Chiết xuất hương thảo bằng siêu âm điện

Rosemary là một loại thảo mộc thơm, thường xanh giàu các hợp chất hoạt tính sinh học và tinh dầu, được sử dụng trong các sản phẩm dược liệu, thực phẩm và mỹ phẩm. Khai thác siêu âm là một kỹ thuật nhẹ, nhưng hiệu quả cao để cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học và tinh dầu từ hương thảo và các loại thảo mộc khác. Khai thác siêu âm cho năng suất cao hơn và chất lượng chiết xuất vượt trội trong thời gian xử lý ngắn.

Sản xuất chiết xuất hương thảo với Ultrasonication

Ultrasonicators có hiệu quả cao khi nói đến sản xuất chiết xuất thực vật. Siêu âm là một kỹ thuật chiết xuất nhẹ, không nhiệt, cho phép xử lý nhẹ nhàng và cách ly các phân tử hoạt tính sinh học tinh tế từ thực vật. Vì sonication chỉ áp dụng các lực cơ học thuần túy, nên tránh làm hỏng các phân tử nhạy cảm với nhiệt. Điều này cho phép chuẩn bị chiết xuất toàn phổ có chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học, tương tác với nhau và dẫn đến cái gọi là hiệu ứng tùy tùng. Ví dụ, chiết xuất hương thảo siêu âm chứa một lượng lớn các phân tử hoạt tính sinh học như axit carnosic, carnosol, axit rosmarinic, axit oleanolic, axit ursolic, long não, 1,8-cineole, axit p-coumaric và axit caffeic.
Để sản xuất chiết xuất hương thảo, các hợp chất hoạt tính sinh học được phân lập từ lá giống như kim của cây hương thảo (Salvia rosmarinus, Rosmarinus officinalis). Nó thường được sử dụng như một chất bảo quản và hương liệu tự nhiên trong ngành công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm.
 

Chiết xuất hương thảo chứa một số hợp chất hoạt tính sinh học, bao gồm các chất chống oxy hóa như axit carnosic và axit rosmarinic, đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm, kháng khuẩn và chống ung thư. Những đặc tính này làm cho chiết xuất hương thảo hữu ích để bảo quản độ tươi và chất lượng của các sản phẩm thực phẩm, cũng như cung cấp các lợi ích sức khỏe tiềm năng trong chế độ ăn uống bổ sung và các biện pháp tự nhiên.
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, chiết xuất hương thảo thường được thêm vào thịt chế biến, bánh nướng và thực phẩm ăn nhẹ để kéo dài thời hạn sử dụng và ngăn chặn quá trình oxy hóa. Nó cũng được sử dụng như một chất tạo hương vị tự nhiên trong nước sốt, nước sốt và nước xốt.
Trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, chiết xuất hương thảo được sử dụng trong các sản phẩm chăm sóc da và chăm sóc tóc vì đặc tính chống oxy hóa và chống viêm, có thể giúp bảo vệ và nuôi dưỡng da và tóc. Nó cũng được sử dụng như một hương thơm tự nhiên và chất tạo màu trong một số sản phẩm mỹ phẩm.

Cơ chế phá vỡ thành tế bào (a) phá vỡ thành tế bào do xâm thực. (b) khuếch tán dung môi vào cấu trúc tế bào.
(Đồ họa phỏng theo Shirsath et al., 2012)

Làm thế nào để sản xuất chiết xuất hương thảo làm việc bằng cách sử dụng một ultrasonicator loại thăm dò?

Việc sản xuất chiết xuất hương thảo bằng cách sử dụng một ultrasonicator loại thăm dò thường bao gồm các bước sau:

1. Chuẩn bị hương thảo: Lá hương thảo được làm sạch, sấy khô và nghiền thành bột mịn.
2. Khai thác: Bột hương thảo xay được trộn với dung môi như ethanol hoặc nước, và hỗn hợp được sonicated bằng cách sử dụng máy siêu âm loại đầu dò. Ultrasonicator sử dụng sóng âm thanh tần số cao để tạo ra bong bóng xâm thực, giúp phá vỡ nguyên liệu thực vật và giải phóng các hợp chất hoạt động.
3. Lọc: Hỗn hợp được lọc để loại bỏ bất kỳ nguyên liệu thực vật còn lại, để lại một chiết xuất chất lỏng.
4. Nồng độ: Chiết xuất chất lỏng được cô đặc bằng thiết bị bay hơi quay hoặc phương pháp phù hợp khác, để tăng nồng độ của các hợp chất hoạt động.
5. Sấy: Chiết xuất cô đặc được sấy khô bằng phương pháp thích hợp, chẳng hạn như sấy phun hoặc sấy đông (đông khô) để tạo ra chiết xuất ở dạng bột khô.
6. Đóng gói: Bột khô sau đó được đóng gói và bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát cho đến khi sẵn sàng để sử dụng.

Việc sử dụng một ultrasonicator loại thăm dò trong quá trình khai thác cho phép khai thác hiệu quả hơn và hiệu quả hơn các hợp chất hoạt động từ lá hương thảo, dẫn đến một chiết xuất chất lượng cao hơn với nồng độ lớn hơn của các hợp chất có lợi. Ngoài ra, phương pháp này có thể được sử dụng trên quy mô lớn, làm cho nó phù hợp cho sản xuất thương mại. Hielscher ultrasonicators cho phép kiểm soát thông số quá trình chính xác và mở rộng tuyến tính của quá trình khai thác đến bất kỳ khối lượng mong muốn.

