Как извлечь Розмари?

Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) is a plant of the dicotyledonous phylum, Labiatae, and the genus Rosmarinus, which is a commonly used spice and flavoring, as well as a kind of traditional Chinese medicine. Studies have shown that rosemary has antibacterial, antioxidant, antidepressant, antitumor, anti-inflammatory and other pharmacological effects [1-3].

Используя розмарин в качестве сырья, его можно сделать жирорастворимыми или водорастворимыми антиоксидантами путем экстракции и переработки, которые широко используются в пищевой, косметической и медицинской областях. С ростом спроса, добыча и производство природных антиоксидантов из розмарина была горячей темой исследований в последние годы. По сравнению с химически синтезированными антиоксидантами, естественные антиоксиданты, содержащиеся в экстрактах розмарина, безопаснее, эффективнее и термоустойчивее [4-5]. Обобщены передовые отечественные и зарубежные процессы извлечения антиоксидантов из розмарина, с тем чтобы обеспечить исходную основу для промышленного производства.

1 натуральные антиоксидантные компоненты розмарина

Rosemary is rich in a variety of natural antioxidant components[6] , and the components that are usually considered to have developmental and utilization values include carnosic acid, carnosol, rosmarinic acid, rosmanol, etc.[7] . In GB 1886.172- 2016 “National Standard for Food Safety Food Additives Rosemary Extract”[8] , the product extracted from rosemary containing water-soluble antioxidants or fat-soluble antioxidants is referred to as rosemary extract, and the sum of the contents of rhamnosinic acid and rosmarinic acid and rosmanol are used as the quality control index of fat-soluble extracts, and the rosmarinic acid The sum of the contents of silymarinic acid and silybinol was used as the quality control index for the fat-soluble extract, and the content of rosemarinic acid was used as the quality control index for the water-soluble extract.

2 процесс извлечения

Экстракция растворителей, сверхкритическая экстракция CO2, ультразвуковая экстракция и микроволновая экстракция являются основными методами экстракции антиоксидантов из розмарина [9-10].

2.1 экстракция растворителей

Это традиционный метод, который также широко используется в промышленном производстве с использованием органических растворителей, таких как этанол, метанол, ацетон, этилацетат и т.д., для извлечения целевых соединений из розмарина. Преимуществами экстракции растворителей являются простота оборудования, простота эксплуатации, высокая эффективность экстракции и хорошая стабильность. Недостаток этого метода заключается в Том, что легко образуются остатки растворителя.

Новым направлением исследований стало использование экологически чистых и нетоксичных экстракционных растворителей вместо традиционных летучих органических растворителей. Шошана и др. [11] использовали растительные масла [высоколеолейное соевое масло (хосо), арахисовое масло (ро) и хлопковое масло (со)] в качестве растворителей для экстракции, а ван ин и др. [12] использовали масло чайного семян в качестве растворителя для экстракции жирорастворимых антиоксидантов из розмарина.

В качестве новых экологически чистых растворителей низкоэвтектические растворители (DESs) и ионные жидкости (ILSs) являются нетоксичными, экологически безопасными, высокоэффективными, простыми для синтеза, рециркуляции и разложения и идеальными растворителями для экстракции естественных активных веществ. Ли лингна и др. [13] использовали низкие эвтектические растворители (DESs) для извлечения росмариновой кислоты и рэмнолиевой кислоты из роземариновой кислоты, а лучшие растворители были отобраны из 37 систем DESs: молочная кислота и 1,4 бутандиола (молярное соотношение 1:2) с использованием коэффициента экстракции RA и CA. Антиоксидантная активность розмарина, извлеченного с помощью DESs, превосходила активность органических экстрактов растворителей.

Виэйра и др. [14] использовали естественные низкоэвтектические растворители (NADESs), ментол и лавровую кислоту (молярное соотношение 2:1) для экстракции rhamnosus acid и rhamnol, а также молочную кислоту и декстрозу (молярное соотношение 5:1) для экстракции росмариновой кислоты, и стабилизация нескольких активных соединений в NADESs была более эффективной. Ван и др. [15] разработали новый тип зеленой термообменной системы растворителей, которая состоит из низкоэвтектического растворителя/ионной жидкости и состоит из низкоэвтектического растворителя/ионной жидкости. Ван и др. [15] разработали новую зеленую термообменную систему растворителей, которая состоит из смеси низкорастворимого растворителя/ионной жидкости/воды (1︰2︰1, V/V). Система однородна и однофазна при 60 гравюре и превращается в неоднородную двухфазную систему при охлаждении до 25 гравюр. Метод может применяться при 60 градусах. Система может использоваться в различных областях применения. Метод может эффективно извлечь водорастворимую розмариновую кислоту и жирорастворимую рхамнолиновую кислоту на 60 градусов, и экстракт может быть охлажден до 25 градусов, чтобы реализовать разделение с высоким восстановлением.

