การสกัดโรสแมรีด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูง

โรสแมรีเป็นสมุนไพรที่มีกลิ่นหอมและเขียวตลอดปี อุดมด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและน้ำมันหอมระเหย ซึ่งใช้ในผลิตภัณฑ์ยา อาหาร และเครื่องสำอาง การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่อ่อนโยนแต่มีประสิทธิภาพสูงในการแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและน้ำมันหอมระเหยจากโรสแมรีและสมุนไพรชนิดอื่น การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลผลิตสูงกว่าและสารสกัดที่มีคุณภาพเหนือกว่าโดยใช้เวลาดำเนินกระบวนการสั้น

การผลิตสารสกัดโรสแมรีด้วยอัลตราซาวนด์

เครื่องอัลตราซาวนด์มีประสิทธิภาพสูงในการผลิตสารสกัดจากพืช อัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคการสกัดที่อ่อนโยนและไม่ใช้ความร้อน ซึ่งช่วยให้สามารถดำเนินกระบวนการและแยกโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งเปราะบางจากพืชได้อย่างอ่อนโยน เนื่องจากการใช้อัลตราซาวนด์อาศัยแรงเชิงกลเพียงอย่างเดียว จึงหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อโมเลกุลที่ไวต่อความร้อนได้ ทำให้สามารถเตรียมสารสกัดที่มีองค์ประกอบครบถ้วน ซึ่งประกอบด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจำนวนมากที่มีปฏิสัมพันธ์กันและก่อให้เกิดผลที่เรียกว่าผลเสริมฤทธิ์ร่วมกัน หรือ entourage effect ตัวอย่างเช่น สารสกัดโรสแมรีที่ได้จากอัลตราซาวนด์มีโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพในปริมาณสูง เช่น carnosic acid, carnosol, rosmarinic acid, oleanolic acid, ursolic acid, camphor, 1,8-cineole, p-coumaric acid และ caffeic acid
ในการผลิตสารสกัดโรสแมรี สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจะถูกแยกจากใบที่มีลักษณะคล้ายเข็มของต้นโรสแมรี (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis) สารสกัดนี้นิยมใช้เป็นสารกันเสียจากธรรมชาติและสารแต่งกลิ่นรสในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องสำอาง
 

สารสกัดโรสแมรีประกอบด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลายชนิด รวมถึงสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น carnosic acid และ rosmarinic acid ซึ่งมีหลักฐานแสดงว่ามีคุณสมบัติต้านการอักเสบ ต้านจุลชีพ และต้านมะเร็ง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้สารสกัดโรสแมรีมีประโยชน์ในการรักษาความสดและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร รวมทั้งอาจให้ประโยชน์ต่อสุขภาพเมื่อใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและผลิตภัณฑ์รักษาโรคจากธรรมชาติ
ในอุตสาหกรรมอาหาร มักเติมสารสกัดโรสแมรีลงในเนื้อสัตว์แปรรูป ผลิตภัณฑ์อบ และอาหารขบเคี้ยว เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาและป้องกันการเกิดออกซิเดชัน นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารแต่งกลิ่นรสจากธรรมชาติในซอส น้ำสลัด และน้ำหมัก
ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง สารสกัดโรสแมรีใช้ในผลิตภัณฑ์ดูแลผิวและเส้นผมเนื่องจากมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระและต้านการอักเสบ ซึ่งสามารถช่วยปกป้องและบำรุงผิวและเส้นผมได้ นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารแต่งกลิ่นหอมและสารให้สีจากธรรมชาติในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางบางชนิด

กลไกการทำลายผนังเซลล์ (a) การแตกของผนังเซลล์เนื่องจากคาวิเทชัน (b) การแพร่ของตัวทำละลายเข้าสู่โครงสร้างเซลล์
(ภาพประกอบดัดแปลงจาก Shirsath et al., 2012)

การผลิตสารสกัดโรสแมรีด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบทำงานอย่างไร?

การผลิตสารสกัดโรสแมรีด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบโดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การเตรียมโรสแมรี: ทำความสะอาดใบโรสแมรี ทำให้แห้ง และบดเป็นผงละเอียด
2. การสกัด: ผสมผงโรสแมรีที่บดแล้วกับตัวทำละลาย เช่น เอทานอลหรือน้ำ และใช้เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบให้คลื่นอัลตราซาวนด์แก่ส่วนผสม เครื่องอัลตราซาวนด์ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อสร้างฟองคาวิเทชัน ซึ่งช่วยสลายวัสดุจากพืชและปลดปล่อยสารออกฤทธิ์
3. การกรอง: กรองส่วนผสมเพื่อกำจัดวัสดุจากพืชที่ยังเหลืออยู่ โดยเหลือสารสกัดในรูปของเหลว
4. การทำให้เข้มข้น: ทำให้สารสกัดเหลวเข้มข้นด้วยเครื่องระเหยแบบหมุนหรือวิธีอื่นที่เหมาะสม เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์
5. การทำแห้ง: ทำให้สารสกัดเข้มข้นแห้งด้วยวิธีที่เหมาะสม เช่น การทำแห้งแบบพ่นฝอยหรือการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง (ไลโอฟิไลเซชัน) เพื่อผลิตสารสกัดในรูปผงแห้ง
6. การบรรจุ: จากนั้นบรรจุผงแห้งและเก็บไว้ในที่เย็นและแห้งจนกว่าจะพร้อมใช้งาน

การใช้เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบในกระบวนการสกัดช่วยให้สกัดสารออกฤทธิ์จากใบโรสแมรีได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากขึ้น ส่งผลให้ได้สารสกัดที่มีคุณภาพสูงกว่าและมีความเข้มข้นของสารที่เป็นประโยชน์มากกว่า นอกจากนี้ วิธีนี้ยังสามารถใช้ในระดับการผลิตขนาดใหญ่ จึงเหมาะสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์ เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher ช่วยให้ควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการได้อย่างแม่นยำและขยายขนาดกระบวนการสกัดแบบเชิงเส้นไปสู่ปริมาตรใดก็ได้ตามต้องการ

ความเหนือกว่าของการสกัดโรสแมรีด้วยอัลตราซาวนด์ที่ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์

ในรายงานการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ Dhoubi et al. (2020) ศึกษาผลของวิธีการสกัดที่แตกต่างกันต่อองค์ประกอบทางเคมีและความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัด Rosmarinus officinalis L. โดยเปรียบเทียบวิธีการสกัดสามวิธี ได้แก่ การสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤต การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย (UAE) ด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher รุ่น UIP1000hdT และการสกัดโดยใช้ไมโครเวฟช่วย (MAE)

ประเด็นสำคัญของการศึกษา:

• ผู้เขียนพบว่าวิธีการสกัดส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อองค์ประกอบทางเคมีและความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดโรสแมรี เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการสกัดอีกทั้งสองวิธี ได้แก่ การสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตและการสกัดด้วยไมโครเวฟ การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยให้ผลลัพธ์ดีที่สุด
• สารสกัดโรสแมรีที่ได้จากการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้เอทานอลมีพอลิฟีนอลสูงมาก
• เมื่อใช้อัลตราซาวนด์ พบความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่สูงกว่าโดยใช้เวลาสกัดสั้น (10 นาที)

วิธีปฏิบัติสำหรับการสกัดโรสแมรีด้วยอัลตราซาวนด์

การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยดำเนินการในเครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบโดยใช้โซโนโทรด (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics ดูภาพด้านล่าง) ใส่ส่วนผสมของโรสแมรีผงและเอทานอลบริสุทธิ์ปราศจากน้ำ (1:3 w/v) ลงในถังปฏิกรณ์แบบแจ็กเก็ตสองชั้น และให้คลื่นอัลตราซาวนด์ที่ 750 W เป็นเวลา 10 min ควบคุมอุณหภูมิการสกัดไว้ที่ 25°C นำสารสกัดที่ได้จากอัลตราซาวนด์ไปปั่นเหวี่ยงที่ 4000 rpm เป็นเวลา 10 min แยกของเหลวส่วนใสออกและทำให้เข้มข้นภายใต้สุญญากาศด้วยเครื่องระเหยสุญญากาศแบบหมุน

ชุดอุปกรณ์สกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่ใช้ เครื่องอัลตราซาวนด์แบบโพรบ Hielscher รุ่น UIP1000hdT สำหรับการสกัดสารจากพืชแบบแบตช์
(ภาพ: © Petigny et al., 2013)

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้สารสกัดที่มีความเข้มข้นของสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด ฟลาโวนอยด์ และแคโรทีนอยด์สูงกว่า รวมทั้งมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงกว่าเมื่อเทียบกับการสกัดแบบแช่หมัก นอกจากนี้ การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ยังเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากกว่า โดยให้ผลผลิตสารสกัดสูงกว่าในระยะเวลาสั้นกว่า
ผู้เขียนสรุปว่าการเลือกวิธีการสกัดเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อผลิตสารสกัดโรสแมรีเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องสำอาง และเภสัชกรรม การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีการสกัดที่มีแนวโน้มดี ซึ่งอาจให้สารสกัดที่มีฤทธิ์และประสิทธิภาพมากขึ้น พร้อมผลผลิตที่สูงกว่า
ทีมวิจัยสรุปว่า “ในบรรดาสารสกัดที่ศึกษา โรสแมรีที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์แสดงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงกว่าตามผลการทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระทั้งสองวิธี ซึ่งสัมพันธ์กับปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดที่สูงกว่า และโดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณ carnosic acid และ rosmarinic acid นอกจากนี้ เมื่อทดสอบในเซลล์ไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์ที่ได้รับภาวะเครียดออกซิเดชัน สารสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของเราแสดงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่แรงเมื่อเทียบกับ gallic acid และ N-acetyl cysteine ดังนั้น ด้วยเป้าหมายที่จะทดแทนสารต้านอนุมูลอิสระสังเคราะห์ สารสกัดโรสแมรีที่เราเตรียมด้วยอัลตราซาวนด์ซึ่งเป็นแหล่งสารต้านอนุมูลอิสระจากธรรมชาติ อาจเป็นที่สนใจสำหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมหลายประเภท”

ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดโรสแมรี แท่งสีน้ำเงิน: ที่ 60°C โดยใช้น้ำกลั่น; แท่งสีส้ม: หลังผ่านกระบวนการด้วยอัลตราซาวนด์
(การศึกษาและภาพประกอบ: Suchkova et al., 2021)

เครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการสกัดโรสแมรีและสมุนไพร

Hielscher Ultrasonics ผลิตและจัดหาเครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงทุกระดับกำลังและทุกขนาด กลุ่มผลิตภัณฑ์เครื่องโฮโมจีไนเซอร์และเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ของเราครอบคลุมตั้งแต่อุปกรณ์แบบมือถือที่พกพาได้ ไปจนถึงระบบการผลิตระดับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบสำหรับการดำเนินกระบวนการแบบอินไลน์กับวัสดุปริมาตรมากในระดับเชิงพาณิชย์

การออกแบบ การผลิต และการให้คำปรึกษา – คุณภาพที่ผลิตในเยอรมนี

เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher เป็นที่รู้จักอย่างดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบที่สูงที่สุด ความแข็งแกร่งทนทานและการใช้งานที่ง่ายช่วยให้ผสานเครื่องอัลตราซาวนด์ของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher สามารถรับมือกับสภาวะที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูงได้อย่างง่ายดาย

Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงที่มีเทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานง่าย แน่นอนว่าเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs
ติดต่อเราตอนนี้! บุคลากรด้านเทคนิคของเราที่ผ่านการฝึกอบรมเป็นอย่างดีและมีประสบการณ์ยาวนานยินดีหารือเกี่ยวกับกระบวนการสกัดของคุณ และแนะนำเครื่องสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ที่เหมาะสมที่สุดให้คุณ!

ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการดำเนินกระบวนการโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา: