta till ett koncentrerat tonikum eller en aromolja för att få ett mycket effektivt läkemedel. (En mycket välkänd formulering är Triphala, som består av Amalaki, Haritaki och Bibhitaki).
Förutom tonika bereds örter och kryddor som ayurvediska kryddpastor som används i matlagning. Dessa kryddpastor och såser (t.ex. ayurvedisk kryddpasta, masalasås, chutneyer osv.) ger måltider en underbar arom och fungerar samtidigt som botemedel.

Se en jämförelse mellan ultraljudsextraktion och konventionell maceration av färska blad av svartkämpar i vatten i videon nedan. Ultraljudsbehandling ger inte bara ett potent extrakt av svartkämpar inom några sekunder, utan extraktets färg visar också en kvalitetsskillnad. Medan ultraljudsextraktet har en djupgrön färg har extraktet som macererats i 20 dagar en brunaktig färg som tyder på oxidativ nedbrytning av de bioaktiva föreningarna.

I denna korta video jämför vi ultraljudsextraktion i kallt vatten med sondultraljudsapparaten Hielscher UP200Ht med traditionell maceration under 20 dagar. Medan konventionell maceration kräver veckor för att extrahera bioaktiva föreningar ur färska svartkämpeblad, frigör ultraljudsextraktion med sond dem på bara några sekunder. Vid jämförelse av det traditionellt macererade extraktet med ultraljudsextraktet framgår det tydligt att det ultraljudsbehandlade extraktet har en djupgrön färg, medan det macererade extraktet har en brunaktig nyans, vilket tyder på oxidativ nedbrytning av de bioaktiva föreningarna. Den djupgröna färgen hos ultraljudsextraktet av svartkämpe visar ultraljudsteknikens överlägsna effektivitet vid framställning av ett fullspektrumextrakt. Ultraljudsextraktion av växtmaterial är snabbare, ger mer potenta extrakt och är effektivare. Den högeffektiva ultraljudsextraktionen med UP200Ht ger ett fullspektrumextrakt av svartkämpe.

Högeffektsultraljud för växtextraktion

Högintensivt ultraljud är en vanlig bearbetningsteknik inom livsmedelsindustrin, den kemiska industrin och läkemedelsindustrin. Homogenisering, emulgering, konservering och extraktion är typiska processer som drar stor nytta av ultraljudsbehandling. Ultraljudsbehandling används för att blanda juicer, såser och pastor för förbättrad stabilitet, för att extrahera smak- och aromämnen samt bioaktiva ämnen som polyfenoler, polysackarider, antioxidanter, vitaminer och andra näringsämnen eller farmakologiska föreningar.
Effektultraljud är en processintensifierande teknik som överträffar traditionella extraktionsmetoder som maceration, hydrodestillation eller Soxhlet genom högre utbyte, snabbare extraktionshastighet, skonsamma processförhållanden och hög extraktkvalitet. Genom att styra och justera ultraljudsintensiteten kan växtbaserade läkemedel beredas som föreningar i submikrometer- och nanostorlek – vilket säkerställer högsta biotillgänglighet.
Därför är ultraljudsbehandling den föredragna tekniken för beredning av moderna ayurvediska växtbaserade läkemedel.

Standardisering av extraktion

Med Hielschers ultraljudsapparater kan du exakt styra alla viktiga extraktionsparametrar och påverkansfaktorer. Detta hjälper till att etablera en standardiserad extraktionsprocess som möjliggör produktion av tillförlitliga extrakt med genomgående hög kvalitet.

Utrustning för ultraljudsextraktion

Hielscher Ultrasonics är den ledande tillverkaren av system för ultraljudsextraktion. Med tusentals installerade ultraljudsextraktionsmaskiner världen över är Hielscher din pålitliga partner för såväl utrustning som rådgivning och projektutveckling.
Vårt produktsortiment omfattar ultraljudssystem för små till mycket stora processvolymer. Tillbehör som olika sonotroder (ultraljudssonder / horn), amplitudförstärkare och flödesceller möjliggör en optimal processkonfiguration. Våra erfarna tekniker, processingenjörer och biokemister ger dig råd och vägleder dig från genomförbarhetsbedömning till uppskalning och installation.

