Екстракція розмарину за допомогою потужного ультразвуку

Розмарин – це запашна вічнозелена трава, багата на біоактивні сполуки та ефірні олії, які використовуються у медичних, харчових і косметичних продуктах. Ультразвукова екстракція є м’яким, але надзвичайно ефективним методом ізоляції біоактивних сполук та ефірних олій з розмарину та інших трав. Ультразвукова екстракція забезпечує вищі виходи та вищу якість екстракту за короткий час обробки.

Виробництво екстракту розмарину за допомогою ультразвукової обробки

Ультразвукові гомогенізатори є надзвичайно ефективними при виробництві ботанічних екстрактів. Ультразвук – це м’яка, нетермічна техніка екстракції, яка дозволяє здійснювати делікатну обробку та ізоляцію чутливих біоактивних молекул з рослин. Оскільки ультразвукова обробка застосовує лише чисто механічні сили, пошкодження термочутливих молекул уникається. Це дозволяє отримати повноспектровий екстракт, що містить численні біоактивні сполуки, які взаємодіють між собою та створюють так званий ефект антуражу. Наприклад, ультразвуковий екстракт розмарину містить високі кількості біоактивних молекул, таких як карносова кислота, карнозол, розмаринова кислота, олеанолова кислота, урсолова кислота, камфора, 1,8-цинеол, п-кумарова кислота та кофеїнова кислота.
Для виробництва екстракту розмарину біоактивні сполуки ізолюються з голкоподібних листків рослини розмарин (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Він зазвичай використовується як природний консервант та ароматизатор у харчовій та косметичній промисловості.

Екстракт розмарину містить кілька біоактивних сполук, включаючи антиоксиданти, такі як карносова кислота та розмаринова кислота, які, як було показано, мають протизапальні, антимікробні та протиракові властивості. Ці властивості роблять екстракт розмарину корисним для збереження свіжості та якості харчових продуктів, а також для забезпечення потенційної користі для здоров’я у дієтичних добавках та природних засобах.
У харчовій промисловості екстракт розмарину часто додають до переробленого м’яса, випічки та снеків для подовження терміну придатності та запобігання окисленню. Він також використовується як природний ароматизатор у соусах, заправках та маринадах.
У косметичній промисловості екстракт розмарину використовується у засобах для догляду за шкірою та волоссям завдяки своїм антиоксидантним та протизапальним властивостям, які допомагають захищати та живити шкіру та волосся. Він також використовується як природний ароматизатор та барвник у деяких косметичних продуктах.

Механізм руйнування клітинної стінки: (a) руйнування клітинної стінки внаслідок кавітації; (b) дифузія розчинника у структуру клітини.
(Графіка адаптована з Shirsath et al., 2012)

Як працює виробництво екстракту розмарину за допомогою ультразвукового гомогенізатора зондового типу?

Виробництво екстракту розмарину за допомогою ультразвукового гомогенізатора зондового типу зазвичай включає наступні етапи:

1. Підготовка розмарину: Листя розмарину очищують, сушать та подрібнюють у дрібний порошок.
2. Екстракція: Подрібнений порошок розмарину змішують з розчинником, таким як етанол або вода, і суміш піддають ультразвуковій обробці за допомогою гомогенізатора зондового типу. Гомогенізатор використовує високочастотні звукові хвилі для створення кавітаційних бульбашок, які допомагають руйнувати рослинний матеріал та вивільняти активні сполуки.
3. Фільтрація: Суміш фільтрують для видалення будь-якого залишкового рослинного матеріалу, залишаючи рідкий екстракт.
4. Концентрування: Рідкий екстракт концентрують за допомогою роторного випарника або іншого відповідного методу, щоб збільшити концентрацію активних сполук.
5. Сушіння: Концентрований екстракт сушать за допомогою відповідного методу, такого як розпилювальне сушіння або ліофілізація (сушка заморожуванням), щоб отримати екстракт у формі сухого порошку.
6. Пакування: Сухий порошок потім упаковують і зберігають у прохолодному, сухому місці до готовності до використання.

Використання ультразвукового апарату зондового типу в процесі екстракції дозволяє здійснювати більш ефективне та результативне вилучення активних сполук із листя розмарину, що призводить до отримання екстракту вищої якості з більшою концентрацією корисних сполук. Крім того, цей метод можна використовувати у великих масштабах, що робить його придатним для комерційного виробництва. Ультразвукові апарати Hielscher дозволяють здійснювати точне керування параметрами процесу та лінійне масштабування процесу екстракції до будь-якого бажаного об’єму.

Науково доведена перевага ультразвукової екстракції розмарину

У своєму науковому дослідницькому звіті Dhoubi et al. (2020) досліджують вплив різних методів екстракції на хімічний склад та антиоксидантну активність екстрактів Rosmarinus officinalis L. Вони порівнюють три методи екстракції: екстракцію надкритичними флюїдами, ультразвукову екстракцію (UAE) з використанням ультразвукового апарату Hielscher UIP1000hdT та мікрохвильову екстракцію (MAE).

Ключові результати дослідження:

• Автори виявили, що метод екстракції суттєво впливав на хімічний склад та антиоксидантну активність екстрактів розмарину. У порівнянні з двома іншими методами екстракції – надкритичною флюїдною екстракцією та мікрохвильовою екстракцією – ультразвукова екстракція дала найкращі результати.
• Ультразвуковий екстракт розмарину з етанолом був дуже багатий на поліфеноли.
• За допомогою ультразвукової обробки спостерігалася вища антиоксидантна активність при короткочасній екстракції (10 хв).

Протокол ультразвукової екстракції розмарину

Ультразвукову екстракцію проводили в ультразвуковому апараті зондового типу з використанням сонотрода (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, див. зображення нижче). Суміш порошку розмарину та абсолютного етанолу (1:3 w/v) помістили в реактор із подвійною сорочкою та піддали ультразвуковому впливу при 750 W протягом 10 хв. Температуру екстракції регулювали на рівні 25°C. Ультразвуковий екстракт центрифугували при 4000 rpm протягом 10 хв. Надосадову рідину відділяли та концентрували під вакуумом, використовуючи роторний вакуумний випарник.

Установка для ультразвукової екстракції з використанням ультразвукового апарату зондового типу Hielscher UIP1000hdT для партійної екстракції рослинної сировини.
(зображення: © Petigny et al., 2013)

Зокрема, ультразвукова екстракція давала екстракти з вищими концентраціями загальних фенольних сполук, флавоноїдів та каротиноїдів, а також вищою антиоксидантною активністю порівняно з мацерацією. Крім того, ультразвукова екстракція була більш ефективним методом, забезпечуючи вищі виходи екстракту за менший проміжок часу.
Автори доходять висновку, що вибір методу екстракції є важливим фактором, який слід враховувати при виробництві екстрактів розмарину для використання у харчовій, косметичній та фармацевтичній промисловості. Ультразвукова екстракція є перспективним методом екстракції, який може давати більш потужні та ефективні екстракти з вищими виходами.
Дослідницька група дійшла висновку, що «серед досліджених екстрактів розмарин, екстрагований ультразвуком, виявляв вищу антиоксидантну активність згідно з обома аналізами антиоксидантної активності. Це було пов’язано з вищим загальним вмістом фенольних сполук, зокрема, вмістом карнової кислоти та розмаринової кислоти. Крім того, протестований на фібробластах людини, підданих оксидативному стресу, наш ультразвуковий екстракт виявив сильну антиоксидантну активність порівняно з галовою кислотою та N-ацетилцистеїном. Отже, з метою заміни синтетичних антиоксидантів, наш екстракт розмарину, отриманий за допомогою ультразвуку, як природне джерело антиоксидантів, може становити інтерес для кількох промислових застосувань».

Антиоксидантна активність екстрактів розмарину. Сині стовпчики: при 60°C з використанням дистильованої води; Помаранчеві стовпчики: після ультразвукової обробки.
(дослідження та графік: Suchkova et al., 2021)

Високоефективні ультразвукові апарати для екстракції розмарину та трав

Hielscher Ultrasonics виробляє та постачає високоефективні ультразвукові гомогенізатори будь-якої потужності та розміру. Наш портфель ультразвукових гомогенізаторів та екстракторів охоплює ручні, портативні пристрої та повністю промислові виробничі системи для обробки великих об’ємів у режимі потоку на комерційному рівні.

Розробка, виробництво та консалтинг – Якість, вироблена в Німеччині

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність та простота експлуатації забезпечують безперешкодну інтеграцію наших ультразвукових гомогенізаторів у промислові об’єкти. Жорсткі умови та складне середовище легко витримуються ультразвуковими гомогенізаторами Hielscher.

Hielscher Ultrasonics – це компанія, сертифікована за стандартом ISO, яка приділяє особливу увагу високоефективним ультразвуковим гомогенізаторам, що характеризуються передовими технологіями та зручністю використання. Звичайно, ультразвукові гомогенізатори Hielscher відповідають вимогам CE та вимогам UL, CSA і RoHs.
Зв’яжіться з нами зараз! Наші добре підготовлені технічні фахівці з багаторічним досвідом будуть раді обговорити з вами ваш процес екстракції та порекомендувати вам найбільш підходящий ультразвуковий екстрактор!

Наведена нижче таблиця дає вам уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів: