Bežná extrakcia silíc je nákladná a časovo náročná. Ultrazvuková extrakcia prináša vyššie výnosy a vynikajúcu kvalitu extraktu. Ultrazvukom možno vykonať ako metóda extrakcie na báze rozpúšťadla alebo vody. Alternatívne môže byť sonikácia kombinovaná s tradičnými extrakčnými systémami na zlepšenie účinnosti a kvality.
Viac informácií: https://www.hielscher.com/ultrasonic-hydrodistillation-of-essential-oils.htm
- Bežná extrakcia silíc je nákladná a časovo náročná.
- Ultrazvuková extrakcia prináša vyššie výnosy a vynikajúcu kvalitu extraktu.
- Ultrazvuk možno použiť ako metódu extrakcie na báze rozpúšťadla alebo vody.
- Alternatívne môže byť sonikácia kombinovaná s tradičnými extrakčnými systémami na zlepšenie účinnosti a kvality.
Hydrodestilácia rastlinných výťažkov
Hydrodestilácia je variant parnej destilácie. Pri hydrodestilačnej extrakcii sa rastlinný materiál po určitý čas ponorí do vody, potom sa zmes zahreje a prchavé materiály sa odvádzajú v pare, kondenzujú a oddelia. Je to bežný extrakčný proces na oddelenie fytochemických zlúčenín z rastlinného materiálu. Parná destilácia je bežnou technológiou na izoláciu esenciálnych olejov, napr. pre parfumériu. Pretože veľa organických zlúčenín má tendenciu sa rozkladať pri vysokých udržiavaných teplotách, odvetvie postupuje ďalej, aby využilo alternatívne metódy mierneho spracovania, ktoré prinášajú lepšie výsledky extrakcie (vyššia kvalita, vyššie výnosy).
Ultrazvuková extrakcia chmeľu
Problémy s tradičnými extrakčnými technikami, ako je napríklad parná destilácia, spočívajú v obrovských množstvách rastlinného materiálu, ktoré sú potrebné na extrakciu éterických olejov v komerčnom meradle. Pre 1 kg (2 1/4 lb) levanduľového esenciálneho oleja sa vyžaduje cca 200kg (440lb) čerstvých levanduľových kvetov, 1kg ružového oleja je v rozmedzí 2,5 až 5 metrických ton okrúhlych okvetných lístkov a 1kg citrónového oleja je surovina v cca. 3000 citrónov. Preto sú éterické oleje veľmi drahé. Absolútna cena ružového oleja je okolo 20.000 € (21.000US $) za liter. Aby získali výhody týkajúce sa ziskovosti a konkurencieschopnosti, výrobcovia silíc musia zaviesť efektívnejšie a efektívnejšie metódy extrakcie. Priaznivé techniky ultrazvukovej extrakcie vyniká tradičnými extrakčnými metódami pri miernych extrakčných podmienkach, vysokých výťažkoch a vynikajúcej kvalite extraktu. Sonikácia sa môže uskutočňovať ako extrakcia na báze rozpúšťadla alebo bez rozpúšťadiel. Alternatívne môže byť extrakcia ultrazvukom kombinovaná s bežnými extrakčnými systémami, napr. Soxhletova extrakcia, extrakcia Clevenger, superkritický CO2, ohmická hydrodistilácia atď. (Sono-Soxhlet, Sono-Clevenger, Sono-scCO2, ultrazvuková hydrogenačná destilácia).
Ultrazvuková extrakcia esenciálnych olejov
Ukázalo sa, že extrakcia ultrazvukom prináša vyššie výťažky extrakcie a znižuje spotrebu energie. Pracovným princípom ultrazvukovej extrakcie je bublinová implózia, generovaná ultrazvukovou kavitáciou. Bublinová implózia generuje mikrodýzy, ktoré zničia lipidové žľazy v tkanive rastlinných buniek. Tým sa zlepší prenos hmoty medzi bunkou a rozpúšťadlom a uvoľní sa éterický olej. Veľkou výhodou dnešných moderných ultrazvukových extraktorov je presná kontrola prevádzkových parametrov (napríklad intenzita ultrazvuku, teplota, doba spracovania, tlak, retenčný čas atď.). Zvýšený výnos éterických olejov, ako aj nižšia tepelná degradácia, vysoká kvalita a dobrá chuť sú vedecky dokázané (Porto et al., 2009, Asfaw et al., 2005). Zatiaľ čo iné moderné extrakčné techniky ponúkajú len obmedzené možnosti na zväčšenie priemyselnej výroby, je už preukázaná účinnosť na zväčšenie ultrazvukovej extrakcie na priemyselnú úroveň. Napríklad výťažok extrakcie silíc z japonských citrusov sa zvýšil o 44% v porovnaní s tradičnými extrakčnými metódami (Mason et al., 2011).
Ultrazvukové pred spracovanie pre extrakciu silíc
Pre ultrazvukovú extrakciu silice z rastlinného materiálu (napríklad lavandín, šalvia, citrus atď.), sa môže na extrakciu na skúšobnom, pilotnom a výrobnom meradle použiť sonifikačný systém sondy, ako je UIP2000hdT.
Extrakčný systém môže byť nastavený ako dávkový alebo inline systém.
Pri ultrazvukovom dávkovaní sa odporúča nádoba s okolitou studenou vodou. Vodný kúpeľ umožňuje zabrániť nežiaducemu zvýšeniu teploty a výslednej degradácii. Pre extrakciu lavandínového esenciálneho oleja sa levanduľové kvety extrahujú napr. 2 litra destilovanej vody na extrakčnú dobu 30 minút. Ultrazvuková amplitúda je nastavená na 60%. Po ultrazvukovej predbežnej úprave sa levanduľová kvetina odstráni a konvenčná parná destilácia sa uskutočňuje na extrakciu esenciálneho oleja. Pre nastavenie inline extrakcie je ultrazvukový procesor vybavený sonotródou a prietokovou bunkou. Na chladenie je reaktor s prietokovými článkami vybavený chladiacim plášťom. Pre ultrazvukovú predbežnú úpravu sa macerovaný rastlinný materiál čerpá cez reakčnú komoru, kde prechádza priamo cez kavitálnu zónu. Ďalšou výhodou ultrazvukovej inline extrakcie je možnosť natlakovania reakčnej komory na zvýšenie extrakčného účinku. Predúprava ultrazvukom pred hydrodistiláciou zvyšuje výťažok extrahovaných silíc a zlepšuje rýchlosť extrakcie – čo vedie k celkovo efektívnejšiemu postupu.
Výhody ultrazvukovej extrakcie:
- Rýchla a efektívna extrakcia
- Netermálny, mierny proces
- Vysokokvalitné výťažky
- Vysoký výnos
- Celé spektrum arómy
- Menej suroviny
- Zelená extrakcia
Ultrazvuková výroba nanoemulzií
Záujem o používanie nanoemulzií ako systémov dodávania lipofilných zložiek potravín ako nosiča účinných zlúčenín vo farmaceutických a kozmetických výrobkoch sa významne zvyšuje kvôli ich vysokej optickej čistote, dobrej fyzickej stabilite a schopnosti zvyšovať biologickú dostupnosť. Ultrazvuková emulzia pripravuje stabilné mikro- a nano-emulzie, ktoré zaručujú najlepšie výsledky v konečnom produkte.
Ultrazvukové účinky
Ultrazvukové extrakčné účinky sú založené na princípe ultrazvukovej kavitácie. Kavitácia v kvapalinách vytvára vysoko strihové sily, prúdenie kvapalín a mikroturbulencie, ktoré majú čisto mechanické účinky.
Fakty, ktoré stoja za to poznať
Úspešné extrakcie Ultrasonikou
Nasledujúce rastlinné materiály a rastlinné tkanivá sú dokázané, že extrakcia ultrazvukom dosahuje lepšie výsledky extrakcie. Ultrazvuková extrakcia prináša vyššie výťažky, vysokokvalitné extrakty s úplným zložením / aróma profil a plné chuťové spektrum.
Byliny a lístia: mätový, mäta, stevia, konope, chmeľu, bazalka, tymián, korenie, oregano, šalvia, fenikel, petržlen, eukalyptus, olivový olej, zelený čaj, čierny čaj, Bold, tabak, mäta pieporná, majoránka, atď
Kvety (esencie): Ruže, levanduľa, ylang-ylang, jazmín, pačuli, tuberóza, citlivka, atď.
Plody: pomaranč, citrus, citrón, malina, paradajka, jablko, čučoriedka, čučoriedky, mandarínka, hrozno, oliva, jujube atď.
Korenie: šafran, koriander, zázvor, vavrín, muškát, škorica, kurkuma, vanilka, klinček, muškátový oriešok, muškátový kvet atď.
Drevo a kôra: agarové drevo, dub, santalové drevo, cédrové drevo, borovica, škoricová kôra atď.
Botanické extrakty obsahujú celé spektrum účinných zlúčenín a fytochemikálií, takže éterický olej obsahuje lipidy, terpény a terpenoidy, fenoly, alkaloidy, flavonoidy, karbonylové zlúčeniny, antioxidanty, vitamíny, pigmenty, enzýmy atď.