Kontakta oss nu! Vi samarbetar gärna med dig kring just din extraktionsprocess!

Relaterade ämnen

Litteratur / Referenser

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.

Fakta värda att veta

Ultraljudskavitation och dess effekter på extraktion

När högintensiva, lågfrekventa ultraljudsvågor kopplas in i vätskor eller pastor uppstår kavitation. Ultraljudskavitation eller akustisk kavitation är den
Ultraljudskavitation perforerar och bryter sönder cellväggar och membran, vilket ökar cellmembranens genomsläpplighet och nedbrytning. Dessutom kan lösningsmedlet tränga in i cellen och transportera eteriska oljor och bioaktiva föreningar från cellens inre till det omgivande lösningsmedlet. Därigenom frigörs de biokemiska ämnen som är inneslutna i cellen till det omgivande lösningsmedlet och kan därefter separeras. Den förbättrade massöverföringen mellan växtcellen och lösningsmedlet (t.ex. vatten, alkohol, etanol) gör det möjligt att framställa extrakt med hög potens.
Ultraljudsextraktion är en form av fast–vätskeextraktion och kan kombineras med andra extraktionstekniker som hydrodestillation, Soxhlet, extraktion med superkritisk fluid (SFE), mikrovågor etc. för att öka kapaciteten hos befintlig extraktionsutrustning och dra nytta av ultraljudets synergistiska effekter. Med sin enastående prestanda vad gäller extraktionsåtervinning / utbyte, extraktionshastighet och extraktkvalitet är ultraljudsbehandling den moderna tekniken för tillverkning av ayurvediska växtbaserade läkemedel. Ultraljudsextraktion frigör fytokemiska beståndsdelar med hög biotillgänglighet och antioxidantaktivitet. Jämfört med alternativa produktionsmetoder ger ultraljudsbehandling de högsta halterna av fenoler, flavonoider, icke-flavonoider, totalt klorofyll, totala karotenoider, terpenoider och fytosteroler samt den högsta förmågan att fånga upp fria radikaler.

”Användning av ultraljud kan förbättra extraktionsprocessen genom att öka massöverföringen mellan lösningsmedlet och växtmaterialet. Dessutom leder kavitationsbubblornas kollaps till bättre cellsönderdelning genom att mikrostrålar bildas när bubblorna kollapsar asymmetriskt nära en fast yta. Detta gör att lösningsmedlet kan tränga in bättre i själva växtvävnaden och kan även bryta ned cellväggar. Följaktligen ger användning av ultraljud vid växtextraktion fördelar i form av ökad massöverföring, bättre inträngning av lösningsmedel, mindre beroende av vilket lösningsmedel som används, extraktion vid lägre temperaturer, snabbare extraktionshastigheter och större produktutbyte. Dessa egenskaper gör ultraljudsbehandling till ett attraktivt alternativ för många extraktioner, och vid uppskalning bör den användas i själva extraktionsenheten där växtmaterialet är i direkt kontakt med lösningsmedlet, t.ex. vid extraktion av antioxidanter från rosmarin.” [Mason et al. 2011]

Effekter av ultraljudsextraktion

Förbättrad diffusion
Förbättrad massöverföring
Sönderdelning av växtceller
Förbättrad inträngning av lösningsmedel
Sonokapillär effekt

Ultraljudsextraktion används även för framställning av spagyriska tinkturer! Läs mer om ultraljudsassisterad framställning av spagyriska tinkturer, inklusive protokoll och rekommendationer!

Ayurveda

Ayurveda är det holistiska synsättet på hälsa och välbefinnande. Den ayurvediska praktiken bygger på urgammal kunskap om samspelet mellan örter och hälsa och använder naturläkemedel. Ayurveda och örtlära är nära förbundna: de medicinska och läkande egenskaperna hos hundratals örter, kryddor och andra växter ingår i det ayurvediska örtläkningssystemet. Ayurvediska tonika, oljor och blandningar kan administreras invärtes som läkemedel, kosttillskott eller livsmedel och även appliceras utvärtes på huden (t.ex. oljor, lotioner och salvor) eller tillföras som aromaterapi även via luftvägarnas slemhinnor.

Ayurvediska örter

Inom traditionell medicin används växtbaserade läkemedel framställda av örter, kryddor, rötter och blommor i stor utsträckning.
Varje växt är känd för sina specifika effekter, t.ex. att förbättra matsmältningen, verka som ett antiinflammatoriskt eller antibakteriellt ämne, lindra smärta, lindra luftvägsbesvär, förbättra den allmänna hälsan osv.

Gurkmeja (Curcuma longa), spiskummin, ajwain, koriander, fänkål, saunf, mynta, senapsfrön, kryddnejlika, dyvelsträck (hing), bockhornsklöver, svartpeppar, ingefära, kardemumma, lagerblad, kanel, muskotnöt, triphala och cayennepeppar är populära växter som används för att förbättra matsmältningen och ämnesomsättningen. De administreras för att rena kroppen genom att avlägsna ama (biprodukten av dålig matsmältning) och förebygga eller bota matsmältningsproblem.

Fytokemikalier som finns i ashwagandha (Withania somnifera), helig basilika, lakrits och vinterkörsbär är välkända för att förbättra prestationsförmågan, den allmänna hälsan och livslängden genom att öka energi, styrka och välbefinnande. Dessa fytokemikalier, som kallas adaptogener, stärker kroppens motståndskraft mot stress.
Gurkmeja är en av de viktigaste ayurvediska växterna. Den innehåller kurkuminoider och kurkumin. Dessa föreningar är kända för sina många fördelar för människors hälsa, såsom förbättrad hjärnfunktion, hög antioxidantaktivitet, lindring av inflammationer (t.ex. reumatoid artrit) och förebyggande av cancer. Kurkumin har fått stor uppmärksamhet inom traditionell västerländsk medicin och farmakologi tack vare sin cancerbekämpande effekt. Eftersom både kurkuminoider och kurkumin är svårlösliga i vatten bör de inkapslas i liposomer. Klicka här för att läsa mer om inkapsling med ultraljud och framställning av liposomer!
Moringa (även känd som shigru eller pepparrotsträd) används för sina svamphämmande, antivirala och avgiftande egenskaper. Moringa är rik på antioxidanter och vitamin A och kallas därför ett superlivsmedel.

Manjistha och neem innehåller avgiftande ämnen som renar kroppen.
Bittergurka (Momordica charantia) och betelnöt används framgångsrikt för att behandla insulinresistens och diabetes.
Helig basilika (även känd som Tulsi; Ocimum sanctum) används för sina inflammatoriska, febernedsättande och smärtstillande effekter.
Kalonjifrön och siristräd är kända för sina gynnsamma effekter på andningsorganen.

Ayurvediska örter för specifika doshor

Inom ayurveda klassificeras varje person efter sin doshatyp. Det finns tre doshatyper – Vata, Pitta och Kapha. För varje doshatyp finns örter som är utomordentligt gynnsamma. Nedan hittar du de viktigaste örterna och kryddorna för varje doshatyp:
VATA: Ashwagandha, Triphala, ingefära, kanel, spiskummin
PITTA: Amalaki, Triphala, Yashtimadhu, Guduchi, Shatavari
KAPHA: Gurkmeja, Haritaki, Triphala, ingefära, kryddnejlika

Sonokapillär effekt

Den sonokapillära effekten / ultraljudets kapilläreffekt är en onormal stigning av en vätska i ett kapillärrör under inverkan av ultraljud. Eftersom vissa beståndsdelar, såsom eteriska oljor, finns i växtmaterialets kapillärsystem kan man förvänta sig att ultraljud skulle kunna hjälpa till att driva ut dem genom den sonokapillära effekten. Det är möjligt att vissa elektriska fenomen som åtföljer den sonokapillära effekten också kan ha en inverkan. Detta fenomen skulle kunna förbättra extraktionen av polära eller joniska föreningar, på liknande sätt som elektrofores.