2.2 метод экстракции сверхкритического CO2

Этот метод использует характер сверхкритического CO2 для извлечения целевых соединений из растений. CO2 обладает такими преимуществами, как нетоксичность, инертность, низкая сверхкритическая температура и давление, а также простота удаления, поэтому эффективность извлечения является высокой, а чистота целевых соединений-высокой, однако оборудование является сложным и дорогостоящим.

Andrea et al. [16] использовали двухэтапную экстракцию с использованием сверхкритического CO2 (чистый CO2, 150 или 300 бар, 40 ℃, 60 мин), к которому было добавлено 7% этанола (CO2-7% этанол, 150 бар, 40 ℃, 120 мин), чтобы помочь в растворении, а концентрация rhamnosus кислоты в конечном экстракте составила до 40% от общего сухого веса. Тибо и др. [17] использовали он-лайн метод экстракции сверхкритической жидкости и систему хроматографии сверхкритической жидкости для экстракции каротеноидов с чистой CO2 (20 MPa, 25 ℃) и фракций, содержащих рэмнозид с 3% полярным модификатором (этанол к воде 1:1,v /v), розмаринную кислоту с 10% полярным модификатором (этанол к воде 1:1,v /v) и хлорофилы с 30% этанола в качестве модификатора. Фракция, содержащая хлорофилл, была получена с использованием 10% полярного модификатора (отношение этанола к воде 1:1), фракция, содержащая росемаринную кислоту, была получена с использованием 30% этанола в качестве модификатора, а четыре фракции были проанализированы с помощью uhplc-dad-esiqtof -HRMS.

2.3 ультразвуковая экстракция

Этот метод использует кавитационный эффект ультразвука, который может улучшить проницаемость и коэффициент рассеивания растворителя, тем самым повышая эффективность экстракции, однако ультразвук может привести к деградации целевых соединений, что может повлиять на их чистоту.

Deng Hui et al [18] used ultrasound to assist in the extraction of antioxidants from rosemary, and the best process conditions were optimized by response surface methodology using the yields of fat-soluble antioxidants and water-soluble antioxidants as indicators. Irini et al. [19] extracted phenolic antioxidants from the residue of rosemary after distillation of essential oil by grinding, pre-soaking, and ultrasound-assisted extraction to improve the extraction efficiency. The ultrasound-assisted extraction method can shorten the extraction time and reduce the use of solvents.

2.4 метод извлечения с помощью микроволн

Этот метод использует тепловое воздействие микроволн для ускорения растворителя раствора и распространения целевых соединений, но некоторые растворители не могут поглощать микроволны, что ограничивает применение этой технологии, микроволны могут привести к деградации целевых соединений, влияющих на их чистоту. Микроволновая экстракция в основном используется для экстракции розмаринового эфирного масла, и реже используется при экстракции антиоксидантов.

Zhu et al. [20] разработали метод экстракции с помощью микроволн с использованием полиэтиленгликоля в качестве экстрагента для экстракта росмариновой кислоты и рэмнолиевой кислоты из розмариновых листьев. Результаты показали, что оптимальными условиями добычи были 45% пег -400, 4,3% фосфорной кислоты, 280 вт СВЧ-мощности, 20 с СВЧ-времени, и соотношение материала к жидкости 1:10. Ху и др. [21] разработали микроволновое экстракционное устройство для натуральных антиоксидантов розмарина, которое может спасти оператор '. Время транспортировки материалов и повышения эффективности процесса.

2.5 гидроэнзиматический метод

Гидроэнзиматический метод является зеленым методом экстракции растительных масел. На основе механического дробления ферменты (протеазы, амилазы, пектиназы, витаминазы и т.д.) используются для разрушения клеточных стенок завода, с тем чтобы можно было выпускать масла. Некоторые исследователи используют гидроэнзиматический метод для извлечения биоактивных веществ из растений, который может сократить время извлечения и имеет высокую чистоту активных ингредиентов, но технические требования являются высокими.

Nguyen et al [22] developed a novel aqueous enzymatic method for the extraction of rosmarinic acid from rosemary leaves, и исследовал способность нескольких ферментов извлекать росмариновую кислоту, и показал, что целлюлаза а имеет высокую эффективность извлечения. Оптимальные условия экстракции: 4,63 ч времени экстракции, 28,69 мл/г воды, 2,56% концентрации фермента, 36,6 г гравитационной кислоты, что привело к максимальному содержанию 13,97 мг/г росмариновой кислоты. Обогащенные кислотой росмариновые экстракты продемонстрировали высокую способность DPPH радикально измельчивать отходы, при этом значение IC50 составляло 532,01 гранат/г. Значение IC50 составляло 532,01 град/г. Значение IC50 составило 532.01 μg/mL.

Экстракты, полученные с помощью описанных выше процессов экстракции, представляют собой необработанные экстракты, и для получения антиоксидантов с более высокой чистотой необходимо удалять примеси с помощью таких процессов очистки, как макропористая адсорбция смолы, кристаллизация, разделение мембран и хроматография силикагелевой колонны. Экстракты розмарина, как правило, в порошковой или жидкой форме, которые имеют низкую физическую стабильность и подвержены испарению. Для повышения устойчивости и биодоступности его можно обрабатывать с помощью микроинкапсуляции, нанотехнологий, композитных покрытий и других технологий [23].

3 статус заявки и перспективы розмарин экстракты

Натуральные антиоксиданты, полученные из розмарина, наиболее широко используются в пищевой промышленности и могут быть добавлены к жирам и маслам животного происхождения, растительным жирам и маслам, мягким продуктам питания, заранее приготовленным мясным продуктам, соусам и маринованным мясам, ветчинам западного региона, мясным клизму и т.д. Действие антиоксидантов, чтобы предотвратить или задержать развитие пищевых продуктов. Эффект розмарина заключается в предотвращении или задержке порчи продуктов питания, повышении стабильности продуктов питания и продлении периода хранения [24]. Основываясь на антиоксидантных свойствах и различных фармакологических эффектах, розмариновые экстракты также используются в косметических препаратах, фармацевтической продукции и кормах для животных.

Исследований по биоактивным компонентам и фармакологическим эффектам экстрактов розмарина достаточно, но недостаточно углубленных исследований по фармакологическому механизму, иммунотоксичности, метаболизму и метаболитам экстрактов. Экстракт розмарина все еще имеет широкие перспективы применения в области медицины. Укрепление исследований по его фармакологическому механизму, токсикологическому воздействию и фармакокинетике, развитие его лекарственной ценности и совершенствование соответствующих стандартов будут способствовать реализации более значительных социальных и экономических выгод.

4. Выводы

The content of target components and antioxidant activity of antioxidants extracted from rosemaryРазличные процессы добычи в определенной степени отличаются друг от друга, и все процессы добычи имеют свои преимущества и недостатки, поэтому необходимо выбрать соответствующий процесс в соответствии с конкретными условиями и потребностями производства. По мере развития науки и техники использование биотехнологии и нанотехнологии, как ожидается, будет способствовать дальнейшему повышению эффективности добычи и чистоты антиоксидантов, а также повышению стабильности и биодоступности.

Анализ национальной и международной литературы показывает, что извлечение розмариновых антиоксидантов является главным образом первичным отделением и извлечением или остается на стадии лабораторной подготовки с различной мощностью, а некоторые методы извлечения не подходят для промышленного производства. Оптимизация процесса добычи и поиск подходящего пути промышленного производства для повышения чистоты, снижения энергопотребления и решения проблем слабой стабильности и волатильности являются направлениями будущих исследований.

Справочные материалы:

[1] ван чжэньчжао, чжан хайян, Дэн цзиньсон и др. Прогресс в исследовании химического состава и фармакологических последствий розмарина [J]. Китайский журнал экспериментальных формул, 2019, 25(24): 211-218.

[2] у мен, сюй сяоцзюнь. Результаты недавних исследований химического состава и фармакологических последствий розмарина [J]. Химическая инженерия биомассы, 2016, 50(3): 51 — 57.

[3] нието г, рос г, кастильо дж Officinalis, L.): обзор [J]. Лекарственные средства, 2018, 5(3): 98.

[4] S L D, C E M, NEUZA J. действие экстрактов розмарина (Rosmarinus officinalis) на окислительную стабильность и сенсорную приемлемость соевого масла.[J] Журнал науки продовольствия и сельского хозяйства, 2015, 95(10): 2021-2027.

[5] MARiA D M S, julic C S,JUANA M M R. сравнительное исследование экстрактов розмарина и нескольких синтетических и натуральных пищевых антиоксидантов: соотношение карнозиновой кислоты и карносола [J]. Пищевая химия, 2020, 309(C): 125688.

[6] сюй ифань, лю пу, лю пейпей и др. Определение 11 антиоксидантных активных компонентов розмариновых стеблей и листьев методом HPLC-DAD[J]. Китайская травяная медицина, 2018, 49(9): 2153 — 2157.

[7] чжоу хюин, лян ваньсян, сюй даоли и др. Прогресс фармакологических эффектов активных экстрактов розмарина [J]. Мировая китайская медицина, 2015, 8(12): 1542-1545.

[8] национальная комиссия по вопросам здравоохранения и планирования семьи#39; китайская республика. Национальный стандарт безопасности пищевых добавок экстракт розмарина: GB 1886.172 — 2016[с]. 2016.

[9] писани р с, вигано дж., мескита л м с и др. Помимо аромата: обзор передовых процессов экстракции розмарина (Rosmarinus officinalis) и саже (Salvia officinalis) для производства фенолических кислот и дитерпенов [J]. Тенденции в пищевой науке и Технологии, 2022(127): 245-262.

[10] ERIC L, THIBAULT L, EMILIE D. последние разработки в области анализа и экстракции биоактивных соединений из росмаринов officinalis и лекарственных растений семейства ламиаков [J]. Тенденции в аналитической химии, 2021, 135.

[11] GINSBURG R S, MALEKY F. экстракция липидов-растворимых антиоксидантов из розмариновых листьев с использованием растительных масел [J]. Международный журнал пищевой науки и Технологии, 2020, 55(9): 3135 — 3144.

[12] ван ин, чжу синьян, цзэн сяньхуй. Оптимизация экстракционного процесса и антиоксидантной активности жирорастворимых антиоксидантных компонентов розмарина методом поверхностной реакции [J]. Пищевые добавки китая, 2022, 33(11): 148-154.

[13] ли лин на, ян чжи вэй, чжан ли фэнь и др. Оптимизация низкой эвтектической экстракции растворителей росмариновой кислоты и рэмнолиевой кислоты из розмарина методом поверхностной реакции [J]. Технология пищевой промышленности, 2023, 44(16): 218 — 227.

[14] Каролина V, Сильвия R, Рита C, и др. Селективное извлечение и стабилизация биоактивных соединений из листьев розмарина с использованием бифазных надов [J]. Границы в химии, 2022, 10: 954835.

[15] ван т, го т, ли п и др. Глубокоэвтектические растворители/ионические жидкости/водная смесь как новый тип зеленой термопереключаемой системы растворителей для селективного экстракции и отделения натуральных продуктов от листьев росмаринов officinalis [J]. Пищевая химия, 2022, 390: 133225.

[16] андреа п с с, альберто в, джузеппе с и др. Двухэтапные последовательные сверхкритические жидкие экстракты розмарина с повышенной антипролиферативной активностью [J]. Журнал функциональных продуктов питания, 2014, 11: 293 — 303.

[17] LEFEBVRE T, DESTANDAU E, LESELLIER E. последовательное извлечение карнозной кислоты, росмариновой кислоты и пигментов (каротеноидов и хлорофилов) из розмарина с помощью онлайн-хроматографии сверхкритических жидкостей [J]. Журнал хроматографии A, 2021(1639): 461709.

[18] Дэн хуэй, ван ин, цзэн сянь хуй и др. Оптимизация ультразвуковой экстракции антиоксидантов из розмарина [J]. Китай ароматизаторы, 2022, 47(7): 199-204.

[19] ирини п, антигони о, димитриос т и др. Экстракционная кинетика фенольных антиоксидантов из остатков розмарина при гидродистилляции и влияние параметров предварительной обработки и экстракции [J]. Молекулы (базель, Швейцария), 2020, 25(19): 4520

[20] ZHU C Y, FAN Y C, BAI X J. зеленый и эффективный полиэтиленгликолов на основе микроволнового метода экстракции карнозных и росмариновых кислот из листья росмаринов officinalis.[J] Продукты питания (базель, Швейцария), 2023, 12(9): 1761.

[21] л. ху, фр. р. чжао. Rosemary natural antioxidant микроволновая экстракционное устройство, CN217828963U [P]. 2022-11-18.

[22] NGUYEN H C, NGUYEN H N C, HUANG M Y и др. Оптимизация экстракции фермента с помощью аквариума росмариновой кислоты из листьев розмарина (Rosmarinus officinalis L.) и антиоксидантной активности экстракта [J]. Журнал пищевой промышленности и консервации, 2021, 45(3): 15221.

[23] чжу чжиян, тянь хао, Пан джун и др. Подготовка и антиоксидантная и антибактериальная деятельность розмариного экстракта [J]. Подготовка и антиоксидантная и антибактериальная деятельность розмариного экстракта [J]. Наука и техника пищевой промышленности, 2023, 44(12): 461 — 469.

[24] лю шеньнань, ма юнфан, ду гихон. Прогресс в применении розмарина и его экстрактов в сохранении продуктов питания [J]. Китай приправы, 2019, 44(6): 181- 185.