Príklady extrahovaných molekúl: monoterpény a monoterpeneoidy, seskviterpény, limonén, karvón, a-pinén, limonén, 1,8-cineol, cis-okimén, trans-ocimén, 3-oktanón, beta-karotén, para-cymén, limonén, y-terpinén, linalool, myrtenol, myrtenal, carvón. Esenciálne oleje vykazujú antioxidačné a antimikrobiálne účinky, čo z nich robí okrem ich arómy a chuti prospešnú zložku aj pre potraviny a lieky. Esenciálne oleje, napr. z levandule, mäty piepornej a eukalyptu sa väčšinou vyrábajú parnou destiláciou. Surový rastlinný materiál, ako sú kvety, listy, drevo, kôra, korene, semená a šupky sa extrahujú destiláciou vody, zatiaľ čo sa namočia a varia sa v destilačnom prístroji s vodou.
Hydrodestilácia
Pre hydrodestiláciu sa rozlišujú dve formy: destilácia vo vode a parná destilácia. Na izoláciu éterických olejov destiláciou vody sa rastlinný materiál umiestni do vody na varenie. Pri parnej destilácii sa vstrekne para do rastlinného materiálu. Vzhľadom na vplyv horúcej vody a pary sa esenciálny olej uvoľňuje z lipidových žliaz v rastlinnom tkanive. Odparená vodná para nesie olej z rastlinného materiálu. Potom sa para kondenzuje v kondenzátore nepriamym chladením vodou. Z kondenzátora preteká destilovaný extrakt (esenciálny olej) do separátora, kde sa olej oddeľuje automaticky od destilovanej vody.
Extrakcia rozpúšťadlom
Z dôvodu vyššej efektívnosti je väčšina esenciálnych olejov, napr. pre výrobu parfumov a vôní sa vyrábajú extrakciou rozpúšťadlom za použitia prchavých rozpúšťadiel, napr. hexán, dimetylénchlorid alebo petroléter. Hlavnými výhodami extrakcie rozpúšťadlom počas destilácie je, že počas procesu je možné udržiavať rovnomernú teplotu (približne 50 ° C). Pretože vyššie teploty vedú k degradácii zlúčenín esenciálnych olejov, oleje extrahované rozpúšťadlom sú charakterizované vyššou úplnosťou ich prchavých zlúčenín a prírodnejšou vôňou.
Preukázalo sa, že superkritický CO2 je tiež výborným organickým rozpúšťadlom a preto je ďalším alternatívnym spôsobom extrakcie aromatických olejov z rastlinných látok.
Extrakčné rozpúšťadlá
Tradičné organické rozpúšťadlá na extrakciu zahŕňajú benzén, toluén, hexán, dimetyléter, petroléter, dimetylénchlorid, etylacetát, acetón alebo etanol. Etanol sa používa na extrakciu voňavých zlúčenín zo suchých rastlinných materiálov, ako aj z nečistých olejov alebo betónov, ktoré boli vyrobené najprv extrakciou, expresiou alebo enflugáciou organickým rozpúšťadlom. Etanolové extrakty zo suchých materiálov sú známe ako tinktúry. Tinktúry sa nesmú zamieňať s etanolovými výplachmi, ktoré sa vykonávajú na čistenie olejov a betónov, aby sa získali absolútne hodnoty. Keď sa voda používa ako extrakčná kvapalina, proces sa nazýva extrakcia bez rozpúšťadiel.
Esenciálne oleje
Esenciálne oleje sa vyrábajú extrakciou z rastlinného materiálu. Ako surovina sa môžu použiť rôzne druhy častí rastlín, napríklad:
- kvety (napríklad ruža, jazmín, karafiát, klinček, mimóza, rozmarín, levanduľa),
- listy (napríklad mäta, Ocimum spp., lemongrass, jamrosa),
- listy a stonky (napríklad pelargón, patchúli, petitgrain, verbena, škorica),
- kôra (napríklad škorica, kassia, kanella),
- drevo (napríklad céder, sandále, borovica),
- korene (napríklad angelica, sassafras, vetiver, saussurea, valerian),
- semená (napríklad fenikel, koriander, rasca, kôpor, muškátový oriešok),
- plody (bergamot, pomaranč, citrón, jalovec),
- rizómy (napríklad zázvor, kalamus, kurkuma, orris)
- a gumové alebo oleorezínové exsudáty – výťažky, výpotky (napríklad balzam z Peru, Myroxylon balsamum, storax, myrrh, benzoin).
Betóny a Absoluty
Betón je termín pre polotuhú hmotu, ktorý sa získa extrakciou čerstvého rastlinného materiálu rozpúšťadlom. Čerstvý rastlinný materiál sa väčšinou extrahuje pomocou nepolárnych rozpúšťadiel, ako je benzén, toluén, hexán, petroléter. Po extrakcii sa rozpúšťadlo odparí, takže sa získa polopevný zvyšok éterických olejov, voskov, živíc a iných lipofilných (hydrofóbnych) fytochemikálií. Ide o takzvaný „konkrét“ alebo betón.
Aby bol betón absolútny, musí sa ošetriť silným alkoholom, v ktorom môžu byť určité zložky rozpustené.
Viac v článku: „Čo je to esenciálny olej?“