Sự vượt trội đã được khoa học chứng minh của khai thác hương thảo siêu âm

Trong báo cáo nghiên cứu khoa học của họ, Dhoubi et al. (2020) điều tra tác động của các phương pháp chiết xuất khác nhau đối với thành phần hóa học và khả năng chống oxy hóa của chiết xuất Rosmarinus officinalis L. Họ so sánh ba phương pháp khai thác: khai thác chất lỏng siêu tới hạn, khai thác hỗ trợ siêu âm (UAE) bằng cách sử dụng máy siêu âm Hielscher UIP1000hdT và khai thác hỗ trợ vi sóng (MAE).

Điểm nổi bật của nghiên cứu:

• Các tác giả phát hiện ra rằng phương pháp chiết xuất ảnh hưởng đáng kể đến thành phần hóa học và khả năng chống oxy hóa của chiết xuất hương thảo. Khi so sánh với cả hai kỹ thuật chiết xuất khác của chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn và lò vi sóng, chiết xuất hỗ trợ siêu âm cho kết quả tốt nhất.
• Chiết xuất siêu âm hương thảo với ethanol rất giàu polyphenol.
• Với sonication, khả năng chống oxy hóa cao hơn đã được quan sát thấy ở thời gian khai thác ngắn (10 phút).

Giao thức khai thác siêu âm hương thảo

Việc khai thác hỗ trợ siêu âm được thực hiện trong một ultrasonicator loại thăm dò bằng cách sử dụng một sonotrode (UIP1000hd, Hielscher Ultrasonics, xem hình dưới đây). Một hỗn hợp bột hương thảo và ethanol tuyệt đối (1: 3 w / v) được đặt trong lò phản ứng áo khoác đôi và tiếp xúc với siêu âm ở 750 W trong 10 phút. Nhiệt độ chiết được quy định ở 25 ° C. Chiết xuất siêu âm được ly tâm ở 4000 vòng / phút trong 10 phút. Supernatant đã được loại bỏ và tập trung dưới chân không bằng cách sử dụng thiết bị bay hơi chân không quay.

Thiết lập khai thác siêu âm bằng cách sử dụng Hielscher thăm dò loại ultrasonicator UIP1000hdT để khai thác hàng loạt thực vật.
(ảnh: © Petigny et al., 2013)

Cụ thể, khai thác siêu âm sản xuất chiết xuất với nồng độ cao hơn của tổng số hợp chất phenolic, flavonoid, và carotenoids, cũng như hoạt động chống oxy hóa cao hơn, so với maceration. Ngoài ra, khai thác siêu âm là phương pháp hiệu quả hơn, tạo ra năng suất chiết xuất cao hơn trong một khoảng thời gian ngắn hơn.
Các tác giả kết luận rằng việc lựa chọn phương pháp chiết xuất là một yếu tố quan trọng cần xem xét khi sản xuất chiết xuất hương thảo để sử dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Khai thác siêu âm là một phương pháp khai thác đầy hứa hẹn có thể tạo ra chiết xuất mạnh hơn và hiệu quả hơn với năng suất cao hơn.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng “Trong số các chất chiết xuất được nghiên cứu, hương thảo chiết xuất siêu âm thể hiện hoạt động chống oxy hóa cao hơn theo cả hai xét nghiệm hoạt động chống oxy hóa. Điều này có liên quan đến Tổng hàm lượng Phenolic cao hơn, và đặc biệt là hàm lượng axit carnosic và axit rosmarinic. Hơn nữa, thử nghiệm trong các tế bào nguyên bào sợi của con người tiếp xúc với stress oxy hóa, chiết xuất siêu âm của chúng tôi thực hiện một hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ so với axit gallic và N-acetyl cysteine. Do đó, nhằm mục đích thay thế chất chống oxy hóa tổng hợp, chiết xuất hương thảo được chuẩn bị siêu âm của chúng tôi, một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên, có thể được quan tâm cho một số ứng dụng công nghiệp.”

Hoạt động chống oxy hóa của chiết xuất hương thảo. Cột màu xanh: ở 60°C sử dụng nước cất; Cột màu cam: sau khi điều trị siêu âm.
(nghiên cứu và đồ họa: Suchkova et al., 2021)

Ultrasonicators hiệu suất cao cho khai thác hương thảo và thảo dược

Hielscher Ultrasonics sản xuất và cung cấp ultrasonicators hiệu suất cao ở bất kỳ sức mạnh và kích cỡ. Danh mục đầu tư của chúng tôi về siêu âm homogenizers và máy vắt phạm vi từ cầm tay, thiết bị di động để hệ thống sản xuất công nghiệp đầy đủ để xử lý nội tuyến khối lượng lớn trên quy mô thương mại.

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức

Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.
Liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ! Đội ngũ nhân viên kỹ thuật được đào tạo tốt, giàu kinh nghiệm của chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình khai thác của bạn với bạn và giới thiệu cho bạn máy vắt siêu âm phù hợp nhất!

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: