U N I V E R Z I T E T  U  B E O G R A D U 
TEHNOLOŠKO-METALURŠKI FAKULTET 
 
 
 
 
 
 
Mr Jasna Z. Ivanović 
 
 
 
KINETIKA I OPTIMIZACIJA PROCESA IZOLACIJE BILJNIH 
EKSTRAKATA SA ANTIBAKTERIJSKIM DEJSTVOM 
 
 
DOKTORSKA DISERTACIJA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Beograd, 2011.
 
   
                                                 
 
Mentor: 
 
 
 
 
________________________________________ 
 
dr Irena Žižović, docent 
Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu 
 
 
 
 
 
Članovi komisije: 
 
 
 
 
_______________________________________ 
 
dr Dušan Mišić, docent 
Fakultet veterinarske medicine, Univerzitet u Beogradu 
 
 
 
 
________________________________________ 
 
dr Slobodan Petrović, redovni profesor 
Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu 
 
 
 
 
Kandidat: 
 
 
 
__________________________ 
 
 
 
Datum odbrane: ________________________ 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 3 
Izvod 
 
Cilj ove doktorske disertacije bio je ispitivanje kinetike izolacije ekstrakata sa jakim antibakterijskim 
delovanjem iz biljnog materijala primenom različitih postupaka ekstrakcije. Za izolaciju bioaktivnih supstanci 
korišćena je natkritična ekstrakcija sa ugljenik(IV)-oksidom, hidrodestilacija i ekstrakcija etanolom sa i bez 
primene ultrazvuka. Predmetom istraživanja ove doktorske disertacije obuhvaćena je analiza i optimizacija 
različitih procesa izolacije, kao i ispitivanje sadržaja aktivnih komponenti i/ili antibakterijskog dejstva dobijenih 
ekstrakta za primenu u farmaceutskoj i/ili prehrambenoj industriji. U eksperimentima je, kao sirovina, korišćeno 
odabrano začinsko i lekovito bilje (Rosmarinus officinalis, Salvia officinalis, Thymus vulgaris, Origanum 
vulgare, Eugenia caryophyllata, Laurus nobilis, Angelica archangelica, Echinacea angustifolia, Verbascum 
thapsus, Calendula officinalis i Aloe barbadensis Miller), lišaj Usnea barbata i odabrane mešavine biljnog 
materijala (karanfilić/origano i karanfilić/timijan).  
U disertaciji je posebno ispitana i analizirana kinetika procesa natkritične ekstrakcije. S tim u vezi, ispitivan 
je uticaj operativnih parametara (pritiska i temperature) i odgovarajućeg predtretmana biljnog materijala sa 
natkritičnim ugljenik(IV)-oksidom na kinetiku natkritične ekstrakcije, kao i uticaj prisustva pojedinih biljnih 
sirovina u smeši (njihovih glavnih komponenata) na povećanje moći rastvaranja natkritičnog ugljenik(IV)-
oksida (kosolventski efekat), pa samim tim i na povećanje brzine ekstrakcije i smanjenje potrošnje natkritičnog 
fluida. U disertaciji su, takođe, prikazani rezultati ispitivanja kinetike ekstrakcije etanolom sa i bez primene 
ultrazvuka.  
Za simulaciju procesa natkritične ekstrakcije iz pojedinačnih biljnih sirovina i izabranih mešavina biljnog 
materijala korišćeni su postojeći matematički modeli zasnovani na diferencijalnom bilansu mase (Stamenic i 
sar., 2008; Zizovic i sar., 2005; Sovova i sar., 1994a) i na analogiji sa prenosom toplote (Bartle i sar., 1990; 
Hong i sar., 1990; Reverchon i sar., 1994 i 1993). Odgovarajući parametri dobijeni primenom navedenih 
matematičkih modela, zajedno sa podacima o hemijskom sastavu, korišćeni su za interpretaciju fenomena 
prenosa mase u čvrstoj fazi i u filmu natkritičnog ugljenik(IV)-oksida do kojih dolazi tokom procesa natkritične 
ekstrakcije iz pojedinih biljnih sirovina i izabranih mešavina biljnog materijala. Za modelovanje procesa 
ekstrakcija sa etanolom korišćeni su postojeći modeli izvedeni iz drugog Fikovog zakona u cilju određivanja 
koeficijenata difuzije ekstraktivnih materija u čvrstoj fazi (Crank, 1975; Treybal, 1968). Za rešavanje jednačina 
navedenih matematičkih modela korišćen je softverski paket Microsoft Fortran PowerStation 4.0.  
Za ispitivanje antibakterijskog delovanja biljnih ekstrakata i etarskih ulja korišćenа је modifikovanа 
mikrodiluciona ili makrodiluciona metoda u bujonu opisana i preporučena od strane CLSI (Clinical Laboratory 
Standards Institute, 2008, SAD), koja se u rutinskoj laboratorijskoj praksi koristi za ispitivanje antibakterijskog 
delovanja antibiotika, tj. za određivanje vrednosti MIC (minimalne inhibitorne koncentracije) antibiotika. 
Antibakterijsko delovanje biljnih ekstrakata ispitivano је na sojevima: Staphylococcus vrsta, uključujući sojeve 
Staphylococcus aureus koji su rezistentni na meticilin (MRSA), Enterococcus vrsta (uključujući vankomicin 
rezistentne enterokoke, VRE), Streptococcus, Bacillus i Geobacillus vrsta. Ispitan je uticaj pojedinih ekstrakta i 
na sojeve Gram-negativnih bakterija, Е.coli, Enterobacter cloacae i Sallmonela Enteritidis.  
Za identifikaciju i kvantifikaciju aktivnih komponenti u izolovanim ekstraktima korišćene su gasna 
hromatografija sa masenom spektrometrijom (GC/MS) i tečna hromatografije (HPLC).  
Od ispitanih ekstrakata, natkritični ekstrakti U. barbata pokazali su najjače antibakterijsko dejstvo na 
sojeve stafilokoka, enterokoka  i streptokoka  (uključujući MRSA i VRE sojeve) sa MIC vrednostima od 1,25 do 
40 μg/ml. Od trinaest ispitanih sojeva, natkritični ekstrakt U. barbata izolovan na 30 MPa i 40 °C imao je jače 
antibakterijsko delovanje od čiste usninske kiseline na jedanaest sojeva, na osam sojeva delovao je jače od 
ampicilina, na tri soja jače od eritromicina i na jedan soj jače od penicilina G. Isti ekstrakt je pokazao izuzetno 
jaku antibakterijsku aktivnost na meticilin rezistentne stafilokoke, pri čemu su vrednosti MIC bile u opsegu 
1,25-20 μg/ml. Natkritični ekstrakti U. barbata u kojima je identifikovan znatno veći sadržaj usninske kiseline 
(59,5 % i 36,5 %) nego u etanolnim ekstraktima (0,18-3,59 %). Zbog toga su etanolni ekstrakti U. barbata imali 
slabiji antibakterijski efekat na ispitivane sojeve stafilokoka, enterokoka i streptokoka u poređenju sa 
natkritičnim ekstraktima. Natkritični ekstrakt sa nižim sadržajem usninske kiseline (36,5 %) je pokazao jače 
antibakterijsko dejstvo u odnosu na ekstrakt sa višim sadržajem usninske kiseline, što ukazuje da i druge 
komponente prisutne u ekstraktu doprinose antibakterijskoj aktivnosti. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 4 
Proces ekstrakcije antibakterijski najaktivnijeg ekstrakta u ovom istraživanju – natkritičnog ekstrakta lišaja  
U. barbata, optimizovan je sa aspekta predtretmana sirovine. Ustanovljeno je da je optimalan predtretman – 
predtretman nakritičnim fluidom, kao i varijacija pritiska od 15 MPa do atmosferskog pritiska. Pomenutim 
predtretmanom ne postiže se samo ušteda natkritičnog fluida, već se ostvaruju i veći prinosi koje nije moguće 
postići iz sirovine koja je bila podvrgnuta samo mehaničkom predtretmanu (mlevenjem). U skladu sa tim, 
matematičkim modelovanjem procesa natkritične ekstrakcije iz U. barbata dobijene su veće vrednosti 
ravnotežne rastvorljivosti i koeficijenta prenosa mase u čvrstoj fazi, kao i manji udeo teško dostupne frakcije 
ekstrakta za slučaj procesa sa predtretmanom natkritičnim fluidom.  
Pored lišaja U. barbata, timijan je identifikovan kao vredna sirovina za dobijanje ekstrakata sa jakim 
antibakterijskim delovanjem, jačim od ekstrakata ruzmarina i žalfije. Činjenica da su natkritični ekstrakt i 
etarsko ulje timijana, pokazali jače antibakterijsko delovanje na sojeve Bacillus vrsta  (MIC = 40-80 μg/ml) u 
poređenju sa aktivnošću čistih komponenti, timola, p-cimena  i njihove smeše (MIC = 160 μg/ml) ukazala je na 
sinergetski efekat drugih jedinjenja prisutnih u ekstraktima. Etanolni ekstrakti timijana pokazali su najjače 
anibakterijsko dejstvo na sojeve Staphylococcus aureus od ispitanih etanolnih ekstrakata (MIC = 8-64 μg/ml). 
 Analizom kinetike etanolnih ekstrakcija iz timijana i matematičkim modelovanjem ovih procesa pokazano 
je da primena ultrazvuka pozitivno utiče na brzinu prenosa mase (opisane odgovarajućim koeficijentima 
difuzije) kako u fazi ispiranja tako i tokom spore ekstrakcije. Kod ekstrakcija iz timijana sa etanolom na 
poluindustrijskom nivou, pokazalo se da povećanje temperature pozitivno utiče na povećanje brzine prenosa 
mase u fazi ispiranja i na povećanje prinosa ekstrakata. Uporednom analizom koeficijenata difuzije za Sokslet 
ekstrakciju na temperaturi od 80,5 °C iz timijana i za ekstrakcije na poluindustrijskom nivou sa mešanjem, koje 
su izvedene na istoj i na nižoj temperaturi (40 °C), pokazano je da je mešanje imalo više uticaja na brzinu 
prenosa mase od povećanja temperature. 
Prikazani rezultati ispitivanja kinetike simultane natkritične ekstrakcije iz biljnih mešavina karanfilić/origano 
i karanfilić/timijan ukazali su na njene prednosti u odnosu na proces natkritične ekstrakcije iz čistog karanfilća 
sa aspekta povećanja brzine ekstrakcije. Pokazalo se da prisustvo origana (10 %) ili timijana (16 %) u polaznoj 
smeši biljnog materijala omogućava značajno povećanje (do dva puta) brzine ekstrakcije na početku procesa 
natkritične ekstrakcije. U isto vreme, prisustvo origana (10 %) ili timijana (16 %) u polaznoj smeši biljnog 
materijala ima zanemarljiv uticaj na totalni prinos i hemijski sastav ekstrakata u poređenju sa natkritičnom 
ekstrakcijom iz čistog karanfilića. Prisustvo origana ili  timijana u polaznoj smeši biljnog materijala omogućava 
postizanje zadovoljavajućih prinosa ekstrakata (i do 90 % od onoga postignutog kod natkritične ekstrakcije iz 
čistog karanfilića) sa oko 70 % manjom potrošnjom natkritičnog fluida, što može biti od značaja za industrijsku 
proizvodnju.  
 
 
Ključne reči: prirodni antibakterijski agensi; natkritična ekstrakcija; ultrazvučna ekstrakcija; hidrodestilacija; 
kinetika ekstrakcije; matematičko modelovanje. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 5 
Abstract 
 
This study was aimed to investigate kinetics of isolation of the extracts with strong antibacterial activity 
from plant material by using different extraction processes. The bioactive substances from plant matrial were 
isolated by supercritical carbon dioxide extraction, hydrodistillation and ethanol extraction with and without 
ultrasound. The scope of the present study was kinetic analysis and optimization of different extraction 
processes as well as content of active substance and/or antibacterial activity of isolated supercritical extracts 
for application in pharmaceutical and/or food industry. Selected herbs and spices (Rosmarinus officinalis, 
Salvia officinalis, Thymus vulgaris, Origanum vulgare, Eugenia caryophyllata, Laurus nobilis, Angelica 
archangelic), Echinacea angustifolia, Verbascum thapsu, Calendula officinalis, Aloe barbadensis Miller), lichen 
Usnea barbata and selected mixtures of plant materials (clove/oregano and clove/thymus) were used as raw 
material for experiments.  
In this study, supercritical carbon dioxide extraction kinetics was particularly analyzed. Therewith, 
influence of operating parameters (pressure and temperature) and pretreatment of the plant material with 
supercritical carbon dioxide on the supercritical extraction kinetics, influence of presence of particular plant 
material in the mixtures of plants (their main components) on the solubility power of supercritical carbon 
dioxide (co-solvent effect) and subsquently on increase of extraction rate and reduction of supercritical fluid 
consumption was investigated in this work as well. The results of investigation of the kinetics of ethanol 
extractions are also presented here.  
Mathematical models based on differential mass balance (Stamenic et al., 2008; Zizovic et al., 2005; 
Sovova et al., 1994a,b) and heat transfer analogy (Bartle et al., 1990; Hong et al., 1990; Reverchon et al., 
1994, 1993) were used for simulation of process of supercritical carbon dioxide extraction from pure plants and 
chosen mixture of plants for evaluation of parameters that can be used for interpretation of the mass transfer 
phenomena in the solid and supercritical carbon dioxide phase. Mathematical models based on the Second 
Fick’s Law were used for simulation of ethanol extractions in order to evaluate coefficients of diffusion of 
extractible substances in solid phase (Crank, 1975; Treybal, 1968). Solution of the equations of above 
metioned mathematical models were solved using Microsoft Fortran PowerStation 4.0.  
For antibacterial susceptibility testing, modified broth microdilution оr macrodilution method was applied  in 
accordance with the prescription of CLSI (Clinical Laboratory Standards Institute, 2008, USA and 
corresponding MIC (minimal inhibitory concentration) values were determined. Antibacterial effect of plant 
extracts on Staphylococcus species including meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) bacterial 
strains as well as Enterococcus (including vancomycin resistant strains–VRE), Streptococcus, Bacillus and 
Geobacillus species was investigated. Antibacterial activity of extracts on the Gram-negative bacteria such as 
Е.coli, Enterobacter cloacae and Sallmonela Enteritidis was investigated as well. Identification and 
quantification of the active principles in isolated extracts were performed by using gas chromatography with 
mass spectrometry (GC/MS) and high performance liquid chromatography (HPLC).  
Among all tested extracts in this study, supercritical extracts of U.barbata showed the strongest 
antibacterial activity on staphylococci, enterococci and streptococci (including MRSA and VRE strains) with 
MIC values from 1,25 μg/ml to 40 μg/ml. Testing of thirteen strains showed that the supercritical extract of U. 
barbata isolated at 30 MPa and 40 °C had stronger activity than pure usnic acid on eleven strains, on eight 
strains its activity was stronger than ampicilline, on three strains it was more active than erythromycine, and it 
was more active than penicilline G on one strain. The same extract exibited strong activity on 
methicillin resistant staphyloccoci with MIC values of 1,25-20 μg/ml. Much higher content of usnic acid was 
identified in the supercrtiical extracts of U. barbata (59.5 % i 36.5 %) than in its ethanolic extracts (0.18-3.59 
%). Therefore, ethanolic extracts of U. barbata had weaker antibacterial effect on tested staphylococci, 
enterococci and streptococci in comparison with supercritical extracts. Stronger antibacterial activity of 
supercritical extract with lower content of usnic acid (36.5 %) compared to the extract with higher content of 
usnic acid indicates that other compounds present in exracts contribute to antibacterial activity as well.  
 Extraction process for isolation of the most active extract in this study-supercritical extract of lichen 
U.barbata was optimized with respect to pretretment of raw material. It was found that the optimal pretreatment 
is the pretreatment with supercritical carbon dioxide with pressure variation from 15 MPa to atmospheric 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 6 
pressure. Applying mentioned pretreatment enabled not just reduction of the supercritical fluid consumption 
but also achieving of higher extraction yields which couldn’t be achived from the raw material subjected only to 
the mechanical treatment (grinding). In accordance with this, by using mathematical modeling for the 
supercritical extraction processes from U. barbata, higher values for solubility and mass transfer coefficient in 
the solid phase as well as lower value for inaccessible fraction of solute were obtained for the process with 
applied pretreatment with supercritical carbon dioxide. 
Beside lichen U. barbata, thyme was identified as valuable raw material for isolation of extracts with strong 
antibacterial activity as well. Supercritical extract and essential oil isolated from thyme showed stronger 
antibacterial activity than those isolated from the rosemary and sage. The fact that the thyme supercritical 
extract and essential oil had stronger antibacterial activity on Bacillus strains (MIC=40-80 μg/ml) in comparison 
with pure thymol, p-cymene and thier mixture (MIC=160 μg/ml) indicated existance of synergistic effect of 
other compounds present in the thyme extracts. Among all tested ethanolic extracts, thyme ethanolic extracts 
had the strongest antibacterial effect on Staphylococcus.aureus strains (MIC=8-64 μg/ml). 
Kinetic analysis of  thyme extractions with ethanol and mathematical modelling of these processes showed 
that ultrasound had the strongest effect on the mass transfer rate (described with the relevant diffusion 
coefficients) in the both, washing period and period of slow extraction. In the case of thyme pilot-plant 
extraction with ethanol, temperature increase results in increase of the mass trasfer rate in the washing period 
and extraction yield. Comparative analysis of diffusion coefficients for the Soxhlet extraction from thyme 
performed at 80.5 °C and the pilot-plant thyme extractions with mixing performed at the same and lower 
temperature (40 °C) showed that mixing influences mass transfer rate more than temperature increase. 
The results of investigation of simulatneous supercritical extraction from the clove/oregano and 
clove/thyme mixtures indicated that it has advantages over the supercritical extraction process from pure clove 
buds with respect to increase of the extraction rate. It was shown that the presence of 10 % oregano or 16 % 
of thyme in the starting mixture of plant materials enables significant increase (two times) of the extraction rate 
in the initial stage of extraction. In the same time, presence of oregano (10 %) and clove (16 %) in the starting 
mixture of plant materials has negligible influence on the yield and chemical composition of isolated extracts 
compared to the supercritical extraction from pure clove. Presence of oregano or thyme in the starting mixture 
of plant materials enables achieving desirable extraction yields (up to 90 % of the extraction yield from the 
pure clove) with app. 70 % lower consumption of the supercritical carbon dioxide which could be important for 
industrial-scale application. 
  
Keywords: natural antibacterials; supercritical extraction; ultrasonic extraction; hydrodistillation; extraction 
kinetics; mathematical modelling. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 7 
Sadržaj 
 
Izvod ...................................................................................................................................................................3 
Abstract ...............................................................................................................................................................5 
Sadržaj ................................................................................................................................................................7 
Lista oznaka i skraćenica ....................................................................................................................................9 
1. UVOD............................................................................................................................................................12 
2. TEORIJSKI DEO...........................................................................................................................................14 
2.1. Prirodna jedinjenja sa antibakterijskom aktivnošću ....................................................................................14 
2.1.1. Antibakterijska aktivnost etarskih ulja i ekstrakata iz lekovitog i začinskog bilja i lišajeva...............14 
2.1.2. Mehanizam  dejstva........................................................................................................................19 
2.1.3. Sinergetsko dejstvo ekstrakata.......................................................................................................20 
2.2. Postupci izolacije bioaktivnih komponenti iz biljnog materijala ...................................................................21 
2.2.1. Klasični postupci izolacije bioaktivnih jedinjenja iz biljnog materijala ..............................................21 
2.2.2. Intenzifikacija konvencionalnih metoda ekstrakcije.........................................................................25 
2.3. Natkritična ekstrakcija (NKE)......................................................................................................................26 
2.3.1. Natkritični fluidi i njihove osobine....................................................................................................26 
2.3.2. Primene natkritičnih fluida i budući trendovi....................................................................................29 
2.3.3. Prednosti i nedostaci NKE..............................................................................................................30 
2.3.4. Mogućnosti optimizacije..................................................................................................................30 
2.4. Mehanizam procesa i matematičko modelovanje ekstrakcije sa organskim rastvaračima .........................32 
2.4.1. Mehanizam ekstrakcije sa organskim rastvaračima .......................................................................32 
2.4.2. Mehanizam ultrazvučne ekstrakcije................................................................................................33 
2.4.3. Matematičko modelovanje ekstrakcije sa organskim rastvaračima.................................................33 
2.5. Mehanizam procesa i matematičko modelovanje NKE ..............................................................................34 
2.5.1. Mehanizam procesa  NKE..............................................................................................................34 
2.5.2. Matematičko modelovanje NKE......................................................................................................34 
2.5.2.1. Empirijsko modelovanje ..........................................................................................................36 
2.5.2.2. Modelovanje zasnovano na analogiji sa prenosom toplote .....................................................36 
3.5.2.3. Modelovanje zasnovano na integraciji diferencijalnog masenog bilansa.................................37 
2.6. Eksergijska analiza ....................................................................................................................................37 
2.7. Ispitivanje antibakterijske aktivnosti............................................................................................................39 
2.7.1. Osnovne karakteristike odabranih sojeva bakterija ........................................................................39 
2.7.1.2. Gram-pozitivne koke: stafilokoke, streptokoke i enterokoke....................................................39 
2.7.1.2. Gram-pozitivne bakterijske vrste štapićastih bakterija (bacila) ................................................40 
2.7.1.3. Familija Enterobacteriaceae: rodovi Escherichia i Salmonella ................................................41 
2.7.2. Ispitivanje osetljivosti bakterija na antibakterijska sredstva ............................................................41 
3. EKSPERIMENTALNI DEO............................................................................................................................46 
3.1. Sirovine ......................................................................................................................................................46 
3.2. Različiti postupci izolacije biološki aktivnih etarskih ulja i ekstrakata..........................................................47 
3.2.1. Hidrodestilacija po Klevenžeru .......................................................................................................47 
3.2.2. Natkritična ekstrakcija.....................................................................................................................47 
3.2.2.1. Postrojenje za NKE .................................................................................................................47 
3.2.2.2. Izbor procesnih parametara i uslovi NKE ................................................................................48 
3.2.2.3. Simultana NKE iz biljnih mešavina ..........................................................................................49 
3.2.3. Ekstrakcija sa etanolom..................................................................................................................50 
3.2.3.1. Ekstrakcija po Soksletu ...........................................................................................................50 
3.2.3.2. Ultrazvučna ekstrakcija ...........................................................................................................51 
3.2.3.3. Ekstrakcija sa etanolom na poluindustrijskom nivou ...............................................................52 
3.2.4. Kombinovane metode ekstrakcije...................................................................................................53 
3.2.5. Izračunavanje termodinamičkih parametara za eksergijsku analizu ...............................................54 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 8 
3.3. Matematičko modelovanje procesa ekstrakcije ..........................................................................................57 
3.3.1. Modeli korišćeni za simulaciju procesa NKE ..................................................................................57 
3.3.1.1. Matematički model Sovove .....................................................................................................57 
3.3.1.2. Model zasnovan na analogiji sa prenosom toplote..................................................................59 
3.3.1.3. Matematičko modelovanje na nivou sekrecione strukture .......................................................59 
3.3.1.4. Opšti parametri modela i korelacije .........................................................................................62 
3.3.2. Model zasnovan na nestacionarnoj difuziji .....................................................................................64 
3.4. Određivanje hemijskog sastava ekstrakata ................................................................................................65 
3.4.1. Gasna hromatografija (GC/FID)......................................................................................................65 
3.4.2. Gasna hromatografija/masena spektrometrija (GC/MS) .................................................................66 
3.4.3. Tečna hromatografija (HPLC).........................................................................................................66 
3.5. Antibakterijska aktivnost ekstrakata ...........................................................................................................67 
3.5.1. Mikrodiluciona metoda u bujonu .....................................................................................................68 
3.5.2. Makrodiluciona metoda u bujonu....................................................................................................68 
4. REZULTATI I DISKUSIJA .............................................................................................................................70 
4.1. Prinosi etarskih ulja i ekstrakata.................................................................................................................70 
4.2. Hemijski sastav ..........................................................................................................................................72 
4.2.1. Određivanje sadržaja usninske kiseline..........................................................................................72 
4.2.2. Hemijski sastav etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata iz odabranog  lekovitog i začinskog bilja......72 
4.3. Rezultati ispitivanja antibakterijske aktivnosti biljnih ekstrakata .................................................................78 
4.3.1. Antibakterijska aktivnost ekstrakata lišaja U. barbata.....................................................................78 
4.3.2. Antibakterijska aktivnost etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata ruzmarina, žalfije i timijana.............80 
5.3.3. Antibakterijska aktivnost natkritičnih ekstrakata origana i karanfilića..............................................83 
5.3.4. Antibakterijska aktivnost etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta lovora.............................................84 
4.3.5. Antibakterijska aktivnost etanolnih ekstrakata timijana i origana ....................................................84 
4.3.6. Antibakterijska aktivnost ekstrakata anđelike, divizme, ehinacee i nevena ....................................85 
4.4. Izbor biljnih sirovina i tehnologija za dobijanje ekstrakata sa jakim antibakterijskim delovanjem na osnovu 
antibakterijskih ispitivanja ...........................................................................................................................87 
4.5. Antibakterijska aktivnost smeša ekstrakata................................................................................................88 
4.6. Kinetika i matematičko modelovanje NKE..................................................................................................90 
4.6.1.  Kinetika i matematičko modelovanje NKE lišaja iz U. barbata.......................................................90 
4.6.2.  Kinetika i matematičko modelovanje NKE iz odabranog bilja familije Lamiaceae..........................94 
4.7. Kinetika i matematičko modelovanje procesa ekstrakcija etanolom...........................................................96 
4.7.1. Kinetika i matematičko modelovanje procesa ekstrakcije sa etanolom laboratorijskom nivou........96 
4.7.2. Kinetika i matematičko modelovanje procesa ekstrakcije timijana na poluindustrijskom nivou.....102 
4.8. Eksergijska analiza različitih postupaka ekstrakcije .................................................................................104 
4.9.  Simultana NKE iz odabranih mešavina biljnog materijala .......................................................................106 
4.9.1. Kinetika i matematičko modelovanje simultane NKE iz mešavina biljnog materijala ....................106 
4.9.2.  Hemijski sastav ekstrakata izolovanih simultanom NKE iz biljnih mešavina................................112 
4.9.3. Antibakterijska aktivnost mešavina natkritičnih ekstrakata origana i karanfilića............................115 
5. ZAKLJUČCI.................................................................................................................................................116 
6. LITERATURA..............................................................................................................................................119 
7. PRILOZI ......................................................................................................................................................129 
PRILOG 1........................................................................................................................................................129 
PRILOG 2........................................................................................................................................................134 
BIOGRAFIJA...................................................................................................................................................136 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 9 
 Lista oznaka i skraćenica 
 
Lista oznaka 
Oznaka Značenje Jedinica Jednačina 
a specifična površina biljnih čestica m2/m3 40 
Ap ukupna površina čestica m2/m3 7 
ac specifična površina sekrecione strukture u odnosu na zapreminu NK CO2 m2/m3 63 
and specifična površina nerazorenih trihoma u kojima je etarsko ulje zasićeno sa NK CO2 m2/m3 55 
aR specifična površina uljne sfere u odnosu na zapreminu NK CO2 m2/m3 61 
c koncentracija ulja u netaknutoj sekrecionoj strukturi kmol/m3 61 
c koncentracija rastvorka u tečnom ekstraktu tokom ekstrakcije ili u natkritičnom fluidu g/l 1, 76,77, 79-81 
c* ravnotežna koncentracija etarskog ulja u NK CO2 na graničnoj površini natkritični fluid-etarsko ulje kmol/m3 55,61 
ci koncentracija na međufaznoj površini čestica-fluid  76 
csat koncentracija etarskog ulja u razorenom trihomu koja je konstantna tokom ekstrakcije i jednaka koncentraciji uljne faze zasićene sa CO2 kmol/m3 57,59 
csf koncentracija ulja u NK CO2 fazi kmol/m3 53 
c0 početna koncentracija rastvorka u biljnom materijalu kg/m3 76 
c∞ koncentracija ekstraktibilnih supstanci nakon beskonačno dugog vremena kg/m3 79-81 
D koeficijent difuzije u sferi m2/s 7 
De koficijent difuzije u čvrstoj fazi tokom ekstrakcije  m2/s 52 
D1, D2 koeficijenti difuzionih procesa u čvrstoj fazi koji se odigravaju paralelno tokom ekstrakcije m2/s 81 
D12 binarni koeficijent difuzije etarskog ulja (pseudokomponente) u NK CO2 m2/s 70 
Dl koeficijent aksijalne disperzije m2/s 53, 74 
Dm difuzivnost etarskog ulja kroz membranu nerazorenih trihoma m2/s 55 
e masa ekstrakta u odnosu na masu čvrste faze bez rastvorka - 48 
f maseni udeo pojedinačnih biljnih sirovina u smeši %,w/w 28, 29 
f1, f2 frakcije rastvorka, koje se dobijaju sa difuzionim koeficjentima D1 i D2, respektivno - 83 
xE
.
 eksergija W 8-10 
ex specifična eksergija kJ/kg 11 
gZ0 gravitaciona potencijalna energija kJ/kg 11 
H visina pakovanog sloja m 49 
h specifiča entalpija kJ/kg 11 
h aksijalna koordinata ekstraktora m 5, 35 
I (Wlost) gubitak eksergije kJ/kg 8,23,26,31,34 
J kriterijum za određivanje optimalnog parametara - 77 
J brzina prenosa mase kg/m3s 35 
K koeficijent prenosa mase kroz česticu m/s 6 
K prosečni koeficijent prenosa mase u čvrstoj fazi m/s 61 
K količina nerazorenih ćelija - 38 
k kinetička konstanta m/s 3 
k bezdimenzioni parametar modela Sovove m/s 49 
kf koeficijent prenosa mase u filmu CO2 oko razorene čestice biljnog materijala m/s 66 
ks koeficijent prenosa mase u čvrstoj fazi m/s 43 
L visina ekstraktora m 54 
M broj sekretornih šupljina ili ćelija - 61 
M (t) masa ekstrakta koja se prenese u trenutku t od sfere ka masi fluida kg 78 
M∞ 
masa ekstrakta koja se prenese u nakon beskonačno dugog vremena od sfere ka masi 
fluida kg 78 
N ukupan broj sekrecionih struktura - 55,56 
N masa nerastvorne čvrste biljne materije u natkritičnom fluidu kg 39 
N količina supstance kmol 60 
n broj eksperimentalnih tačaka - 75,77 
O količina teže dostupnog ulja  38,39 
P lako dostupna količina ulja  38,39 
P udeo razorenih šupljina ili ćelija - 61 
Pe Pekletov broj - 73 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 10 
 
q, q0  koncentracija rastvorka u sferi i početna koncentracija materije koja se ekstrahuje kg/m3 1,4,5 
q, q* koncentracija ekstrakta u čvrstoj fazi i ravnotežna koncentracija na granici faza čvrsto-fluid kg/m3 6,7 
qrs preostala količina ekstrakta u čestici biljnog materijala g/100 g 3 
Re Rejnoldsov broj - 65 
R prečnik uljne sfere razorenog trihoma, koji je funkcija vremena i položaja u ekstraktoru m 59 
Rnd poluprečnik nerazorenih „peltate“ glandularnih trihoma u kojima je etarsko ulje zasićeno sa CO2 m 55 
Sc Šmitov broj - 66 
genS
.
 brzina generisanja entropije W/K 13 
Sh Šervudov broj - 63 
ST izvorni član - 53, 55, 61 
s specifična entropija kJ/kg K 11 
u prividna brzina strujanja CO2 kroz sloj biljnog materijala m/s 5 
V zapremina ekstraktora m3 5,6 
Vt zapremina uljne sfere razorenog trihoma m3 57 
v specifična zapremina m3/kg 19, 20 
x kg rastvorljivih supstanci po kg nerastvorljive čvrste faze - 35 
x0 koncentracija rastvorka u odnosu na biljni materijal bez rastvorka u početnom stanju, x(t = 0) = x0 - 36 
xi azeotropski udeli  32, 33, 35 
xk maseni odnos rastvorka unutar čestica (nerazorene ćelije materijala) i nerastvornog dela materijala - 19,20 
Y prinos ekstrakta %, w/w 15 
y koncentracija rastvarača u rastvaraču bez rastvorka - 35 
yr ravnotežna rastvorljivost ekstrakta (aproksimiranog pseudokomponentom) %, w/w 40, 42, 47 
.
W  spoljašnji rad W 8 
Z parametar modela po Sovovi koji je direktno proporcionalan kf  - 49 
z bezdimenziona koordinata - 48,50 
Grčki 
simboli    
θ ukupni udeo razorenih „peltate“ glandularnih trihoma (usled mlevenja i izlaganja CO2 ) - 55,56 
 udeo mlevenjem razorenih „peltate“ glandularnih trihoma - 56 
i zapreminski udeli komponenti u smeši  19 
ζ* konstanta čija je vrednost za CO2=0,224 - 68,69 
 udeo  „peltate“ glandularnih trihoma koji su naknadno razoreni u toku izlaganja biljnog materijala CO2 - 58 
 poroznost sloja - 5,6,51 
µ koeficijent viskoznosti NK CO2 Pa s 68,69 
 gustina NK CO2 kg/m3 35b 
ρs gustina čvrste faze (biljni materijal) kg/m3 35a 
 bezdimenziono vreme - 49 
ω faktor acentričnosti smeše - 20  
Donji 
indeks    
0 početno stanje   
bm biljni materijal   
c kritična vrednost   
ch hemijska reakcija   
EV isparavanje   
e ekstrakt   
exp eksperimentalna vrednost   
k koristan   
in vrednost na ulazu   
out vrednost na izlazu   
m početak perioda ekstrakcije ulja iz nerazorenih sekrecionih struktura   
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 11 
mod vrednost izračunata korišćenjem odgovarajućeg matematičkog modela   
Q prenos toplote   
r redukovana veličina   
theor teorijski   
w koordinata granice između perioda brze i spore ekstrakcije   
∞ vrednost nakon beskonačno dugog vremena   
 
 
Lista skraćenica 
Skraćenica  Značenje  
AFM Mikroskopija atomskih sila (eng.  Atomic Force Microscopy) 
ATP Adenozintrifosfat 
CLSI Clinical Laboratory Standards Institute 
DIC Postupak kontrolisane nagle dekompresije (fr. Détente instantanée contrôlée ili eng. Instant controlled pressure drop) 
HD Hidrodestilacija 
MAD Mikrotalasna  destilacija (eng. Microwave-assisted distillation) 
MIX Ekstrakt dobijen namešavanjem ekstrakata 
MASE Mikrotalasna ekstrakcija (eng. Microwave-assisted solvent extraction) 
MHG Mikrotalasna hidrodifuzija i gravitacija (eng. Microwave hydrodiffusion and gravity) 
MIC Minimalna inhibitorna koncentracija 
MLC Minimalna baktericidna koncentracija 
MSD Mikrotalasna difuzija pare (eng. Microwave steam diffusion) 
MRSA Meticilin rezistentne stafilokoke 
VRE Vankomicin rezistentne enterokoke 
NK CO2 Natkritični ugljenik(IV)-oksid 
NKE Natkritična ekstrakcija 
PSE Ekstrakcija sa etanolom na poluindustrijskom nivou  
P1 Predtretman sirovine naglom dekompresijom od 15 MPa do pritiska u boci sa CO2 (6 MPa) 
P2 Predtretman sirovine naglom dekompresijom od 15 MPa do atmosferskog pritiska (0,1 MPa) 
SIM Ekstrakt dobijen simultanom ekstrakcijom iz biljne mešavine  
SE Ekstrakcija sa etanolom u Sokslet aparaturi 
SEM Skenirajuća elektronska mikroskopija 
SFME Mikrotalasna ekstrakcija bez rastvarača (eng.  Solvent-free microwave extraction) 
SD Difuzija pare (eng. Steam diffusion) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 12 
1. UVOD 
 
Poslednjih godina, problem multirezistencije bakterija na antibiotike je, i pored postojanja preko dve 
stotine vrsta antibiotika na svetskom tržištu lekova, dostigao vrhunac aktuelnosti. Do početka XXI veka svet se 
suočavao sa problemom rezistencije na tri ili više antibiotika i suženim izborom antibiotika za terapiju 
bakterijskih infekcija. Danas se, međutim, govori o panrezistentnim patogenim bakterijama koje su razvile 
otpornost na apsolutno sve postojeće antibiotike. Panrezistentni sojevi, poput Staphylococcus, Enterococcus, 
Mycobacterium, Klebsiella i Acinetobacter vrsta, Escherichia coli i Pseudomonas aeruginosa, svakodnevno se 
umnožavaju i širom sveta dovode do teških infekcija kod životinja i ljudi koje mogu imati smrtni ishod (Mišić i 
sar., 2009b). Multirezistencija bakterija na antibiotike i nedostatak novih antibiotika na tržištu lekova podstakli 
su ispitivanja antibakterijskog delovanja supstanci koje nisu antibiotici, uključujući etarska ulja i ekstrakte, kao i 
razvoj različitih tehnologija za njihovu izolaciju iz biljnog materijala (Mišić i sar., 2010a, 2009a,b; Najdenova i 
sar., 2001; Tohidpour i sar., 2010; Weckesser i sar., 2007).  
U proteklih dvadeset godina najviše je ispitivana antibakterijska aktivnost etarskih ulja izolovanih 
hidrodestilacijom (Bakkali i sar., 2008; Burt, 2004, 2007; Dorman i Deans, 2000; Tajkarimi i sar., 2010). 
Hidrodestilacija je jedan od najstarijih i najjednostavnijih tehnoloških postupaka za dobijanje etarskih ulja iz 
lekovitog i začinskog bilja koji ne zahteva velika investiciona ulaganja u procesnu opremu. Etarska ulja 
dobijena postupkom hidrodestilacije sadrže pretežno lako isparljiva i aromatična jedinjenja, mono- i 
seskviterpene i njihove kiseonične derivate koji se smatraju glavnim nosiocima antibakterijske aktivnosti 
(Bakkali i sar., 2008; Burt, 2004, 2007; Dorman i Deans, 2000; Tajkarimi i sar., 2010). U toku procesa 
hidrodestilacije usled visoke temperature može doći do termičke razgradnje i hidrolize pojedinih komponenti pa 
se u takvim slučajevima preporučuje primena ekstrakcije sa organskim rastvaračima. Tokom prethodnih 
decenija, dokazano je da ekstrakti pojedinih biljaka izolovani pomoću različitih organskih rastvarača, kao što 
su: etanol, metanol, hloroform, aceton, etilacetat, petroletar i dr. imaju izraženo antibakterijsko delovanje 
(Chakraborthy, 2008; Pundir i sar., 2010; Veličković, 2007; Veličković i sar., 2003), ali je zbog prisustva 
tragova organskih rastvarača, njihova klinička upotreba ograničena. Pored potrebe za prešičćavanjem 
ekstrakata od rastvarača, često je za koncentrisanje željenih jedinjenja potrebno koristiti više rastvarača, što 
postupak čini složenijim i produžava vreme ekstrakcije. U toku uparavanja rastvarača, takođe, može doći do 
razgradnje termolabilnih komponenti. U industrijskim uslovima veliki problem kod procesa konvencionalne 
ekstrakcije je regeneracija velikih količina organskih rastvarača. 
Poslednjih decenija izolacija biološki aktivnih ekstrakata pomoću natkritičnih fluida, pre svega, natkritičnog 
ugljenik(IV)-oksida (NK CO2) sve više dobija na značaju imajući u vidu brojne prednosti ove tehnologije u 
odnosu na konvencionalne metode izolacije bioaktivnih komponenti iz biljnog materijala (Reverchon i De 
Marco, 2006). Proces ekstrakcije sa NK CO2 omogućava izolaciju ekstrakata na umereno niskim 
temperaturama od 40-60 °C, za razliku od hidrodestilacije, čime se sprečava termička degradacija lako 
isparljivih i termolabilnih jedinjenja koja se smatraju glavnim nosiocima antibakterijske aktivnosti. NK CO2 se 
najčešće koristi u procesima natkritične ekstrakcije (NKE) iz začinskog i lekovitog bilja jer je netoksičan, 
nezapaljiv, neeksplozivan, nekorozivan, jeftin, bez mirisa i boje, hemijski inertan, a njegova kritična 
temperatura ne prevazilazi značajno vrednost ambijentalne temperature. Promenom pritiska i temperature 
(gustine CO2) moguće je koncentrisati željene frakcije jedinjenja u ekstraktu i vršiti jednostavno, brzo i potpuno 
uklanjanje CO2 od rastvorka. Antibakterijska aktivnost natkritičnih ekstrakata još uvek nije ispitana u dovoljnoj 
meri (Mišić i sar., 2009a,b, 2010a). Novija istraživanja ukazuju da natkritični ekstrakti iz lekovitog i začinskog 
bilja (Genena i sar., 2008; Menaker i sar., 2004; Muñoz i sar., 2009), kao i proizvodi na bazi natkritičnih 
ekstrakata iz lišajeva U. barbata (Najdenova i sar., 2001; Weckesser i sar., 2007), deluju na neke sojeve 
bakterija, pre svega na Gram-pozitivne, a obzirom da ne sadrže tragove rastvarača posebno su pogodni za 
primenu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji.  
U ovoj disertaciji ispitivana je kinetika različitih procesa izolacije ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom, 
pri čemu je posebna pažnja posvećena izučavanju kinetike NKE. Poznavanje ekstrakcionih mehanizama i 
fenomena prenosa mase je od izuzetnog značaja za razvoj poboljšanih metoda za dobijanje funkcionalnih 
biološki aktivnih ekstrakta iz biljnog materijala i projektovanje poluindustrijskih i industrijskih postrojenja. Iz tog 
razloga, procesi ekstrakcije sa NK CO2 su simulirani odgovarajućim matematičkim modelima u cilju procene 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 13 
parametara koji kontrolišu prenos mase u masi fluida i čvrstoj fazi (koeficijenti difuzije) i datih paramatera koji 
zavise od fazne ravnoteže (rastvorljivost ekstrakta). U ovoj disertaciji su za simulaciju procesa NKE korišćeni 
model Sovove (Sovová, 1994a), model zasnovan na analogiji sa prenosom toplote (Bartle i sar., 1990; Hong i 
sar., 1990; Reverchon i sar., 1993, 1994) i model na nivou sekrecionih struktura (Zizovic i sar. 2005, 2007b, 
2008; Stamenic i sar., 2008). Procesi ekstrakcije sa organskim rastvaračima simulirani primenom 
odgovarajućih modela izvedenih iz drugog Fikovog zakona, koji su detaljno opisali Crank (1975) i Treybal 
(1968), za opisivanje nestacionarne difuzije u čvrstoj fazi, a koji su kasnije koristili mnogobrojni autori (Herodež 
i sar., 2010; Hojnik i sar., 2008; Škerget i sar., 2010, Şaşmaz, 1996, Veljković i Milenović, 2002). Cilj primene 
navedenih modela za simulaciju NKE procesa bio je da se parametri dobijeni matematičkim modelovanjem 
dovedu u vezu sa fizičkim parametrima, kao što su procesni parametri (pritisak, temperatura, gustina CO2) i 
karakteristike biljnog materijala (tip sekrecionih struktura, različiti delovi iste biljne vrste). Kod procesa 
ekstrakcije sa etanolom ispitan je uticaj ultrazvuka, temperature i odgovarajućeg predtretmana biljnog 
materijala sa NKE na brzinu ekstrakcije i prinos ekstrakta, kao i na brzinu prenosa mase u čvrstoj fazi (opisane 
odgovarajućim koeficijentima difuzije). 
Antibakterijska aktivnost biljnih ekstrakata na sojeve Staphylococcus vrsta, uključujući i sojeve 
Staphylococcus aureus koji su rezistentni na meticilin (MRSA), Enterococcus, uključujući i vankomicin 
rezistentne enterokoke (VRE), na Streptococcus, Bacillus i Geobacillus vrste, kao i na sojeve Gram-negativnih 
bakterija,  Е. coli i Sallmonela Enteritidis ispitana je primenom modifikovane makro- i mikrodilucione metode u 
bujonu. Sa ispitivanjem osetljivosti sojeva bakterija na delovanje biljnih ekstrakata ispitivana je i njihova 
osetljivost na neke sintetičke antibiotike u cilju poređеnja dobijenih rezultata i njihovog preciznijeg tumačenja. 
U ovoj disertaciji posebno je ispitivana antibakterijska aktivnost smeša ekstrakata i ulja koji su pokazali 
najjaču antibakterijsku aktivnost, kao i antibakterijska aktivnost ekstrakata dobijenih simultanom NKE iz 
dvokomponentih smeša biljnog materijala na nabrojane sojeve bakterija u cilju ispitivanja eventualnog 
sinergetskog efekta. Za ekstrakte koji su pokazali najbolju antibakterijsku aktivnost na navedene sojeve 
bakterija ispitan je sadržaj aktivnih komponenti primenom gasne i tečne hromatografije u cilju razumevanja 
veze između hemijskog sastava i antibakterijske aktivnosti ekstrakata.  
 
Ciljevi istraživanja ove doktorske disertacije bili su: 
 
- određivanje parametara kinetike izolacije ekstrakata sa jakim antibakterijskim dejstvom iz odabranog 
začinskog i lekovitog bilja i lišaja Usnea barbata primenom različitih postupaka ekstrakcije, a pre svega 
natkritične ekstrakcije sa ugljenik(IV)-oksidom;  
- određivanje parametara kinetike simultane natkritične ekstrakcije iz odabranih smeša biljnog materijala sa 
aspekta mogućeg uticaja pojedinih biljnih sirovina u smeši (odnosno njihovih glavnih komponenti) na 
povećanje rastvorljivosti u natkritičnom ugljenik(IV)-oksidu (kosolventski efekat) pa samim tim i na povećanje 
brzine ekstrakcije i smanjenje potrošnje natkritičnog fluida; 
- definisanje hemijskog sastava i antibakterijske aktivnosti dobijenih ekstrakata, mešavina odabranih 
ekstrakata i etarskih ulja i ekstrakata dobijenih simultanom natkritičnom ekstrakcijom iz odabranih biljnih 
mešavina;  
- simulacija različitih procesa ekstrakcije korišćenjem odgovarajućih matematičkih modela u cilju izračunavanja 
parametara kojima se opisuje prenos mase u posmatranom procesu ekstrakcije;  
- uporedna analiza različitih postupaka izolacije antibakterijskih ekstrakata primenom eksergijske analize. 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 14 
2. TEORIJSKI DEO 
 
2.1. Prirodna jedinjenja sa antibakterijskom aktivnošću  
 
Antibiotici predstavljaju grupu Hhemijskih jedinjenja H koja usporavaju rast ili uništavaju Hmikroorganizme H, u 
prvom redu Hbakterije H. Otkriće antibiotika, kao i njihova uspešna i široka primena dovela su do prekretnice u 
borbi sa uzročnicima infektivnih oboljenja, Međutim, ubrzo nakon toga, došlo se do saznanja da su bakterije u 
stanju da razvijaju različite mehanizme odbrane i postaju otporne na dejstva antibakterijskih lekova. Danas, 
usled prekomerne upotrebe antibiotika u lečenju i prevenciji različitih infektivnih oboljenja, dolazi do 
rezistencije bakterija na sve veći broj antibiotika. Fenomen multerizistencije je prvi put otkriven šezdesetih 
godina prošlog veka kod stafilokoka, koje su vrlo brzo razvijale rezistenciju na gotovo sve široko primenjivane 
antibakterijske lekove (eritromicin, hloramfenikol, gentamicin, amikacin, i dr.). Danas se zna da fenomen 
rezistencije stafilokoka na antibiotike uključuje veliki broj faktora, kao što su struktura i farmakokinetika 
antibiotika, fiziološke osobine stafilokoka, pojava gena rezistencije i način njihovog širenja u prirodi, kao i 
biohemijske osnove mehanizma rezistencije, ali se još uvek otkrivaju novi detalji vezani za ovaj fenomen 
(Švabić-Vlahović i sar., 2008; Virella i sar., 1997). Obzirom da još uvek nije pronađeno efikasno rešenje 
problema multirezistencije bakterija na antibiotike, u svetu su danas veoma aktuelna ispitivanja novih 
antibakterijskih agenasa. S tim u vezi, u svetu se sprovodi sve veći broj ispitivanja antibakterijske aktivnosti 
biljnih ekstrakata i njihovih komponenata kao alternativnih antimikrobnih agenasa i antiseptika za primenu u 
veterinarskoj i humanoj medicini (Weckesser i sar., 2007). S druge strane, zahtevi potrošača za tzv. zdravom, 
odnosno nekonzervisanom hranom i zakonska regulativa vezana za primenu sintetičkih aditiva podstakli su 
ispitivanja alternativnih prirodnih prehrambenih aditiva. Iz tog razloga, danas su veoma aktuelna ispitivanja 
aktivnosti biljnih ekstrakta na bakterije koje izazivaju kvarenje hrane, kao i na patogene bakterije koje se 
prenose hranom (Tajkarimi i sar., 2010).  
 
2.1.1. Antibakterijska aktivnost etarskih ulja i ekstrakata iz lekovitog i začinskog bilja i lišajeva 
 
Danas postoji više od 1340 biljnih vrsta za koje se zna da poseduju antibakterijsko delovanje i preko 
30000 fenolnih jedinjenja iz biljnih ulja koja se koriste u prehrambenoj industriji. Poslednjih godina sve veći broj 
istraživanja usmeren je na ispitivanje mogućnosti primene etarskih ulja izolovanih iz lekovitog i začinskog bilja 
u prehrambenoj industriji u cilju produženja roka trajanja životnih namirnica, odnosno usporavanja ili 
sprečavanja razvoja patogenih bakterija i poboljšanja kvaliteta prehrambenih proizvoda (Bakkali i sar., 2008; 
Burt, 2004; Davidson, 2006; Gaysinsky i Weiss, 2007; Gutierrez i sar., 2008a; Lopez-Malovigil i sar., 2005; 
Moriera i sar., 2007; Patrignani i sar., 2008; Periago i sar., 2006; Ponce i sar., 2008; Raybaudi i sar., 2008; 
Rojas-Grau i sar., 2008; Razzaghi-Abyaneh i sar., 2008; Tajkarimi i sar., 2010; Vegara i sar., 2011). Pored 
primene u očuvanju kvaliteta prehrambenih proizvoda, lekovito i začinsko bilje i njihovi ekstrakti korišćeni su 
vekovima za lečenje kožnih oboljenja (Augustin i Hoch, 2004). Novija ispitivanja pokazala su da pojedina 
jedinjenja, kao što su karnozolna i usninska kiselina, imaju jako antibakterijsko delovanje na široki spektar 
bakterija koje izazivaju kožne infekcije (Weckesser i sar., 2007), što ukazuje na mogućnost njihove primene u 
formulacijama preparata za lečenje u veterinarskoj i humanoj medicini. Zbog porasta rezistencije bakterija na 
veliki broj antibiotika, biljni ekstrakti i jedinjenja izolovana iz biljnih sirovina dospela su u žižu interesovanja kao 
alternativni antiseptici i antimikrobni agensi  (Augustin i Hoch, 2004; Blaschek i sar., 2004; Wecksser i sar., 
2007).  
Sva jedinjenja koja ulaze u hemijski sastav biljke su podeljena na primarne i sekundarne metabolite. 
Primarni metaboliti služe za ishranu i razvoj biljke, i to su: ugljeni hidrati, amino i nukleinske kiseline i pigmenti. 
Sekundarni metaboliti su sva ostala prisutna jedinjenja od alkaloida do fenola. Ova jedinjenja pomažu biljci da 
se regeneriše i odbrani od insekata i životinja. Etarska ulja, koja se smatraju nosiocima antibakterijske 
aktivnosti, spadaju u sekundarne produkte metabolitičkih procesa koji se odvijaju u biljkama i predstavljaju 
složene smeše ugljovodonika, alkohola, etara, terpena i njihovih derivata, aldehida i ketona i drugih organskih 
jedinjenja (Fisher i Phillips, 2006). Pored  etarskih ulja, i druga jedinjenja prisutna u biljnim tkivima, poput 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 15 
glukozida, saponina, tanina, alkaloida i organskih kiselina, imaju antimikrobno dejstvo (Bajpai i Kang, 2008; 
Ceylan i Fung, 2004). 
Ulja izolovana iz jestivog, lekovitog i začinskog bilja poput origana, ruzmarina, bosiljka, kurkuma, đumbira, 
belog luka, oraščića, karanfilića, čubra i morača, pojedinačno ili u kombinaciji sa konzervansima, pokazuju 
direktno ili indirektno delovanje na veliki broj Gram-pozitivnih i Gram-negativnih bakterija. Njihova efikasnost u 
suzbijanju rasta patogenih bakterija zavisi od velkog broja faktora, kao što su: pH, temperatura skladištenja, 
količina kiseonika, koncentracija etarskog ulja i aktivne komponente (Burt i sar., 2007; Gutierrez i sar., 2008a; 
Holley i Patel, 2005; Koutsoumanis i sar., 1999; Sandasi i sar., 2008; Tajkarimi i sar., 2010; Viuda-Martos i 
sar., 2008). 
Saponini i flavonoidi se nalaze u voću, povrću, koštunjičavom voću, semenu, stablu, cvetovima, čajevima, 
vinima, propolisu i medu. Antibakterijska aktivnost saponina, flavonoida, antrahinona, ugljenih hidrata i 
alkaloida dobijenih ekstrahovanih iz korena, kore i listova nekih biljaka prikazana je u ranije objavljenim 
radovima (Bahraminejad i sar., 2008; Cushnie i Lamb, 2005; Kuete i sar., 2008; Musyimi, i sar., 2008). 
Tiosulfinati iz belog luka su, takođe, pokazali jako antibakterisjko dejstvo na Gram-negativne bakterije (Kim i 
sar., 2008). U novije vreme, pokazalo se da nefenolna jedinjenja izolovana iz karanfilića, cimeta, belog luka, 
korijenadera, ruzmarina, origana, timijana, žalfije, bosiljka, lavande i limunove trave (Angioni  i sar., 2004; 
Davidson i Naidu, 2000; Daferera i sar., 2000; Gutierrez i sar., 2008a; Holley i Patel, 2005; Nejad Ebrahimi i 
sar., 2008; Nguefack i sar., 2007; Oussalah i sar., 2004), čubra (Skocibusic i sar., 2006), bergamota 
(Mandalari  i sar., 2007) imaju jako antibakterijsko dejstvo na Gram-pozitivne i Gram- negativne bakterije. 
 Novija istraživanja pokazuju da, pored aromatičnog bilja, i lišajevi predstavljaju značajnu sirovinu za 
prehrambenu, farmaceutsku, kozmetičku industriju, industriju stočne hrane, proizvodnju začina, parfema, boja i 
dr. Poznato je da su lišajevi sposobni da prežive i prilagode se najrazličitijim stanovištima zbog sporog 
metabolizma i proizvodnje biološki aktivnih jedinjenja (Cocchietto i sar., 2002). U novijoj literaturi može se naći 
detaljan pregled izvora lekovitih supstanci u različitim vrstama lišajeva (Shukla i Joshi, 2010).  
 Usnea barbata ili jevrejska brada (eng. Old Man's Beard, Beard Lichen, Treemoss) pripada familiji 
HParmeliaceae H i raste na stablima i granama  različitih drvenastih i četinariskih vrsta. Ovaj lišaj čini kombinaciju 
dve vrste organizama, gljiva ( HAscomycotaH) i algi ( HChlorophytaH), koje žive u simbiotskoj zajednici. Ovaj lišaj je 
teško definisati zbog izuzetne morfološke varijabilnosti. Naseljava severnu hemisferu Azije, Evrope i Severne 
Amerike. Zbog stalnog smanjenja broja lokacija na kojima se nalazi u Nemačkoj i Nepalu je zaštićena kao 
vrsta. Danas se sirovina za industrijsku proizvodnju ekstrakta U. barbata u Nemačkoj uvozi iz Indonezije. 
Usnea se već 3000 godina koristi u kineskoj medicini, savremenoj homeopatiji i tradicionalnoj medicini širom 
sveta (Simović, 2003). U.  barbata je u  monografijama nemačke komisije odobrena za lečenje blagih upala 
sluznice usne duplje i ždrela. Tablete na bazi ekstrakta iz U. barbata se koriste za dezinfekciju gornjeg 
respiratornog trakta, u slučaju bubrežnih infekcija, za lečenje gonoreje (Candida albicans) i infekcija koje 
izaziva Chlamydia (Quirin, 2007). U novijoj literaturi se smatra da širok spektar bioloških dejstava U. barbata, 
kao što su: antibakterijsko, antifungicidno, antivirusno, analgetsko, antipiretično i citotoksično delovanje, potiče 
od prisustva usninske kiseline (Huneck, 1999; Ingolfsdottir, 2002), koja se nalazi još i u lišajevima rodova 
Alectoria, Cladonia, Lecanora, Ramalina i Evernia. Usninska kiselina [2,6-diacetil-7,9-dihidroksi-8,9b-dimetil-
1,3(2H,9bH)-dibenzo-furandion] (C18H16O7, CAS No.: 125-46-2), koja je izolovana 1844. godine, jedan je od 
najproučavanijih sekundarnih metabolita iz lišajeva sa komercijalnom primenom u proizvodnji farmaceutika, 
parfema i u ekologiji (u suzbijanju insekata i drugih štetočina) (Bazin i sar., 2008; Ingólfsdóttir, 2002). Kao čista 
supstanca, dodaje se u formulacijama krema, pasta za zube, sredstava za ispiranje usta, dezodoranasa i 
preparata za sunčanje kao aktivna supstanca ili konzervans.  
 Usninska kiselina pokazala je izuzetno jako antibakterijsko delovanje na Gram-pozitivne bakterije, 
uključujući sojeve S. aureus rezistentne na meticilin (MRSA) i kliničke izolate Enterococcus vrsta (Cocchietto i 
sar., 2002; Lauterwein i sar., 1995; Rowe i sar., 1999; Weckesser i sar., 2007). U novijoj literaturi (Weckesser i 
sar., 2007) zabeležena je jaka antibakterijska aktivnost usninske kiseline na Gram-pozitivne i Gram-negative 
bakterije (Clostridium perfringens, Propionibacterium acnes, Bacteroides fragilis, Bacteroides vulgatus, 
Peptococcus magnus, Fusobacterium nucleatum, Prevotella intermedia, Veillonella parvula i Porphyromonas 
gingivalis) i kvasac Malassezia furfur. 
 U tabeli 1 prikazan je literaturni pregled relevantnih ispitivanja antibakterijskog dejstva etarskih ulja i 
ekstrakata izolovanih iz odabranog lekovitog i začinskog bilja koje je korišćeno u ovoj doktorskoj disertaciji 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 16 
(ruzmarin, žalfija, origano, timijan, karanfilić, lovor, anđelika, ehinacea, divizma, neven) i lišaja U. barbata na 
sojeve bakterija koje utiču na kvarenje hrane ili su uzročnici različitih infektivnih oboljenja. 
 
 
Ki
ne
tik
a i
 op
tim
iza
cij
a p
ro
ce
sa
 iz
ola
cij
e b
iljn
ih 
ek
str
ak
ata
 sa
 an
tib
ak
ter
ijs
kim
 de
jst
vo
m 
    
    
    
    
    
    
    
    
    
   
 
17
 
Mr
 Ja
sn
a I
va
no
vić,
 di
pl.
 in
ž. 
teh
no
log
ije
 
 Ta
be
la 
1  
Pr
iro
dn
a j
ed
inj
en
ja 
sa
 an
tib
ak
ter
ijs
kim
 de
lov
an
jem
 u 
od
ab
ra
no
m 
lek
ov
ito
m 
i z
ači
ns
ko
m 
bil
ju 
i li
ša
ju 
U.
 b
ar
ba
ta
 –l
ite
ra
tur
ni 
pr
eg
led
 (2
00
0-
20
10
) 
Na
ziv
 b
iljn
e v
rs
te
 
Dr
og
a 
No
sio
ci 
an
tib
ak
te
rij
sk
e 
ak
tiv
no
st
i u
 et
ar
sk
im
 
ul
jim
a i
/ili
 ek
st
ra
kt
im
a 
Isp
ita
ni
 so
jev
i b
ak
te
rij
a 
Izv
or
 
Or
iga
no
 (O
rig
an
um
 vu
lga
re
) 
Lis
t/c
ve
t 
 
Ka
rva
kro
l/ti
mo
l 
St
ap
hy
loc
oc
cu
s a
ur
eu
s, 
Es
ch
er
ich
ia 
co
li, 
Lis
te
ria
 m
on
oc
yto
ge
ne
s, 
La
cto
ba
cil
lus
 sa
ke
i; S
alm
on
ell
a 
Ty
ph
im
ur
ium
, E
nt
er
ob
ac
te
r s
pp
., 
Lis
te
ria
 
sp
p.
, L
ac
to
ba
cil
lus
 sp
p.
, P
se
ud
om
on
as
 sp
p,
 P
se
ud
om
on
as
 a
er
ug
ino
sa
, 
Sa
lm
on
ell
a 
En
ter
itid
is,
 B
ac
illu
s s
ub
tili
s, 
M
icr
oc
oc
cu
s f
lav
us
, P
ro
te
us
 
m
ira
bil
is ,
 S
ta
ph
ylo
co
cc
us
 e
pid
er
m
idi
s 
Ab
de
l-M
as
sih
 i s
ar
., 2
01
0; 
Bo
zin
 i s
ar
., 
20
06
; L
eit
e d
e S
ou
za
 i s
ar
., 2
00
9; 
Ri
va
s i
 
sa
r.,
 20
10
; S
ok
ov
ić i 
sa
r.,
 20
10
; D
uš
an
 i 
sa
r.,
 20
06
; N
ed
or
os
tov
a i
 sa
r.,
 20
09
; 
W
ee
ra
kk
od
y i
 sa
r.,
 20
10
; G
uti
er
re
z i
 sa
r.,
 
20
09
; N
os
tro
 i s
ar
., 2
00
4 
Ru
zm
ar
in 
(R
os
m
ar
inu
s 
of
fin
ica
lis
) 
Lis
t 
 
Ka
mf
or
/1,
8-
cin
eo
l/b
or
ne
ol/
ka
rn
oz
ol 
i 
ka
rn
oz
oln
a 
kis
eli
na
/ru
zm
ar
ins
ka
 ki
se
lin
a 
E.
 co
li, 
B.
 su
bt
ilis
, K
leb
sie
lla
 p
ne
um
on
iae
, S
. a
ur
eu
s, 
S.
 a
ur
eu
s r
ez
ist
en
ta
n 
na
 m
et
ici
lin
 (M
RS
A)
, P
. a
er
ug
ino
sa
,  B
. c
er
eu
s, 
S.
 ep
ide
rm
idi
s, 
L.
 
m
on
oc
yto
ge
ne
s , 
Pr
ot
eu
s v
ulg
ar
is,
 E
nt
er
oc
oc
cu
s f
ae
ca
lis
, S
tre
pt
oc
oc
cu
s 
m
ut
an
s, 
S.
 sa
liv
ar
ius
, S
. s
ob
rin
us
, S
. m
itis
, S
. s
an
gu
ini
s , 
Sa
lm
on
ell
a T
yp
hi,
 
S.
 E
nte
riti
dis
, S
hig
ell
a 
so
nn
ei 
Ab
de
l-M
as
sih
 i s
ar
., 2
01
0; 
Be
rn
ar
de
s i
 
sa
r.,
 20
10
; B
oz
in 
i s
ar
., 2
00
7; 
Ga
ch
ka
r i 
sa
r.,
 20
07
; G
en
en
a i
 sa
r.,
 20
08
;  O
ko
h i
 
sa
r.,
 20
10
; R
ož
ma
n i
 Je
rše
k, 
20
09
; J
ar
ra
r 
i s
ar
., 2
01
0; 
Ve
ga
ra
 i s
ar
., 2
01
1; 
W
ec
ke
ss
er
 i s
ar
., 2
00
7; 
Ye
sil
 C
eli
kta
s i
 
sa
r.,
 20
07
; Z
ao
ua
li i
 sa
r, 
20
10
; 
Ža
lfij
a (
Sa
lvi
a 
of
fic
ina
lis
) 
Lis
t 
Tu
jon
/1,
8-
cin
ol/
bo
rn
eo
l/k
am
for
/ka
rn
oz
ol 
i k
ar
no
zo
lna
 ki
se
lin
a 
B.
su
bt
ilis
, E
nt
er
ob
ac
te
r c
loa
ca
e, 
E.
 co
li, 
 M
icr
oc
oc
cu
s f
lav
us
, P
ro
te
us
 
m
ira
bil
is ,
 P
. a
er
ug
ino
sa
, S
. E
nte
riti
dis
, S
. e
pid
er
m
idi
s, 
S.
 T
yp
him
ur
ium
, S
. 
au
re
us
, M
yc
ob
ac
te
riu
m
 p
hle
i, A
gr
ob
ac
te
riu
m
 tu
me
fa
cie
ns
, P
ro
te
us
 sp
.,B
. 
ce
re
us
, B
ac
illu
s m
eg
at
he
riu
m
,  
Ae
ro
m
on
as
 h
yd
ro
ph
ila
, A
er
om
on
as
 so
br
ia,
 
Kl
eb
sie
lla
 o
xy
to
ca
, S
hig
ell
a 
so
nn
ei,
 A
sh
biy
a 
go
ss
yp
ii, 
Ba
cil
lus
 liq
ue
nif
or
m
is,
 
En
te
ro
co
cc
us
 h
ira
e,
 P
ha
ne
ro
ch
ae
te
 ch
ry
so
sp
or
ium
, P
ich
ia 
su
bp
eli
uc
olo
sa
, 
Ps
eu
do
m
on
as
 ce
pa
cia
, P
se
ud
om
on
as
 flu
or
es
ce
ns
, R
hiz
op
us
 o
ry
za
e,
 
Sa
lm
on
ell
a 
sp
p.
, T
ric
ho
sp
or
um
 fe
rm
en
ta
ns
, T
ric
ho
de
rm
a 
re
es
ei  
Bo
zin
 i s
ar
., 2
00
7; 
Bo
ua
ziz
 i s
ar
., 2
00
9; 
Ga
uta
m 
i s
ar
., 2
00
7; 
So
ko
vić
 i s
ar
., 2
01
0; 
St
an
oje
vić
 i s
ar
., 2
01
0; 
W
ec
ke
ss
er
 i s
ar
., 
20
07
 
Tim
ija
n (
Th
ym
us
 vu
lga
ris
) 
Lis
t 
Tim
ol/
ka
rva
kro
l 
St
ap
hy
loc
oc
cu
s, 
St
re
pt
oc
oc
cu
s i
 E
nt
er
oc
oc
us
 sp
p.,
 uk
lju
čuj
ući
 so
jev
e 
MR
SA
, i 
so
jev
e V
RE
  M
yc
ob
ac
te
riu
m
 tu
br
cu
los
is,
 B
. s
ub
tili
s, 
E.
 cl
oa
ca
e, 
E.
 
co
li , 
M
icr
oc
oc
cu
s f
lav
us
, P
ro
te
us
 m
ira
bil
is,
 P
. a
er
ug
ino
sa
, S
.E
nte
riti
dis
, S
. 
ep
ide
rm
idi
s,  
S.
 T
yp
him
ur
ium
, S
. a
ur
eu
s, 
B.
 ce
re
us
,  P
ro
te
us
 
vu
lga
ris
, P
ro
te
us
 m
ira
bil
is,
 K
. p
ne
um
on
iae
 
Al
-B
ay
ati
, 2
00
8; 
Ay
ac
hi 
i s
ar
., 2
00
9; 
Bo
zin
 
i s
ar
., 2
00
6; 
Ga
uta
m 
i s
ar
., 2
00
7; 
Gi
ll i
 
Ho
lle
y, 
20
06
; M
iši
ć i 
sa
r.,
 20
09
; 
Ne
do
ro
sto
va
 i s
ar
., 2
00
9; 
So
ko
vić 
i s
ar
., 
20
10
; W
ec
ke
ss
er
 i s
ar
., 2
00
7; 
Ve
ga
ra
 i 
sa
r.,
 20
11
; 
Ka
ra
nfi
lić (
Sy
zg
ium
 
ar
om
at
icu
m
) 
Pu
po
lja
k 
Eu
ge
no
l 
E.
 co
li, 
Ye
rs
ini
a 
en
te
ro
co
liti
ca
, P
. A
er
uo
gin
os
a,
 S
alm
on
ell
a 
ch
ole
ra
es
uis
, S
. 
au
re
us
, L
. m
on
oc
yto
ge
ne
s, 
B.
 ce
re
us
, E
. f
ae
ca
lis
, S
. t
yp
hi,
 P
se
ud
om
on
as
 
flu
or
es
ce
ns
, S
he
wa
ne
lla
 p
ut
re
fa
cie
ns
, P
ho
to
ba
cte
riu
m
 p
ho
sp
ho
re
um
, 
Lis
te
ria
 in
no
cu
a,
 L
ac
to
ba
cil
lus
 a
cid
op
hil
us
.  
Gi
ll i
 H
oll
ey
, 2
00
6; 
Go
ni 
i s
ar
., 2
00
9; 
Le
on
ar
d i
 sa
r.,
 20
10
; P
an
dim
a D
ev
i i 
sa
r.,
 
20
10
; G
óm
ez
-E
sta
ca
 i s
ar
., 2
01
0 
 
Ki
ne
tik
a i
 op
tim
iza
cij
a p
ro
ce
sa
 iz
ola
cij
e b
iljn
ih 
ek
str
ak
ata
 sa
 an
tib
ak
ter
ijs
kim
 de
jst
vo
m 
   
Mr
 Ja
sn
a I
va
no
vić,
 di
pl.
 in
ž. 
teh
no
log
ije
 
18
 
 
Lo
vo
r (
La
ur
us
 no
bil
is)
 
Lis
t 
1,8
-ci
ne
ole
/lin
alo
ol/
α-
ter
pin
il a
ce
tat
 
St
ap
hy
loc
oc
cu
s s
pp
., L
ac
to
ba
cil
lus
 d
elb
ru
ec
kii
, B
. c
er
eu
s, 
L.
 m
on
oc
yto
ge
ne
s, 
S.
 a
ur
eu
s, 
Sh
ige
lla
 so
nn
ei,
 E
. c
oli
, P
. a
er
ug
ino
sa
, S
. E
nte
rid
is,
 Y
er
sin
ia 
en
te
ro
liti
ca
, P
ro
te
us
 vu
lga
ric
us
, P
ro
te
us
 m
et
te
ge
ri,
 P
ro
te
us
 p
en
ne
ri,
 K
. 
pn
eu
m
on
iae
, E
. c
loa
ce
a,
 M
or
ga
ne
lla
 m
or
ga
nii
, C
itr
ob
ac
te
r f
re
un
dii
, B
. s
ub
tili
s, 
S.
 a
ur
eu
s (
MR
SA
) 
Ca
ve
ro
 i s
ar
., 2
00
6; 
Iva
no
vic
 i s
ar
., 2
01
0; 
Ma
lti 
 i A
ma
ro
uc
h, 
20
09
; O
tsu
ka
 i s
ar
., 
20
08
 
An
đel
ika
 (A
ng
eli
ca
 
ar
ch
an
ge
lic
a)
 
Ko
re
n 
Ku
ma
rin
i 
St
ap
hy
loc
oc
cu
s, 
En
te
ro
ba
cte
r c
loa
ca
e 
i E
. c
oli
, S
tre
pt
oc
oc
cu
s i
 E
nt
er
oc
oc
us
, 
uk
lju
čuj
ući
 so
jev
e M
RS
A,
 so
jev
e V
RE
 ka
o i
 re
fer
en
tne
 so
jev
e S
. p
yo
ge
ne
s, 
S.
 
ag
ala
cti
ae
 i S
. a
ur
eu
s, 
M
yc
ob
ac
te
riu
m
 sm
eg
m
at
is,
 M
yc
ob
ac
te
riu
m
 p
hle
i, B
. 
su
bt
ilis
 E
. c
oli
, S
. e
pid
er
m
idi
s 
Ga
uta
m 
i s
ar
., 2
00
7; 
Mi
šić
 i s
ar
., 2
01
0b
; 
Mi
šić 
i s
ar
., 2
00
9b
; O
jal
a i
 sa
r.,
 20
00
 
Eh
ina
ce
a (
Ec
hin
ac
ea
 
an
gu
sti
fo
lia
) 
Cv
et 
Al
kil
am
idi
/ p
oli
sa
ha
rid
i/ 
ka
fei
ns
ka
 ki
se
lin
a i
 
de
riv
ati
/ p
oli
ini
 
S.
 a
ur
eu
s, 
En
te
ro
ba
cte
r c
loa
ca
e,
 E
. c
oli
, S
. p
yo
ge
ne
s, 
Ha
em
op
hil
us
 
inf
lue
nz
ae
, L
eg
ion
ell
a 
pn
eu
m
op
hil
a,
Cl
os
trid
ium
 d
iffi
cil
e,
 P
ro
pio
nib
ac
te
riu
m
 
ac
ne
, M
. s
m
eg
m
at
is 
De
ng
 i s
ar
., 2
00
8; 
Mi
šić 
i s
ar
., 2
00
9b
; 
Sh
ar
ma
 i s
ar
., 2
00
8; 
Sh
ar
ma
 i s
ar
., 2
01
1 
  
Di
viz
ma
 (V
er
ba
sc
um
 th
ap
su
s) 
Cv
et/
na
dz
em
ni 
de
o 
Sa
po
nin
i 
S.
 a
ur
eu
s, 
 E
. c
loa
ca
e 
i  E
. c
oli
, M
yc
ob
ac
te
riu
m
 a
viu
m
 i M
. s
m
eg
m
at
is 
 (l
ist
), 
K.
 
pn
eu
m
on
iae
, S
. e
pid
er
m
idi
s, 
Ag
ro
ba
cte
riu
m
 tu
m
ef
ac
ien
s 
Mi
šić 
i s
ar
., 2
00
9; 
Ga
uta
m 
i s
ar
., 2
00
7; 
Pa
nc
ha
l i 
sa
r.,
 20
10
 
Ne
ve
n (
Ca
len
du
la 
of
fic
ina
lis
) 
Cv
et 
Fla
vo
no
idi
, k
ar
ote
no
idi
, 
Gl
iko
zid
i i 
ste
ro
li 
B.
 su
bt
ilis
, S
.  
au
re
us
, E
. c
oli
, K
. p
ne
um
on
iae
, 
Ch
ak
ra
bo
rth
y, 
20
08
; R
oo
pa
sh
re
e i
 sa
r.,
 
20
08
 
Al
oa
 ve
ra
 (A
loe
 b
ar
ba
de
ns
is 
Mi
lle
r) 
Lis
t 
p-
ku
ma
rin
sk
a 
kis
eli
na
/vi
tam
in 
C/
pir
ok
ate
ho
l/ c
im
etn
a 
kis
eli
na
 
M
yc
ob
ac
te
riu
m
 tu
br
cu
los
is,
 S
. a
ur
eu
s, 
S.
 p
yo
ge
ne
s, 
P.
 a
er
ug
ino
sa
, 
Tr
ich
op
hy
to
n 
m
en
ta
gr
op
hy
te
s, 
T.
 sc
ho
ele
ini
i, M
icr
os
po
riu
m
 ca
nis
, E
. c
oli
, A
. 
hy
dr
op
hil
ia,
 B
. s
ub
tili
s, 
 B
. c
er
eu
s, 
 S
. T
yp
hi,
 K
. p
ne
um
on
iae
, E
. f
ae
ca
lis
,  L
. 
m
on
oc
yto
ge
ne
s,  
Ae
ro
m
on
as
 h
yd
ro
ph
ia,
 S
. E
nte
riti
dis
, S
hig
ell
a 
bo
yd
i, V
ibr
io 
pa
ra
ha
em
oly
tic
us
 
 A
ru
nk
um
ar
 i M
uth
us
elv
am
, 2
00
9; 
Co
ck
, 
20
08
; G
au
tam
 i s
ar
., 2
00
7; 
La
wr
en
ce
 i 
sa
r.,
 20
09
; S
ar
ith
a i
 sa
r.,
 20
10
 
Us
ne
a (
Us
ne
a 
ba
rb
at
a)
 
liš
aj 
(ta
lus
) 
Us
nin
sk
a k
ise
lin
a 
E.
 co
li, 
Ha
em
op
hi 
lus
 in
flu
en
za
e,
 P
. a
er
ug
ino
sa
, S
ta
ph
ylo
co
cc
us
 vr
ste
 
(u
klj
uču
juć
i s
oje
ve
 M
RS
A)
, S
tre
pt
oc
oc
cu
s v
rs
te
, E
. f
ae
ca
lis
, B
. s
ub
tili
s, 
M
icr
oc
oc
cu
s l
ut
eu
s, 
Co
ry
ne
ba
cte
riu
m
 a
m
yc
ola
tu
m
,  C
. p
se
ud
od
iph
te
ric
um
, 
Cl
os
tri
diu
m
 p
er
fri
ng
en
s, 
Pr
op
ion
iba
cte
riu
m
 a
cn
es
,F
us
ob
ac
te
riu
m
 n
uc
lea
tu
m
, 
Ba
cte
ro
ide
s f
ra
gil
is,
 B
ac
te
ro
ide
s v
ulg
at
es
, P
re
vo
te
lla
 in
te
rm
ed
ia,
 
Po
rp
hy
ro
m
on
as
 g
ing
iva
lis
, P
ep
to
co
cc
us
 m
ag
nu
s 
La
ute
rw
ein
 i s
ar
., 1
99
5; 
Mi
šić
 i s
ar
., 
20
10
a i
 20
10
b; 
Na
jde
no
va
 i s
ar
., 2
00
1; 
W
ec
ks
se
r i 
sa
r.,
 20
07
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 19 
2.1.2. Mehanizam  dejstva 
 
I pored brojnih studija antibakterijskog efekta etarskih ulja i jedinjenja izolovanih iz lekovitog i začinskog 
bilja (Burt, 2004, 2007; Bakkali i sar., 2008; Gutierrez i sar., 2009; Silva i Fernandes Jr., 2010; Tajkarimi i sar., 
2010), u literaturi ima malo podataka o mehanizmu njihovog dejstva. Antibakterijsko delovanje etarskih ullja 
ogleda se u strukturnim i funkcionalnim oštećenjima bakterijske ćelije putem različitih mehanizama, kao što su: 
napad na fosfolipidni dvoslojni omotač ćelijske membrane, razaranje enzimskih sistema koji sadrže genetski 
materijal bakterije i formiranje hidroksiperoksidaza masnih kiselina oksidacijom nezasićenih masnih kiselina 
(Arques i sar., 2008; Burt i sar., 2007; Lanciotti i sar., 2004; Proestos i sar., 2008; Silva i sar., 2007; Skocibusic 
i sar., 2006). Uzimajući u obzir broj komponenata koje ulaze u sastav etarskih ulja i biljnih ekstrakata više je 
verovatno da se antibakterijsko delovanje ostvaruje putem više mehanizama (Burt, 2007). Mesta ili mehanizmi 
delovanja u datoj bakterijskoj ćeliji su označeni na slici 1. Etarska ulja su hidrofobna, što im omogućava da 
učestvuju u reorganizaciji lipida u ćelijskoj membrani bakterije i na taj način povećavaju njenu propustljivost. 
Ovo omogućava oslobađanje jona i drugih materija iz ćelije bakterije i usporavanje njenog razvoja (odumiranja 
bakterijske ćelije). 
Na osnovu dosadašnjih istraživanja, pokazalo se su Gram-pozitivne bakterije osetljivije na prisustvo 
etarskih ulja i ekstrakata (odnosno njihovih komponenata). To se objašnjava postojanjem spoljašnje 
membrane kod Gram-negativnih ćelija, koja otežava difuziju hidrofobnih jedinjenja kroz liposaharidni omotač 
(Burt, 2004, 2007).  
 
 
 
Slika 1 Mesta u ćeliji bakterije na kojima se ostvaruje dejstvo etarskih ulja i/ili pojedinih komponenti 
(adaptirano prema Burt i sar., 2004) 
 
Hemijska struktura pojedinih komponenata etarskih ulja i ekstrakata utiče na njihovo specifično delovanje 
i antibakterijsku aktivnost. Tako je prisustvo hidroksilne grupe u fenolnim jedinjenjima, kao što su karvakrol i 
timol, veoma značajno za antibakterijsko delovanje bez obzira na njen položaj. Dejstvo timola na B. cereus,  S. 
aureus i P. aeruginosa  je slično kao dejstvo karvakrola, ali se pokazalo da ova dva jedinjenja nemaju isto 
delovanje na Gram-negativne bakterije. Negativni uticaj fenolnog prstena (destabilizovanih elektrona) na 
antibakterijsku aktivnost pokazan je na primeru mentola, koji je pokazao slabije dejstvo u poređenju sa 
karvakrolom (Ultee i sar., 2002). Prisustvo acetatne grupe kod geraniol acetata utiče na povećanje 
antibakterijskog delovanja veliki broj vrsta Gram-pozitivnih i Gram-negativnih bakterija u odnosu na sam 
geraniol (Dorman i Deans, 2000).  Pokazalo se da kod nefenolnih jedinjenja prisustvo odgovarajuće alkil grupe 
utiče na aktivnost (alkenil>alkil). Limonen (1-metil-4-(1-metiletenil)-cicloheksen) se pokazao efikasnijim u 
odnosu na p-cimen u pogledu antibakterijskog dejstva (Dorman i Deans, 2000). Neka jedinjenja prisutna u 
etarskim uljima, kao što su karvakrol i timol (glavne komponente ulja origana i timijana), deluju na ćelijske 
proteine u citoplazmičkoj membrani (enzimi, kao što su ATPaze, nalaze se u ćelijskoj membrani i okruženi su 
lipidnim molekulima) i povećavaju njenu propustljivost. Karvakrol i timol imaju sposobnost razlaganja 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 20 
spoljašnje membrane kod Gram-negativnih bakterija, pri čemu dolazi do oslobađanja lipopolisaharida i 
povećanja propustljivosti citoplazmatične membrane za ATP (Helander i sar., 1998). Karvakrol reaguje sa 
ćelijskom membranom B. cereus tako što rastvara fosfolipidni dvosloj i što se umeće između lanaca masnih 
kiselina (Ultee i sar., 1999). Narušavanje fizičke strukture dovodi do ekspanzije i destabilizacije membrane, 
povećavajući njenu fluidnost, što prelazi u njenu pasivnu propustljivost (Ultee i sar., 2002, 2000, 1999). 
Karvakrol, takođe, formira kanale kroz membranu razdvajanjem lanaca masnih kiselina fosfolipida, što dovodi 
do isticanja fosfatnih jona iz ćelija S. aureus i P. aeruginosa (Lambert i sar., 2001). Timol se vezuje za 
membranske proteine hidrofobno i vodoničnim vezama i na taj način menja propustljivost membrane kod ćelija 
bakterija Salmonella Typhimurium i S. aureus sojeva. Vrednost pH, takođe, utiče na dejstvo timola tako što je 
pri nižim pH vrednostima od 5,5 do 6,5 timol nedisosovaniji i hidrofobniji pa može bolje da se veže za proteine 
i samim tim da se bolje rastvori u lipidnoj fazi (Juven i sar., 1994). Eugenol, glavna komponenta etarskog ulja 
karanfilića (i do oko 90 %), dovodi u velikoj meri do razgradnje ćelijskog zida i rastvaranja ćelijskog sastava. 
Pretpostavlja se da hidroksilna grupa vezuje proteine, sprečavajući enzimsko delovanje u E. aerogenes 
(Thoroski i sar., 1989; Wendakoon i Sakaguchi, 1995). p-Cimen, biološki prekursor karvakrola i timola, 
hidrofoban je i dovodi do bubrenja citoplazmatične membrane u većoj meri od karvakrola.  
 
2.1.3. Sinergetsko dejstvo ekstrakata 
 
Kada je kombinovani efekat supstanci veći od pojedinačnih, kaže se da postoji sinergetski efekat, i 
obrnuto, kada je kombinovano dejstvo manje, kaže se da postoji antagonistički efekat (Burt, 2004). U novijoj 
literaturi mogu se naći podaci o sinergetskom efektu antibakterijskog delovanja smeša pojedinih etarskih ulja ili 
pojedinačnih komponenti, kao i smeša etarskih ulja i antibiotika, na neke sojeve bakterija (Abdalla i sar., 2007; 
Becerril i sar., 2007; Gutierrez i sar., 2009; Rota i sar., 2008). Ispitivanja sinergetskog efekta su od posebnog 
značaja u pogledu smanjenja količine odgovarajuće aktivne komponente (etarskog ulja, ekstrakta ili čiste 
supstance) koju treba dodati u dati prehrambeni ili farmaceutsku proizvod. Poznato je da primena smeše 
karvakrola i timola u odgovarajućim odnosima ima sinergetski efekat kod primene na patogene 
mikroorganizme (Lambert i sar., 2001; Michiels i sar., 2007). Aldehid cimetne kiseline sa timolom i karvakrolom 
pokazao je pojačano antibakterijsko delovanje na S.Typhimurium (Zhou i sar., 2007). Sinergetski efekat kod 
smeše karvakrola i p-cimena posledica je olakšanog prenosa karvakrola unutar ćelije posredstvom p-cimena, 
koji utiče na bubrenje ćelijskog zida B. cereus (Burt, 2004, 2007; Ultee i sar., 2002). U literaturi je zabeleženo 
pojačano antibakterijsko dejstvo smeše ulja karanfilića i cimeta u obliku para pri manjoj koncentraciji u odnosu 
na tečnu fazu (Goni i sar., 2009). Timol i karvakrol u kombinaciji sa uljima kineskog peršuna, korijandera, 
mirođije i eukaliptusa pokazuju sinergistički i antagonstički efekat, kao i smeša aldehida cimetne kiseline i 
eugenola na  Staphylococcus, Micrococcus, Bacillus i Enterobacter vrste (Burt, 2004, 2007). Karvakrol i timol, 
u prisustvu soli, imaju antagonistički efekat na B. cereus u pirinču; kod primene visokog hidrostatičkog pritiska 
zabeležen je sinergetski efekat timola i karvakrola na soj L. monocytogenes (Burt, 2004, 2007). Pokazalo se 
da smanjenje kiseonika kod pakovanja u modifikovanoj atmosferi uz primenu etarskih ulja dovodi do 
povećanja osetljivosti sojeva bakterija na etarska ulja (Burt, 2004, 2007). Smeše eugenola i timola, kao i 
eugenola i karvakrola, imaju pojačano dejstvo na bakterije koje izazivaju spoljne infekcije (Streptococcus i 
Prevotella vrste i Peptostreptococcus anaerobius) (Didry i sar., 1994). Eugenol, glavna komonenta u ulju 
karanfilića, pokazala je sinergetsko dejstvo u kombinaciji sa antibioticima na Gram-negativne bakterije, kao što 
je E. coli (Hemaiswarya i Doble, 2009). Gallucci i sar.  (2006) pokazali su da timol ili eugenol u kombinaciji sa 
penicilinom imaju pojačano dejstvo na MRSA ATCC 25923 soj, dok mircen u kombinaciji sa penicilinom ima 
antagonističko dejstvo isti soj. Takođe, pokazano je da bisabolol ima pojačano dejstvo sa eugenolom (Pauli, 
2001). 
Sinergetsko dejstvo nisina i karvakrola na B. cereus se povećava sa temperaturom od 8 °C do 30 °C. 
Ruzmarinski ekstrakt pojačava antibakterijsko dejstvo nisina na Listeria monocytogenes i B. cereus in vitro i u 
pilećoj supi, kao i sosevima za testenine sa mesom i sirom (Thomas i Isak, 2006). Dokazano je da ulje origana 
u kombinaciji sa pakovanjem u modifikovanoj atmosferi produžava rok trajanja sveže piletine (Chouliara i sar., 
2007). S druge strane, smeša linaloola i 1,8-cineola (1:1) ima smanjeno dejstvo na E.coli u odnosu na čisti 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 21 
linalool. Novija ispitivanja su pokazala da 1,8-cineol u smeši sa linaloolom može imati i sinergetsko i 
antagonističko delovanje na Gram-negativne bakterije (Randrianarivelo i sar., 2009). Smeša aromadendrena i 
1,8-cineola pokazala je aditivno i u nekim slučajevima sinergističko delovanje na MRSA i VRE sojeve 
(Mulyaningsih i sar., 2010). 
Smeše etarskih ulja origana sa uljima timijana i majorana imaju pojačano delovanje na sojeve B. cereus, 
P. aeruginosa, E. coli O157:H7 i L. monocytogenes (Gutierrez i sar., 2008a). Smeša ulja timijana i matičnjaka 
pokazala je pojačano dejstvo na L. monocytogenes (Gutierrez i sar., 2009). U novije vreme ispitivan je 
sinergistički efekat kombinacija etarskih ulja žalfije sa natrijum nitritom, natrijum benzoatom i kalijum sorbatom  
(Stanojević i sar., 2010) na Agrobacterium tumefaciens, Bacillus subtilis i Proteus vrsta., kao i ulja ruzmarina 
sa cefuroksimom (Jarrar i sar., 2010) na MRSA sojeve. Smeša ulja timijana i anisa pokazala je pojačano 
antibakterijsko delovanje na P. aeruginosa (Al-Bayati, 2008).  
Bez obzira na dokazano antibakterijsko delovanje ekstrakata nekih biljaka, njihova primena u kliničkoj 
veterinarskoj i medicinskoj praksi je i dalje limitirana zbog citotoksičnog delovanja ekstrakata većine vrsta 
biljaka u niskim koncentracijama nižim od njihovih minimalnih inhibitornih koncentracija. Iz tog razloga uporedo 
sa ispitivanjima antibakterijske aktivnosti vrše se i ispitivanja  toksičnosti biljnih ekstrakata na ćelije domaćina u 
koncentracijama koje odgovaraju vrednostima minimalnih inhibitornih koncentracija tih ekstrakata (Mišić i sar., 
2009a). 
 
 2.2. Postupci izolacije bioaktivnih komponenti iz biljnog materijala 
 
Danas se koristi veliki broj ekstrakcionih tehnika i rastvarača za izolaciju različitih klasa biološki aktivnih 
jedinjenja iz biljnog materijala (terpeni, vitamini, karotenoidi, masne kiseline i dr.) (Wang i Weller, 2006). Kod 
izbora odgovarajuće tehnike ekstrakcije treba voditi računa o toksičnosti rastvarača, selektivnosti procesa u 
odnosu na željenu grupu jedinjenja, kao i na mogućnost razgradnje aktivnih komponenata u ekstraktu. Pri 
projektovanju procesa za izolaciju bioaktivnih ekstrakata odlučujući su sledeći faktori: (a) biljna sirovina, (b) 
totalni prinos koji se ostvaruje datim postupkom, (c) produktivnost, (d) selektivnost i (e) regeneracija 
iskorišćenog rastvarača. Prva tri faktora su direktno povezana sa ekonomskom održivošću datog procesa, 
četvrti sa kvalitetom i čistoćom finalnog proizvoda, dok je poslednji u vezi ne samo sa ekonomikom procesa 
već i sa očuvanjem životne sredine. U ovom odeljku opisane su prednosti i nedostaci tehnologija koje se 
danas najčešće koriste za dobijanje masnih i etarskih ulja i ekstrakata sa biološkim dejstvom. Obzirom na 
značaj i brojne prednosti u odnosu na druge metode ekstrakcije, postupak natkritične ekstrakcije biće detaljnije 
opisan u poglavlju 2.3. 
 
2.2.1. Klasični postupci izolacije bioaktivnih jedinjenja iz biljnog materijala 
 
Hidrodestilacija. Postupak hidrodestilacije se primenjuje za izolovanje, prečišćavanje ili razdvajanje 
supstanci koje se ne mešaju ili se neznatno mešaju sa vodom. U sistemu dve tečnosti koje se ne mešaju 
zasićene pare tečnosti ponašaju se u skladu sa Daltonovim zakonom koji glasi: “Ukupni pritisak pare smeše 
jednak je zbiru parcijalnih pritisaka komponenata.” Temperatura ključanja ovakve smeše je temperatura na 
kojoj je suma parcijalnih pritisaka jednaka atmosferskom pritisku. Parcijalni pritisak svake komponente jednak 
je naponu pare čiste komponente na toj temperaturi. Temperatura ključanja niža je od temperature ključanja 
svake pojedinačne komponente. Para koja napušta smešu sadrži vodu i željene supstance. Posle 
kondenzacije dobijaju se dve tečne faze, pri čemu je jedna vodena, a druga organska, tj. željena supstanca. 
Etarska ulja se tradicionalno dobijaju postupkom hidrodestilacije na atmosferskom ili sniženom pritisku 
(vakuum destilacija). Osnovne prednosti postupaka hidrodestilacije ogledaju se u mogućnosti prerade velikih 
količina biljne sirovine, što ih čini najrentabilnijim postupcima za izdvajanja ulja iz lekovitih i aromatičnih biljaka.  
Postoje tri načina izvođenja hidrodestilacije: obična, vodeno-parna i parna. Kod obične hidrodestilacije  
biljni materijal se preliva vodom i zagreva (Stanković i sar., 1994). Sirovina je sve vreme potopljena u ključaloj 
vodi, a pare koje izlaze kondenzuju se u kondenzatoru i destilat se sakuplja u sudu, gde dolazi do odvajanja 
uljne i vodene faze (slika 2a). Zbog malog prinosа i slabоg kvalitetа etarskog ulja, ovaj postupak se primenjuje  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 22 
u ruralnim sredinama daleko od industrijskih postrojenja, kod malih proizvođača za koje je investicija u kotao 
za paru velika. Na ovaj način najčešće se destiliše ulje lavande, majčine dušice i ružino ulje Retko se koristi jer 
tokom procesa može doći do saponifikacije estara, koja je često ubrzana katalitičkim dejstvom nekog metala 
prisutnog u materijalu od koga je načinjen sud, i nepovoljnog delovanja povišene temperature (Skala i sar., 
1999).  
                   
(a)              (b) 
 
(c) 
Slika 2 (а) Šema postojenja za (b)običnu hidrodestilaciju, (b) vodeno-parnu hidrodestilaciju (Heckmann, 
Leipzig), i (c) parnu destilaciju 
U slučaju vodeno-parne hidrodestilacije biljni materijal je potopljen u vodi, a vodena para (proizvedena u 
parnom kotlu) se istovremeno direktno uvodi u suspenziju biljnog materijala čime se postiže pojačano 
zagrevanje i mešanje suspenzije (slika 2b). Na taj način se ubrzava izdvajanje etarskog ulja, skraćuje vreme 
trajanja destilacije i ostvaruje veći prinos etarskog ulja (Stanković i sar., 1994). Kroz suspenziju biljnog 
materijala u destilacionom kotlu prolazi odozdo na gore vodena para, a u kondenzatoru se mešavina para 
kondenzuje. Destilacioni uređaj ima razdvajač, gde se odvaja ulje od vode, i to kao poseban uređaj. Najbolje 
rezultate daju uređaji zapremine do 0,3 m3. Оni su laki su za manipulaciju, ne zahtevaju veliki utrošak radne 
snage i ložište im može biti urađeno za čvrsto, tečno ili gasovito gorivo. Kod uređaja zapremine veće od 1 m3 
teško je kontrolisati ponašanje pare sa povećanjem visine i širine sloja sirovine sa kojim para dolazi u kontakt 
a da se pri tome ne uništi esencijalno svojstvo ulja u tretiranoj sirovini (naročito u donjim slojevima) (Skala i 
sar., 1999). Pored toga, za destilatore većeg kapaciteta neophodno je obezbediti posebne generatore pare 
koji bi trebalo da obezbede najmanje 150-350 kg/h pare. Generatori pare veliki potrošači električne energije ili 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 23 
drugog oblika energije pa se to direktno odražava na konačnu cenu koštanja proizvedenog ulja. Destilacija 
vodenom parom je najzastupljeniji način dobijanja etarskih ulja. Kod konvencionalnih parnih hidrodestilatora 
vodena para se generiše odvojeno u parnom kotlu i dovodi u destilacioni kotao u kome se biljni materijal nalazi 
iznad perforiranog dna ili korpe (Stanković i sar., 1994). Vodena para zajedno sa parama ulja se dalje 
kondenzuje u višecevnom kondenzatoru, nakon čega se u prihvatnom sudu vrši odvajanje kondenzata vode i 
ulja. Parna destilacija se koristi u slučajevima kada biljna sirovina ima visok procenat etarskog ulja i kad su 
komponente etarskog ulja stabilne na temperaturi na kojoj se odvija destilacija ulja. Ovaj način se ne 
preporučuje kod biljnih sirovina koje imaju manje od 0,1 % etarskog ulja ili sadrže komponente koje se 
rastvaraju u vodi (Skala i sar., 1999).  
Efikasnost destilacije etarskog ulja zavisi od brzine difuzije etarskog ulja kroz ćelijsku membranu, hidrolize 
datih komponenti ulja i brzine razgradnje nekih jedinjenja usled temperature na kojoj se izvodi destilacija. 
Usled povišene temperature i prisustva vlage, prilikom hidrodestilacije može doći do različitih promena 
etarskog ulja. Čak i kada ne dolazi do hemijskih promena etarskog ulja u toku hidrodestilacije, deo najlakše 
isparljivih komponenata može direktno ispariti, u vodi mogu da se rastvore neke komponente, a do promene 
mirisa može doći i zbog razlaganja neisparljivih sastojaka biljke (Skala i sar., 1999). 
U procesu hidrodestilacije istovremeno dolazi do odigravanja tri procesa: hidrodifuzije (difuzija etarskog 
ulja i vruće vode kroz membrane biljnih ćelija), hidrolize i termičke degradacije nekih komponenti etarskog ulja. 
U većini slučaja, sa povećanjem temperature dolazi do povećanja stepena difuzije i rastvorljivosti etarskog 
ulja. Na temperaturi ključanja vode, deo etarskog ulja se rastvara u vodi koja je prisutna u sekretornim 
žlezdama i prenosi osmozom kroz nabubrele membrane biljnih ćelija i na spoljnu površinu membrane, dok 
voda ulazi u ćelije žlezda. U procesu destilacije dolazi do hidrolize estara koji su nekad prisutni u etarskim 
uljima, pri čemu se grade kiseline i alkoholi, što je i jedan od nedostataka hidrodestilacije. Stepen hidrolize 
zavisi od vremena kontakta vode i etarskog ulja i manji je u slučaju destilacije vodenom parom. Obzirom da su 
sve komponente etarskog ulja nestabilne na visokim temperaturama, poželjno je vršiti destilaciju što kraće i na 
nižoj temperaturi. 
U cilju ostvarivanja što većih prinosa etarskog ulja predlaže se: (a) što niža temperatura hidrodestilacije, 
(b) dodavanje dovoljne količine vode u sistem kod destilacije sa vodom i vodenom parom, da bi se ubrzala 
difuzija, (c) izbegavanje ekstremnog usitnjavanja biljne sirovine, jer u slučaju destilacije vodenom parom može 
doći do stvaranja kanala kroz masu biljnog materijala, pri čemu se smanjuje efikasnost destilacije zbog 
njegovog lošeg kontakta sa vodenom parom, i (d) povećanje brzine destilacije, tj. zagrevanja (Milojevic i sar., 
2008). Destilacija se u praksi može izvoditi na atmosferskom, na neznatno sniženom i povišenom pritisku. 
Smanjenjem pritiska u aparatu, količina pare u destilacionom prostoru i brzina ekstrakcije se znatno 
povećavaju. Površina potrebna za kondenzaciju je oko pet puta veća od one koja je potrebna za destilaciju pri 
atmosferskom pritisku. Najveća prednost hidrodestilacije pod sniženim pritiskom ogleda se u činjenici da se 
ona može izvoditi na relativno niskim temperaturama (~50 °C), čime se smanjuje termička i hidrolitička 
razgradnja etarskih ulja. Hidrodestilacija na povišenom pritisku (~0,4 MPa) se generalno ne preporučuje za 
destilaciju aromatičnih biljaka, a primenjuje se u cilju povećanja prinosa teško isparljivih ulja i skraćenja 
vremena destilacije.  
Ekstrakcija rastvaračima. Izolacija bioaktivnih jedinjenja ekstrakcijom organskim rastvaračima 
(alkohol, petroletar, benzen, aceton, n-heksan i dr.) primenjuje se kada biljni materijal sadrži termolabilna 
jedinjenja. Ovim postupkom se dobijaju ekstrakti koji se koriste u industriji parfema, kozmetičkoj i 
farmaceutskoj industriji. Ekstrakcija rastvaračem se zasniva na primeni rastvarača različite polarnosti. Od 
polarnih rastvarača, najčešće se koriste voda, etanol, metanol i glicerol, a od nepolarnih n-heksan, aceton, 
petroletar, dietiletar, benzen i dr. Uparavanjem nepolarnih rastvarača na normalnom ili sniženom pritisku 
dobija se konkret, a otparavanjem polarnih rastvarača rezinoid. Konkreti sadrže voskove i parafine i koriste se 
kao mirisne supstance u proizvodnji sapuna i krema. Reekstrakcijom konkreta razblaženim alkoholom, 
filtracijom i odstranjivanjem alkohola pod sniženim pritiskom dobijaju se apsolutna ulja koja se koriste u 
parfimeriji. Maceracija (jednostepena ekstrakcija) se izvodi u uređajima sa perforiranim dnom ispod kojeg se 
nalazi barboter za direktno uvođenje pare za uklanjanje rastvarača koji zaostaje u drogi, sa odvodom za pare 
rastvarača i otvorom za punjenje drogom i pražnjenje. U praksi se koriste statički i rotirajući ekstraktori (Pekić, 
1983). Pored ovog postupka, koriste se postupak remaceracije (dvostepena maceracija), digestija (maceracija 
na temperaturma od 50 °C) i perkolacija (rastvarač protiče kroz stub droge odozgo naniže) (Ph. Jug. IV, 1984; 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 24 
Ph. Jug. V, 2000, Ph. Eur., 2002). U ekstraktima izolovanim ekstrakcijom pomoću organskih rastvarača 
zaostaju u manjoj ili većoj meri tragovi rastvarača, što često ograničava njihovu primenu u  prehrambenoj i 
farmaceutskoj industriji. Drugi nedostatak je česta potreba za primenom višestepene ekstrakcije sa dva ili više 
organska rastvarača zbog nedovoljne selektivnosti pojedinih rastvarača u odnosu na željenu grupu jedinjenja. 
Nedostatak ove metode izolacije sa aspekta zaštite životne sredine je i potreba za regeneracijom organskih 
ratvarača. Na slici 3 je prikazana šema procesa ekstrakcije bioaktivnih jedinjenja sa organskim rastvaračem. 
 
 
Slika 3 Šematski prikaz postupka izolacije biološki aktivnih ekstrakata iz biljnog materijala ekstrakcijom sa 
organskim rastvaračima 
 
“Enfleurage” postupak. U industriji parfema se za izolaciju mirisnih komponenti iz biljnog materijala 
koristi tzv. hladni i topli “enfleurage” postupak, koji je razvijen u južnoj Francuskoj u XIX veku za dobijanje 
najfinijih etarskih ulja iz cvetova u kojima se ona nalaze u vrlo maloj količini. Kod hladnog “enfleurage” 
postupka se velike staklene ploče premazuju sa obe strane slojem životinjske masti (obično se koristi svinjska 
ili goveđa) ili adsorbensima (aktivni ugalj) u specijalnim komorama. Biljni materijal (latice, celi cvetovi) se 
nanosi na sloj masti i ostavlja da odstoji par dana, kako bi mirisne komponente difundovale u sloj masti. 
Proces se ponavlja zamenom iscrpljenog biljnog materijala svežim dok se ne postigne željeno zasićenje mirisa 
u sloju masti (željena koncentracija). Kod toplog “enfleurage” postupka“ čvrste masti se zagrevaju i biljni 
materijal se umešava sa mastima (maceracija sa mastima). Iscrpljeni materijal se odstranjuje i menja svežim 
dok se ne postigne željena koncentracija mirisa u masti. Ovo je najstariji metod za očuvanje mirisnih 
komponenti iz biljnog materijala. Masti zasićene mirisnim komponentama se nazivaju HpomadeH. Pomade se 
prodaju ili se dalje ispiraju ili natapaju vodom ili etanolom, da bi se mirisne komonente izdvojile iz masti. 
Alkohol se onda odvaja od masti i ostavlja da upari, nakon čega se dobija tzv. absolut. Mast u kojoj obično 
zaostane izvesna količina mirisnih komponenti se dalje obično koristi za pravljenje sapuna (Bauer i sar., 2001; 
Skala i sar., 1999).   
Presovanje. Etarsko ulje se može dobiti i presovanjem, odnosno mehaničkim putem, ukoliko je ono 
smešteno u perifernim rezervoarima biljke (perikarp agruma), a ceđenjem se dobija emulzija koju gradi etarsko 
ulje sa sokom iz biljne sirovine. Etarsko ulje se izdvaja iz ove emulzije centrifugiranjem, filtriranjem, primenom 
enzima ili naknadnom destilacijom. Etarsko ulje dobijeno ovim postupkom je boljeg kvaliteta nego proizvedeno 
destilacijom vodenom parom (Skala i sar., 1999).  Biljna ulja i masti, tj. masna ulja, čiji su osnovni sastojak 
trigliceridi se tradicionalno dobijaju ekstrakcijom organskim rastvaračima i hladnim presovanjem (hladno 
ceđena ulja). Jestiva ulja mogu biti rafinisana (hemijski ili fizički) i nerafinisana. Imperativ zdravog života, 
očuvanje životne sredine, proizvodnja prirodne hrane i čistih nekontaminiranih namirnica koje su sačuvale 
izvorne nutritivne vrednosti, daju prednost proizvodnji i upotrebi hladno ceđenog nerafinisanog ulja ili hladno 
ceđenog ulja rafinisanog fizičkom rafinacijom, nad tehnološkim procesima izdvajanja ulja ekstrakcijom i 
hemijskom (alkalnom) rafinacijom. Jedini problem kod dobijanja ulja mehaničkim presovanjem je zaostajanje 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 25 
velike količine ulja u pogači, odnosno relativno niski prinosi u odnosi na ekstrakciju sa organskim rastvaračima 
(Anderson, 2005).  
 
2.2.2. Intenzifikacija konvencionalnih metoda ekstrakcije 
 
Klasični postupci izolacije bioaktivnih supstanci mogu se poboljšati primenom mehaničkog mešanja čime 
se povećava brzina difuzije i kontaktna površina rastvarač-biljni materijal. U novije vreme se, u cilju povećanja 
prenosa mase i smanjenja vremena ekstrakcije kod klasičnih postupaka (ekstrakcije organskim rastvaračima i 
hidrodestilacije), sve više se koriste ultrazvučni talasi i mikrotalasi. 
Fizička dejstva ultrazvuka su generisanje toplote u tkivu i pojava kavitacionih mehura. Kavitacioni mehuri 
se ne mogu širiti u ćeliji zbog čega dolazi do povećanja pritiska i prskanja ćelija i tkiva (Vinatoru i sar., 1997). 
Ultrazvuk može imati pozitivan efekat na ekstrakcioni proces preko fenomena kavitacije. Ovo podrazumeva (a) 
intenzifikaciju prenosa mase zbog kolapsa kavitacionih mehura na ili u blizini zidova biljnih ćelija ili na 
graničnoj površini što vodi formiranju mikročestica, odnosno stvaranju velike kontaktne površine, (b) razaranje 
biljnih ćelija kojim se oslobađa njihov sadržaj zbog oštećenja ćelijskog zida i membrane; pored toga, 
usitnjavanjem biljnog materijala povećava se površina kontakta čvrsto-tečno, (c) poboljšanu penetraciju 
rastvarača u nerazorene biljne ćelije, što rezultuje povećanjem prinosa; pored toga, kada se kavitacioni mehur 
rasprsne blizu ćelijskog zida indukuje se ultrazvučni mlaz koji nosi rastvarač prema zidu i u ćelije, i (d) 
kapilarne efekte, tj. prodiranje tečnosti u kapilarama kao i izvesne električne fenomene kojima se može 
poboljšati ekstrakcija supstanci koje se nalaze u kapilarama (Veličković, 2007). Danas se u literaturi može naći 
detaljniji opis postupaka ekstrakcije koji uključuju primenu ultrazvuka, kao i prednosti koje se pritom ostvaruju 
u pogledu prinosa ekstrakta, uštede vremena i energije ili koncentrisanja bioaktivnih komponenti u ekstraktima 
iz različitog biljnog materijala (Glisic i sar., 2010; Rolan-Gutirrez i sar., 2008; Toma i sar., 2001; Veličković i 
sar., 2008; Vinatoru i sar.,1999). 
Za ultrazvučne ekstrakcije koristi se ultrazvučna kada (sa ultrazvučnim pobuđivačem na spoljnoj strani) ili  
zatvoreni ekstraktor se ultrazvučnim rogom (za isparljive rastvarače) (Vinatoru i sar., 1999). 
Danas se, takođe, u cilju uštede vremena ekstrakcije i energije, kao i povećanja prinosa ekstrakata i 
njihove biološke aktivnosti, dosta koriste savremene tehnike ekstrakcije koje uključuju primenu mikrotalasa, 
kao što su: mikrotalasna ekstrakcija organskim rastvaračima (eng. Microwave-assisted solvent extraction - 
MASE), mikrotalasna ekstrakcija bez rastvarača (eng. Solvent-free microwave extraction-SFME), mikrotalasna 
destilacija (eng. Microwave-assisted distillation - MAD) i mikrotalasna difuzija i gravitacija (eng. Microwave 
hydrodiffusion and gravity - MHG) (Bendahou i sar., 2008; Zill-e-Huma, 2010). Primenom mikrotalasa kod 
destilacije etarskih ulja lavande i timijana postiže se ušteda vremena i energije za izolaciju iste količine 
eteričnog ulja istog kvaliteta (Golmakani i sar., 2008; Sahraoui i sar., 2008). U slučaju ekstrakcije Origanum 
glandulosum pomoću SFME postupka (Bendahou i sar., 2008), pored uštede rastvarača, postiže se kraće 
vreme ekstrakcije, veći prinos i veća selektivnost ka aktivnoj komponenti timolu u poređenju sa 
konvencionalnom hidrodestilacijom i hidrodestilacijom uz primenu mikrotalasa. Primenom postupka 
hidrodifuzije pomoću mikrotalasa i gravitacije, tzv. MHG postupka, kao i SFME postupkom, pored uštede 
energije i vremena, dobijen je ekstrakt ruzmarina boljeg kvaliteta i sa boljim antibakterijskim i antioksidativnim 
svojstvima u poređenju sa ekstraktom dobijenim konvencionalnom hidrodestilacijom (Bousbi i sar., 2009; Okoh 
i sar., 2010). Roldán-Gutiérrez i sar. (2008) su pokazali da se primenom procesa ekstrakcije iz lovora, 
ruzmarina, timijana i origana sa etanolom sa cirkulisanjem rastvarača i sa primenom ultrazvuka za kraće 
vreme dobijaju ekstrakti boljeg kvaliteta (veći sadržaj okidovanih terpena) u odnosu na proces destilacije sa 
vodenom parom i proces ekstrakcije sa pregrejanom vodom (150 °C). Postupkom koji se bazira na difuziji 
pare uz primenu mikrotalasa (eng. Microwave steam diffusion - MSD) moguće je za znatno kraće vreme 
izolovati ekstrakt lavande boljeg kvaliteta u odnosu na postupak koji je baziran samo na difuziji vodene pare 
bez primene ultrazvuka (eng. Steam diffusion-SD) (Farhat i sar., 2009). Pored nabrojanih postupka u literaturi 
se mogu naći još i podaci o primeni hidrotermičke ekstrakcije ulja lovora uz primenu mikrotalasa različite jačine 
emitovanih u kontinualnom ili pulsirajućem režimu (Flamini i sar., 2007). Besombes i sar. (2010) su izolovali 
ulje lavande primenom tzv. DIC procesa (eng. Instant controlled pressure drop ili fr. Détente Instantanée 
contrôlée), koji je predložen 1988. godine, a kasnije razvijan u patentima i industrijskoj praksi (Allaf i sar., 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 26 
1989, 1994). Ovaj postupak je zasnovan na termomehaničkom tretmanu koji se sastoji u cikličnom izlaganju 
biljnog materijala zasićenoj vodenoj pari pod pritiskom (reda veličine 0,1-0,6 MPa) i nagloj dekompresiji do 
vakuuma (5 kPa). Usled nagle dekompresije dolazi istovremeno do samoisparavanja dela vode i isparljivih 
jedinjenja (etarskog ulja), kao i do ekspanzije i momentalnog hlađenja produkta, čime se sprečava njegova 
termička degradacija. Primenom skenirajuće elektronske mikroskopije (SEM) ista grupa autora dokazala je da 
u toku DIC procesa dolazi do razaranja glandularnih trihoma, čime se oslobađa teško dostupni udeo etarskog 
ulja i samim tim povećava efikasnost njegovog izdvajanja. Eksperimentalna i teorijska studija (Besombes i sar. 
2010) pokazala je da je deo lavandinog ulja koji ispari tokom zagrevanja sa vodenom parom zanemarljiv u 
odnosu na fenomen samoisparavanja. U istom radu postignuti prinos etarskog ulja lavande izolovanog 
primenom DIC postupka bio je 2 puta veći a vreme ekstrakcije 12 puta kraće u poređenju sa klasičnom 
destilacijom cveta lavande sa vodenom parom. 
 
2.3. Natkritična ekstrakcija (NKE) 
 
2.3.1. Natkritični fluidi i njihove osobine 
 
Natkritični fluidi su fluidi koji se nalaze na temperaturi i pritisku iznad kritičnih vrednosti pritiska i 
temperature za dati fluid (iznad tzv. kritične tačke). U natkritičnim uslovima postoji samo jedna tzv. nakrtitčna 
faza, pri čemu se fluid nalazi u stanju ugušćenog gasa. Iznad kritične tačke, daljim povećanjem temperature, 
dato jedinjenje se ne može prevesti u gas, niti se daljim povećanjem pritiska prevesti u tečnost. Kao natkritični 
fluid, najveću primenu nalazi ugljenik(IV)-oksid, a pored njega koriste se i voda, freon, azot, azot(II)-oksid, 
amonijak, eten, metan, etan, propan, propen, metilamin itd. Na slici 4 prikazan je fazni dijagram pritisak-
temperatura za ugljenik(IV)-oksid na kome se može uočiti da u oblasti iznad trojne tačke (-56,6  °C i 0,51 
MPa), u kojoj su čvrsta, tečna i gasovita faza u ravnoteži, i ispod kritične tačke (31,1 °C i 7,38 MPa), 
ugljenik(IV)-oksid može postojati kao bezbojna tečnost (tzv. supkritična oblast). 
 
 
Slika 4 Fazni dijagram (pritisak-temperatura) za CO2 
 
Vrednosti gustine, viskoznosti i difuzivnosti fluida u natkritičnom stanju nalaze se između vrednosti ovih 
veličina za gasove i tečnosti (tabela 2 i slika 5). Natkritični fluidi imaju veliku gustinu, blisku tečnosti, što 
pozitivno utiče na njihovu moć rastvaranja. Difuzivnost i viskoznost natkritičnih fluida slične su kao kod gasova, 
što olakšava njihovo prodiranje u poroznu strukturu biljnog materijala i dovodi do značajnog povećanja brzine 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 27 
ekstrakcije i lakog razdvajanja faza u poređenju sa ekstrakcijom organskim rastvaračima (Bruner, 1987). 
Pored toga, uslovi na kojima se odvija ekstrakcija, mogu se kontrolisati, pa samim tim i efekat separacije 
rastvorka od rastvarača, promenom temperature i pritiska. 
 
Tabela 2 Vrednosti gustine, viskoznosti i difuzivnosti ugljenik(IV)-oksida u  gasovitom, tečnom i natkritičnom 
stanju (Brunner, 2005)  
 Gustina  (kg/m3) 
Difuzivnost 
 (cm2/s)  105  
Viskoznost  
( g/cm s)  104 
Gas 
p=101,3 kPa 
t=15-30 ºC 
0,6-2,0 10 000-40 000 0,6-2,0 
Natkritični CO2 
p=pc, t=tc 
p=4pc, t=tc 
200-500 
400-900 
70 
20 
1,0-3,0 
3,0-9,0 
Tečnost 
p=101,3 kPa 
t=15-30 ºC 
600-1600 0,2-2,0 20-300 
 
 
                              (a)                                                                      (b) 
Slika 5 (a) Fizičko-hemijske osobine (viskoznost, gustina, difuzivnost) NK CO2  i (b) promena difuzivnosti CO2 
sa pritiskom i temperaturom u natkritičnim uslovima 
 
Gustina natkritičnih fluida u zavisnosti od pritiska i temperature može se opisati Benderovom jednačinom 
(Marr i Gamse, 2000) (slika 6). U oblasti neposredno iznad kritične tačke, relativno male promene pritiska ili 
temperature, dovode do značajnih promena gustine fluida.  
 
 
Slika 6 Promena gustine CO2 po Benderovoj jednačini (Marr i Gamse, 2000) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 28 
Sa porastom temperature u ovoj oblasti, gustina rastvarača znatno opada, pa je realno očekivati i 
smanjenje rastvorljivosti rastvorka. Međutim, na visokim temperaturama, porast napona pare rastvorka može 
imati veći uticaj na njegovu rastvorljivost od smanjenja gustine rastvarača, pa može doći i do porasta 
rastvorljivosti sa porastom temperature (Brunner, 2005) (slika 7). Natkritična ekstrakcija zasniva se na 
rastvorljivosti datih jedinjenja (rastvorka) u ugušćenom fluidu koja se menja u zavisnosti od pritiska i 
temperature. Ekstrakcija sa NK CO2 pokazala se kao pogodna metoda za izolovanje jedinjenja srednjih 
molarnih masa i relativno male polarnosti iz biljnog materijala. Na normalnim uslovima (25 °C i 1 bar) 
rastvorljivost ovih jedinjenja u gasu je zanemarljiva i direktno povezana sa njihovim naponom pare. Međutim, u 
natkritičnom fluidu, rastvorljivost datih komponenata je za deset redova veličine veća od rastvorljivosti u gasu 
na istoj temperaturi. 
 
 
Slika 7 Promena rastvorljivosti slabo isparljivih jedinjenja (tečnosti i čvrstih supstanci) u supkritičnom (T < Tc) 
ili natkritičnom fluidu (T > Tc) u zavisnosti od temperature, pritiska (izobare su označene isprekidanim linijama), 
i gustine rastvarača (tačkastim linijama označene su jednake gustine) (adaptirano prema Brunner, 2005) 
 
Rastvorljivost komponenti u natkritičnom fluidu rezultat je, napona para i interakcija rastvarač-rastvorak. 
Posledica je složena zavisnost rastvorljivosti čvrstih rastvoraka u natkritičnom fluidu od pritiska. U oblastima 
blizu kritične tačke često dolazi do pojave višestrukih faza. Zbog toga, razumevanje i interpretacije ponašanja 
faznog sistema u oblastima oko kritične tačke zahteva primenu vrlo složenih termodinamičkih modela kojima 
mogu da se opišu kompleksne interakcije između malih molekula nepolarnog rastvarača i često velikih 
molekula rastvorka (Zhao i sar., 2010). 
NK CO2 se pokazao kao odličan rastvarač za nepolarne supstance, dok je njegov afinitet prema polarnim 
substancama slab. U praksi se često koriste smeše NK CO2 i drugih rastvarača (kosolvenata) u cilju 
poboljšanja njegove moći rastvaranja polarnih supstanci. Obično se koristi tečni kosolvent (na primer, etanol) 
koji se u malim količinama dodaje NK CO2 i povećava njegovu moć rastvaranja polarnih supstanci. Sa druge 
strane, povećana moć rastvaranja ima za posledicu smanjenje selektivnosti NK CO2 (Cavero i sar., 2005). 
Pored toga, kosolventi su tečni na atmosferskom pritisku i u fazi separacije izdvajaju se zajedno sa željenim 
supstancama, tako da je potrebno izvesti dodatnu operaciju razdvajanja kosolvenata i finalnog ekstrakta 
(Reverchon i De Marco, 2006).  
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 29 
2.3.2. Primene natkritičnih fluida i budući trendovi 
 
Prva zapažanja o moći rastvaranja natkritičnih fluida objavljena su u XIX veku, kada je primećeno da 
metalni halogenidi postaju rastvorljivi u natkritičnom tetrahloretanu i metanolu (Hannay i Hogarth’s, 1879). 
Primena NKE u industrijskim razmerama započela je 80-tih godina dvadesetog veka, i to u rafinerijskoj obradi 
nafte (ROSE proces), kod prerade kafe i čaja (proces dekofeinizacije) i ekstrakcije hmelja. U tom periodu, 
kompanije u Nemačkoj i Francuskoj razvile su različite procese u uređajima zapremine od sto do nekoliko 
stotina litara za dobijanje aroma i drugih prehrambenih aditiva, farmaceuskih i kozmetičkih preparata. Krajem 
80-tih godina izgrađena su velika postrojenja za preradu kafe i ekstrakciju hmelja u SAD-u i manja postrojenja 
za proizvodnju lekova, kozmetičkih preparata i prirodnih proizvoda u Japanu, Južnoj Koreji i Indiji. U novije 
vreme izgrađena su postrojenja za proizvodnju fitohemikalija i drugih prirodnih jedinjenja na Dalekom Istoku. 
Danas su, pored navedenih primera, komercijalizovane i druge primene natkritičnih fluida, kao što su: suvo ili 
hemijsko čišćenje ili odmašćivanje finih elektronskih aparata, procesi impregnacije, dobijanje čestica 
definisane veličine i strukture u prehrambenoj, farmaceutskoj industriji, industriji boja i drugih premaza, 
proizvodnja penastih materijala, procesi bubrenja polimera, procesi bojenja tekstila, analitička ispitivanja i 
drugo (Gamse, 2005; Herrero i sar., 2010; Skala i sar., 2002). 
Intenzivno proučavanje procesa NKE i industrijska primena u prehrambenoj industriji započeti su 
sedamdesetih godina XX veka, što je rezultovalo je brojnim patentima u oblasti NKE hmelja, kafe, čaja, 
duvana i začina. Danas se NKE koristi u industrijskim razmerama za ekstrakciju kofeina iz kafe i čaja (100 
kt/god), ekstrakciju hmelja (60 kt/god) i pesticida iz pirinča (30 kt/god) (Gamse, 2005). Procesi NKE se koriste 
u industrijskim razmerama u prehrambenoj industriji kod prerade aromatičnih biljnih droga, začina i uljarica, 
kao i kod prečišćavanja tečnih ekstrakata (Skala i sar., 2002). 
Industrijska primena natkritičnih fluida posebno dobija na značaju od 90-tih godina prošlog veka, što je 
rezultovalo naglom porastu broja prijavljenih patenata, koji je po podacima iz 2006. godine bio oko 8600. 
Najveći broj patenata prijavljen je u Japanu, pri čemu se najveći broj patentata odnosi na različite primene 
natkritičnih fluida vezanih za zaštitu životne sredine. Odmah iza Japana po broju prijavljenih patenata je SAD, 
pri čemu se najveći broj patenata odnosi na industriju poluprovodnika. U Nemačkoj je prijavljen najveći broj 
patenata koji se odnose na tekstil i preradu hrane, dok se u Kini najveći broj patenata odnosi na primenu NKE 
u oblasti medicinskih nauka, ekstrakcije iz lekovitog bilja i proizvodnje dodataka ishrani (Schütz, 2007). 
Kada je reč o novim dostignućima i primenama u oblasti natkritičnih fluida, pregledom novije literature 
(2007-2010), zapaža se da ima najviše radova koje se odnose na izolaciju funcionalnih biološki aktivnih 
ekstrakata ili jedinjenja iz biljnog materijala za primenu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, regeneraciju 
sporednih proizvoda i u oblasti zaštite životne sredine. Takođe, poslednjih godina zapaža se intenzivnija 
primena NKE u cilju izolacije proizvoda visoke vrednosti iz biljnog materijala za primenu u prehrambenoj i 
farmaceutskoj industriji, u procesima regeneracije teških metala, razdvajanja enantiomera i kod razvoja 
sistema za otpuštanje lekova (Brunner i sar., 2005;  Gamse, 2005; Herrero i sar., 2010). 
Masovna upotreba organskih rastvarača u različitim oblastima svetske industrije danas predstavlja 
ozbiljnu opasnost za životnu sredinu. Godine 1987. uveden je Montrealski sporazum sa ciljem da se zabrani 
upotreba i proizvodnja rastvarača koji utiču na oštećenje ozonskog omotača, kao što su 
hlorofluorougljovodonici (CFC). Do danas je 170 zemalja potpisalo ovaj Sporazum sa amadmanima 
donešenim u Londonu (1990), Kopenhagenu (1992) i Pekingu (1999) (Herrero i sar., 2010). Trenutno, u svetu 
postoji veliki pritisak na industriju na uvođenje novih održivih procesa, koji ne uključuju primenu organskih 
rastvarača opasnih po životnu sredinu i čovekovo zdravlje. Pored zakonske regulative vezane za zaštitu 
životne sredine, postoje sve veći zahtevi potrošača za konzumiranjem tzv. „funkcionalne“ hrane, koja, pored 
nutritivnih vrednosti, ima i ulogu u preventciji različitih oboljenja. S tim u vezi, trenutno se sve više pažnje 
poklanja ispitivanju novih izvora prirodnih jedinjenja sa biološkim dejstvima i razvoju tehnologija za njihovu 
izolaciju u što čistijem stanju. U narednim godinama predviđa se dalji porast broja primene prirodnih antibiotika 
i prezervativa, pa samim tim i napredak u pogledu tehnologija za njihovo dobijanje u što čistijem stanju. U tom 
pogledu, NKE biće u prednosti, i pored velikih investicionih ulaganja, imajuću u vidu kvalitet i čistoću dobijenih 
ekstrakata, kao i zakonsku regulativu vezanu za očuvanje životne sredine.  
  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 30 
2.3.3. Prednosti i nedostaci NKE 
 
U procesima izolacije biološki aktivnih ekstrakata ili pojedinih komponenti iz biljnog materijala najčešće se 
koriste supkritični i NK CO2 zato što je nereaktivan, netoksičan i stabilan rastvarač, bez boje, ukusa i mirisa, 
lako dostupan i jeftin, potpuno neškodljiv po čovekovo zdravlje i životnu sredinu. Relativno niske vrednosti 
kritičnih parametara CO2 (pc=73,8 MPa; tc=31,1 °C) omogućavaju ekstrakciju na niskim temperaturama, čime 
se sprečava razgradnja termolabilnih komponenti u ekstraktu. Podešavanjem procesnih parametara (pritiska, 
temperature) utiče se na rastvorljivost željenih komponenti u natkritičnom fluidu (selektivnost) i omogućava 
lako, brzo i potpuno razdvajanje faza, tako da dobijeni ekstrakti ne sadrže tragove rastvarača, što ih čini 
posebno pogodnim za primenu u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Zamenom organskih rastvarača sa 
NK CO2 koji se lako regeneriše u procesu, eliminisani su problemi i troškovi vezani za odlaganje i tretman 
velikih količina toksičnih organskih rastvarača. 
S druge strane, tehnologije koje se zasnivaju na primeni natkritičnih fluida su, zbog relativno velikih 
investicionih ulaganja u poređenju sa procesima koji se izvode na niskim pritiscima, i pored činjenice da se 
njihovom primenom dobijaju proizvodi sa izuzetnim karakteristikama u pogledu kvaliteta, sve više ograničene 
na one procese koji daju proizvode visoke dodatne vrednosti. Izuzetak su industrijska postrojenja za NKE 
kafe, čaja ili hmelja u kojima se obrađuju velike količine materijala. U praksi se pokazalo da se kapitalna 
investiciona ulaganja mogu značajno smanjiti izgradnjom postrojenja većih proizvodnih kapaciteta, kod kojih 
će se proizvoditi različiti finalni prozvodi, naravno samo u slučajevima kada ne postoje previše strogi zahtevi u 
pogledu finalnog proizvoda (kao kod proizvodnje farmaceutskih preparata) (Skala i sar., 2002).  
 
2.3.4. Mogućnosti optimizacije  
 
Optimizacija procesa NKE podrazumeva izbor procesnih parametara u cilju izolacije najveće količine 
ekstrakta željenog kvaliteta (fizičke i hemijske karakteristike, biološka aktivnost) uz minimalnu potrošnju 
natkritičnog fluida i energije. U cilju uštede novca i vremena, prvi korak u procesu projektovanja industrijskih 
postrojenja za NKE sastoji se u ispitivanju uticaja odgovarajućih procesnih parametara na prinos i kvalitet 
ekstrakata na laboratorijskom odnosno poluindustrijskom nivou. Simulacija eksperimentalnih rezultata  
primenom odgovarajućih matematičkih modela je od izuzetnog značaja za optimizaciju procesa NKE i uštedu 
vremena i novca i o tome će biti više reči u poglavlju 3.4. 
Pritisak i temperatura. Gustina, dielektrična konstanta i moć rastvaranja NK CO2 zavise od  pritiska i 
temperature. Opšte pravilo je da veći pritisak znači i veću gustinu, tj. moć rastvaranja, ali u većini slučajeva i 
smanjenu selektivnost. U blizini kritične tačke, sa porastom temperature gustina rastvarača znatno opada što 
dovodi do smanjenja rastvorljivosti rastvorka ali na visokim temperaturama, porast napona pare rastvorka 
može da ima veći uticaj na njegovu rastvorljivost od smanjenja gustine rastvarača, pa u nekim slučajevima 
može doći do porasta rastvorljivosti sa porastom temperature. Etarska ulja, koja se smatraju glavnim 
nosiocima antibakterijske aktivnosti kod aromatičnog bilja, sadrže pre svega mono- i seskviterpene. Na osnovu 
literaturnih podataka o rastvorljivosti ovih jedinjenja (Reverchon i sar., 1997) i selektivnosti NK CO2 u odnosu 
na terpenska jedinjenja, optimalni opseg pritisaka i temperatura je 10-15 MPa i 40-60 °C (Glisic i sar., 2010; 
Ivanović i sar., 2011a,b; Reverchon i sar., 1997). Kod masnih ulja obično se koriste nešto viši pritisci 15-20 
MPa i umerene temperature od 40-60 °C (Danielski i sar., 2007; Stahl i sar., 1980). Za razliku od etarskih i 
masnih ulja, ekstrakcije jedinjenja veće molekulske mase i/ili polarnosti (uključujući trigliceride, polifenole, 
dibenzofurane, kao što je usninska kiselina) izvode se na višim pritiscima od 30-50 MPa i temperaturama 40-
100 °C (Babovic i sar., 2010; Genena i sar., 2008; Ivanovic i sar., 2009; Nguyen i sar., 1991; Najdenova i sar., 
2001; Reverchon i sar., 2006). Povećanjem pritiska povećava se viskoznost i smanjuje difuzivnost natkritičnih 
fluida. Na izuzetno visokim pritiscima, povećanje temperature može dovesti do smanjenja prinosa ekstrakta 
usled smanjenja gustine fluida i njegove moći rastvaranja. Međutim, zbog povećanja napona pare, 
ekstrakcijom na višim temperaturama moguće je dobiti ekstrakte sa većim sadržajem pojedinih aktivnih 
komponenti (Đorđević i sar., 2010; Nguyen i sar., 1991;). Pri tome, treba imati u vidu da neka fenolna 
jedinjenja na visokim temperaturama podležu reakcijama oksidacije ili polimerizacije na temperaturama iznad 
50 °C (Diaz-Reinoso i sar., 2006). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 31 
Kosolventi. Iako je NK CO2 pogodan za ekstrakciju ulja i lipofilnih jedinjenja, često je njegova moć 
rastvaranja pojedinih biološki aktivnih jedinjenja veće polarnosti ili veće molekulske mase veoma mala. Uz to, 
promene pritiska i temperature mogu imati ograničeni uticaj na ekstrakciju jedinjenja kao što su flavonoidi i 
terpenoidi. U tom slučaju, selektivnost NK CO2 prema željenoj frakciji jedinjenja, kao i prinos ukupnog 
ekstrakta, mogu se modifikovatii dodatkom male količine polarnih supstanci, tzv. kosolvenata. Dodatkom 
kosolvenata povećavaju se interakcije između rastvorka i natkritičnog fluida usled povećanja gustine, hemijskih 
intereakcija (formiranje vodoničnih veza), promene strukture biljne matrice (strukturne promene, bubrenje) i 
raskidanja polarnih veza između rastvoraka i biljne matrice. Kod NKE bioaktivnih supstanci iz biljnog materijala 
najčešće se kao kosolventi koriste metanol i etanol koji indukuju dipol-dipol interakcije i formiranje vodoničnih 
veza sa polarnim funkcionalnim grupama (Hamburger i sar., 2004). S druge strane, upotreba kosolvenata kod 
NKE može dovesti do smanjenja selektivnosti (ekstrakcija neželjenih jedinjenja poput pigmenata) (Dauksas i 
sar., 1998). 
U tabeli 3 prikazan je literaturni pregled procesnih parametara za NKE ekstrakata sa antibakterijskim 
dejstvom iz odabranog biljnog materijala (pritisak, temperatura, gustina CO2, vreme ekstrakcije, % kosolventa). 
 
Tabela 3  Primena NKE u izolaciji ekstrakta sa antibakterijskim dejstvom iz odabranog biljnog materijala 
Naziv biljne vrste/droga p (MPa)/t(°C)/ρ (kg/m3)/τ(h)/%kosolventa/y (%,w/w) Ispitani sojevi bakterija Izvor 
Usnea (Usnea barbata) 30/40-80/746,1-910,6/3/-/0,60-2,92 
S. aureus, S. pyogenes, 
Pneumococcus sp., 
Bacillus diptheriae, Bacillus 
pumilus, Sarcina lutea 
Lisickov i sar., 2002; 
Najdenova i sar., 2001; 
Weckesser i sar., 2007; 
Mišić i sar., 2010a,b 
Origano (Origanum vulgare) 10-25/40-60/290-880/1-5/0-7 EtOH/0,67- 1,0 
Staphylococcus, 
Streptococcus, 
Enterococcus, Bacillus, 
Pseudomona, L. 
monocytogenes 
Mohácsi-Farkas i sar.,  
2001; Ivanovic i sar., 
2011a 
Ruzmarin (Rosmarinus 
officinalis) 10-25/40-60/290-880/1-5/0-7/0,67-1,0 
Geobacillus 
stearotermophillus, Bacillus 
cereus, Bacillus subtilis var. 
niger, Enterococcus faecium, 
Salmonella Enteritidis, 
Staphylococcus aureus 
(MRSA), L. monocytogenes 
Muñoz i sar., 2009; 
Žižović i sar., 2009; 
Ivanovic i sar., 2009; 
Weckesser i sar., 2007 
Timijan (Thymus vulgaris) 10-11,5/40/630-703/1-5/0/0,85-1 
Geobacillus 
stearotermophillus, Bacillus 
cereus, Bacillus subtilis var. 
niger, Enterococcus faecium, 
Salmonella Enteritidis 
Ivanovic i sar., 2011a; 
Mišić i sar., 2009a; 
Žižović i sar., 2009 
Žalfija (Salvia officinalis) 10-25,5/40-45/500-883/1/0-2 EtOH/0,76-2,3 
Geobacillus 
stearotermophillus, Bacillus 
cereus, Bacillus subtilis var. 
niger, Enterococcus faecium, 
Salmonella Enteritidis, 
Staphylococcus aureus 
(MRSA) 
Menaker i sar., 2004;  
Muñoz i sar., 2009; 
Weckesser i sar., 2007; 
Žižović i sar., 2009 
Karanfilić (Syzgium aromaticum) 
9-30/30-50/285-949/5/0/13,5–20,8 
 
 
 
Staphylococcus, 
Streptococcus, Enterococcus 
Clifford i sar., 1999; 
Della Porta i sar., 
1998; Ivanovic i sar., 
2011a; Martínez i sar., 
2007; Wenqiang i sar., 
2007; 
Lovor (Laurus nobilis) 10-25/40-60/290-880/1-5/0-7/0,67-1,37 Staphylococcus vrste, L. monocytogenes 
Carreda i sar., 2002; 
Ivanovic i sar., 2009; 
Muñoz i sar., 2009 
Anđelika (Angelica archangelica) 12-15/40-50/586-781/2,5-3/2-2,26 Staphylococcus vrste, E. cloacae, E. coli 
Doneanu i sar., 1998; 
Kerrola i sar., 1994; 
Mišić i sar., 2009b 
Ehinacea (Echinacea 
angustifolia) 15/40/781/2,5/-/0,668 
Staphylococcus vrste, E. 
cloacae, E. coli Mišić i sar., 2009b 
Divizma (Verbascum thapsus) 30/40/910,6/2,5/-/0,825 Staphylococcus vrste, E. cloacae, E. coli Mišić i sar., 2009b 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 32 
Predtretman biljnog materijala, veličina čestica, protok CO2, vreme trajanja ekstrakcije. Pravilan 
izbor ovih parametara ima za cilj potpuniju ekstrakciju željenih komponenti za kraće vreme i zavisi od 
termodinamičkih (rastvorljivosti) i kinetičkih parametara koji definišu brzinu prenosa mase pri čemu je bitno 
poznavanje glavnog otpora prenosu mase. Protok CO2 je značajan parameter u slučaju kada brzinu  procesa 
ekstrakcije kontroliše spoljašnji prenos mase ili rastvorljivost ekstrakta na datim uslovima pritiska i 
temperature. Ako je difuzija u poroznu strukturu biljnog materijala, odnosno difuzija kroz čvrst materijal, 
najsporiji stupanj (što je uglavnom slučaj), veličina čestica biljnog materijala ima ključnu ulogu. Po pravilu, 
manje čestice znače manji otpor difuziji pošto rastvorak treba da pređe kraći put do mase fluida. Ipak, prilikom 
usitnavanja materijala treba voditi računa, jer suviše male čestice mogu dovesti do kanalisanja toka fluida u 
ekstraktoru, pri čemu veliki deo fluida ostaje neiskorišćen, smanjuje se efikasnost procesa, a može doći i do 
isparavanja lakih komponenti u  procesu sitnjenja (mlevenja) biljnog metrijala. U praksi se najčešće koristi biljni 
materijal sa srednjim prečnikom između 0,25 i 2,0 mm (Reverchon i De Marco, 2009). Pored sitnjenja biljnog 
materijala, bubrenje biljnog materijala izloženog natkritičnom fluidu takođe može da utiče na povećanje brzine 
ekstrakcije u uštedu natkritičnog fluida odnosno energije (Stamenic i sar., 2010; Stamenic i sar., 2008; Zizovic i 
sar., 2006; Zizovic i sar., 2005). Povećanjem protoka može se uticati na povećanje brzine prenosa mase u NK 
CO2 fazi.  
 
2.4. Mehanizam procesa i matematičko modelovanje ekstrakcije sa organskim 
rastvaračima 
 
2.4.1. Mehanizam ekstrakcije sa organskim rastvaračima 
 
Proces ekstrakcije sa organskim rastvaračima odvija se u više faza: (a) kvašenje biljnog materijala, 
spiranje i rastvaranja ekstraktivnih materija sa površine razorenih ćelija i sudova, (b) prodiranje rastvarača u 
nerazorene ćelije i sekretorne sudove uz istovremeno rastvaranje materija, (c) prenošenje ekstraktivnih 
materija kroz membranu ćelija iz unutrašnjosti nerazorenih ćelija i sekrecionih sudova do površine čestica 
biljnog materijala i (d) prenošenje ekstraktivnih materija sa površine čestica biljne sirovine u masu rastvarača. 
Materijal ćelijskih zidova odlikuje se difilnim svojstvima, pri čemu je hidrofilnost izražena u mnogo višem 
stepenu nego hidrofobnost. Rastvarač prodire u kapilare biljnog tkiva i popunjava ćelije i druge šupljine. Usled 
prisustva vazduha u kapilarama i ćelijama biljnog materijala, vreme prodiranja može biti veoma veliko. 
Istovremeno se prodiranjem rastvarača u biljna tkiva, odigrava i proces kvašenja, koji zavisi od hemijske 
sličnosti ekstraktivnih materija i rastvarača. Površinski aktivne supstance poboljšavaju proces kvašenja i 
prodiranja rastvarača u biljnim tkivima (Ponomarjev, 1976). 
Prenos mase unutar biljne matrice uključuje difuziju ekstraktivnih materija kroz ćelijski rastvor i omotač, a 
brzina prenosa mase zavisi od broja i veličina pora u ćelijskom omotaču (sastoji se od membrane ćelije i 
ćelijskog zida). Debljina ćelijskog omotača zavisi, pre svega, od vrste biljke i biljnog organa. Pore, po pravilu, 
razdvajaju ćeliju jednu od druge ili ih odvajaju od okoline. Proces difuzije kroz pore zida je određen debljinom i 
brojem pora u zidu. Uzimajući u obzir malu veličinu mikropora i kapilara u ćelijskom zidu, prenos mase može 
se porediti sa prenosom mase kroz polupropustljive membrane. Brzina ekstrakcije čvrsto-tečno je obično 
limitirana difuzijom ekstraktivnih materija kroz unutrašnjost čestica biljnog materijala (čvrsta faza), dok je 
rastvaranje ekstraktivnih materija u rastvaraču brz proces, koji ne utiče na brzinu ukupnog procesa. Na 
povećanje difuzije u čvrstoj fazi može se uticati usitnjavanjem biljne sirovine u cilju povećanja stepena 
razaranja biljnih ćelija i skraćivanja puta ekstraktivnih materija kroz čestice. Ako je pak, difuzija ekstraktivnih 
materija sa površine čestice ka masi rastvora limitirajući faktor, onda je potrebno obezbediti dovoljno 
intenzivno mešanje suspenzije (Veličković, 2007). 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 33 
2.4.2. Mehanizam ultrazvučne ekstrakcije 
 
Uticaj ultrazvuka na povećanje brzine ekstrakcije objašnjava se njegovim uticajem na debljinu tečnog 
difuzionog graničnog sloja uz česticu biljnog materijala i otpor prenosu mase ekstaktivnih materija. Prema 
teoriji filma, koeficijent prenosa mase kL zavisi od efektivnog koeficijenta difuzije D i debljine tečnog difuzionog 
graničnog sloja, δ, tj., 
Dk L . Ultrazvuk visoke frekvencije stvara dva uticaja: (i) hidrodinamički uticaj usled 
dejstva ultrazvučnog mlaza i (ii) kretanje nerasprsnutih osilirajućih mehura (Neis, 2002). Zbog nedostatka 
odgovarajućih materijalnih dokaza, može se samo pretpostaviti šta se dešava u graničnom sloju. Smatra se da 
se pod uticajem turbulencije na mikronivou debljina difuzionog graničnog sloja smanjuje, a zbog povećanja 
temperature može se očekivati smanjenje viskoznosti tečnosti u laminarnom graničnom podsloju. Usled 
smanjenja debljine graničnog sloja i povećanja viskoznosti rastvora dolazi do povećanja koeficijenta prenosa 
mase ekstraktivnih materija u rastvor. Povećanje koeficijenta prenosa mase zavisi direktno od primenjene 
ultrazvučne snage (Neis, 2002). Pored toga, povećanje efikasnosti različitih procesa ekstrakcije uz primenu 
ultrazvuka objašnjava se, takođe, činjenicom da fenomen kavitacije utiče na razaranje biljnog tkiva, usled čega 
se oslobađa sadržaj iz biljnih ćelija zbog oštećenja ćelijskog zida i membrane. Razaranjem biljnog tkiva se 
istovremeno postiže povećanje površine kontakta čvrsto-tečno, a sadržaj biljnih ćelija postaje lako dostupan 
rastvaraču. Primenom ultrazvuka se, takođe, postiže poboljšana penetracija rastvarača u nerazorene biljne 
ćelije i kapilare, što rezultuje povećanjem prenosa mase u čvrstoj fazi prinosa i samim tim utiče na efikasnost 
ekstrakcije.  
 
2.4.3. Matematičko modelovanje ekstrakcije sa organskim rastvaračima  
 
Matematički opis procesa prenosa mase ekstraktivnih materija iz unutrašnjosti čestica biljnog materijala u 
ekstrakt kod ekstrakcije čvrsto-tečno je složen. Matematički opis i analiza ekstrakcije čvrsto-tečno značajno se 
pojednostavljuje primenom uprošćenih fizičkih modela. U praksi se u cilju pojednostavljena matematičkog 
opisa i analize ekstrakcije čvrsto-tečno koristi matematički model zasnovan na nestacionarnoj difuziji 
ekstraktibilnih supstanci u biljnom materijalu koji je detaljno opisao Treybal (1968) i Crank (1975) a koji su 
kasnije koristili brojni autori (Hojnik i sar., 2008; Şaşmaz, 1996; Škerget i sar., 2010). U toku ekstrakcije čvrsto-
tečno, dakle, dolazi do promene gradijenta koncentracije ekstraktivnih materija sa vremenom. Brzina promene 
koncentracije ekstraktivnih materija pri nestacionarnoj difuziji, pod uslovom da se ne odigrava hemijska 
reakcija, opisuje se jednačinom  drugog Fikovog zakona koji je dat jednačinom (1): 
 
 2
2
x
cD
t
c


                                                                                                         (1) 
 
gde je: D - difuzioni koeficijent, a x=r - radijus biljne čestice (aproksimaciju da su čestice biljnog materijala 
sfere). Rešavanje jednačine (1) za odgovarajuće početne i granične uslove, za sferične čestice prikazano je 
odeljku 3.3.2.  
U literaturi se, takođe, mogu naći podaci o primeni modela zasnovanog na teoriji filma koji uzima u obzir i 
prenos mase u fazi ispiranja ekstraktivnih materija sa površine razorenih biljnih ćelija, kao i model Ponomareva 
koji nema fizičku osnovu i predstavlja samo matematički opis promene količine ekstraktivnih materija u biljnoj 
sirovini u periodu spore ekstrakcije (Ponomarev, 1976; Veljković i Milenović, 2002; Veličković, 2007). 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 34 
2.5. Mehanizam procesa i matematičko modelovanje NKE 
 
2.5.1. Mehanizam procesa  NKE 
 
Brzina NKE u početnoj fazi ekstrakcije zavisi od ravnoteže faza (rastvorljivost datih komponenti) na datom 
pritisku i temperaturi (ekstrakciona kriva je linearna) (slika 8). Nakon određenog vremena, ekstrakciona kriva 
dobija konveksni oblik usled promene otpora prenosu mase (usled povećanja uticaja difuzije kroz čvrstu fazu). 
Na kraju procesa ekstrakcije, brzina zavisi samo od difuzije kroz čvrstu poroznu fazu. Mehanizmi difuzije 
mogu, u nekim slučajevima, biti veoma složeni u zavisnosti od supstrata koji se ekstrahuje (Lee i Markides, 
1990).  
 
 
Slika 8 Tipična zavisnost prinosa ekstrakta u funkciji vremena ekstrakcije ili količine utrošenog rastvarača 
(adaptirano prema Lee i Markides, 1990) 
 
Ukoliko je kontrolišući stupanj procesa spoljašnji prenos mase ili ravnoteža faza, brzina ekstrakcije 
podešava se pravilnim izborom protoka NK CO2. U većini slučajeva, kad je difuzija u poroznoj strukturi biljnog 
materijala, odnosno difuzija kroz čvrsto, najsporiji stupanj, stepen usitnjenosti i bubrenje biljnog materijala ima 
ključnu ulogu (Reverchon i De Marco, 2006; Stamenic i sar., 2010; Zizovic i sar., 2008).  
 
2.5.2. Matematičko modelovanje NKE 
 
Zajedno sa istraživanjima u oblasti NKE, razvijani su i matematički modeli za opisivanje ovih procesa. 
Prema pristupu procesu NKE, modeli mogu biti empirijski (Kandiah i Spiro, 1990), zasnovani na analogiji 
prenosa toplote i prenosa mase (Hong i sar., 1990; Reverchon i sar., 1994, 1993) ili na integraciji 
diferencijalnog bilansa mase za ekstraktor (Reverchon, 1996; Roy i sar., 1996; Sovova i sar., 1994a,b). 
Poslednjih godina je razvijeno više matematičkih modela za procese NKE kako etarskih, tako i biljnih ulja 
uopšte. Svi oni se zasnivaju na rešavanju diferencijalnog materijalnog bilansa za ekstraktor, a najveći broj 
modela  kao nasporiji stepen ekstrakcionog procesa uzima difuziju u unutrašnjosti čestice. Bartle i sar. (1990) 
su uveli model ekstrakcije 1,8-cineola iz lista ruzmarina koji je zasnovan na analogiji sa prenosom toplote. Po 
ovom modelu, sve čestice biljnog materijala se smatraju sferama i jednačine kojima se opisuje hlađenje ″vrele 
kugle″ koriste se da bi se opisao profil koncentracija unutar čestica tokom vremena.  Sličan pristup su usvojili 
Reverchon i sar. (1993, 1994). Model koji su predložili Reverchon i sar. (1993), primenjen na NKE iz lista 
ruzmarina, bosiljka i majorana, uključivao je pretpostavku da je etarsko ulje smešteno u unutrašnjem delu lista, 
a da se voskovi nalaze na površini lista. Nakon mlevenja, čestice biljnog materijala se posmatraju kao sfere. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 35 
Model opisuje prenos mase između jedne sferične i porozne čestice i natkritičnog rastvarača. Ekstrakcioni 
proces je opisan sledećim uzastopnim procesima: difuzija natkritičnog rastvarača kroz film oko čvrste čestice, 
prodiranje i difuzija kroz česticu, rastvaranje rastvorka u natkritičnom fluidu, difuzija rastvorka i rastvarača kroz 
česticu i zatim kroz film oko čestice do mase fluida. Reverchon (1996) je razvio model i za NKE etarskog ulja 
iz lista žalfije. Pretpostavljeno je da je etarsko ulje smešteno u vakuolama unutar ćelija, tako da je frakcija 
slobodno dostupnog ulja na površini čestica zanemarljiva. Shodno tome, koeficijent spoljnog prenosa mase je 
zanemaren. Goto i sar. (1993) su razvili model zasnovan na lokalnoj adsorpcionoj ravnoteži etarskog ulja na 
lipidima biljnog lista i primenili ga na NKE lista mente. U literaturi se kod modelovanje procesa NKE etarskih i 
masnih ulja često koristi model koji je predložila je Sovová (1994a). Ovaj model podrazumeva klipno proticanje 
fluida kroz pakovani sloj biljnog materijala, pri čemu je pretpostavljeno da su čestice istih dimenzija i da je 
rastvorak podjednako raspoređen u biljnom materijalu u biljnim ćelijama čiji je sadržaj zaštićen zidovima. Na 
osnovu ovog modela proces ekstrakcije obuhvata tri perioda ekstrakcije; period brze ekstrakcije u kome se 
ekstrahuje lako dostupna frakcija ulja osobođena iz mlevenjem razorenih biljnih ćelija (brzina ekstrakcije 
limitirana je rastvorljivošću datih komponenti na datim uslovima pritiska i temperature), prelazni period u kome 
brzina ekstrakcije pored rastvorljivosti počinje da biva limitirana i difuzijom u čvrstoj fazi, i period spore 
ekstrakcije u kome je brzina određena samo difuzijom rastvorka u čvrstoj fazi (ekstrakcija teže dostupne 
frakcije ulja iz nerazorenih ćelija). Nedavno je Sovová (2005) uvela novi model za NKE prirodnih proizvoda, 
zasnovan, takođe, na konceptu netaknutih i razorenih uljnih ćelija, sa dva ekstrakciona perioda; u toku prvog 
perioda brzina ekstrakcije je limitirana rastvorljivošću lako dostupnog rastvorka u natkritičnom rastvaraču, dok 
u drugom periodu, ukupnu brzinu procesa određuje difuzija unutar čestice. Model daje detaljan prikaz prvog 
perioda za različite tipove fazne ravnoteže i različite protoke rastvarača. Broj parametara modela je od 4 do 7 
u zavisnosti od složenosti procesa. Goodarznia i Eikani (1998) su razvili troparametarski model. Parametri su 
koeficijenti prenosa mase, aksijalne disperzije i difuzije unutar čestice. Poslednji koeficijent je parametar za 
„fitovanje“ modela, dok se prva dva predskazuju primenom eksperimentalnih korelacija. Model je primenjen na 
eksperimentalne podatke NKE bosiljka, ruzmarina i majorana (Reverchon i sar. 1993). Reis-Vasco i sar. 
(2000) su razvili dva modela za NKE etarskih ulja iz metvice (Mentha pulegium L.). Autori su pretpostavili da 
se deo etarskog ulja nalazi u glandularnim trihomima na površini lista, a deo u unutarnjoj strukturi lista. Model 
uzima u obzir desorpciju etarskog ulja lociranog blizu površine lista i otpor prenosu mase pri ekstrakciji ulja iz 
unutrašnje strukture lista. Drugi model je uključio i aksijalnu disperziju. Simulacije su izvršene za različite 
odnose količina ulja smeštenog u trihomima i u unutrašnjosti lista. Gaspar i sar. (2003a) su razvili model, koji 
je uključio pločastu geometriju biljnog materijala i lokaciju etarskog ulja u glandularnim trihomima. Međutim, 
samo ponašanje trihoma tokom ekstrakcije i prenos mase iz konkretne sekrecione strukture nije uzeto u obzir. 
Gaspar i sar. (2003b) su uveli metod za razaranje trihoma brzom CO2 dekompresijom kao vrstu predtretmana 
za NKE. Nedostatak ovog metoda je to što brze dekompresije, zbog svog uticaja na opremu i velike potrošnje 
energije, nisu poželjna operacija u industrijskim uslovima. Razvoj fiziologije biljaka, kao i eksperimentalnih 
tehnika za izolovanje sekretornih struktura i njihovog sadržaja, omogućio je precizniji uvid u strukturu biljnog 
materijala, tj. u vrstu, oblik i dimenzije sekrecionih struktura u kojima se nalaze etarska ulja. Zahvaljujući tome, 
danas, se  otišlo korak dalje u modelovanju i optimizaciji, kao i opisu fenomena, pre svega prenosa mase, koji 
se dešavaju tokom procesa NKE (Stamenić i sar., 2008, 2010; Zizović i sar., 2005, 2007a,b). Koncept 
modelovanja na nivou sekrecionih struktura, koji je detaljno opisan u literaturi novijeg datuma (Stamenic i sar., 
2008; Zizovic i sar, 2005), uzima u obzir izotermne i izobarne uslove, konstantni protok CO2, kao i postojanje 
aksijalne disperzije NK CO2 u ekstraktoru. U ovom modelu, kao i kod modela Sovove (1994a), ekstrakt koji se 
nalazi u odgovarajućim sekretornim strukturama (glandularni trihomi, sekretorne cevčice, kanali i ćelije) 
aproksimiran je pseudokomponentom. U novijoj literaturi je, takođe, na osnovu ponašanja odgovarajućih 
sekrecionih struktura tokom procesa NKE i rezultata modelovanja, izvršena klasifikacija biljnog materijala na 
osnovu dominirajućeg otpora prenosu mase tokom ekstrakcionog procesa (Stamenic i sar., 2008; Žižović, 
2006). S tim u vezi, pokazalo se da je brzina NKE kod biljaka sa sekretornim kanalima i šupljinama  (Zizovic i 
sar., 2007b), limitirana brzinom spoljašnjeg prenosa mase, dok je kod biljnih vrsta čiji su sekundarni metaboliti 
skladišteni u sekrecionim  ćelijama ukupna brzina NKE procesa limitirana difuzijom u čvrstoj fazi (Zizovic i sar., 
2007a). Kod NKE biljaka Lamiaceae u kojima se etarsko ulje nalazi u glandularnim trihomima, na ukupnu 
brzinu procesa ekstrakcije utiču spoljašnji prenos mase u periodu brze ekstrakcije, odnosno difuzija u čvrstoj 
fazi u periodu spore ekstrakcije (Stamenic i sar., 2008, 2010; Zizovic i sar., 2005).  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 36 
2.5.2.1. Empirijsko modelovanje  
 
Empirijski modeli nastaju iz eksperimentalnih podataka i mogu biti korisni ukoliko podaci o mehanizmu 
prenosa mase i ravnoteži nisu dostupni. Njihov značaj je mali za procesne uslove koji prevazilaze okvire 
eksperimentalnih, jer ovi modeli praktično predstavljaju samo interpolaciju eksperimentalnih rezultata 
(Reverchon i De Marco, 2006). Pri empirijskom modelovanju procesa NKE korišćene su dve vrste empirijskih 
formula, prva, Langmuir-ovog tipa koja je data jednačinom (2): 
 
tB
tYY 
                               (2) 
 
i druga, tipa kinetike prvog reda data jednačinom (3): 
 
rs
rs qk
dt
dq                                    (3) 
 
gde je t - vreme, Y - prinos,  k - kinetička konstanta, B - konstanta, i qrs - preostala količina ekstrakta u čestici 
biljnog materijala. 
 
2.5.2.2. Modelovanje zasnovano na analogiji sa prenosom toplote 
 
U ovom slučaju, proces natkritične ekstrakcije se posmatra kroz fenomene prenosa toplote, pri čemu se 
svaka čestica biljnog materijala posmatra kao zagrejana sfera koja se hladi u medijumu uniformnog sastava. 
Pretpostavke su da je materija koja se ekstrahuje ravnomerno raspoređena u čestici i da se sve čestice u 
istom trenutku nalaze na istim uslovima ekstrakcije (Bartle i sar., 1990; Hong i sar., 1990; Reverchon i sar., 
1993, 1994). 
Primenom drugog Fikovog zakona difuzije (jednačina 1), maseni bilans za jednu česticu sfernog oblika 
može se napisati na sledeći način: 
 
r
r
qr
r
D
t
q








2
2  
                                      (4) 
 
Korišćenjem analogije između prenosa toplote i mase, i nakon Furijeovih transformacija, može se definisati 
materijalni bilans za česticu biljnog materijala: 
 

 







1
2
22
22
0
exp16
n r
tDn
nq
q 
                                  (5) 
 
gde je: n - ceo broj, r - prečnik sfere, D - koeficijent difuzije u sferi ili unutrašnji efektivni koeficijent difuzije, t - 
vreme ekstrakcije, q - preostala koncentracija rastvorka u sferi i q0, početna koncentracija materije koja se 
ekstrahuje. 
Glavni nedostatak modela po analogiji sa prenosom toplote je pretpostavka o istim uslovima ekstrakcije 
kroz ceo sloj biljnog materijala. Koncept empirijskog i modelovanja zasnovanog na analogiji sa prenosom 
toplote je napušten relativno brzo, da bi se skoro u potpunosti prešlo na koncept rešavanja diferencijalnog 
masenog bilansa za ekstraktor.  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 37 
3.5.2.3. Modelovanje zasnovano na integraciji diferencijalnog masenog bilansa 
 
Koncept modelovanja baziranog na rešavanju diferencijalnog masenog bilansa za ekstraktor je, danas, 
najšire primenjen oblik modelovanja procesa NKE iz biljnog materijala. Zasnovan je na postavljanju 
diferencijalnog masenog bilansa za deo ekstraktora i njegovoj integraciji za ceo ekstraktor. Osnovne 
pretpostavke modela zasnovanih na integraciji diferencijalnog masenog bilansa su konstantna gustina 
rastvarača i protok natkritičnog fluida kroz sloj čestica, zanemarljiva aksijalna disperzija, kao i aproksimacija 
kojom se etarsko ulje može okarakterisati osobinama jedne, izabrane pseudokomponente (Žižović, 2005). 
Uzimajući u obzir ove pretpostavke moguće je napisati jednačine materijalnog bilansa za diferencijalni 
deo ekstraktora (6) i čvrstu fazu (7): 
 
01 



t
qV)(
t
cV
h
cuV                                (6) 
)()1( *qqKA
t
qV p 
                                     (7) 
 
gde je  - poroznost sloja, V - zapremina ekstraktora, c - koncentracija ekstrakta u natkritičnom fluidu, q - 
koncentracija ekstrakta u čvrstoj fazi, u - prividna brzina strujanja fluida, Ap - ukupna površina čestica, q* -
ravnotežna koncentracija na granici faza čvrsto-fluid, K - koeficijent prenosa mase kroz česticu, t - vreme i h - 
prostorna koordinata ekstraktora. 
Imajući u vidu imaseni bilans za jednu česticu sfernog oblika (jednačine 4 i 5), moguće je dobiti i profil 
koncentracija unutar čestica. Poznavajući početne i granične uslove, kao i uslove ravnoteže, jednačine (6) i (7) 
se mogu rešiti pogodnom numeričkom metodom. 
 
2.6. Eksergijska analiza 
 
Energetska efikasnost je važan kriterijum za ocenu rada, kako pojedinačnih hemijsko-tehnoloških 
procesa, tako i složenih sistema procesa, koji sačinjavaju određeni hemijski kompleks ili određeni segment 
hemijske industrije. Energetska efikasnost ne zavisi samo od količine, već i od kvaliteta korišćene energije, te 
se za njeno određivanje koristi bilans eksergije hemijsko-tehnološkog procesa. Gubitak eksergije je mera 
termodinamičke nesavršenosti prouzrokovane nepovratnošću hemijskih i fizičkih promena u okviru procesa. 
Analiza gubitaka eksergije je složen i obiman posao koji zahteva poznavanje strukture hemijsko-tehnološkog 
procesa, parametara koji definišu režim rada svih obuhvaćenih uređaja kao i detaljne bilanse mase i energije.   
Isključivi cilj primene drugog principa termodinamike na analizu efikasnosti je minimiziranje termodinamičkog 
izgubljenog rada što naravno, izaziva uvećanje termodinamičke efikasnosti sistema. 
Eksergijska analiza omogućava izračunavanje efikasnosti korak po korak, odnosno izračunavanje 
efikasnosti pojedinačnih procesnih jedinica. Korisna je i analiza zasnovana na poređenju alternativnih procesa. 
Ovo razmatranje mora biti pažljivo i treba da obuhvati sve ekvivalentne jednačine operacije unutar granica 
procesa. Pri tome se podrazumeva potpuno definisanje granica procesa, tokova sirovina, proizvoda i slično 
(Cvetković, 1995). 
Eksergijski bilans za otvoreni sistem konstantnog protoka stanja (stacionarni proces) dat je jednačinom 
(8) (Bejan, 2002; Smith i sar., 1999):    
        
 lostoutQin WWxExEEx
.....                                                                                                               (8) 
 
gde su: inEx  i outEx  - eksergija na ulazu i izlazu iz datog sistema, QEx - eksergija koja se prenosi toplotom, 
.
W  
- spoljašnji rad u razmeni sa okolinom i Wlost - gubitak eksergije (označava se u literaturi i sa I, kao 
ireverzibilnost procesa, izgubljena snaga).  
  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 38 
Eksergija na ulazu i izlazu iz datog sistema definisane su na sledeći način: 
 
 )(.. inemxE xin                                                                                                                           (9) 
 )(.. outemxE xout                                                                                                                          (10) 
 
Specifična eksergija sistema - xe sa konstantnim protokom predstavljena je pomoću specifične entalpije - 
h, hemijske eksergije - che , entropije - s, kinetičke energije - 2
2
0v i gravitacione potencijalne energije - 0Zg  : 
 
0
2
0
0000 2
)()( ZgvesThsThe chx                                                                                          (11) 
 
pri čemu je xe  je izražena u kJ/kg, i zavisi od uslova sredine (T0, p0). Temperatura i pritisak sredine iznose 
293,15 K i 0,1 MPa, respektivno. U jednačini (11) izraz )( 0 sTh  predstavlja koristan protok struje fluida. xe  
predstavlja razliku izmedju korisnog protoka struje u datom stanju i protoka iste struje u stanju okoline. U ovom 
radu doprinosi hemijske, potencijalne i kinetičke energije su zanemareni. 
Sadržaj eksergije koja se prenosi toplotom je data jednačinom (12): 
 
  


 
j j
jQ T
TQE )1( 0
..
                                                                                                                            (12) 
 
gde su : jQ
.
- toplota razmene u j-toj razmeni toplote, jT - temperatura rezervoara u j-toj razmeni toplote i kW
.
 - 
spoljašnji koristan rad u k-toj razmeni sa okolinom. Zamenom jednačina (9), (10) i (12) u jednačinu (8) dobija 
se jednačina (13) pomoću koje se izračunava uništena eksergija (ireverzibilnost procesa ili izgubljena snaga) 
za otvoreni, stacionarni sistem. Izgubljena snaga je proporcionalna generisanoj entropiji usled faznih 
transformacija (jednačina 13). 
 
  
k
k
jj
jexxgenlost WT
TQouteminemSTW
.
0
....
0
.
)1()()(                                       (13) 
 
Eksergija predstavlja radni potencijal sistema u datom stanju u odredjenoj okolini. Maksimalan koristan 
rad ( max
.
W ) ili reverzibilan rad dat je kao promena eksergije i predstavlja maksimalan generisan rad (ΔE>0) ili 
minimalan potreban rad (ΔE<0) za prelazak sistema iz jednog u drugo stanje: 
ExExEW outin 
..
max
.
                                                                                                                (14) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 39 
2.7. Ispitivanje antibakterijske aktivnosti 
 
2.7.1. Osnovne karakteristike odabranih sojeva bakterija  
 
Bakterije su najstariji i najbrojniji jednoćelijski organizmi prokariotske građe za koje se smatra da su 
nastali pre oko 3,4 milijardi godina, ali su zbog svojih malih dimenzija poslednji živi organizmi otkriveni od 
strane čoveka. Prisutni su u svim vrstama stanovišta, uključujući i ljudski organizam i mogu se uočiti 
svetlosnim mikroskopom. Danas postoji više klasifikacija bakterija: (a) klasična klasifikacija (na osnovu 
morfoloških, tintorelnih, kulturelnih, biohemijskih i antigenskih osobina; (b) numerička klasifikacija 
(razvrstavanje u takse po sličnosti njihovih osobina); (c) biohemijska klasifikacija (na osnovu bihoemijskih 
razlika jedinjenja koja se nalaze u ćelijskom zidu pojedinih bakterija); i (d) klasifikacija na osnovu sastava DNK 
(utvrđuje se frekvencija parova baza u DNK posmatrane vrste bakterija, najčešće guanina i citozina) (Švabić-
Vlahović i sar., 2008). 
Mikroorganizmi se, na osnovu prirode njihovih interakcija sa ljudima, mogu grupisati u: (a) komenzalne 
mikroorganizme (sačinjavaju normalnu mikrofloru i nisu uzročnici oboljenja), (b) patogene organizme 
(specifični su za posebnu vrstu domaćina i vrstu tkiva, uništavaju ćelije domaćina direktno ili, indirektno, 
proizvodeći toksine koji nanose štetu metabolizmu ćeliji domaćina, (c) oportunističke organizme (obično se 
nalaze u našem okruženju ili su deo normalne mikroflore i nisu primarni uzročnici oboljenja; mogu izazvati 
teška oboljenja u slučajevima oslabljenog imuninteta organizma domaćina ili ako nekim putem dospeju na 
mesta gde se inače ne nalaze, na pr. nakon operacije) i (d) zoonotske mikroorganizme (obično izazivaju 
oboljenja kičmenjaka sem čoveka, ali se mogu preneti na ljude sa inficiranih životinja ili životinjskih proizvoda) 
(Kinsbury i sar., 1997). 
 
2.7.1.2. Gram-pozitivne koke: stafilokoke, streptokoke i enterokoke 
 
Stafilokoke su Gram-pozitivne fakultativno anaerobne bakterije loptastog oblika raspoređene u vidu 
grozdastih formacija (grč. staphylos-grozd). Rod Saphylococcus obuhvata 32 vrste bakterija od kojih su 
najznačajniji izazivači oboljenja kod ljudi S. aureus (striktni patogen), S. epidermidis i S. saprophyticus 
(oportunističke bakterijske vrste). Vrsta S. aureus poseduje veliki broj strukturnih i solubilnih faktora virulencije 
koji mu omogućavaju veliku prodornost, uništavanje tkivnih elemenata, izazivanje zapaljenske reakcije, 
intoksikaciju organizma domaćina i izbegavanje, mehanizama imunosti. Zbog toga je u stanju da izazove veliki 
broj toksemičnih oboljenja (stafilokokno trovanje hranom, sindrom oparene kože i toksični šok sindrom), 
oboljenja kod kojih je stafilokok direktno prisutan u nekoj regiji (kožne infekcije, infekcije respiratornih puteva, 
urogenitalnog trakta, sinuzitis, osteomiljelitis, septični artritis, endokarditis, septikemija i dr.) kao i oboljenja 
gotovo svih organa i tkiva čovečjeg organizma. Poseduje različite mehanizme rezistencije na antibiotike i 
smatra se jednim od najznačajnijih bakterijskih agenasa u humanoj medicini (Higerd i Flower, 1997; Švabić-
Vlahović i sar., 2008). Vrsta S. epidermidis naseljava gotovo sve dostupne regije čovekovog organizma ulazeći 
u sastav fiziološke mikroflore. Čest je kontaminent medicinskih instrumente (kateteri i implanati) i jedan je od 
najčešćih izazivača intrahospitalnih infekcija. Vrsta S. saprophyticus ima izraženi afinitet za urinarni trakt 
(Švabić-Vlahović i sar., 2008). 
Tokom nekoliko poslednjih decenija, kod stafilokoka je registrovana rezistencija na gotovo sve antibiotike. 
Primena penicilaza rezistentnih penicilinskih lekova (oksacilina, kloksacilina i meticilina) i inhibitora beta-
laktamaza (klavulanska kiselina) u terapiji rezultirala je ubrzo razvojem novog mehanizma rezistencije 
zasnovanog na promeni afiniteta ciljnog mesta – penicilin vezujućih proteina (meticilin rezistentne stafilokoke-
MRSA). Vremenom su stafilokoke razvile rezistenciju na gotovo sve široko primnenjivane antibakterijske 
lekove: eritromicin, hloramfenikol, gentamicin, amikacin, fluorohinolone, sulfonamide, vankomicin i druge. Zbog 
toga se, danas, u slučaju teških oboljenja izazvanih MRSA sojevima koriste kombinacije antibiotika sa 
sinergističkim dejstvom (Švabić-Vlahović i sar., 2008).  Zabrinjavajuća je činjenica da farmaceutska industrija u 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 40 
poslednjih dvadesetak godina nije proizvela nijedan novi takozvani „blockbuster antibiotik“ širokog spektra 
delovanja za široku upotrebu u humanoj i veterinarskoj medicini (Nordmann, 2007). Za krizu u proizvodnji 
novih klasa antibiotika  postoji nekoliko razloga: nedovoljna selektivna toksičnost novih supstanci sa jakim  
antibakterijskim delovanjem, duga, skupa i neizvesna pretklinička i klinička ispitivanja novih antibiotika (od 
nekoliko godina do nekoliko decenija) koja zahtevaju pokretanje ogromne višegodišnje marketinške kampanje 
kako bi novi preparat došao do potrošača (Mišić i sar., 2009b). 
Iz gore pomenutih razloga u poslednjih deset godina u svetu su sve aktuelnija ispitivanja antibakterijskog 
delovanja alternativnih neantibiotskih supstanci kao što su etarska ulja i biljni ekstrakti (sami ili u kombinaciji sa 
postojećim antibioticima) za lečenje infekcija izazvanih multirezistentnim sojevima bakterija (Abdalla i sar., 
2007; Becerril i sar., 2007; Gutierrez i sar., 2009; Mišić i sar., 2010a,b; Mišić i sar., 2009a,b; Rota i sar., 2008 ). 
Streptokoke i enterokoke su Gram-pozitivne bakterije veličine 0,5-1 µm koje se obično ređaju u parovima 
ili lancima različite dužine zbog specifičnosti njihove deobe (Švabić-Vlahović i sar., 2008; Higerd i Flower, 
1997). Većinom su fakultativni anaerobi; neke vrste su i kapnofilne (rastu bolje u prisustvu 2-10% CO2). 
Streptococcus pyogenes uzrokuje je veliki broj oboljenja-gnojnu anginu, šarlah, erizipelu, puerperalnu sepsu, 
infekcije rana, imunopatološka stanja kao što su reumatska groznica, akutni glomerulonefritis i dr. Ova 
bakterijska vrsta ima izuzetno širok spektar mehanizama kojima izaziva oboljenja kod ljudi: brojne enzime i 
toksine, strukture kojima izbegava fagocitizu i podstiče inflamaciju; specifičnu antigensku strukturu i dr. Vrsta 
S. agalactiae je oportunistički patogena bakterija koja je mnogo godina bila poznata kao uzročnik mastitisa kod 
krava. Najznačnija oboljenja koja ova bakterijska vrsta izaziva kod ljudi su teške infekcije novorođenčadi. 
Streptococcus uberis, je oportunistička bakterija koja kolonizuje više regija u organizmu goveda (stomak, 
krajnike, kožu i genitalni trakt). Može izazvati zapaljensko oboljenje, mastitis kod krava (Ward i sar., 2009) ali 
su zabeleženi i slučajevi mastitisa kod žena uzrokovanih ovom vrstom. Streptococcus 
equi subsp. zooepidemicus je oportunistički patogena bakterijska vrsta koja kolonizuje organizme konja, krava 
i svinja. Uzrokuje infekcije rana i respiratornog trakta kod ždrebadi i mladih konja. Može se preneti na ljude 
(zoonotska bakterija) konzumiranjem nepasterizovanog mleka ili mlečnih proizvoda i direktnim kontaktom sa 
konjima. Najčešća oboljenja koja izaziva kod ljudi su septikemija, meningitis, pneumonija, septični artritis i 
poststreptokokalni glomerulonefritis (Jovanović i sar., 2008). 
Predstavnici roda Enterococcus sačinjavaju deo normalne mikroflore intestinalnog i bilijarnog trakta, a u 
malom broju mogu se naći i u usnoj duplji, vagini i uretri muškaraca. Najčešće se izoluju E. faecalis i E. 
faecium. Vrste roda Enterococcus izazivaju urinarne infekcije, posebno kod bolesnika sa kateterima. Kod 
imunokompromitovanih osoba dovode do infekcija bilijarnog trakta i apscesa mekih tkiva. Čest je uzročnik 
endokarditisa, posebno kod osoba sa oštećenim ili veštačkim srčanim zaliscima. Poslednjih godina vrste ovog 
roda spadaju u vodeće uzročnike intrahospitalnih infekcija i izuzetno rezistentne na antibiotike (Švabić-
Vlahović i sar., 2008). 
 
 2.7.1.2. Gram-pozitivne bakterijske vrste štapićastih bakterija (bacila)  
 
Rod Bacillus obuhvata više od 50 vrsta Gram-pozitivnih aerobnih ili fakultativno anaerobnih bacila dužine 
do 10 µm među kojima su najpoznatije patogeni B. cereus, B. subtilis i B. anthracis (Manos i sar., 1997; Quinn 
i sar., 2002; Švabić-Vlahović i sar., 2008). B. cereus može svojim endotoksinima da izazove trovanje hranom: 
termostabilni toksin je odgovoran za vormitični oblik a termolabilni toksin za dijarejni oblik oboljenja. B. subtilis 
se nalazi u prirodi, povrću, mleku, kobasicama i deo je normalne mikroflore čoveka. Može izazvati 
oportunističke infekcije: sepsu kod imunokompromitovanih bolesnika i konjuktivitis kod osoba koje već imaju 
lezije ili hroničnu iritaciju sluzokože vežnjače. Čest je kontaminant bakterioloških podloga. Vrsta B. anthracis je 
aeroban bacil sa centralnom endosporom koji izaziva antraks, oboljenje biljojeda i tipična je zoonoza. Antraks 
se kod ljudi može javiti kao kožni, crevni i plućni, pri čemu sva tri oblika lako mogu preći u septični oblik. Kod 
životinja je ovo oboljenje gotovo uvek septično (Manos i sar., 1997; Quinn i sar., 2002; Švabić-Vlahović i sar., 
2008). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 41 
 2.7.1.3. Familija Enterobacteriaceae: rodovi Escherichia i Salmonella 
     
Pripadnici roda Escherichia su Gram-negativni, pokretni, fakultativno anaerobni bacili koji čine najbrojniju 
vrstu fakulativno anaerobne flore digestivnog trakta čoveka i životinja i svrstavaju se u uslovno patogene 
(oportunističke) bakterije. Od nekoliko vrsta ovog roda jedino E.coli  ima medicinski značaj (Virella i Schmidt, 
1997; Quinn i sar., 2002; Švabić-Vlahović i sar., 2008). Ešerihije su štapići prečnika 1-1,5 µm, dužine 2-4 µm 
raspoređeni pojedinačno, u parovima i nepravilnim strukturama. E.coli  izaziva dve grupe infekcija kod čoveka: 
ekstraintestinalne infekcije (infekcije urinarnog trakta, sepsa i meningitis) i dijarejna oboljenja ili enterokolitis 
(Švabić-Vlahović i sar., 2008; Virella i Schmidt, 1997). Rodu Salmonella pripada preko 2400 stereotipova. To 
su striktno patogeni mikroorganizmi, uzročnici salmoneloza. Salmonella Typhi i Salmonella Paratyphi A, B i C 
izazivaju tifuse i paratifuse. Čovek je jedini rezervoar infekcije. Salmonele se najčešće prenose 
kontaminiranom hranom životinjskog porekla, koja je nedovoljno termički obrađena, dok je prenošenje između 
retko. Serovarijetet S. Enteritidis je zoonotski mikroorganizam koji kolonizuje reproduktivne organe i jaja živine, 
a kod ostalih vrsta životinja i kod ljudi uglavnom dovodi do zapaljenja digestivnog sistema. Kod ljudi dovodi do 
infekcije najčešće putem kontaminirane hrane, uglavnom preko jaja poreklom od inficirane živine (Gantois i 
sar., 2009; Švabić-Vlahović i sar., 2008; Virella i Schmidt, 1997).  
 
2.7.2. Ispitivanje osetljivosti bakterija na antibakterijska sredstva 
 
Za ispitivanje antibakterijske aktivnosti ekstrakta izolovanih iz prirodnog materijala koristi se veliki broj 
metoda čija je klasifikacija prikazana u tabeli 6. Najčešće se koriste in vitro metode koje se mogu se 
klasifikovati u difuzione, dilucione i autobiografske metode (Burt, 2007). Sve metode koje se koriste za 
ispitivanje antibakterijske aktivnosti biljnih ekstrakata predstavljaju modifikovane metode za ispitivanje 
osetljivosti bakterija na antibiotike. 
 
Tabela 6 Metode ispitivanja antibakterijske aktivnosti biljnih ekstrakata (Burt, 2007) 
Namena Metoda 
Ispitivanje antibakterijske aktivnosti 
Difuziona metoda: 
1. disk metoda 
2. metoda bunarčića 
Ispitivanje antibakterijske aktivnosti-određivanje vrednosti MIC 
Diluciona metoda: 
1 Diluciona metoda u agaru  
2. Diluciona metoda u bujonu 
Određivanje brzine delovanja ili dužine trajanja antibakterijske 
aktivnosti 
Analiza vremena potrebnog za ubijanje bakterija/Krive 
preživljavanja 
Posmatranje fizičkih efekata antibakterijske aktivnosti Skenirajuća elektronska mikroskopija 
 
Diluciona metoda. Ova metoda se zasniva na diluciji (razređenju) ispitivanog antibiotika tako da se tako 
da se antibiotik u određenim koncentracijama dodaje direktno u podlogu. U podlogu se inokuliše ispitivani 
bakterijski soj u određenom broju. Uključene su i kontrole: podloga bez antibiotika inokulisana ispitivanim 
bakterijskim sojem; kao i nezasejana podloga sa antibiotikom. Nakon inkubacije od 18 do 24 sata na 
temperaturi od 37 °C, vrši se očitavanje rezultata; ukoliko je ispitivani mikroorganizam otporan na antibiotik u 
datoj koncentraciji  registruje se zamućenje podloge ili porast kolonija. Najmanja količina antibiotika u podlozi u 
kojoj nema zamućenja tj. porasta bakterija označava se kao minimalna inhibitorna koncentracija (u 
anglosaksonskoj literaturi,  MIC-Minimal inhibitory concentration) i predstavlja najmanju koncentraciju tog 
antibiotika koja inhibira rast bakterija.  
(a) Diluciona metoda u bujonu se izvodi u epruvetama ili mikrotitracionim pločama. Metoda je, osim za 
određivanje vrednosti MIC, pogodna i za određivanje vrednosti minimalne baktericidne koncentracije (u 
anglosaksonskoj literaturi, MLC-Minimal letal concentration), odnosno najmanje koncentracije antibiotika u 
kojoj ispitivani mikroorganizmi bivaju ubijeni (baktericidni efekat). U tom cilju se sadržaj iz epruveta tj 
bazenčića u kojima nema zamućenja presejava na čvrste podloge. Nakon inkubacije od 18 do 24 sata na 
temperaturi od 37 °C, rezultat se očitava na sledeći način: ukoliko na podlozi nema porasta bakterijskih 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 42 
kolonija, koncentracija antibiotika u epruveti iz koje je izvršeno presejavanje najmanja je koncentracija koja je 
delovala baktericidno i  predstavlja MLC (Švabić-Vlahović i sar., 2008) Kod ispitivanja antibakterijske aktivnosti 
biljnih ekstrakat primenom ove metode, određivanje granične tačke (MIC), može biti otežano usled 
zamućenosti uljane emulzije. Iz ovog razloga u upotrebi su indikatori poput fluorescin diacetata (FDA), ili 
trifeniltetrazolium hlorida (TTC). Diluciona metoda u bujonu razvijena je prvenstveno za ispitivanje 
hidrosolubilnih preparata. Pošto se ekstrakti ne rastvaraju ili su slabo rastvorljivi u vodi, da bi se poboljšao 
kontakt između ekstrakta i ispitivanog mikroorganizama koriste se emulgatori poput Tween 80 i Tween 20 u 
koncentracijama od 0,001% do 20 %. Upotreba etanola kao rastvarača u koncentracijama od 5 % takođe ima 
uticaja na antimikrobno dejstvo. Mišljenja povodom upotrebe rastvarača i emulgatora su protivurečna, jer se u 
nekim slučajevima pokazalo da njihova upotreba može negativno da utiče na antimikrobnu aktivnost 
supstance. 
(b) Diluciona metoda u agaru se sastoji u tome da se antibiotik u određenim koncentracijama dodaje u 
čvrstu podlogu. Na površinu podloge zasejavaju se inokulumi određene gustine ispitivanih bakterija. Na ovaj 
način, na istoj podlozi može se ispitati čak 10-16 različitih bakterijskih sojeva, a rezultati se očitavaju na 
osnovu porasta kolonija zasejanih bakterija. Samo one bakterijske ćelije koje su rezistentne na koncentraciju 
ispitivanog antibakterijskog sredstva koja je inkorporirana u agaru daće vidljiv porast (Švabić-Vlahović i sar., 
2008). 
Difuziona metoda.  Princip ove metode je da antibakterijska supstanca difunduje u hranljivu podlogu i 
deluje inhibitorno na zasejane bakterije (Švabić-Vlahović, 2008). Dve najčešće korišćene difuzione metode su: 
disk difuziona metoda i metoda bunarčića. Kod disk difuzione metode disk od filter papira, porozna posuda 
ili cilindar bez dna, postavljaju se na čvrstu hranljivu podlogu koja je zasejana određenim brojem bakterija soja 
koji se ispituje. Nakon inkubacije, prečnik zone inhibicije koji okružuje postavljeni disk sa antimikrobnom 
supstancom, smatra se merom inhibitorne snage supstance u odnosu na određeni testirani mikroorganizam. 
Rezultati difuzionih metoda često su protivurečni. S druge strane, ove metode se lako izvode i često koriste za 
početno ispitivanje antimikrobne aktivnosti nekog novog, nedovoljno ispitivanog ekstrakta (Mišić, 2003). 
(a) Disk difuziona metoda se sastoji u impregnaciji diskova od filter papira ili tableta određenom 
koncentracijom antibiotika Hranljiva podloga se prethodno zaseje suspenzijom određene gustine čiste kulture 
ispitivanog soja (inokulum). Na hranljivu podlogu se potom stavljaju diskovi ili tablete iz kojih antibiotik 
difunduje u hranljivu podlogu.  Posle inkubacije od 18 do 24 sata na 37 °C, očitava se prečnik zone inhibicije. 
Ako su svi uslovi standardizovani (veličina inokuluma, sastav i debljina podloge, pH podloge, vreme 
inkubacije), onda je prečnik zone inhibicije proporcionalan koncentraciji datog antibakterijskog sredstva. 
Drugim rečima, ako je zasejana bakterija osetljiva na delovanje antibakterijskog sredstva, ona neće porasti u 
zoni njegove aktivnosti. Širina te zone inhibicije predstavlja stepen osetljivosti bakterije: S (senzitivan-osetljiv 
soj), i I (intermedijaran-srednje osetljiv soj). Ako je bakterija otporna na dejstvo antibakterijskog sredstva, zona 
inhibicije je uska ili uopšte ne postoji: R (rezistentan-otporan soj). Prečnik zone inhibicije se meri 
milimetarskom hartijom i tumači prema prema preporuci proizvođača diska ili tablete (Švabić-Vlahović i sar., 
2008). Ova metoda je u modifikovanom obliku iskorišćena i u cilju ispitivanja osetljivosti bakterija na delovanje 
biljnih ekstrakata. Diskovi od filter papira natopljeni određenom supstancom tj. biljnim ekstraktom, postavljaju 
se na hranljivu podlogu zasejanu mikrobiološkom kulturom. Antimikrobna aktivnost rezultat je kombinacije dva 
načina delovanja: direktnog dejstva para na mikroorganizme, i indirektnog dejstva kroz medijum (hranljivu 
podlogu koja je apsorbovala paru ekstrakta). Iz tog razloga bitno je utvrditi koncentracije apsorbovanih 
supstaci u hranljivom agaru. Supstance koje su više rastvorljive u vodi, a pri tom i manje isparljive, akumuliraju 
se u podlozi u većim koncentracijama, nego više isparljive supstance i izuzetno nerastvorljive u vodi. Bitno za 
ovu metodu, a čega nije bilo u prethodno navedenim metodama, je pojava spontane degradacije nestabilnih 
supstanci u vazduhu, što svakako ima uticaja na rezultate ove metode. Ova tehnika ima veliki značaj u 
ispitivanju biljnih ekstrakta, kao potencijalnih supstanci za lečenje infekcija respiratornog trakta, inhaliranjem 
(Misic, 2003). 
(b) Metoda bunarčića izvodi se tako što se na hranljivoj podlozi koja je zasejana mikroorganizmima 
naprave udubljenja u odliku pravilnih rupa. Ova udubljenja (bunarčići), pune se određenom količinom 
antimikrobne supstance. Nakon inkubacije, jasne zone inhibicije nastaju oko diska ili bunarčića, ako je 
mikroorganizam osetljiv na antimikrobnu supstancu. U slučaju ispitivanja ekstrakta, ova metoda ima niz 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 43 
nepogodnosti. Najveći problem predstavlja to što je difuzija ulja kroz agar ograničena, usled male rastvorljivosti 
u vodi. 
Iako su difuzione metode podesnije za rutinski rad jer su jednostavnije za izvođenje, brže i jeftinije, 
dilucione metode su preciznije (Švabić-Vlahović i sar., 2008; Klančnik i sar., 2010). Nedostatak zone inhibicije 
kod difuzionih metoda ne mora značiti i malu osetljivost testiranih sojeva na ispitivane biljne ekstrakte ili 
etarska ulja. To se objašnjava činjenicom da manje polarna i/ili nepolarnih jedinjenja (koja ulaze u sastav 
eteričnih ulja) zbog svoje hidrofobne prirode ne difunduju ravnomerno kroz hranljivu podlogu (Klančnik i sar., 
2010). Zato se za kvantitativno određivanje antibakterijske aktivnosti biljnih ekstrakta/etarskih ulja preporučuju 
agar diluciona metoda i mikrodiluciona metoda u bujonu kojima se dobijaju znatno niže MIC vrednosti. 
Mikrodiluciona metoda je brža i preciznija i preporučuje sa za određivanje MIC vrednosti biljnih ekstrakata na 
sve tipove bakterija (Klančnik i sar., 2010). Kod određivanja antibakterijske aktivnosti biljnih ekstrakata, zbog 
nerastvorljivosti ekstrakta, kod obe metode dodaju se emulgatori da bi se postigla homogenost smeše. Pošto 
se u dilucionoj metodi u agaru zasejavanje mikroorganizama vrši na čvrstoj podlozi, u ovom slučaju lakše je 
odrediti vrednost MIC, jer problem zamućenosti ne postoji (Mišić, 2003).  
U novije vreme, za vizuelno detektovanje morfoloških 
promena bakterijskih sojeva na prisustvo etarskih ulja iz 
lekovitog bilja (R. officinalis) koriste se savremene 
instrumentalne metode poput metode mikroskopiranja 
primenom tehnike atomske mikroskopije (u aglosaksonskoj 
literaturi, AFM-Atomic Force Microscopy) kojom se postiže 
rezolucija snimanja od nekoliko pikometara i snimanje 
uzoraka u atomskoj rezoluciji (Jiang i sar., 2011) (slika 9). Na 
antimikrobnu aktivnost in vitro imaju uticaj sledeći faktori: (a) 
stabilnost antimikrobne supstance, jer neke supstance mogu 
izgubiti svoju aktivnost na temperaturi inkubacije, (b) veličina 
inokuluma, jer se velike bakterijske populacije inhibiraju 
sporije i nepotpunije od malih; takođe, kod velikih populacija 
veća je verovatnoća nastanka rezistentnih mutanata, (c) 
dužina inkubiranja, jer u većini slučajeva mikroorganizmi nisu 
ubijeni, već dolazi samo do inhibicije njihovog rasta tokom 
kratkotrajnog izlaganja dejstvu antimikrobnog agensa; s 
druge strane, dužim periodom inkubacije, antimikrobna 
supstanca može početi da gubi svoje dejstvo, pa je veća 
verovatnoća da se pojave rezistentni mutanti, ili da počnu da 
se razmnožavaju manje osetljivi pripadnici mikrobne 
populacije, (d) metabolička aktivnost mikroorganizma, jer su 
na dejstvo antimikrobne supstance osetljiviji mikroorganizmi 
koji aktivno i brzo rastu, nego mikroorganizmi u fazi odmora 
(stacionarnoj fazi), i (e) sastav hranljive podloge, pH itd. 
(Mišić, 2003). U novijoj naučnoj literaturi mogu se naći podaci 
i o in vivo ispitivanjima antibakterijske aktivnosti etarskih ulja i 
ekstrakata iz biljnog materijala i/ili pojedinačnih komponenti 
sa antibakterijskom aktivnošću u različitim model sistemima 
(Tabela 7).  
 
 
Slika 9 AFM (Atomic Force Microscopy)  snimci površine i 
faza soja S.aureus pre i posle isloženosti etarskom ulju 
ruzmarina u različitim koncentracijama; (a) kontrolni;(b) 2× 
MIC; (c) 8× MIC; (d) 32× MIC; (e) 128× MIC. Bar=500nm. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije 44 
Obzirom da ne postoje standardizovane metode za testiranje antibakterijske aktivnosti etarskih ulja na 
odgovarajućih sojeve bakterija, u praksi se vrši prilagođavanje postojećih eksperimentalnih metoda za 
ispitivanje antibakterijskog dejstva antibiotika (Burt, 2007; Mišić i sar., 2009a,b, 2010a,b; Švabić-Valhović, 
2008). Kako rezultati ispitivanja antibakterijske aktivnosti zavise od velikog broja faktora kao što su primenjena 
metoda, zapremina inokuluma, faza rasta, medijum, pH vrednost medijuma, inkubaciono vreme i temperatura 
(Janssen i sar., 1987; Rios i sar., 1988) literaturne podatke je teško porediti. Rezultati ispitivanja 
antibakterijske aktivnosti se takođe izražavaju različitim terminima (tabela 7).  
Tabela 7 Termini kojima se najčešće izražava antibakterijsko delovanje  
Termin Definicija 
Minimalna inhibitorna koncentracija (MIC) 
-Minimalna koncentracija pri kojoj dolazi do zadržavanja ili redukcije 
sposobnosti preživljanja mikroorganizama  
-Minimalna potrebna koncentracija za potpunu inhibiciju testiranih 
mikroorganizama do 48 h inkubacije 
-Minimalna koncentracija za inhibiciju vidljivog rasta testiranih organizama 
-Minimalna koncentracija koja dovodi do značajnog opadanja sposobnosti 
preživljavanja mikroorganizama (>90%) 
Minimalna baktericidalna koncentracija (MLC) 
- Minimalna koncentracija koja smanjuje broj živih bakterija za 99,9% ili više 
-Minimalna konentracija pri kojoj se ne zapaža rast nakon podsjevanja u sveži 
bujon 
U novijoj naučnoj literaturi mogu se naći podaci o ispitivanjima antibakterijske aktivnosti etarskih ulja i 
ekstrakata iz biljnog materijala i/ili pojedinačnih komponenti sa antibakterijskom aktivnošću u različitim model 
sistemima (tabela 8).  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
 45 
Tabela 8 Relevantni literaturni pregled rezultata in vitro ispitivanja antibakterijske aktivnosti ulja i ekstrakata i/ili 
njihovih pojedinačnih komponenti u hrani i kozmetičkim proizvodima (2000-2010) 
Grupa 
proizvoda Ispitivani sistem Etarsko ulje ili pojed.komponente Ispitivani bakterijski sojevi Literaturni izvor 
Mlevena ovčetina Ulje origana, nisina i njihove smeše S.Enteritidis Govaris i sar., 2010b; 
Paštete od sveže 
teletine Ulje origana i timijana 
E. coli, E. coli O157:H7, Staphylococcus aureus, 
Pseudomonas aeruginosa, Lactobacillus 
plantarum 
Emiroğlu i sar., 2010 
Teleći ekstrakt Ulja matičnjaka, majorama, origana i timijana 
Enterobacter spp., Listeria spp., Lactobacillus 
spp.,  Pseudomonas spp. Gutierrez i sar., 2009 
Teletina Ulje žalfije S. Anatum and S. Enteritidis Hayouni i sar., 2008; 
Pileći roštilj Ulje origana i orašćića E. coli O157:H7 Shekarforoush i sar., 2007 
Meso 
Ulje karanfilića, ulje origana, timijana 
i korijandera, enkapsulirano uje 
ruzmarina, čajnog drveta i karanfilića 
L. monocytogenes, Aeromonas hydrophila, E. coli Burt, 2004, 2007; Moriera i sar., 2007 
Prženo meso Ulje origana i smeše ulja oriagana sa uljima timijana, majorama i žalfije L. monocytogenes Du i Li, 2008 
Pileće kobasice Ulje karanfilića L. monocytogenes Mytle i sar., 2006 
Površina mesa Ulje origana i pimenta (čeri paprika) E. coli,  Pseudomonas spp. Oussalah i sar., 2004 
Piletina Eugenol L. monocytogenes, Aeromonas hydrophila Burt, 2004, 2007 
Piletina Ulje žalfije B. cereus, S. aureus, S. Typhimurium Burt, 2004, 2007 
Mlevena svinjetina Ulje timijana L. monocytogenes Burt, 2004, 2007 
Kobasica od 
svinjske jetre Enkapsulitrano ulje ruzmarina L. monocytogenes Burt, 2004, 2007 
Meso i živina 
Mlevena teletina, 
feta sir 
Ulje timijana, žalfije, karanfilića, 
eukapiptusa Vancomycin-Resistant, Enterococci (VRE), E. coli Selim i sar., 2010; 
Delfin Ulje karanfilića 
Pseudomonas fluorescens, Shewanella 
putrefaciens, Photobacterium 
phosphoreum, Listeria innocua, E. coli,  
Lactobacillus acidophilus 
Gómez-Estaca i sar., 
2010 
Fileti pastrmke Ulje origana Shewanella putrefaciens, Pseudomonas vrfste, i Enterobacteriaceae Frangos i sar., 2010 
Kuvani škampi Ulje timijana, aldehid cimetne kiseline Pseudomonas putida Burt, 2004, 2007 
Fileti krlje Ulje origana S.Typhimurium Burt, 2004, 2007 
Fileti lososa i 
bakalara Ulje origana P. phosphoreum Burt, 2004, 2007 
Fileti šarana Timol i karvakrol Produženje roka trajanja četri puta Mahmoud i sar., 2006; 
Riba 
Šaran 
Timol, karvakrol, aldehid cimetne 
kiseline, alilizotiocijanat, eugenol, 
izoeugenol, linalool 
Produženje roka trajanja Mahmoud i sar., 2004 
Sir Ulje orifana i timijana E. coli i L. monocytogenes Govaris i sar., 2010a; 
Obrano mleko u 
prahu 
Ulja matičnjaka, majorama, origana i 
timijana 
Enterobacter spp., Listeria spp., Lactobacillus 
spp., i Pseudomonas spp. E. coli Gutierrez i sar., 2009 
Mocarela sir, Ulje karanfilića, L. monocytogenes Burt, 2004, 2007 
Obrano mleko Karvakrol L. monocytogenes Burt, 2004, 2007 
Meki sir DMC baza sa 50 % ulja ruzmarina, žalfije i citrusa L. monocytogenes Burt, 2004, 2007 
Jogurt Ulje karanfilića, kardamona i nane Streptococcus thermophilus Burt, 2004, 2007 
Mlečni proizvodi 
Mlečna industrija Ulje origana, timijana, ruzmarina, žalfije, kima i karanfilića Različite kulture i odgovarajuće kvarenje hrane Viuda-Martos i sar., 2008 
Paradajz Ulje origana S. Typhimurium Gunduz i sar., 2010 
Laboratorijski 
medijum i sok od 
brokolija 
Ulje origana, ruzmarina i lovora L. monocytogenes Munoz i sar., 2009 
Kupusi 
Ulje timijana i šargarepe, ulja 
matičnjaka, majorama, origana i 
timijana 
E. coli, Enterobacter spp., Listeria spp., 
Lactobacillus spp., i Pseudomonas spp 
Burt, 2004, 2007; 
Gutierrez i sar., 2009 
Salata od plavog 
patlidžana Ulje origana E. coli O157:H7 Burt, 2004, 2007 
Povrće 
Seme lucerke Aldehid cimetne kiseline i timol Salmonella spp. Burt, 2004, 2007 
Riža Kuvana riža Karvakrol, ulje žalfije Prirodna flora, B. cereus, S. aureus, S. Typhimurium Burt, 2004, 2007 
Voće Kivi i dinja Karvakrol i cimetna kiselima Prirodna flora Burt, 2004, 2007 
Kozmetički 
preparati 
Sapun, sprej, 
standardni rastvor, 
losion 
Na-usinat/usninski ekstrakt S. aureus Najdenova i sar., 2001 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          46   
3. EKSPERIMENTALNI DEO 
3.1. Sirovine 
 
Za dobijanje etarskih ulja i ekstrakata sa antibakterijskom aktivnošću, pored izabranih biljnih vrsta 
začinskog i lekovitog bilja iz familije Lamiaceae: ruzmarin (Rosmarinus officinalis), žalfija (Salvia officinalis), 
timijan (Thymus vulgaris), origano (Origanum vulgare), korišćeni su i karanfilić (Eugenia caryophyllata), lovor 
(Laurus nobilis), anđelika (Angelica archangelica), ehinacea (Echinacea angustifolia), divizma (Verbascum 
thapsus), neven (Calendula officinalis), Aloa vera (Aloe barbadensis Miller) i lišaj Usnea barbata, čije su 
karakteristike date u tabeli 9. Korišćene sirovine su poreklom sa područja Srbije ili zemalja u okruženju (tabela 
9). 
Biljni materijal i lišaj U. barbata sušeni su na vazduhu, u tankom sloju, zaklonjen od direktne sunčeve 
svetlosti. Osušeni biljni materijal i lišaj U. barbata sadržali su 8 - 12 % vlage. Sadržaj vode u sirovinama 
određivan je primenom volumetrijske titracije prema Karl Fišeru. Sirovina je mlevena i prosejavana do čestica 
srednjeg prečnika 0,4±0,1 mm neposredno pre natkrične ekstrakcije.  
 
Tabela 9 Sirovine korišćene za ispitivanja 
# Biljna sirovina Familija Narodni naziv Poreklo 
Godina 
sakupljanja Droga 
1 Usnea barbata Parmeliaceae Usnea Negotino na Vardar, okolina Skoplja (Makedonija) 2008, 2010 - 
2 Origanum vulgare Lamiaceae Origano Zrenjanin-Čenta (Vojvodina, Srbija) 2009 List 
3 Rosmarinus officinalis Lamiaceae Ruzmarin Albanija 2005 List 
4 Salvia officinalis Lamiaceae Žalfija Hercegovina (BiH) 2005 List 
5 Thymus vulgaris Lamiaceae Timijan Bavanište (Vojvodina, Srbija) 2009 List 
7 Angelica archangelica HApiaceaeH. Anđelika Centralna Srbija 2007 Koren 
8 Echinacea angustifolia HAsteraceae Ehinacea Centralna Srbija 2007 
Nadzemni 
deo 
Centralna Srbija 2007 List 9 Verbascum thapsus 
HScrophulariaceae 
 Divizma Bavanište (Vojvodina, Srbija) 2009 Cvet 
10 Calendula officinalis HAsteraceae Neven Bavanište (Vojvodina, Srbija) 2009 Cvet 
11 Eugenia caryophyllata HMyrtaceae Karanfilić Kanarska ostrva (Španija) 2009 Pupoljci 
12 Laurus nobilis Lauraceae Lovor Crna Gora 2007 List 
13 Aloe barbadensis Miller HAsphodelaceae Aloe vera Beograd (Srbija) 2007 List 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          47   
3.2. Različiti postupci izolacije biološki aktivnih etarskih ulja i ekstrakata 
 
3.2.1. Hidrodestilacija po Klevenžeru 
 
Na slici 10 prikazana je aparatura korišćena za laboratorijsko dobijanje etarskog ulja postupkom 
hidrodestilacije po Klevendžer-u. Za hidrodestilacije je korišćeno 50-86 g osušeneg i usitnjenog biljnog 
materijala i 500-800 ml destilovane vode. Na balon (1000 ml), koji je zagrevan pomoću električne obloge, 
postavljen je hladnjak. Proces destilacije trajao je 4 h, tokom koje je etarsko ulje sakupljano u gornjem, 
graduisanom delu cevi za merenje predestilisanog ulja. Nakon očitavanaja zapremine, izdvojeno etarsko ulje 
je ispuštano u odmereni stakleni sud sa anhidrovanim Na2SO4. Uzorak je držan u frižideru na 4 °C nekoliko 
dana. Nakon sušenja, uzorak je korišćen za ispitivanja hemijskog sastava i antibakterijske aktivnosti. 
  
50
40
30
20
10
0
1 11
2
3
4
5 6
7
8
9
1 10
2
3
4
5 6
7
8
9
0  
                                  Slika 10 Aparatura za hidrodestilaciju po Klevendžeru 
 
3.2.2. Natkritična ekstrakcija 
 
3.2.2.1. Postrojenje za NKE 
 
Za ekstrakcije sa NK CO2 korišćeno je laboratorijsko postrojenje (Autoclave Engineers SCE Screening 
System) (slika 11). Uprošćena šema ovog postrojenja prikazana je na slici 12. Ovaj sistem predviđen je za 
laboratorijska ispitivanja sa šaržama biljnog materijala, uz korišćenje ugljenik(IV)-oksida kao natkritičnog 
medijuma i najveći dozvoljeni radni pritisak od  41,3 MPa na 238 °C. Tečni ugljenik (IV)-oksid pritiče iz boce sa 
sifonom, a između izlaza iz boce i pumpe visokog pritiska se hladi u kriostatu, kako bi se sprečilo njegovo 
isparavanje. Pumpom za tečnosti visokog pritiska (Milton Roy, Francuska) ostvaruje se maksimalni izlazni 
pritisak od 42 MPa pri protoku od 0,55 l/h. Glava pumpe se dodatno hladi, radi obezbeđenja ravnomernog 
rada i konstantnog protoka tečne faze. Dva povratna regulatora pritiska (BPR1 i BPR2) se koriste u cilju 
regulacije pritiska u ekstraktoru i separatoru. Radna zapremina ekstraktora iznosi 150 cm3. Ekstraktor je 
izrađen od nerđajućeg čelika 316SS i opremljen je sa dva grejača radi održavanja neophodne temperature. 
NK CO2 napušta ekstraktor i ulazi u separator, gde se promenom pritiska vrši odvajanje rastvarača od 
rastvorka. Zapremina separatora iznosi 500 cm3. Uzorci ekstrakta mogu se uzeti otvaranjem ventila na dnu 
separatora. Za indikaciju protoka ugljenik(IV)-oksida kroz sistem predviđen je merač protoka. Protok se može 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          48   
podešavati igličastim ventilom. Ugljenik(IV)-oksid koji napušta separator, nakon prolaska kroz merač protoka, 
odlazi u atmosferu.  
 
    
(a)                      (b)                                (c) 
Slika 11 Laboratorijsko postrojenje za NKE (Autoclave Engineers Screening System) (a); ekstraktor (b) i 
pumpa za tečnosti pod visokim pritiskom (c)  
 
 
Slika 12 Laboratorijsko postrojenje za NKE (Autoclave Engineers Screening System) 
 
3.2.2.2. Izbor procesnih parametara i uslovi NKE 
 
U tabeli 11 prikazani su ekstrakcioni uslovi za NKE ekstraktivnih materija iz odabranog biljnog materijala. 
U cilju povećanja efikasnosti NKE (povećanje prinosa ekstrakata za kraće vreme i uz manju potrošnju NK 
CO2), pored mehaničkog predtretmana (mlevenje) odabrane sirovine, primenjen je i odgovarajući predtretman 
biljnog materijala sa NK CO2. Kod NKE ekstraktivnih materija iz začinskog bilja familije Lamiaceae (ruzmarin, 
žalfija, timijan, origano) ovaj predtretman se sastojao u izlaganju prethodno usitnjenog biljnog materijala NK 
CO2 na pritisku i temperaturi ekstrakcije bez proticanja fluida neposredno pre kontinualne NKE (Zizovic i sar., 
2005)  U cilju razaranja biljnog tkiva i povećanja efikasnosti ekstrakcije, kod lišaja U. barbata, korena anđelike, 
lista lovora i lista aloe primenjen je predtretman varijacije pritiska nakon kratkog izlaganja biljnog materijala 
natkritičnom CO2 (30-60 min u zavisnosti od biljne sirovine). U toku NKE merena je masa izdvojenog ekstrakta 
i računat maseni prinos ekstrakta (15) u odnosu na specifičnu količinu utrošenog NK CO2 (kgCO2/kgbm). 
 
100)/(%, 
bm
e
m
mwwY                                (15) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          49   
Tabela 11 Uslovi NKE  
# Biljna sirovina Pritisak (MPa) Temperatura(ºC) Gustina CO2 (kg/m3) 
1 Usnea barbata 30 40/60 911/830 
2 Origanum vulgare 10 40 630 
3 Rosmarinus officinalis 11.5 40 703 
4 Salvia officinalis 11.5 40 703 
5 Thymus vulgaris 10/11.5 40 630/703 
6 Angelica archangelica 15/20 40 781/841 
7 Echinacea angustifolia H15/25 40 781/880 
8 Verbascum thapsus 15/20/30 40 781/841/911 
9 Calendula officinalis H15/20 40/60 781/840 
10 Eugenia caryophyllata H10 40 630 
11 Aloe barbadensis Miller H10 40 630 
 
3.2.2.3. Simultana NKE iz biljnih mešavina 
 
Za ispitivanje kinetike i fenomena prenosa mase kod procesa simultane NKE iz dvokomponentnih smeša 
biljnog materijala korišćeni su osušeni listovi origana i timijana i pupoljci karanfilića. NK CO2 iz pojedinih biljnih 
sirovina (origano, timijan i karanfilić), kao i iz smeša karanfilić/origano (C/O) i karanfilić/timijan (C/T), izvedene 
su na 10 MPa i 40 °C u cilju izolacije natkritičnih ekstrakata bogatih etarskim uljem (mono- i seskviterpenima). 
Početna masa biljnog materijala je bila 34,5 ± 3,0 g. Usitnjeni i prosejani biljni materijal je izlagan NK CO2 u 
trajanju od jednog sata bez proticanja fluida neposredno pre kontinualne ekstrakcije na uslovima ekstrakcije 
(10 MPa i 40 °C). Izabrani predtretman biljnog materijala primenjen je u skladu sa ranijim istraživanjima 
(Zizovic i sar., 2005) u cilju povećanja efikasnosti razaranja glandularnih trihoma (sekrecione strukture prisutne 
u origanu i timijanu). 
Ekstrakcije iz origana, timijana i karanfilića, kao i smeša karanfilić/origano i karanfilić/timijan, vođene su 
do iscrpljivanja biljnog materijala pri čemu su, nakon utroška 94,3 kg CO2/kgbm (ili nakon 5,0 ± 0,5 h 
ekstrakcije) utvrđeni totalni prinosi ekstrakata. Maseni protok CO2 bio je 0,62 ± 0,06 kg/h. 
Očekivani ili teorijski prinosi ekstrakata izolovanih simultanom NKE iz C/O i C/T smeša (ytheor(C/O) i 
ytheor(C/T)) izračunati su na osnovu utvrđenih eksperimentalnih ekstrakcionih prinosa iz čistog origana, timijana 
i karanfilića, kao i masenog udela pojedinih komponenti u ispitivanim dvokomponentim smešama: 
 
HYtheor(C/O)(%, w/w)=fcYexp,C(%, w/w)+fOYexp,O(%, w/w)H (16a) 
HYtheor(C/T)(%, w/w)=fcYexp,C(%, w/w)+fTYexp,T (%, w/w)H                              (16b) 
 
gde su: fC, fO i fT - maseni udeli karanfilića, origana i timijana u početnom biljnom materijalu, a 
yexp,C, yexp,O i yexp,O - eksperimentalne vrednosti prinosa ekstrakata iz čistog karanfilića, origana i timijana.  
  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          50   
3.2.3. Ekstrakcija sa etanolom 
 
Za ekstrakcije u Sokslet aparaturi (slika 13) i za ultrazvučne ekstrakcije korišćeni su koncentrovani etanol 
(96 %) i 70 % vodeni rastvor etanola (Zorka, Šabac). Pored Sokslet i ultrazvučne ekstrakcije, za izolaciju 
ekstrakata U. barabata, korišćeni su i postupci maceracije (1:5) i perkolacije (1:2) sa 70 % etanolom. 
 
3.2.3.1. Ekstrakcija po Soksletu 
 
Za dobijanje ekstrakata pomoću ekstrakcije po Soksletu (slika 13) korišćeno je 50 g usitnjenih listova 
timijana i origana i cvetova divizme, odnosno 178 g korena anđelike, 52,8 g nadzemnog dela divizme, 81,7 g 
nadzemnog dela ehinacee i 48,0 g cvetova nevena. Biljni materijal je stavljan u celuloznu hilznu (ili ukoliko je 
materijal voluminozan u filter vrećice za čaj), koja se postavlja u ekstrakcionu komoru Soksletovog 
ekstraktora. Soksletov ekstraktor se postavlja na balon u koji je prethodno dodato 600 ml etanola. Na vrhu 
ekstrakcione komore nalazi se kondenzator. Rastvarač je zagrevan preko električne obloge do temperature 
ključanja. Pare rastvarača se penju uz destilacionu granu i ulaze u komoru za ekstrakciju. Kondenzator 
omogućava da se para rastvarača hladi i kapljice vraćaju u ekstrakcionu komoru, natapajući čvrsti materijal.  
              
 
Slika 13 Aparatura po Soksletu  
 
Ekstrakciona komora, u kojoj se nalazi čvrst materijal, puni se toplim rastvaračem koji rastvara željene 
komponente. Istog trenutka kada se komora napuni, ona počinje da se prazni preko padine (grane povezane 
sa destilacionom komorom), pri čemu se rastvarač vraća u destilacioni balon. Ovaj ciklus se ponavlja do 
obezbojavanja rastvora koje se dešava nakon iscrpljenja biljne sirovine. Tokom svakog ciklusa, deo 
komponenti se rastvara u rastvaraču. Nakon više ciklusa željeno jedinjenje se koncentriše u destilacionom 
balonu. Nakon ekstrakcije, rastvarač se odvaja od ekstrakta uparavanjem pomoću rotacionog vakuum 
uparivača (slika 14). 
U cilju ispitivanja kinetike Sokslet ekstrakcije iz osušenih listova origana, timijana i cveta divizme, nakon 
svakog persefoniranja (4-6 po eksperimentu), uzimano je po 5 ml uzorka iz kojih je rastvarač uklanjan 
pomoću rotacionog vakuum uparivača (slika 14), merena masa ekstrakta i računat prinos ekstrakta pomoću 
jednačine (15). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          51   
 
Slika 14 Rotacioni vakuum uparivač 
 
3.2.3.2. Ultrazvučna ekstrakcija 
 
Za ultrazvučne ekstrakcije (UZE) sa etanolom korišćeno je ultrazvučno kupatilo (Bandelin Sonorex RK 52, 
BANDELON electronic, 35 kHz, 60 W) sa radnom zapreminom od 1,8 l unutrašnjih dimenzija 150 mm × 
140, mm × 100 mm (slika 15). Mase biljnog materijala korišćenog za UZE, kao i korišćeni rastvarači, vremena 
ekstrakcije i odnosi biljne sirovine i rastvarača (hidromoduli) dati su u tabeli 12. 
 
 
Slika 15 Ultrazvučno kupatilo 
 
Tabela 12 Mase biljnog materijala korišćenog za UZE 
Biljni materijal Masa (g) Rastvarača Vreme sonifikacije  (min) 
Temperatura 
(°C) Hidromodul
b 
Aloa 5,0 A 30 sobna temperat. 1:40 
Lovor 5,0 A 30 sobna temperat. 1:40 
Neven 5,0 A 45 sobna temperat. 1:80 
Anđelika 110,0 A 45 sobna temperat. 1:3 
Ehinacea 76,6 A 45 sobna temperat. 1:6,5 
Divizma, nadz. deo 51,9 A 45 sobna temperat. 1:8 
Divizma, cvet 20,0 B 90 40 1:12 
Timijan 20,0 B 90 40 1:12 
Origano 20,0 B 90 40 1:12 
a A - Koncentrovani  etanol, B - 70 % vodeni rastvor etanola; b Odnos mase biljnog materijala i zapremine rastvarača (w/v)  
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          52   
Pre početka procesa ekstrakcije, usitnjeni biljni materijal je stavljan u odgovarajući stakleni sud 
(erlenmajer ili balon sa okruglim dnom) i prelivan datim rastvaračem. Nakon sonikacije, uzorci su filtrirani i 
rastvarač je uklanjan uparavanjem u rotacionom vakuum uparivaču (slika 14). U cilju ispitivanja kinetike UZE 
kao biljni materijal korišćeni su osušeni i usitnjeni listovi origana, timijana i cveta divizme. U stakleni balon sa 
šlifovanim zatvaračem stavljeno je 20,0 g biljnog materijala u filter vrećice koje su stavljene u stakleni balon od 
500 ml, a zatim prelivane sa 240 ml etanola. Sonikacija uzorka vršena je  u ciklusima: dva puta u trajanju od 
po 5 min, tri puta u trajanju od po 10 min i 3 puta u trajanju od po 15 min na temperaturi od 40 °C. Posle 
svakog perioda sonikacije uzimano je po 4 ml uzorka, koji su uparavani u rotacionom vakuum uparivaču. 
Srednja temperatura uparavanja smeše etanola i vode iznosila je 60 C. Uparavanje je završeno kada su svi 
tragovi etanola predestilisani, nakon čega je u balonu zaostao smolast ekstrakt.  
 
3.2.3.3. Ekstrakcija sa etanolom na poluindustrijskom nivou 
 
Za ispitivanje kinetike ekstrakcije sa organskim rastvaračem na poluindustrijskom nivou korišćeni su 
osušeni i usitnjeni listovi timijana (Thymus vulgaris), čiji su ekstrakti pokazali jako antibakterijsko dejstvo. 
Uprošćena šema korišćenog postrojenja za šaržne procese ekstrakcije na poluindustrijskom nivou prikazana 
je na slici 16.  
 
 
Slika 16 Poluindustrijsko postrojenje za ekstrakciju biljnog materijala 
(1 - vodeno kupatilo; 2 - ekstrakcioni sud; 3 - elektromotor; 4 - regulator frekvencije; 5 - mešač; 6 - jedinica za 
termoregulaciju; 7 - uređaj za indikaciju i kontrolu temperature; 8 - grejači; 9 - mešač za vodeno kupatilo; 10 -
izvor električne energije; 11 - nivo vode u kupatilu; 12 - nivo rastavarača i biljnog materijala u ekstrakcionoim 
sudu) 
 
Usitnjeni biljni materijal (600 g) i 7,2 l 70% etanola (odnos mase rastvarača i biljnog materijala 12:1) 
dodati su  u ekstrakcioni sud. Ekstrakcije su izvedene na temperaturama 40 °C i 80,5 °C (±0, 5°C) (PSE1 i 
PSE2, respektivno) u trajanju od 2 h, uz konstantno mešanje pri brzini od 60 obrt/min. U određenim 
vremenskim intervalima (10, 30, 60, 120, 180, 240 min) iz suda je uzimano 30 ml rastvora. Uzorci su filtrirani, 
nakon čega je vršeno uklanjanje rastvarača uparavanjem u rotacionom vakuum uparivaču do konstantne 
mase ekstrakta. Merena je diferencijalna masa ekstrakta i računat prinos ekstrakta na osnovu jednačine (15).  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          53   
3.2.4. Kombinovane metode ekstrakcije 
 
Za potrebe uporedne analize energetske efikasnosti različitih tehnika ekstrakcije ispitane su NKE, UZE, 
kao i ultrazvučna ekstrakcija sa predtretmanom biljnog materijala sa NK CO2 (NKE-UZE) iz osušenih i 
usitnjenih listova aloe, lovora i korena anđelike (slika 17). Predtretman se sastojao u kratkom izlaganju biljnog 
materijala NK CO2 (30 min) na uslovima ekstrakcije (tabela 13) i nagle dekompresije do uslova u boci sa CO2 
(sobna temperatura, 6 MPa). Ovakav predtretman je, u skladu sa prethodnom ispitivanjima (Glisic i sar., 2008; 
Stamenic i sar., 2008, 2010), primenjen u cilju razaranja biljnog tkiva i povećanja efikasnosti UZE sa etanolom. 
 
 
Slika 17 Šematski prikaz UZE i NKE-UZE postupka iz materijala sa različitom veličinom čestica 
 
Tabela 13 Uslovi predtretmana listova aloe, lovora i korena anđelike sa NK CO2 
Biljni materijal m (g) dp (mm) p (MPa)/t (°C) 
Aloa 5,0 0,4/prah (<0,315 mm) 10/40 
Lovor 4,5 0,4 10/40 
Anđelika 14,0 0,4/prah (<0,315 mm) 20/40 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          54   
3.2.5. Izračunavanje termodinamičkih parametara za eksergijsku analizu 
 
Ispitivanje i poređenje energetske efikasnosti korišćenih metoda ekstrakcije vršeno je primenom 
eksergijske analize u cilju izračunavanja maksimalnog korisnog rada i gubitaka eksergije. Termodinamički 
parametri CO2 (gasoviti, tečni i natkritični). koji je korišćen u procesu NKE (slika 18), dati su u tabeli 14.  
 
Tabela 14 Specifične entalpije za CO2 (kJ/kg) (Temperature Entropy (T, s)-Diagram for CO2, CARBO- 
Kohlensäurewerke GmbH&Co.KG) (Ivanovic i sar., 2009) 
 Atmosfera Tank Pumpa NKE  NKE 
 1 2 3 4 4’ 
T (K) 298,15 298,15 268,15 313,15 373,15 
p (MPa) 0,1 6 6 10 30 
h (kJ/kg) 1000 910 682 807 883 
s (kJ/kgK) 5,97 5 4,25 4,62 4,75 
v (m3/kg) 0,5 0,0053 0,00103 0,0016 0,0015 
 
Slika 18 Tehnološka šema za proces NKE sa ulaznim i izlaznim tokovima CO2 
       
Termodinamički parametri za koncentrovani etanol i 70 % vodeni rastvor etanola korišćenih za SE i UZE 
dati su u tabeli 15. 
 
Tabela 15 Termodinamički parametri za 96 % etanol i 70 % vodeni rastvor etanola 
Termodinamički parametri: 70 % etanol 96 % etanol 
 hvap  (kJ/kg) 1128,2 837 
 svap  (kJ/kgK) 3,190 2,381 
cp (kJ/kgK) 2,962 2,44 
 (m3/kg) 844,7 808,5 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          55   
Gde su  hvap i  svap  standardna entalpija i entropija isparavanja rastvarača. Za smešu etanola i vode 
(70:30) ove vrednosti su izračunate pomoći Li-Keslerove korelacije date jednačinom (17): 
  )T,T,,(T,T,,RTh rrrcvap r 72 6152472136875150167128861096486                                  (17) 
 
gde je Tr  - redukovana temperatura (Tb/Tc), Tb - normalna temperatura ključanja u K, R - univerzalna gasna 
konstanta, 8,314 kJ/kgK, dok je hvap  u kJ/kg. Kritična temperatura, Tc i faktor acentričnosti smeše ω dobijaju 
se iz sledećih jednačina (18-20) korišćenjem azeotropskih udela xi (Demirel, 1999; Reid i sar., 1988): 
 



c
i
ciic TT
1
                                                                                                                                (18) 
ci
c
i
i
cii
i
vx
vx



1
                                                                                                                                                   (19) 



c
i
cii vx
1
                                                                                (20) 
 
gde je c - broj komponenata smeše. Standardna entropija isparavanja i specifični toplotni kapacitet se dobijaju 
iz: 
 
b
vap
vap T
h
s

                                                                                                                                      (21) 



c
i
piip cxc
1
                                                                                                                                          (22) 
 
 Za izračunavanje maksimalnog korisnog rada i gubitka eksergije za ekstrakcije sa etanolom (UZE i SE) 
korišćene su sledeće jednačine (Đorđević i sar., 2003; Ivanovic i sar., 2009; Sievers i Eggers, 1996): 
 
)( 00 TTmcsThI bpvapvapEV                                                          (23) 
  sThW vapvapEV 0max,                                                                                       (24) 
 
Za izračunavanje maksimalnog korisnog rada i gubitka eksergije za NKE (Slika 17) korišćene su sledeće 
jednačine: 
 
)( 41041max ssThhEW                                                                                                              (25) 
)()]1()1([)]([ 3412340234141 WWT
TQ
T
TQssTohhI o                                                              (26) 
 
Zapreminski rad koji se troši na sabijanje CO2 u boci (adijabatski proces, dQ=0), W12 i rad komprimovanja 
do željenog pritiska u ekstraktoru, W34, dati su izrazima (27) i (28): 
 
)( 12112 vvpW                                                                                                                           (27) 
)( 34334 vvpW                                                                                                                                              (28) 
Odvedena toplote (hladjenje u kriostatu) (izobarski proces, 2 3p p ) Q23 i dovedena toplota u toku 
grejanja ekstraktora Q34 izračunavaju se pomoću jednačina (29) i (30): 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          56   
 
322323 hhhQ                                                                                                                                (29) 
343434 pVhQ                                                                                                                                        (30) 
 
Za proces NKE-UZE promena eksergije i maksimali korisni rad, kao i njihove vrednosti po 1 kg, izračunati 
su korišćenjem jednačina (31)-(34).  
 
EVSCE III                                                                        (31) 
EVSCE WWW max,,maxmax                                                                                     (32) 
ekstrakt
solvent
e m
mWW maxmax,                                                                                                                                       (33) 
ekstrakt
solvent
e m
mII                                                                                                                                                     (34) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          57   
3.3. Matematičko modelovanje procesa ekstrakcije 
 
3.3.1. Modeli korišćeni za simulaciju procesa NKE 
 
3.3.1.1. Matematički model Sovove  
 
Najviše primenjivani model za modelovanje procesa NKE iz biljnog materijala je predložila Sovova 
(1994a,b). Univerzalnost ovog modela je u njegovoj primenljivosti za NKE iz bilo kog biljnog materijala i na 
ekstrakciju kako lakših etarskih frakcija, tako i težih frakcija. Takođe, uz određene uslove, ovaj model pruža i 
analitička rešenja, što je svakako doprinelo njegovij širokoj upotrebi.  
        Model posmatra klipno proticanje natkritičnog rastvarača kroz fikisiran sloj mlevenog biljnog materijala. 
Materijalni bilans za deo cevnog reaktora se može predstaviti sledećim jednačinama: 
 
),()1( yxJ
t
x
s 
                                                                                                (35a)   
)y,x(J
h
yu
t
y 

                                                                                              (35b) 
 
gde je: u - brzina strujanja CO2 kroz sloj biljnog materijala (m/s),  - poroznost biljnog sloja,  - gustina 
natkritičnog fluida (kg/m3), s - gustina biljnog materijala (kg/m3), x - kg rastvorljivih supstanci po kg 
nerastvorljive čvrste faze i bezdimenziona veličina, y - kg rastvorljivih supstanci po kg rastvarača i 
bezdimenziona veličina, h - aksijalna koordinata ekstraktora (m), i J - fluks prenosa mase (kg/m3s). 
 
Set jednačina (35) rešava se za granične uslove : 
 
 x (h, t=0) = xo                                                                                                                (36) 
 y (h=0, t) = 0                                                                                                                 (37) 
 
Osnovna postavka modela je da je deo ćelija (hipotetičkih jedinica u kojima je sadržana rastvorljiva 
supstanca tj. ulje) otvoren ili razoren procesom mlevenja. Na početku procesa ekstrakcije ukupna količina ulja 
u biljnom materijalu O, se može podeliti na lako dostupnu količinu ulja, P, i količinu teže dostupnog ulja koja se 
nalazi unutar netaknutih ćelija, K            
                      
 O=P+K                                                                                                                       (38) 
 
Količina ulja na početku procesa ekstakcije se može predstaviti kao: 
 
N
K
N
Pxx
N
Oxtx kp  0)0(                                               (39) 
 
gde je N, masa nerastvorne čvrste biljne materije u natkritičnom fluidu. 
Da bi se predstavila analitička rešenja sistema jednačina (35), potrebno je uvesti bezdimenzione 
promenljive r, Y, z ,  : 
 
kx
xr  , 
ry
yY  1 , h
u
ak
z f 0 , t
x
yak
ks
rf


)1(
0
                                                                   (40) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          58   
gde je kf - koeficijent prenosa mase u filmu NK CO2 (m/s), a0 - specifična površina biljnih čestica (m-1), yr - 
ravnotežna rastvorljivost ulja u CO2 (kg ulja/ kg CO2) i xk - granična  vrednost kg rastvorljivih supstanci po kg 
nerastvorljive čvrste faze. Veličina xk se može objasniti i na sledeći način: kada pri iscrpljivanju biljnog 
materijala lako dostupnim uljem, masa rastvorljivih supstanci po masi nerastvorljive čvrste faze opadne na 
vrednost xk, menja se mehanizam prenosa mase, a jednačina za fluks prenosa mase J ima oblik:  
 
),(),( yxxJyxxJ kk                                                                       (41a) 
)(),( 0 yyakyxxJ rfk                                                                                                    (42b)  
xakyxxJ ssk 0),(                                                                                                                   (43c)   
    
Jednačine (35) i granični uslovi (36) i (37), uvođenjem bezdimenzionih promenljivih (40), dobijaju novu formu: 
 
),(* YrJ
dz
dY
d
dr                                                                                                                                       (44) 
0)0,( rzr                                                                                                                                                    (45) 
1),0(  zY                                                                                                                                                   (46) 
 
gde je:  
 
)/(),(),(* rof yakyxJYrJ                                                                                                                             (47) 
 
Lako dostupno ulje iz razorenih biljnih ćelija se prvo ekstrahuje, a zatim sledi sporija ekstrakcija ulja iz 
mlevenjem netaknutih ćelija. Proces ekstakcije se može podeliti na tri perioda: brz period, prelazni period i 
spor period. U toku prvog, tzv. brzog perioda brzina ekstakcije je limitirana rastvorljivošću lako dostupnog ulja. 
Na kraju ovog perioda čestice biljnog materijala na ulazu u reaktor su oslobođene lako dostupnim uljem i 
počinje ekstrakcija teže dostupnog ulja. Međutim, čestice na kraju pakovanog sloja su još uvek bogate lako 
dostupnim uljem. Tada je ekstrakcija u tzv. "prelaznom periodu". Kada je celokupna količina dostupnog ulja 
iscrpljena iz pakovanog, biljnog sloja nastupa treći, spori period ekstakcije, gde ukupnu brzinu procesa 
određuje difuzija unutar čestice.  
Udeo ekstrakta ukupne mase biljne sirovine koji se ekstrahuje tokom prvog, drugog i trećeg ekstakcionog 
perioda je predstavljen kao: 
 
 
 
        
for        )](exp[]1)[exp(1ln)(
  for                                               )exp()(
    for                                                      )]exp(1)[(
  
n000
k
k


















 τ τ/rττkkZr
kZ
xx
ττZzττ
Z
x
ττZ
Z
τx
e
m
k
nmwm
m

                              (48) 
 
gde je: 
 
u
Hak
Z f 0 , 

rf
kss
yk
xk
k  , 10rm , 
m
kZr
m
n
e
k 
 

1
1ln1
0
                                                (49)     
n
m
w r
kr
kr
z  
 m  za]exp[ln 1
1)(1
0
0
0
                                                    (50) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          59   
Parametri fk i sk  predstavljaju koeficijente prenosa mase rastvorka, 0a je specifična međufazna površina, 
H je visina pakovanog sloja biljnog materijala, ρ je gustina CO2, ρs je gustina biljnog materijala, a ε je poroznost 
pakovanog sloja. Koeficijent ukupnog prenosa mase u CO2 fazi je izračunat i korelisan sa površinskom 
brzinom natkritičnog fluida U/ε (Sovová i sar., 1994b): 
 
54.0
0 )/(55.1 Uak f                                                                                      (51) 
 
3.3.1.2. Model zasnovan na analogiji sa prenosom toplote  
 
Na osnovu modela koji su predložili Bartle i sar. (1990), a koji su kasnije koristili Reverchon i sar. (1993, 
1994) i Hong i sar. (1990), ekstrakciona kriva je podeljena na dva perioda: prvi deo predstavlja period 
ekstrakcije konstantne brzine ekstrakcije, nakon koga sledi period tzv. spore ekstrakcije u kome je brzina 
limitirana otporom prenosu mase rastvorka u čvrstoj fazi. Za opisivanje procesa nestacionarnog prenosa mase 
u periodu spore ekstrakcije ovaj model koristi drugi Fikov zakon, čije je analitičko rešenje dato jednačinom 
(52): 
 

 


 
1
2
22
22
0
exp161)(
n r
tDn
nm
tm 
                                                                                            (52) 
 
Ovaj model je korišćen za izračunavanje efektivne difuzivnosti u čvrstoj fazi D.  
 
3.3.1.3. Matematičko modelovanje na nivou sekrecione strukture  
 
Matematičko modelovanje procesa na nivou sekrecione strukture, tj. na mikro nivou, ima za cilj da objasni 
fenomene karakteristične za proces ekstrakcije iz određenog tipa sekrecione strukture, uzevši pri tome u obzir 
njeno ponašanje tokom ekstrakcionog procesa, odnosno uticaj rastvarača i uslova ekstrakcije na biljno tkivo i 
sekrecione strukture. Ovakav pristup zahteva poznavanje fiziologije biljaka i primenu elektronske mikroskopije, 
radi detektovanja uticaja ekstrakcionog procesa i određivanja dimenzija sekrecionih struktura. Rezultat 
ovakvog posmatranja je razjašnjavanje fenomena na mikro nivou i iznalaženje optimalnog načina izvođenja 
procesa za svaki tip sekrecione strukture. 
Materijalni bilans za natkritičnu fazu u ekstraktoru, za izotermni i izobarski proces, može se napisati u 
obliku (Žižović, 2006): 
 
ST
x
cu
x
cD
t
c sfsf
l
sf




2
2
                                                                        (53) 
 
gde je; csf - koncentracija etarskog ulja u natkritičnoj fazi, Dl - koeficijent aksijalne disperzije, u - površinska 
brzina natkritičnog fluida, i ST - član izvora koji opisuje prenos mase etarskog ulja iz određenog tipa 
sekrecione strukture u natkritičnu fazu. Etarsko ulje predstavljeno je pseudokomponentom.  
Odgovarajući početni i granični uslovi su:  
 
t = 0, 0  x  L,     csf = 0                                                                               (54a) 
t  0,     x = 0,              csf = 0                                                                                       (54b) 
t  0,     x = L,            0

x
c sf .                                                                               (54c) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          60   
Član izvora, ST, zavisi od lokacije etarskog ulja unutar biljnog materijala, odnosno od njegove sekretorne 
strukture. Iscrpna istraživanja u skorijoj prošlosti rezultovala su saznanjima o postojanju sekretornih struktura 
koje su karakteristika određene familije biljaka, a čiji je proizvod etarsko ulje. Identifikovane sekretorne 
strukture su glandularni trihomi, sekretorne cevčice, sekretorne ćelije i sekretorne šupljine (Svoboda i 
Svoboda, 2000). Za modelovanje NKE iz biljnih vrsta familije Lamiaceae u kojima se sekundarni metaboliti 
sintetišu u glandularnim trihomima, izvorni član za slučaj NKE sa predtretmanom je dat izrazom (55) (Žižović, 
2006): 
 
)(3)1()*( sfm
nd
nd
sf ccD
R
aθNccakNST                                                                                (55) 
pri čemu je:  
 
N
NN  )1(                                                                                                                  (56) 
gde je : N - ukupan broj trihoma, Dm - difuzivnost ulja u nenapukloj, istegnutoj membrane trihoma, kf - 
koeficijent prenosa mase, c* - ravnotežna koncentracija etarskog ulja u NK CO2 na međufaznoj površini 
napukli trihom-natkritični fluid, c - koncentracija etarskog ulja u nerazorenom trihomu, Rnd - prečnik 
nerazorenog trihoma u kojem se nalazi etarsko ulje zasićeno sa CO2 jednak prečniku uljne sfere u trenutku 
pucanja trihoma, 

V
Ra ndnd
24  - specifična površina netaknutih trihoma u kojima je ulje zasićeno sa CO2 data 
po zapremini natkritičnog fluida (konstantna tokom ekstrakcije), 

V
Ra
24  - specifična površina razorenih 
trihoma po zapremini natkritičnog fluida i R - prečnik uljne sfere razorenog trihoma, koji je funkcija vremena i 
položaja u ekstraktoru.  , u izrazima (55) i (56), predstavlja udeo trihoma razorenih mlevenjem biljnog 
materijala,  je udeo trihoma koji nisu razoreni mlevenjem već u toku izlaganja biljnog materijala NK CO2, a   
predstavlja udeo trihoma razorenih mlevenjem i izlaganjem biljnog materijala natkritičnom fluidu.  
Pri definisanju matematičkog modela na nivou sekrecionih struktura za modelovanje NKE iz biljnih vrsta su 
kojima se ulje nalazi u glandularnim trihomima usvojene su sledeće pretpostavke (Zizovic, 2006): 
a) Proces je izoterman i izobaran i osobine natkritičnog fluida su konstantne.  
b) Protok natkritičnog fluida kroz ekstraktor je konstantan. 
c) U ekstraktoru postoji aksijalno mešanje natkritičnog fluida. 
d) Etarsko ulje je predstavljeno pseudokomponentom. 
e) Trihomi su sferičnog oblika. Srednji prečnik je određen SEM analizom i iznosi  50 m. 
f) Ukupni udeo razorenih trihoma u toku predtretmana,   (jednačina 56) jednak je zbiru udela trihoma 
koji biva razoren mlevenjem, i udela trihoma koji naknadno popuca u toku izlaganja biljnog materijala 
NK CO2 bez proticanja fluida neposredno pre kontinualne NKE, (1-). 
g) U toku izlaganja biljnog materijala NK CO2, dolazi do njegovog prodiranja kroz membranu trihoma i 
rastvaranja u ulju usled čega dolazi do povećanja zapremine uljne faze i istezanja membrane trihoma.  
h) Nakon što je postignuta ravnoteža između NK CO2 i CO2 rastvorenog u trihomima netaknutim 
procesom mlevenja, deo ovih trihoma puca zbog istezanja membrane i njihov sadržaj ulja postaje lako 
dostupan za NK CO2.  
i) Proces pucanja trihoma usled istezanja membrane je istovremen za celu frakciju trihoma koji će 
podleći razaranju bez obzira na njihovu poziciju u ekstraktoru. 
j) Uljna faza svakog trihoma razorene opne zadržava sferičan oblik i zasićena je sa CO2. Tokom 
procesa ekstrakcije količina ulja u razorenom trihomu se smanjuje, odnosno smanjuje se zapremina 
uljne sfere, što je funkcija vremena i položaja u ekstraktoru. 
k) Koncentracija etarskog ulja u uljnoj sferi razorenog trihoma je konstantna tokom ekstrakcije i jednaka 
je koncentraciji uljne faze zasićene sa CO2. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          61   
l) Difuzija u filmu oko uljne faze kontroliše proces ekstrakcije koji sledi 
m) Preostali deo trihoma (1-)(1-) ostaje netaknut do kraja procesa ekstrakcije, ali usled istezanja 
membrana postaje propusna i spor proces ekstrakcije iz netaknutih trihoma počinje. Difuzija ulja kroz 
membranu kontroliše ovaj proces. Proces je spor i zapremina trihoma ostaje ista do kraja procesa. 
Pošto ulje razorenog trihoma postaje lako dostupno za NK CO2, glavni otpor ekstrakcionom procesu je 
difuzija froz film koji okružuje uljnu sferu, tako da se smanjenje zapremine uljne sfere razorenog trihoma može 
definisati sledećom jednačinom: 
 
)(4)( *2 sfftsat cckRdt
Vcd                                                                                     (57) 
 
gde je: csat - koncentracija etarskog ulja u razorenom trihomu koja je konstantna tokom ekstrakcije i jednaka 
koncentraciji uljne faze zasićene sa CO2, a Vt - zapremina uljne sfere koja je data jednačinom:  
 
3
3
4 RVt                                                                                                (58) 
 
Prema jednačinama (59) i (60), R se može dobiti iz: 
 
)( * sf
sat
f cc
c
k
dt
dR                                                                                             (59) 
 
sa početnim uslovom R = Rnd u trenutku pucanja trihoma i početka ekstrakcije (t = td).  
Nakon što ulje u trihomima koji ostaju celi do kraja procesa NKE postane zasićeno sa CO2, počinje spor 
proces difuzije ulja sa natkritičnim rastvaračem kroz istegnutu membranu ka masi fluida. Difuzija kroz 
membranu kontroliše proces ekstrakcije iz netaknutih trihoma, a promena koncentracije ulja u netaknutim 
trihomima može se izračunati iz materijalnog bilansa za trihom pod pretpostavkom da je protok kroz 
nerazorenu membranu konstantan.  
 
24 .m
dN dcr D const
dt dr
                                                                                             (60) 
 
gde je N - broj molova. 
U slučaju NKE iz  biljnog materijala u kome se sekundarni metaboliti nalaze u sekretornim šuplinama i 
ćelijama u slučaju kada je dc < dp (karanfilić), izvorni član se izračunava na sledeći način (Žižović, 2006):  
 
ST= aRMPk(c*−csf) + M(1−P)acK(c−csf)                                                              (61) 
gde je kf - koeficijent prenosa mase u filmu NK CO2 oko čestice, c* - ravnotežna koncentracija etarskog ulja u 
NK CO2 na graničnoj površini natkritični fluid-etarsko ulje, c - koncentracija ulja u netaknutoj sekrecionoj 
strukturi, 

V
da RR
2
  - specifična površina uljne sfere u odnosu na zapreminu NK CO2, zavisna od vremena i 
položaja u ekstraktoru, 

V
cdca
2
  - specifična površina sekrecione strukture u odnosu na zapreminu NK 
CO2, dc - prečnik sekrecione strukture, zavisan od vremena i položaja u ekstraktoru, M - broj sekretornih 
šupljina i ćelija, P, udeo razorenih sekretornih šupljina i ćelija, i K - koeficijent prenosa mase u čvrstoj fazi. 
Pretpostavke usvojene prilikom postavljanja jednačina matematičkog modela za opis procesa natkritične 
ekstrakcije sekretornih ćelija i šupljina su sledeće: 
a) Proces je izoterman i izobaran i osobine natkritičnog fluida su konstantne.  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          62   
b) Protok natkritičnog fluida kroz ekstraktor je konstantan. 
c) U ekstraktoru postoji aksijalno mešanje natkritičnog fluida. 
d) Etarsko ulje je predstavljeno pseudokomponentom. 
e) Frakcija sekrecionih struktura razorenih mlevenjem (P) jednaka je odnosu srednjeg prečnika 
sekrecione strukture i srednjeg prečnika čestice i jednaka je verovatnoći da će sekreciona zapremina 
unutar zapremine čestice biti dotaknuta mlevenjem kao trodimenzionim procesom. 
f) Uljna faza svake razorene sekrecione strukture posmatra se kao sfera sa ravnotežnom količinom CO2 
rastvorenom u sebi. Tokom ekstrakcionog procesa, količina ulja u razorenim strukturama se smanjuje 
(zapremina sfera se smanjuje) i funkcija je vremena i pozicije u ekstraktoru. 
g) Ekstrakcije ulja iz razorenih i nerazorenih struktura su paralelni procesi. 
 
Za izračunavanje izvornog člana ST kod modelovanja procesa simultane NKE iz smeša biljnog materijala 
korišćena je jednačina (57) u slučaju mešavina C/O (90:10, w/w) i C/T (84:16, w/w) dok je  u ostalim 
slučajevima korišćena jednačina (55).  
Na osnovu modela na nivou sekretornih struktura određene su ravnotežne koncentracije etarskog ulja u 
NK CO2 na graničnoj površini natkritični fluid-etarsko ulje, c* (55,61), difuzivnost etarskog ulja kroz membranu 
nerazorenih trihoma, Dm. (jednačina 55) i koeficijent prenosa mase u čvrstoj fazi, K. (jednačina 61).  
 
3.3.1.4. Opšti parametri modela i korelacije 
 
U ovom delu poglavlja će biti prikazani načini izračunavanja parametara modela koji ne zavise od tipa 
sekrecione strukture, kao što su: rastvorljivost NK CO2 u etarskom ulju, rastvorljivost etarskog ulja u NK CO2, 
koeficijent prenosa mase u filmu NK CO2 oko uljne faze, binarni koeficijent difuzije za sistem etarsko ulje/ NK 
CO2, viskozitet NK CO2 i koeficijent aksijalne disperzije u natkritičnoj fazi.  
Rastvorljivost NK CO2 u etarskom ulju se računa na osnovu empirijske korelacije (Gaspar i sar., 2003b): 
 
PkPkPkPkPkPkcoilCO 6
2
5
3
4
4
3
5
2
6
12                                                                                 (62) 
 
gde  su konstante k1-k6 empirijski koeficijenti. Na osnovu ove rastvorljivosti može se izračunati vrednost 
koncentracije ulja u uljnoj fazi zasićenoj sa CO2 (csat). 
Rastvorljivost etarskog ulja u NK CO2 fazi (c*) se  procenjuje na osnovu literaturnih podatako o 
rastvorljivosti pseudo-komponenti u NK CO2 (Kim i Hong, 1999; Reverchon i sar.,1994). Koeficijent prenosa 
mase (kf) u filmu NK CO2 oko uljne faze procenjuje se na osnovu empirijske korelacije (Tan i sar., 1988): 
 
3/183,0Re38,0 ScSh                                                                              (63) 
 
pri čemu je: 
 
p
f d
ShDk 12                                                                                        (64) 
gde je:   
 

 udpRe                                                                                                          (65)  
12D
Sc 
                                                                                                      (66) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          63   
12D
dk
Sh pf                                                                                                   (67) 
 
Viskoznost NK CO2 je procenjen na osnovu empirijske korelacije (Jossi i sar., 1962): 
   
43
24/14**
0093324,0040758,0
058533,0023364,010230,010)(
rr
rr



                                                         (68) 
 
i 
94.05** 100,34 rT
      za  50,1rT                                                             (69a) 
8/55** )67.158.4(1078,17   rT  za 50,1rT                                                              (69b) 
 
gde je: * - viskoznost NK CO2 na normalnim pritiscima (0,1-5 bar), a * - konstanta čija je brojna vrednost 
0,0224 za CO2. 
Binarni koeficijent difuzije za sistem etarsko ulje/NK CO2 (D12) računa se prema sledećoj jednačini 
(Catchpole i King, 1994): 
 
XRTDD rrc /)4510,0(152,5
3/2
12    1<r<2,5                                                                               (70) 
2/1
21
23/1
12 )1/())(1( MMVVX cc                                                                                   (71) 
R = 1,0  0,1  X<2                                                                                          (72a) 
R = X0,17  0,1  2<X<10                                                                                               (72b) 
 
gde su: Dc - kritična difuzivnost za CO2 (m2/s), Tr - redukovana temperatura, r - redukovana gustina za CO2, 
Vc1 i Vc2 - kritične molarne zapremine za CO2 i ulje respektivno (m3/kmol), M1 i M2 - molarne zapremine za 
CO2 i ulje respektivno (m3/kmol). 
  Koeficijent aksijalne disperzije u natkritičnoj fazi određuje se na osnovu sledeće korelacije (Tan i Liou,  
1989): 
 
919,0265,0Re634,1  ScPe                                                                                           (73) 
l
p
e D
ud
P                                                                                                      (74)  
 
 Model na nivou sekrecione strukture uspešno je primenjen prilikom simulacije procesa NKE iz velikog 
broja biljaka različitih familija (Stamenic i sar., 2008, Zizovic i sar., 2005, 2007a,b).  
Kritična zapremina pseudokomponente je određena pomoću Lidersenove metode. Lidersenov metod se koristi 
za izračunavanje  doprinosa grupa za određivanje kritičnih temperatura, zapremina i pritiska (McKetta, 1990).  
Kriterijum za određivanje optimalnih parametara matematičkih modela dat je jednačinom (75) (Sovová i sar., 
1994b): 
 
  m jj YYmJ
1
2
exp, )()/1(                                                                             (75) 
 
pri čemu je m - broj eksperimentalnih tačaka, Yj - prinos u eksperimentalnoj tački j i Ymod,j - prinos u tački j, 
prema modelu. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          64   
3.3.2. Model zasnovan na nestacionarnoj difuziji  
 
Za određivanje koeficijenata nestacionarne difuzije u čvrstoj fazi u procesima ekstrakcija sa etanolom i 
NKE korišćen model koji je se bazira na nestacionarnoj difuziji u čvrstoj fazi. Proces nestacionarne difuzije 
opisan je jednačinom drugog Fikovog zakona (jednačina 1) čije se analitičko rešenje za različitu geometriju 
čestica može naći litaraturi (Crank, 1975; Treybal, 1968).  Početni i granični uslovi dati su jednačinom (76): 
 
početni uslovi: Rrtcc  000  
granični uslovi: 
sistema) simetrija(0za00
faza) granici  na ijakoncentrac konstantna(za00



rt
r
c
Rrtcc i
          (76) 
 
gde je c - koncentracija rastvorka nakon datog vremena t, ci - koncentracija na međufaznoj granici (površina 
čestice-fluid) i c0 - koncentracija rastvorka u biljnom materijalu na početku procesa. 
Opšte rešenje jednačine (2) za sferične čestice (Crank, 1975; Treybal, 1968) dato je jednačinom (77): 
 







 
1
2
22
0
0 expsin)1(21
n
n
i R
tDn
R
nr
nr
R
cc
cc 
                                                 (77) 
 
Masa rastvorka koja se prenese od sfere ka masi fluida u trenutku t u odnosu na količinu rastvorka koja se 
prenese nakon beskonačnog vremena data je jednačinom  (78): 
 

 



1
2
22
22 exp
161)(
n R
tDn
nM
tM 
                                                             (78) 
 
Uzimajući u obzir da nakon kratkog perioda svi članovi sem prvog postaju zanemarljivi i da je masa rastvorka 
preneta sa sfere u trenutku t jednaka koncentraciji u rastvoru (c), dobija se jednačina (79): 
 



 


2
2
2 exp
6
R
tD
c
cc 
                                                              (79) 
 
Logaritmovanjem obe strane jednačine (5) i zamenom eksperimentalnihe vrednosti za c i c0, tj. kada se 




0
ln
c
c  nacrta u funkciji vremena t dobija se prava linija (Hojnik i sar., 2008).  
 
 287,9498,0ln R
Dt
cc
c 




                                                                  (80) 
 
U literaturi novijeg datuma (Herodež i sar., 2003; Hojnik i sar., 2008; Škerget i sar., 2010), se na osnovu 
ranije studije Osburn i Katz (1944), uzimaju u obzir dva paralelna procesa difuzije koji se odigravaju u čvrstoj 
fazi u periodima tzv. brze i spore ekstrakcije (81).   
 







 


 


2
2
2
22
1
2
12 expexp
6
r
tDf
r
tDf
c
cc 
                                                                      (81) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          65   
gde su: f1 i f2 - frakcije rastvora, koje se dobijaju sa difuzionim koeficjentima D1 i D2, respektivno. 
U krajnjim fazama ekstrakcije, samo drugi član desne strane jednačine se primenjuje. Parametar D2 
se dobija iz nagiba, a  parametar f2 iz odsečka krive, gde je član 

 


c
ccln  prikazan u funkciji vremena. U  
početnim fazama ekstrakcije, drugi eksponencijalni član teži jedinici i dodatkom f2 iz predhodnog proračuna, se 
mogu odredit D1 i f1. 
Hojnik i sar. (2008) koristili su matematički model koji uzima u obzir dva paralelna procesa difuzije koji se 
odigravaju unutar čvrste čestice za modelovanje ekstrakcije nevena sa različitim organskim rastvaračima 
(heksan, petroletar, tetrahidrofuran, aceton, etanol i acetonitril). Herodež i sar. (2003) koristili su isti model za 
određivanje koeficijenata difuzije pojedinih komponenti sa antioksidativnim dejstvom iz matičnjaka u toku 
etanolne ekstrakcije u periodima brze i spore ekstrakcije. Škerget i sar. (2010) koristili su ovaj model za 
izračunavanje difuzionih koeficijenata lutien diestara iz meksičkog nevena (Tagetes Erecta) u čvrstoj fazi u 
brzom i sporom stupnju ekstrakcije sa NK CO2 i  tečnog propana. 
Ravnotežna koncentracija (ili koncentracija zasićenja) ekstrakta divizme, origana i timijana, u 70 % 
vodenom rastvoru etanola, odnosno u NK CO2 u slučaju  NKE (c∞) predstavlja koncentraciju ekstrakta u 
korišćenim rastvaračima nakon beskonačno dugog vremena, tj. kada su svi otpori savladani. Obzirom da su 
ekstrakcije sa etanolom šaržni procesi, a proces NKE karakteriše kontinualni protok NK CO2, za određivanje 
ravnotežnih koncentracija korišćene su različite procedure. U prvom slučaju, ravnotežne koncentracije 
ekstraktibilnih substanci na datoj temperaturi sa 70 % vodenim rastvorom etanola određivane su izvođenjem 
ekstrakcija do potopunog iscrpljenja istih iz biljnog materijala. Kod procesa NKE c∞ određivana na sledeći 
način. Samleveni materijal je stavljen u ekstrakcionu ćeliju i u prisustvu NK CO2 vršena je kompresija do 
uslova ekstrakcije. Nakon toga izvršena je nagla dekompresija u cilju razaranja biljnog tkiva i sekrecionih 
struktura koji nisu razoreni mlevenjem u cilju smanjenja otpora pri prenosu mase kroz ćelijski zid. Odmah 
potom je ponovo vršeno komprimovanje u ekstraktoru do ekstrakcionih uslova. Ravnotežna koncentracija je 
određena iz nagiba ekstrakcione krive u početnom stupnju ekstrakcije za koji se smatra da je natkritični fluid 
zasićen ekstraktibilnom supstancom. Ravnotežne koncentracije su dalje korišćene za određivanje koeficijenta 
difuzije (D1 i D2) za SE, UZE i NKE primenom modela zasnovanog na drugom Fikovom zakonu.  
 
3.4. Određivanje hemijskog sastava ekstrakata 
 
3.4.1. Gasna hromatografija (GC/FID) 
 
Gasnohromatografska analiza rađena je na Hewllet-Packard gasnom hromatografu, model HP-5890 
Series II apparatus [Hewlett-Packard, Waldbronn (Germany)], opremljenom split-splitless injektorom i 
autosemplerom povezanim sa HP-5 kolonom (25m x 0,32 mm, debljine filma 0,52 μl) i plameno-jonizujućim 
detektorom (FID). Kao noseći gas korišćen je vodonik (1 ml/min), korišćen je split režim od 1:30. temperatura 
injektora iznosila je 250 °C, a detektora 300 °C, dok je temperatura kolone menjana u linearnom režimu 
temperaturnog programiranja od 40-260 °C (4 °C/min), a potom držana konstantnom na 260 °C 10 min. 
Nakon postizanja zadatih uslova, injektovano je 1 μl rastvora uzoraka u hloroformu. Za kvantifikacione svrhe 
procenti površina pikova dobijeni integracijom sa odgovarajućih hromatograma (GC/FID) uzeti su kao osnova.   
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          66   
3.4.2. Gasna hromatografija/masena spektrometrija (GC/MS) 
 
Isti analitički uslovi korišćeni su i za potrebe GC/MSD analize rađene na HP G 1800C Series II GCD 
analitičkom sistemu [Hewlett-Packard, Palo Alto, CA (USA)], s tim što je tu rađeno sa HP-5MS kolonom (30m 
x 0,25mm x 0,25 µm) i što je kao noseći gas korišćen helijum. Temperatura transfer linije iznosila je 260 °C. 
Maseni spektri snimani su u EI režimu (70 eV), u opsegu m/z 40-450.  
 Hloroformski rastvori uzoraka etarskih ulja i ekstrakata (0,2 µl) injektirani su u split-režimu (1:30), a samo 
u posebno naznačenim slučajevima u splitless režimu. Identifikacija pojedinačnih komponenata vršena je 
masenospektrometrijski i preko Kovačevih indeksa, uz korišćenje različitih baza masenih spektara 
(NIST/Wiley), različitih načina pretrage (PBM/NIST/AMDIS ver 2.1) i raspoloživih literaturnih podataka (Adams, 
2007).  
 
3.4.3. Tečna hromatografija (HPLC) 
 
Ekstrakti dobijeni NKE, P, M i SE sa 70 % etanolom su rastvarani u smeši acetona i metanola (3:2) 
do koncentracije 10 mg/ml. Sadržaj usninske kiseline u ekstraktima je određivan pomoću validirane HPLC 
metode. Za HPLC analize korišćen je Hewlett Packard Agilent 1100 aparatura opremljena Zorbax Eclipse 
XDB-C18 kolonom (4,6×150 mm; 5 μm) i UV/DAD detektorom pri čemu je kao mobilna faza korišćeno 15 % 
rastvarača A, 85 % rastvarača B (A = H2O/H3PO4, pH=2,75; B = 10 % A + 90 % acetonitrila), izokratni protok 
od 1,5 ml/min, na 25 ºC, u toku 20 min; Spektri su snimani na talasnoj dužini, λ = 282 nm), pri čemu je kao 
standard korišćena (+)-usninska kiselina (Carl Roth, Germany) u koncentraciji od 1 mg/ml. Svaka analiza 
ponovoljena je tri puta. 
UValidacija metode 
Naziv metode: HPLC određivanje sadržaja usninske kiseline  
Validaciona studija: Detekcioni limit je određen na osnovu 6 merenja maksimalno razblaženog standardnog 
rastvora usninske kiseline (UA). 
Određivanja su vršena u sledećim uzorcima: 
A - rastvor usninske kiseline 0,26 mg/ml 
B - biljni ekstrakt U40 
C - „spajkovan“ uzorak B 
D - biljni ekstrakt U60 
Za određivanje linearnosti metode korišćeni su rastvori usninske kiseline u koncentracijama: 0,0325; 0,065; 
0,13; 0,26; 0,39 i 0,52 mg/ml. 
Tačnost metode je određena korišćenjem dva uzorka: rastvora usninske kiseline (uzorak A) i spajkovanog 
uzorka biljnog ekstrakta (uzorak C). 
Preciznost je određena duplim merenjima četiri uzorka  (A, B, C, D) u šest serija. 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          67   
3.5. Antibakterijska aktivnost ekstrakata 
 
U tabeli 16 dat je pregled ispitivanih sojeva bakterija i metoda korišćenih za ispitivanje antibakterijske 
aktivnosti etarskih ulja i ekstrakata izolovanih različitim tehnikama iz odabranog biljnog materijala kao i njihovih 
mešavina. Mešavine ekstrakata dobijene su namešavanjem izolovanih ekstrakata i etarskih ulja kao i 
simultanom ekstrakcijom iz dvokomponentnih smeša biljnog materijala (karanfilić i origano). 
 
Tabela 16 Metode korišćene za ispitivanje antibakterijske aktivnosti etarskih ulja, ekstrakata dobijenih 
različitim metodama ekstrakcije i njihovih mešavina  
Naziv biljne vrste Metod izolacije Metod ispitivanja antibak.aktiv. Ispitivane vrste bakterija 
Pojedinačne sirovine    
HD/SE/UZE BMDi Staphylococcus,  Salmonella Origano (Origanum 
vulgare) NKE BMDi Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj. VRE),  Salmonella 
Ruzmarin (Rosmarinus 
offinicalis HD/NKE BMD
i Bacillus, Geobacillus, Enterococcus, E. coli, Salmonella 
Žalfija (Salvia 
officinalis) HD/NKE BMD
i Bacillus, Geobacillus, Enterococcus, E. coli, Salmonella, Staphylococcus (uklj. MRSA) 
HD/NKE BMDi Bacillus, Geobacillus, Enterococcus, E. coli, Salmonella, Staphylococcus (uklj. MRSA), Enterococcus(uklj.VRE) Timijan  (Thymus vulgaris) SE/UZE BMDi Staphylococcus 
Karanfilić (Syzgium 
aromaticum) NKE BMD
i Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
Lovor (Laurus nobilis) HD/NKE BMDi Staphylococcus 
Anđelika (Angelica 
archangelica) SE/UZE/NKE BMD
a Staphylococcus (uklj. MRSA), Enterobacter cloacae,  E. coli 
Ehinacea (Echinacea 
angustifolia) SE/UZE/NKE BMD
a Staphylococcus, Enterobacter cloacae,  E. coli 
Divizma (Verbascum 
thapsus)-nad.deo SE/UZE/NKE BMD
a Staphylococcus, Enterobacter cloacae,  E. coli 
Divizma (Verbascum 
thapsus)-cvet SE/UZE BMD
i Staphylococcus 
Neven (Calendula 
officinalis) SE/UZE/NKE BMD
i Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
Usnea (Usnea 
barbata) NKE/SE/P/M BMD
i Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
Čiste supstance    
(+)-usninska kiselina -  Staphylococcus (uklj. MRSA), Salmonella, Lactococcus,  Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
timol -  Bacillus, Geobacillus, Enterococcus, E. coli, Salmonella 
p-cimen   Bacillus, Geobacillus, Enterococcus, E. coli, Salmonella 
timol+p-cimen   Bacillus, Geobacillus, Enterococcus, E. coli, Salmonella 
Mešavine Odnos   
C/O(MIX) 1:1 BMDi Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
C/O(SIM)    Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
U40:THD 1:1 BMDi Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
 7:3 BMDi Staphylococcus (uklj. MRSA),  Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
U40:THD:ANKE 2:2:1 BMDi Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
U40:THD:ANKE 2:2:1 BMDi Staphylococcus (uklj. MRSA), Streptococcus, Enterococcus (uklj.VRE) 
i mikrodiluciona metoda u bujonu; a makrodiluciona metoda u bujonu; MRSA sojevi (meticilin rezistentne stafilokoke,eng.Methicillin-
Resistant Staphylococcus aureus); VRE sojevi(Vankomicint rezistentne enterokoke, eng. Vancomycin-Resistant Enterococci);  
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          68   
3.5.1. Mikrodiluciona metoda u bujonu 
 
Mikrodiluciona metoda u bujonu se izvodi u mikrotitracionim pločama sa „U“ dnom (Spektar). U svim 
bazenčićima nalazi se antibiotik (ekstrakt) u različitim koncentracijama kao i test mikroorganizam inokulisan u 
precizno određenom broju. Posle inkubisanja vrši se determinacija vrednosti MIC datog ekstrakta, a to je 
najmanja koncentracija antibiotika koja sprečava vidljivi porast bakterija. Metoda se izvodi prema preskripciji 
CLSI (Clinical and laboratiory standards institute, USA, 2008) 
Za  izvođenje ove metode upotrebljena je podloga Mueller Hinton bujon sa korigovanom količinom 
katjona (Ca2+ i Mg 2+), skraćeno CAMHB (od engleskog naziva „cation adjusted Mueller Hinton Broth“) 
proizvođača Becton Dickinson, USA. Radi lakšeg očitavanja rasta bakterija u mikrotitracionim pločama, dodat 
je i indikator, za gram-pozitivne bakterije - brom krezol purpuno (Merck) u koncentraciji od 1,6 % i to 1μl/ml 
podloge. Za ispitivanje Streptococcus vrsta u CAMHB je dodat i sterilni fetalni teleći serum (Sigma) u 
koncentraciji od 5 %. Piprema inokuluma bakterija vršena je takođe prema preskripciji CLSI za mikrodilucioni 
metod. Ispitujuće kolonije suspendovane su u 9 ml sterilnog fiziološkog rastvora tako da je intenziteta 
zamućenosti bio identičan 0,5 standardu MacFarland skale (1-2x108 bakterija/ml). Prema preskripciji metode, 
soj koji se ispituje mora biti zasejan u mikrotitracione ploče tako da finalna gustina inokuluma ispitujućeg soja 
ne sme da pređe broj od 5 x 104 bakterija. Ovaj broj bakterija dobijen je tako što je prethodno pripremljena 
suspenzija bakterija razblažena u odnosu 1:20 pomoću takozvanog intermedijarnog razblaživača. 
Intermedijarni razblaživač je sterilna destilovana voda sa 0,02 % Tween 80 (Merck). Intermedijarno 
razblaženje inokuluma dobijeno je prenošenjem 2 ml suspenzije bakterija gustine 1-2x108 u 40 ml 
intermedijarnog razblaživača, tako da 10 μl ovog intermedijarnog razblaženja sadrži  5-8 x 105 bakterija. Tako 
je u bazenčiće unošeno po 10 μl ovako pripremljenog inokuluma svakog soja koji je ispitivan.  
Pripremanje rastvora ekstrakata vršeno je rastvaranjem ekstrakta u koncentrovanom 1,2 propanediol-u 
(propilen glikolu) (Acros Organics). Pripremljene su ispitivane koncentracije ekstrakata od 2560 μg/ml, 1280 
μg/ml, 640, μg/ml, 320 μg/ml, 160 μg/ml, 80 μg/ml, 40 μg/ml, 20 μg/ml, 10 μg/ml, 5 μg/ml, 2,5 μg/ml i 1,25 
μg/ml. Ploče su inkubisane na temeraturi od 37 °C u trajanju od 16 do 20 h. 
Paralelno sa ovim ispitivanjima, radi kontrole, vršeno je i određivanje vrednosti MIC hloramfenikola za sve 
ispitivane bakterijske vrste osim za Bacillus vrste za koje su određivane vrednosti MIC ciprofloksacina. 
Postupak ispitivanja odvijao se takođe prema preporukama CLSI. U ovu svrhu upotrebljene su aktivne 
supstance ciprofloksacina i hloramfenikola čistoće 100 % (Sigma), a rastvarač za oba antibiotika bila je 
destilovana voda.  
Takođe su, u ovom ispitivanju, bile postavljene i kontrole Mueller Hinton bujona bez dodatka ulja ali sa 
zasejanim sojevima bakterija koji su bili ispitivani kao i kontrole MH bujona u koje su bila dodata ulja ali koji 
nisu bili zasejani ispitivanim sojevima bakterija (CLSI, 2008).   
Očitavanje rezultata je vršeno vizuelno-posmatranjem dna mikrotitracionih ploča odozdo, u dobro 
osvetljenoj prostoriji radi eventualno prisutnog vidljivog rasta bakterija. Rast bakterija se vidi kao talog glatkih ili 
narezuckanih ivica oblika dugmeta veličine > 2 mm, ili kao turbidimetrijsko zamućenje. Istovremeno, u slučaju 
vidljivog rasta bakterija u CAMHB, indikator najčešće menja boju iz ljubičaste u žutu. Provera prisustva rasta 
bakterija u bazenčićima vršena je upoređivanjem sa kontrolama inokulisanih CAMHB bez ekstrakata. Najniža 
koncentracija ekstrakta u kojoj nije bilo vidljivog rasta soja bakterije koji je ispitivan uzimana je kao vrednost 
MIC za taj soj.  
 
3.5.2. Makrodiluciona metoda u bujonu 
  
Makrodiluciona metoda u bujonu izvodi se gotovo na identičan način kao i mikrodiluciona metoda u 
bujonu. Osnovna razlika je što se metoda izvodi u epruvetama uz značajno veći utrošak hranljivih podloga i 
biljnih ekstrakata, ali očitavanje rezultata tj.određivanje vrednosti MIC je lakše nego kod ostalih dilucionih 
metoda. Takođe, razlikuje se i način pripremanja inokuluma ispitujućeg soja bakterija: nakon pripeme osnovne 
suspenzije bakterija gustine gustine 1-2x108 /mL, pripremljeno je i razblažanje te suzpenzije od gustine 1-
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          69   
Bacillus cereus Geobacillus 
 stearothermophilus 
Bacillus subtilis Enterococcus  
feacium 
E. coli Salmonella  
Enteriditis 
2x107 bakterija/mL. Odatle je u epruvete inokulisano po 50 l te suspenzije čime je postignuta finalna gustina 
od 5 x 105 bakterija po mililitru podloge. Upotrebljene su iste podloge koje su pripremljene na već opisani 
način.  
Za ispitivanje antibakterijskog delovanja ekstrakata biljaka upotrebljeni su sojevi Staphylococcus, 
Streptococcus, Enterococcus, Bacillus i Geobacillus vrsta kao predstavnici Gram-pozitivnih bakterija, a iz 
grupe Gram-negativnih bakterija upotrebljeni su sojevi E.coli, Enterobacter i Salmonella vrsta iz familije 
enterobakterija (Enterobacteriaceae). Odabrane vrste bakterija zanačajne su za veterinarsku i humanu 
medicinu kao uzročnici infekcija kože i drugih organskih sistema ali i kao uzročnici alimentarnih infekcija tj 
infekcija koje se prenose putem hrane. 
Svi sojevi bakterija korišćeni u ovom ispitivanju izolovani su iz kliničkih materijala dostavljenih na rutinsku 
mikrobiološku analizu u laboratoriju za bakteriologiju Katedre za Mikrobiologiju, UB. 
Za izolaciju bakterija korišćene su konvencionalne mikrobiološke metode uz upotrebu Columbia agara 
(Becton Dickinson) sa dodatkom 6 % ovčije krvi, MacConkey agara (bioMerieux) i hranljivog bujona (BioLab). 
Za tipizaciju stafilokoka do vrste primenjen je automatski identifikacioni sistem API STAPH (bioMerieux). Za 
tipizaciju Streptococcus, Enterococcus, Bacillus i Geobacillus vrsta upotrebljen je komercijalni identifikacioni 
sistem BBL Crystal Gram positive ID kit (Becton Dickinson), a za tipizaciju do vrste gram-negativnih bakterija 
primenjen je automatski identifikacioni sistem BBL Crystal Enteric/nonfermenter ID kit (Becton Dickinson). 
Detekcija sojeva MRS izvršena je najpre disk difuzionom metodom na Miler Hinton agaru (Becton Dickinson) 
uz upotrebu antibiogram diskova cefoksitina i oksacilina (Becton Dickinson), a potom je izvršena i detekcija 
PBP2A proteina karakterističnih samo za sojeve MRS i to primenom lateks aglutinacionog testa MRSA 
SLIDEX ID KIT (bioMerieux). Detekcija sojeva VRE izvršena je primenom antibiogram diskova vankomicina 
(Becton Dickinson) takođe na Miler Hinton agaru primenom disk difuzione metode. Radi definitivne potvrde o 
pripadnosti safilikoka kategoriji MRS i enterookoka kategoriji VRE primenjene su i molekularne metode u cilju 
detekcije gena rezistencije. međutim opis ovih mteoda i nabrajanje materijala koji su korišćeni u tu svrhu 
prevazilaze temu ove doktorske disertacije. U ispitivanje su bili uključeni i referentni sojevi iz kolekcije ATCC 
(Becton Dickinson). 
 
 
Slika 19 Neki od ispitivanih sojeva bakterija koji su izolovani i identifikovani na fakultetu Veterinarske medicine 
u Beogradu 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          70   
4. REZULTATI I DISKUSIJA 
 
U okviru ove studije najpre su, primenom tradicionalnih i novijih metoda ekstrakcije (hidrodestilacija, 
ekstrakcija etanolom sa i bez ultrazvuka, natkritična ekstrakcija sa CO2), izolovana etarska ulja i ekstrakti iz 
odabranog bilja familije Lamiaceae (ruzmarin, žalfija, timijan i origano), lovora, karanfilića, anđelike, divizme, 
ehinacee, nevena, aloe i lišaja U. barbata i određeni njihovi ekstrakcioni prinosi. Nakon toga je testirana 
antibakterijska aktivnost  izolovanih etarskih ulja i ekstrakata na sojeve bakterija koje izazivaju kožne infekcije 
i/ili mogu izazvati kvarenje hrane u cilju ispitivanja mogućnosti njihove primene u farmaceutskoj i prehrambenoj 
industriji. Imajući u vidu problem rezistentnosti bakterija na veliki broj sintetičkih komercijalnih antibiotika, 
testiranja antibakterijskih efekata biljnih ekstrakata kao alternativnih prirodnih agenasa, uključila su i sojeve 
stafilokoka koje su otporne na meticilin (MRSA sojevi), kao i vankomicin rezistentne enterokoke (VRE sojevi). 
Ekstrakti lišaja U. barbata, pre svega natkritični ekstrakti, pokazali su najjače antibakterijsko delovanje na 
ispitivane sojeve bakterija koje je bilo uporedivo ili, u nekim slučajevima, jače od komercijalnih sintetičkih 
antibiotika. Iz tog razloga je, za ekstrakte U.barbata kao i za etarska ulja i ekstrakte izolovane iz timijana, 
origana, ruzmarina, žalfije, lovora i karanfilića koji su, takođe, pokazali umereno jaku do jaku antibakterijsku 
aktivnost, ispitan sadržaj aktivnih supstanci primenom metoda HPLC i GC/MS. U radu su, dalje, prikazani 
rezultati ispitivanja energetske efikasnosti tehnologija kojima su dobijeni ekstrakti sa najjačim antibakterijskim 
delovanjem primenjena je eksergijska analiza.  
Etarska ulja i ekstrakti sa najjačim antibakterijskim efektom su dalje namešavani u različitim odnosima  pri 
čemu se pokazalo da kod određenih mešavina postoji sinergetski efekat u pogledu antibakterijske aktivnosti 
na pojedine ispitane sojeve. U okviru studije, analizom kinetike simultane NKE iz odabranih mešavina biljnih 
materijala utvrđeno je da prisustvo pojedinih biljnih sirovina u smeši (odnosno njihovih glavnih komponenti) 
utiče na povećanje rastvorljivosti u NK CO2 (kosolventski efekat) pa samim tim i na povećanje brzine 
ekstrakcije i smanjenje potrošnje natkritičnog fluida. Proces simultane NKE ispitan je i sa aspekta mogućnosti 
izolacije mešavina ekstrakta sa pojačanim antibakterijskim delovanjem u odnosu na natkritične ekstrakte 
dobijene iz pojedinačnih biljnih sirovina.   
 
4.1. Prinosi etarskih ulja i ekstrakata 
 
Etarska ulja iz osušenih listova ruzmarina, žalfije, timijana, origana i lovora izolovana postupkom 
hidrodestilacije bila su u tečnom stanju i svetlo žute do žute boje. Dobijeni natkritični ekstrakti iz lišaja (U. 
barbata) (slika 20)  bili su žućkasto-zelenkaste boje i u praškastom polučvrstom stanju, dok su njegovi etanolni 
ekstrakti bili praškasti i zelenkastobraon boje. Prinosi ekstrakata U. barbata dobijeni različitim metodama 
ekstrakcije  prikazani su u tabeli 17. Natkritični ekstrakti iz odabranog začinskog i lekovitog bilja izolovani na 
pritiscima 10-30 MPa bili su polučvrstom stanju na ambijentalnim uslovima (sem ekstrakta karanfilića koji je bio 
tečan) i različite boje i mirisa u zavisnosti od biljne sirovine i uslova na kojima su izolovani. Tako su ekstrakti 
izolovani iz ruzmarina, žalfije, timijana, divizme i ehinacee na nižim pritiscima (10-15 MPa) bili 
braonkastožućkaste, iz origana narandžastožućkaste, a iz anđelike žutozelenkaste boje. Ekstrakti dobijeni na 
višim pritiscima, 15-30 MPa (iz ehinacee, anđelike, divizme i nevena) bili su tamno naranžaste do braonkaste 
boje u zavisnosti od biljne sirovine. Natkriitčni ekstrakt karanfilića bio je svetlo žute boje i u 
tečnom stanju. Zapažanja po pitanju arome su u skladu sa činjenicom da u toku procesa NKE 
koji se izvodi na umerenim temperaturama (40-60 °C) ne dolazi ili dolazi u manjoj meri do 
degradacije komponenata ekstrakata pa oni sadržavaju aromu i boju  sirovine iz koje su 
izolovani.   
 
 
 
 
Slika 20  Ekstrakt lišaja dobijen natkritičnom ekstrakcijom 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          71   
Etanolni ekstrakti bili su u smolastom ili praškastom stanju i imali su sličan i neutralni miris, izuzev 
ekstrakta timijana i origana koji su imali nešto jači miris (na njihova etarska ulja i natkritične ekstrakte). 
Ekstrakti dobijeni UZE bili su svetlije braon ili braonzelenkate boje dok su ekstrakti dobijeni SE bili tamno 
zelene do tamno braon boje u zavisnosti od biljne sirovine.  
 
Tabela 17 Prinosi ekstrakata izolovanih iz lišaja U. barbata 
Metoda Oznaka Temperatura (°C) Pritisak (MPa) Prinosa ( %) 
NKE U40 40 30 0,60 
NKE U60 60 30 0,38 
Maceracija UM 25 0,1 3,13 
Perkolacija UP 25 0,1 4,35 
Sokslet ekstrakcija USE 80,5 0,1 10,18 
amaseni prinos računat u odnosu na masu sirovine. 
 
Prinosi ekstrakata iz odabranog začinskog i lekovitog bilja izolovani različitim metodama ekstrakcije prikazani 
su u tabeli 18. 
 
Tabela 18 Prinosi etarskih ulja i ekstrakata iz lekovitog i začinskog bilja na laboratorijskom nivou (%) 
 Metoda→  NKE HD SE UZE NKE-UZE 
# Biljna sirovina Droga Temperatura (°C) 
Pritisak 
(MPa) 
Prinos 
(%) 
1 Origanum vulgare list 40 10,0 1,00 0,400 23,6 15,6  
2 Rosmarinus officinalis list 40 11,5 1,02 0,516 - - - 
3 Salvia officinalis list 40 11,5 2,13 0,86 - - - 
11,5 1,23 4 Thymus vulgaris list 40 10,0 1,15 1,09 29,8 18,4 - 
15,0 2,26 5 Angelica archangelica koren 40 20,0 1,98 - 11,0 
1,45a 
2,39b 3,57 
10,0 1,37 3,5 2,39 6 Calendula officinalis cvet 40 20,0 3,22 - 28,1 20,0 - 
15,0 0,688 7 Echinacea purpurea 
nadzemni 
deo 40 25,0 0,821 - 9,55 1,17 - 
30,0 0,825 17,6 1,33 
20,0 1,28   nadzemni deo 40 15 0,463 
- 
  
- 8 Verbascum thapsus 
cvet - - - - 49,0 23,1 - 
9 Eugenia caryophyllata pupoljci 40 10 18,2 - - - - 
40 10 1,37c 10 Laurus nobilis list 100 30 2,81d 1,43 - 10,0 12,0 
40 10 0,13 11 Aloe vera list 100 30 1,40 - - 
6,00a 
8,00b 14,0 
a dp=0.400 mm 
b sprašeni biljni materijal 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          72   
4.2. Hemijski sastav  
 
Za ekstrakte koji su pokazali najjače antibakterijsko delovanje ispitan je sadržaj aktivnih komponenti 
primenom metoda gasne hromatografije sa masenom spekrometrijom (GC/MS) ili tečne hromatografije 
(HPLC). 
 
4.2.1. Određivanje sadržaja usninske kiseline 
 
Za ekstrakte izolovane iz lišaja U. barbata primenom različitih metoda ekstrakcije ispitivan je sadržaj (+)-
usninske kiseline, koja se smatra glavnim nosiocem antibakterijske aktivnosti. Rezultati ispitivanja sadržaja 
usninske kiseline dobijeni primenom metode tečne hromatografije (HPLC) prikazani su u tabeli 19. Proces 
NKE se pokazao kao najpogodniji za izolaciju ekstrakata iz lišaja U. barbata  (30 MPa; 40 i 60 °C) sa 
najjvećim sadržajem usninske kiseline. U ekstraktu izolovanom na povišenoj temperaturi (60 °C; U60) 
identifikovan najveći sadržaj usninske kiseline u odnosu na ekstrakt izolovan na istom pritisku i nižoj 
temperaturi (40 °C; U40). Manji udeo usninske kiseline u U40 se može objasniti činjenicom da se pri većoj 
gustini natkritičnog CO2, usled veće moći rastvaranja natkritičnog fluida, izdvaja velika količina drugih 
jedinjenja velike molekulske mase. Ekstrakti dobijeni perkolacijom i maceracijom sadržali su izuzetno mali 
udeo usninske kiseline (~300 puta manji u odnosu na U60 i ~20 puta manji u odnosu na USE ). Manji udeo 
usniske kiseline u etanolnim ekstraktima u odnosu na natkritične ekstrakte može se objasniti znatno manjom 
selektivnošću etanola kao rastvarača poređenju sa NK CO2 na datim uslovima pritiska i temperature (30 MPa; 
40 °C i 60 °C) koje su predložili Najdenova i sar. (2001). Visoki prinosi usninske kiseline (90 %) mogu se 
ostvariti postupkom ekstrakcije sa etanolom u kombinaciji sa kristalzacijom sa vodom koji je opisan u patentu 
GB 2096996 A (Stankovic i Ranđelović, 1981). Najveći prinos usninske kiseline računat u odnosu na masu 
sirovine ostvaruje se ekstrakcijom u Sokslet aparaturi (tabela 19).  
 
Tabela 19 Sadržaj (+)-usninske kiseline u ekstraktima U. barbata dobijenim različitim metodama ekstrakcije 
Metoda Oznaka Sadržaj UAa (%) Sadržaj UA u lišaju (gUA / 100 g lišaja) 
NKE U40 36,49 0,219 
NKE U60 59,48 0,226 
Maceracija UM 0,25 0,00783 
Perkolacija UP 0,18 0,00783 
Sokslet ekstrakcija USE 3,59 0,365 
a Sadržaj usninske kiseline u ekstraktu određen primenom HPLC;  
U40-natkritični ekstrakt izolovan na 30MPa i 40 °C; U60-natkritični ekstrakt izolovan na 30MPa i 60 °C. 
 
4.2.2. Hemijski sastav etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata iz odabranog  lekovitog i začinskog bilja  
 
U tabelama 20-23 prikazan je hemijski sastav etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata sa antibakterijskim 
dejstvom izolovanih iz izabranog začinskog i lekovitog bilja. 
Etarska ulja ruzmarina, žalfije i timijana sadržala su uglavnom mono- i seskviterpene i njihove oksidovane 
derivate  (93-97 %) dok je sadržaj u natkritičnim ekstraktima izolovanim na 11,5 MPa i 40 °C bio znatno manji  
(3,84 %, 13,05 % i 45 % za ruzmarin, žalfiju i timijan, respektivno). Od ovih ekstrakata, natkritični ekstrakt 
timijana sadržao je najviše monoterpenskih jedinjenja. Najzastupljenije jedinjenje u etarskom ulju i natkritičnom 
ekstraktu timijana bio je monoterpenski alkohol timol (48,5 % u etarskom ulju i 39,7 % u natkritičnom 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          73   
ekstraktu), što je u skladu predhodnim literaturnim podacima (Bozin i sar., 2006; Diaz-Maroto i sar., 2005; 
Gutierrez i sar., 2008;  Oszagyh i sar., 1996).  
 
 Tabela 20 Hemijski sastav etarskih ulja i natkritičnih ekstrakta ruzmarina, žalfije i timijana    
Biljni materijal  Rosmarinus officinalis Salvia officinalis Thymus vulgaris 
Naziv jedinjenja RIa RHD RNKE SHD SNKE THD TNKE 
Monoterpeni  97,06 3,84 92,74 14,83 95,67 44,97 
cis-salven 856   0,34    
trans-salven 867   0,06    
triciklen 921 0,15  0,15    
α-tujen 930   0,05  0,34  
α-pinen 932 15,92 0,03 4,87  0,85  
kamfen 946 3,4  4,88  0,65  
tuja-2,4(10)-dien 953 1,35 0,06     
β-pinen 974 0,34  0,92  0,48  
β-mircen 988 0,91  0,62  0,77  
δ3-karen 1008 1,49    0,12  
α-terpinen 1014 0,19  0,17  0,97  
p-cimen 1020 2,23  0,64  25,46 0,37 
limonen 1024 4,19  3,48    
γ-terpinen 1060   0,2  5,67  
cis-sabinen hidrat 1065     0,17  
p-cimenen 1089 0,39      
diktioten 1155   0,34    
α-felandren 1002 0,14  0,06  0,08  
β-fekandren 1025     0,59  
1,8-cineol 1026 12,96 0,1 9,11 0,34 0,6  
α-terpinolen 1089   0,17  0,18  
linalool 1095 4,1 0,21 0,46  2,7 0,48 
α-fenhol 1114 0,81      
α-tujon 1102   33,55 3,52   
β-tujon 1112 0,14  5,6 0,55   
hizantenon 1124 0,6      
α-kamfonelal 1105   0,1    
iso-tujil alkohol 1138   0,18    
trans-pinokarveol 1135 0,24      
kamfor 1141 15,58 0,41 20,81 3,66 0,41  
trans-pinokamfon 1158 1,43      
borneol 1165 9,17 0,91 3,37 1,96 1,42 0,52 
terpinen-4-ol 1174 1,84 0,12 0,61  1,08  
p-cimen-8-ol 1179 0,36 0,06   0,17  
α-terpineol 1186 2,22 0,29 0,23  0,21  
mirtenol 1194 0,43 0,05 0,16 0,33   
verbenon 1204 13,28 1,28     
trans-karveol 1215 0,13      
citronelol 1223 0,18      
cis-mirtanol 1238 0,62 0,09     
trans-mirtanol 1240 1,42      
karvakrol metal etar 1241     0,83  
trans-2-hidroksi-pinokamfon 1247  0,1     
timohinon 1248      0,77 
bornilacetat 1286 0,34 0,04 1,61 0,83   
timol 1289     48,49 39,7 
2,5-bornanedion (ti)     0,25   
karvakrol 1298 0,13    3,43 3,13 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          74   
piperitenon 1340 0,38 0,09     
acetofloroglucin (ti)     1,78   
exo-2,10-bornanediol (ti)     1,61   
Seskviterpeni  1,35 3,43 6,55 23,88 3,86 1,6 
α-kopaen 1374  0,07     
metil eugenol 1403  0,14     
trans-β-kariofilen 1417 0,28 0,41 0,39 0,3 2,26 1 
selina-4(15),5-dien 1450    0,34   
α-humulen 1452  0,08 1,1 4,68   
geranil aceton 1453  0,04     
γ-muurolen 1478 0,07 0,12 0,61    
β-selinen 1489  0,09     
leden 1497   0,14    
α-muurolen 1500  0,08     
β-bisabolen 1505  0,07     
γ-kadinen 1513 0,1 0,1   0,1  
δ-kadinen 1522 0,12 0,21   0,19  
Kariofilen oksid 1582  0,12 0,2 0,61 1,06 0,6 
spatulenol 1577 0,1      
viridiflorol 1593   2,72 12,42 0,14  
Humulen epoksid I 1593   0,16 0,45   
Humulen epoksid II 1608   0,75 2,67   
allo-aromadendren-epoksid 1623   0,33 1,95   
8-hidroksibiciclogermakren 1661   0,15 0,46   
kariofila-4(12),8(13)-dien-5-α-ol 1639 0,19      
epi-α-kadinol 1638     0,11  
γ-eudezmol 1630  0,06     
cis-metill jasmonat 1648  0,21     
14-hidroksi-9-epi-trans-kariofilen 1668 0,49      
valeranon 1674  0,1     
p-fenilenediacetamid (ti)   0,13     
sedanenolid 1719  0,93     
sedanolid (neocnidilid) 1722  0,47     
KIseline i Estri  0 80,95 0,07 10,31 0 39,45 
metil estar azelaaldehidne kiseline   0,09     
palmitinska kiselina 1959  0,1    1,25 
metil palmitat 1921  5,62    3,01 
metil linoleat 2095  66,78  0,79  24,05 
metil elaidat       1,13 
metil oleat   0,38  2,86  8,13 
metil stearat 2124  3,86    0,64 
metil  arahidat 2306  0,74     
metil 2-oktilciklopropen-1-oktanoat (ti)   0,49     
metil behenat 2531  0,7    0,34 
Ostala jedinjenja  0 2,19 0,07 6,66 0 0,9 
2-(2,2,4-Trimetil-3-ciklopenten-1-il) etanol 1209  0,12     
1-hidroksimetil-7,7-dimetilbiciklo[2.2.1]heptan-2-on (ti)     6,12   
4-acetilpirogalol*    0,07 0,35   
3-butil ftalid 1647  0,55     
heksahidrofarnesilaceton 1845  0,13     
pimara-8,15-dien 1908    0,19   
4,8,12,16-tetrametillheptadekan-4-olid (ti)   0,24     
α-tokoferol (vitamin E)   1,15    0,9 
Diterpeni  0 0 0,35 41,12 0 0 
sklaren 1942    0,44   
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          75   
trans-biformen 1988    0,27   
manool 2057   0,35 37,19   
labda-7,14-dien-13-ol 2096    1,57   
feruginol     0,49   
izokarnozol     1,16   
Triiterpeni  0 0,99 0 0,63 0 0,83 
Skvalen 2757  0,99  0,63  0,83 
Voskovi  0 5,63 0 1,64 0 7,04 
pentakozan 2500  0,25    0,47 
heksakozan 2600  0,17     
heptakozan 2700  2,19  1,15  0,62 
metil lignocerat (Metil tetrakozanoat)   0,2     
nonakozan 2900  1,81  0,49  5,43 
hentriakontan 3100  1,01    0,52 
Total ID %c  98,41 94,84 99,71 92,41 99,53 93,89 
Broj komponenti  40 54 39 33 29 21 
b Kovačevi indeksi; ti-delimična identifikacija; dUkupni procenat identifikovanih jedinjenja (čija je zastupljenost veća od  0.20 % je prikazana u tabeli). 
   
Značajan udeo u natkritičnim ekstraktima ruzmarina i žalfije izolovanih na relativno niskom pritisku i 
temperaturi (11,5 MPa i 40 °C; gustina CO2 630 kg/m3) čine komponenate velike molekulske mase - masne 
kiseline i voskovi. Razlike koje postoje u odnosu na literaturne podatke su rezultat vođenja natkritične 
ekstrakcije na nešto višem pritisku (11,5 MPa u odnosu na 10 MPa iz literature), i korišćenja totalnog 
ekstrakta za analize. 
 
Tabela 21 Sadržaj aktivnih komponenti natkritičnih ekstrakata izolovanih iz lista origana, timijana i pupoljka 
karanfilića na 10 MPa i 40 °C. 
Biljni materijal   Eugenia caryophyllata Origanum  vulgare 
Thymus 
vulgaris 
Naziv jedinjenja RIa RT/MSb    
timohinon 1248 18,15 - 13,30 0,70 
timol 1289 19,67 - 6,0 42,52 
karvakrol 1298 20,04 - 57,28 2,54 
eugenol 1356 21,93 64,06 -  
trans-kariofilen 1417 23,65 12,97 1,01 1,63 
eugenil acetat 1521 27,08 19,93 0,1  
Voskovi   tr 4,89 25,08 
IDc %   96,96 81,53 72,47 
. 
U etarskom ulju origana dobijenom hidrodestilacijom po Klevendžeru identifikovan je visok sadržaj 
monoterpenskoga akohola karvakrola (63,6 %) (izomer timola) i njegovog prekursora p-cimena (14,64 %) 
(tabela 22). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          76   
Tabela 22 Hemijski sastav etarskog ulja origana 
Naziv jedinjenja RI RT/MS OHD 
α-tujen 924 6,89 1,01 
α-pinen 932 7,04 0,33 
kamfen 946 7,47 0,37 
sabinen 969 8,303 0,76 
b-pinen 974 8,35 0,22 
mircen 988 8,91 0,92 
α-terpinen 1014 9,7 1,07 
p-cimen 1020 10 14,67 
limonen 1024 10,1 0,48 
1,8-cineol 1026 10,19 0,50 
(Z)-β-ocimen 1032 10,48 0,41 
γ-terpinen 1054 11,14 3,32 
terpinolen 1086 12,18 0,83 
borneol 1165 14,87 0,73 
Terpinen-4-ol 1174 15,29 1,18 
carvacrol metil etar 1241 17,57 0,72 
timol 1289 19,36 1,81 
karvakrol 1298 19,84 63,60 
(Z)-kariofilen 1408 23,21 2,59 
γ-elemene 1434 24,26 0,39 
9-epi-(E)-kariofilen 1464 25,11 0,42 
β-bisabolen 1505 25,99 1,47 
δ-amorfen 1511 26,4 0,31 
spatulenol 1577 28,03 0,32 
kariofilen oksid 1582 28,13 1,59 
Total ID (%)   100 
Broj komponenti   25 
 
U etarskom ulju lovora dobijenom hidrodestilacijom (LHD) identifikovano je 34 komponenti, i to: 19,68 % 
monoterpena, 78,77 % okidovanih monoterpena, 1,06 % seskviterpena i 0,53 % oksidovanih seskviterpena. 
Najzastupljenije komponente bile su: 1,8-cineol (33,4 %), linalool (16,0 %), α-terpinil acetat (13,8 %),  sabinen 
(6,91 %), metil eugenol (5,32 %), α-pinen (4,39 %) i β-pinen (3,52 %) (tabela 23). Sličan hemijski sastav 
etarskog ulja lovora objavio je veći broj autora (Caredda i sar., 2002; Dadaliolu i Evrendilek, 2004; Flamini i 
sar., 2007; Müller-Riebau i sar., 1997; Ozek i sar., 1998; Verdian-rizi, 2008; HYalçinH i sar., 2007). Od 54 
identifikovane komponente (93 %) u natkritičnom ekstraktu lovora najzastupljeniji su bili: oksidovani 
monoterpeni (43,2 %) i masne kiseline (31,13 %), optom seskviterpeni i njihovi oksidovani derivati (12,43 %). 
Najzastupljenije komponente bili su: metil linoleat (16,18 %), α-terpinil acetat (12,88 %), linalool (9,00 %), 
metill eugenol (8,67 %), metil arahidonat (6,28 %) i eugenol (6,14 %). Uporednom analizom hemijskog sastava 
etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta lovora (LHD i LNKE) (tabela 36) može  se zaključii da je LNKE sadržao više 
nego duplo manje monoterpenskih jedinjenja (43,89 %) u poređenju sa LHD (98.4 %). Caredda i sar. (2002) su 
ispitivali dinamiku izolacije pojedinih grupa jedinjenja u toku NKE za 4 h. Ustanovili su da se monoterpeni 
ekstrahuju gotovo u potpunosti u toku prvog sata ekstrakcije dok se količina oksidovanih monoterpena u 
vremenu neznatno smanjuje. U toku ekstrakcije se povećava količina izdvojenih seskviterpena dok se količina 
izdvojenih oksidovanih seskviterpena gotovo ne menja u toku 3 h. 
Kada je reč o jedinjenjima koja se smatraju nosiocima antibakterijske aktivnosti, uzorak LNKE  je sadržao 
znatno više eugenola i metil eugenola i znatno manju količinu 1,8-cineola u odnosu na ranija ispitivanja 
hemijskog sastava ekstrakta lovora izolovanog NKE na sličnim uslovima (Carreda i sar., 2002). Ovo može biti 
rezultat primenjenog kraćeg vremena ekstrakcije (1,4 h) ili različitog porekla biljne sirovine.  
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          77   
Tabela 23 Hemijski sastav etarsko ulja (LHD) i natkritičnog ekstrakta lovora (LNKE) 
Components RI LNKE LHD 
p-ksilene 871,6 0,44  
α-tujen 919,2  0,55 
α-pinen 924,8  4,39 
kamfen 938,9  0,30 
sabinen 965,0  6,91 
β-pinen 967,2  3,52 
dehidro-1,8-cineol 984,4  0,21 
β-mircen 985,1  0,14 
α-felandren 997,1  0,17 
δ3-karen 1002,7  0,24 
α-terpinen 1009,3  0,42 
p-cimen 1017,7  0,41 
limonen/β-felandren 1020,9  1,59 
1,8-cineol 1025,0 2,53 33,4 
γ-terpinen 1051,3  0,74 
cis-sabinen hidrat 1061,5 0,25 0,30 
terpinolen 1080,7  0,33 
linalool 1096,3 9,00 16,0 
δ-terpineol 1161,0 0,49 0,57 
terpinen-4-ol 1170,3 0,90 2,38 
p-cimen-8-ol 1175,5 0,23  
α-terpineol 1184,5 2,54 2,83 
nerol 1227,0 0,44 0,19 
linalil acetat 1250,4 0,58 0,34 
4-tujen-2α-il  acetat 1296,1 0,20 0,28 
bornil acetat 1278,7 0,27 0,47 
δ-terpinil acetat 1310,1 0,55 0,68 
exo-2-hidroksicineol acetat 1335,8 0,31 0,20 
α-terpinil acetat 1343,8 12,88 13,8 
eugenol 1352,8 6,14 1,77 
β-elemen 1383,8 0,69  
metil  eugenol 1400,4 8,67 5,32 
β-kariofilen 1409,8 0,87 0,43 
α-guaien 1429,7 0,18  
α-humulen 1444,1 0,71  
allo-aromadendren 1451,2 0,16  
germakren D 1472,0 0,55  
β-selinen 1476,8 0,33  
biciklogermakren 1487,3 0,72 0,36 
germakren A 1493,0 0,39  
γ-kadinen 1504,7 0,29  
δ-kadinen 1514,4 0,32 0,27 
trans-kadina-1,4-dien 1522,5 0,41  
α-kadinen 1534,0 0,79  
dauca-5,8-dien 1565,9 0,56  
spatulenol 1567,9 0,79 0,27 
kariofilen oksid 1572,7 0,46 0,26 
viridiflorol 1581,4 0,49  
ledol 1592,3 0,21  
dihidro-cis-α-kopaene-8-ol 1608,7 0,20  
eremoligenol 1619,5 0,37  
β-eudesmol 1640,0 1,45  
šiobunol 1680,3 0,25  
sedanenolid 1712,4 1,21  
neocnidilid 1717,7 0,36  
oplopanon 1729,1 0,17  
neofitadien izomer I 1806,8 0,26  
dehidrosausurea lakton 1823,8 0,35  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          78   
heksahidrofarnesil aceton 1835,0 0,40  
metil palmitat1 1915,4 1,49  
eremantin (vanillosimin) 1981,0 0,20  
metil linoleat 2087,2 16,18  
metil petroselinat2 2092,2 5,95  
fitol 2102,4 1,33  
metil stearat3 2117,5 1,23  
metil arahidonat 2215,1 6,28  
 1-metil heksadekanoat;  2-metil cis-6-oktadekanoat;  3- metil oktadekanoat;  RI-Kovačevi indeksi. 
 
4.3. Rezultati ispitivanja antibakterijske aktivnosti biljnih ekstrakata 
 
4.3.1. Antibakterijska aktivnost ekstrakata lišaja U. barbata 
 
Antibakterijske aktivnosti ekstrakta izolovanih iz lišaja U. barbata primenom NKE na 30 MPa i na 
temperaturama 40 °C (U40) i 60 °C (U60), kao i čiste (+)-usninske kiseline (UA), ispitane su primenom 
mikrodilucione metode u bujonu, pri čemu su određene vrednosti minimalnih inhibitornih koncentracija (MIC) 
prikazane u tabelama 24-27. U cilju ispitivanja mogućnosti primene natkritičnih ekstrakata lišaja U. barbata u 
formulacijama različitih preparata za lečenje kožnih infekcija u veterinarskoj i humanoj medicini ispitana je 
njihova aktivnost na stafilokoke (uključujući i MRSA sojeve), streptokoke i enterokoke (uključujući i VRE 
sojeve) (tabela 24). Natkritični ekstrakti U. barbata pokazali su jako do izuzetno jako antibakterijsko delovanje 
na ispitivane sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka sa MIC vrednostima u osegu 1,25-160 μg/ml. Sojevi 
S. intermedius, S. epidermidis, S. uberis i S. equi ssp. zooepidermicus bili su najosetljivijiji na delovanje 
natkritičnih ekstrakata U. barbata (MIC=1,25-10,0 μg/ml). Sojevi Staphylococcus i Enterococcus vrsta kao i 
referentni soj S. aureus ATCC 11632 bili su osetljiviji na delovanje natkritičnog ekstrakta izolovanog na nižoj 
temperaturi (U40). Oba ekstrakta pokazala su izuzetno jako antibakterijsko delovanje na MRSA sojeve sa MIC 
vrednostima od <1,25 μg/ml (S. aureus i S.epidermidis) do 40 μg/ml (S. haemolyticus) posebno ekstrakt 
izolovan na nižoj temperaturi (U40).  
Analizom hemijskog sastava primenom tečne hromatografije, utvrđen veći sadržaj usninske kiseline u 
uzorku U60 nego u U40 koji je pokazao jače antibakterijsko delovanje na ispitivane sojeve. Ovo ukazuje da, 
pored usninska kiselina, koja se smatra glavnim nosiocem antibakterijske aktivnosti, i druga jedinjenja 
doprinose ukupnoj antibakterijskoj aktivnosti natkritičnih ekstrakata U. barbata (tabela 19).  
 
Tabela 24 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata na sojeve streptokoka, enterokoka i stafilokoka 
# Izolovani soj  Poreklo U40 U60 
   MIC (μg/ml) 
1 S. pyogenes ATCC 19615  20 40 
2 S. uberis koža zamorca 5 10 
3 S. equi ssp. zooepidermicus koža psa 5 10 
4 E. faecalis (VRE) prepucijum psa 20 40 
5 E. faecalis (VRE) mozak psa 20 40 
6 E.faecalis (VRE) humani urin 20 40 
7 E. faecalis jetra miša 20 20 
8 S. intermedius uho psa 5 <1,25 
9 S. epidermidis oko mačke 5 10 
10 S. intermedius oko psa 5 5 
U40-natkritični ekstrakt U. barbata izolovan na 40 ºC;U60- natkritični ekstrakt U. barbata izolovan na 60 ºC 
 
Na osnovu rezultata ispitivanja antibakterijske aktivnosti natkritičnih ekstrakata U. barbata in vitro, na 
MRSA sojeve (MIC vrednosti od <1,25 do 40 μg/ml) može se zaključiti da je ekstrakt U40 pokazao jače 
delovanje na sojeve MRSA u odnosu na ostale ekstrakte U. barbata (tabela 25). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          79   
  
Tabela 25 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata na odabrane sojeve meticilin rezistentnih stafilokoka 
# Izolovani soj  Poreklo U40 U60 
   MIC (μg/ml) 
1 S. aureus bris uha psa <1,25 20 
2 S. haemolyticus bris nosa psa 20 40 
3 S. intermedius bris rane psa 20 20 
4 S. haemolyticus bris oka psa 5 10 
5 S. capitis bris uha psa 10 20 
6 S. haemolyticus bris rane mačke 20 40 
7 Staphylococcus netipiziran bris oka mačke <1,25 <1,25 
8 S. epidermidis bris kože mačke <1,25 <1,25 
9 S. haemolyticus bris uha mačke 10 20 
10 S. aureus bris kože mačke 20 40 
11 Staphylococcus netipiziran bris uha psa 10 20 
   12 Staphylococcus netipiziran urin psa 20 10 
 
U tabeli 26 prikazani su rezultati uporedne analize antibakterijske aktivnosti ekstrakata iz lišaja U. barbate 
izolovanih primenom različitih metoda ekstrakcije sa čistom usninskom kiselinom i komercijalnim sintetičkim 
antibioticima. Za razliku od natkritičnih ekstrakata iz lišaja U. barbate, koji su pokazali izuzetno jako 
antibakterijsko delovanje na ispitivane sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka (MIC vrednosti za većinu 
sojeva bile u opsegu 1,25-40 μg/ml), etanolni ekstrakti pokazali su slabo (MIC vrednosti od 1280 μg/ml) do 
umereno jako antibakterijsko delovanje (MIC vrednosti od 80-640 μg/ml) (tabela 26).   
 
Tabela 26 Uporedna analiza antibakterijske aktivnosti ekstrakata U. barbata izolovanih različitim metodama 
ekstrakcije  
# Izolovani soj  Poreklo UA U40 U60  UM UP USE Eritromicin Penicillin G  
Ampicillin 
1 S. agalactiae ATCC 
27959 
- 10 20 40 160 80 320 <0,015 0,25 8 
2 S. uberis  bris kože 
zamorca 
10 5 10 80 320 80 >32 >8 128 
3 E. faecalis (VRE)   bris 
prepucijum 
psa 
40 20 40 1280 1280 640 1 >8 64 
4 E. faecalis (VRE)    mozak psa 40 20 40 1280 1280 640 >32 >8 128 
5 E. faecalis (VRE)  humani urin 40 20 40 1280 1280 640 0,5 >8 128 
6 S. aureus ATCC 11632 - 40 40 80 640 640 320 0,5 4 64 
7 S. aureus ATCC 25923 - 40 160 160 640 640 320 0,25 1 8 
8 S. intermedius bris uha psa 10 5 1,25 320 320 80 0,125 0,125 0,06 
9 S. epidermidis  bris oka 
mačke 
10 5 10 320 160 80 0,25 1 16 
10 S. intermedius  bris oka psa 40 5 5 320 160 80 0,5 0,5 8 
11 S. epidermidis  bris kože 
psa 
40 40 40 320 320 80 0,5 0,25 0,125 
12 S. aureus (MRSA) bris kože 
psa 
20 5 160 320 320 320 >32 1 16 
13 S. aureus (MRSA) 
ATCC 33591 
- 80 5 160 80 80 160 0,5 4 8 
 
Uporednom analizom antibakterijske aktivnosti ekstrakata iz lišaja U. barbate (tabela 26) pokazalo se da 
natkritični ekstrakt izolovan na 40 °C, U40, ima jaču antibakterijsku aktivnost od čiste usninske kiseline, kao i 
od nekih komercijalnih sintetičkih antibiotika (pre svega ampicilina) na pojedine sojeve stafilokoka, streptokoka 
i enterokoka (uključujući MRSA i VRE sojeve). Ekstrakt izolovan Sokslet ekstrakcijom (SE) je pokazao 
umereno jaku do jaku antibakterijsku aktivnost (MIC = 80-640 μg/ml), dok su etanolni ekstrakti dobijeni 
maceracijom (UM) i perkolacijom (UP) pokazali slabo (MIC = 1280 μg/ml) do umereno jako antibakterijsko 
delovanje (MIC = 80-640 μg/ml) na ispitivane sojeve enterokoka, stafilokoka i streptokoka.  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          80   
Jače antibakterijsko dejstvo natkritičnih ekstrakata u odnosu na etanolne može se objasniti činjenicom da 
je u njima identifikovan znatno veći sadržaj usninske kiseline (36,5-59,5 %) u odnosu na etanolne ekstrakte 
(0,18-3,59 %) (tabela 19). 
U cilju ispitivanja mogućnosti primene natkritičnih ekstrakata U. barbata i čiste usninske kiseline kao 
prezervativa od mikrobiološkog kvarenja u prehrambenoj industriji ispitano je njihovo delovanje na patogene iz 
hrane, stafilokoke izolovane iz sira i Sallmonela sojeve iz uginulog pileta (tabela 27). Isptitivani sojevi S.aureus 
bili su najosetljiviji na prisustvo čiste usninske kiseline i natkritičnih ekstrakata U. barbata. Salmonella sojevi su 
pokazali malu osetljivost na čistu usninsku kiselinu i natkritične ekstrakte U. barbata. S druge strane, čista 
usninske kiselina imala je jače antibakterijsko delovanje na neke od ispitanih sojeva S.aureus od ceftriaksona 
(tabela 27).  
 
Tabela 27 Delovanje natkritičnih ekstrakata U. barbata na patogene bakterije koje se prenose hranom 
# Izolovani soj  Poreklo U40 U60 UA* Ceftriakson 
   MIC (μg/ml) 
1 S.aureus sir 20 80 2,5 (2,5) 4 
2 S.aureus sir 20 320 2,5 (10) 4 
3 S.aureus sir 10 160 2,5 (2,5) 4 
4 S.aureus sir 20 320 5 (20) 2 
5 S.aureus sir 20 320 5 (10) 2 
6 S.aureus sir 10 320 5 (10) 2 
7 S.aureus sir 10 160 5 (5) 4 
8 S.aureus ATCC 29213 - 40 >1280 10 (40) 2 
9 S. Enteritidis uginulo pile >1280 >1280 >1280 <0,125 
10 S. Typhimurium uginulo pile >1280 >1280 >1280 <0,125 
11 S. Enteritidis ATCC 13076 - >1280 >1280 >1280 <0,125 
*MIC vrednosti u zagradama odnose se na nezagrejan rastvor usninske kiseline u DMSO (slabija rastvorljivost).  
Weckesser i sar. (2007) su utvrdili izuzetno jako antibakterijsko delovanje čiste usninske kiseline i 
natkritičnog ekstrakta koji je sadržao 4 % usninske kiseline na izabrane sojeve anaerobnih bakterija, posebno 
na S. aureus (uključujući i sojeve MRSA), Propionibacterium acnes i Corynebacterium vrste, ukazujujući na 
mogućnost njihove primene u preparatima za lečenje zapaljenskih oboljenja kože kao što su akne i seboreja. 
Najdenova i sar. (2001) su ispitivali stabilnost usninske kiseline dobijene prečišćavanjem natkritičnog ekstrakta 
(rekristalizacijom sa etanolom iz hloroformskog rastvora natkritičnog ekstrakta) kao i njene komercijalne soli 
natrijum usninata (BINAN) u sapunima, losionima i sprejevima kao i aktivnost ovih preparata na sojeve S. 
aureus.  
  
4.3.2. Antibakterijska aktivnost etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata ruzmarina, žalfije i timijana   
 
U tabeli 28 prikazani su rezultati ispitivanja antibakterijske aktivnosti etarskih ulja i natkriitčnih ekstrakata 
iz odabranog začinskog bilja familije Lamiaceae (ruzmarin, žalfija i timijan) na odabrane patogene  bakterije iz 
hrane.  
Izolati ruzmarina bili su efikasniji od izolata žalfije u suzbijanju rasta Enterococcus, Bacillus i Salmonella 
sojeva. Ranija ispitivanja nekoliko grupa autora su, takođe, pokazala da etarsko ulje ruzmarina ima jače 
delovanje na B. subtilis, Salmonella Enteritidis i E. coli sojeve u odnosu na etarsko ulje žalfije (Bozin i sar., 
2007; Gutirrez i sar., 2008; Weckesser i sar., 2007). Interesanto je da, i pored velike razlike u pogledu  
hemijskog sastava (tabela 20), etarska ulja i natkritični ekstrakti, kako ruzmarina, tako i žalfije, imaju slični i u 
nekim slučajevima isti antibakterijski efekat na ispitivane sojeve bakterija, sem u slučaju  Bacillus i Geobacillus 
vrsta (tabela 28). Smatra se da antibakterijska aktivnost etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta ruzmarina potiče 
od visokog sadržaja okidovanih monoterpena, pre svega borneola, kamfora i verbenona, kao i 1,8-cineola i α-
pinena (Moghtader i Afzali, 2009; Santoyo i sar., 2005). S druge strane, smatra se da su glavni nosioci 
antibakterijske aktivnosti natkritičnog ekstrakta žalfije α- i β-pinen, kao i α-tujon (Menaker i sar., 2004), a 
etarskog ulja žalfije - kamfor, 1,8-cineol, α/β-tujon, eukaliptol i borneol (Hayouni i sar., 2008). U ovom radu, 
izolovana etarska ulja i natkritični ekstrakti su imali sličnu ili u nekim slučajevima istu antibakterijsku aktivnost 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          81   
bez obzira na velike razlike u pogledu hemijskog sadržaja (naročito u slučaju ruzmarina i žalfije) (tabela 20), 
što ukazuje na doprinos različitih grupa jedinjenja ukupnoj antibakterijskoj aktivnosti.  
 
Tabela 28 MIC vrednosti etarskih ulja i ekstrakata ruzmarina (R), žalfije (Ž) i timijana (T) na odabrane 
patogene iz hrane 
# Ispitivani soja Poreklo RHD RNKE ŽHD ŽNKE THD TNKE Hloramfenikol Ciprofloksacin 
   MIC (μg/ml) 
1 B. subtilis а 640 320 1280 1280 80 <40 - <0,5 
2 Geobacillus stearotermophillus а 640 640 640 1280 80 <40 - <0,5 
3 B. cereus а 320 640 160 2560 <40 <40 - <0,5 
4 E. faecium 1 а >1280 >1280 1280 1280 320 320 <4 - 
5 E. faecium 2 а 1280 1280 1280 1280 320 320 <4 - 
6 E.  faecium 3 а 1280 1280 1280 2560 320 320 <4 - 
7 E.coli 1 b >1280 >1280 >2560 >2560 640 640 <4 - 
8 E.coli 2 b >1280 >1280 >2560 >2560 640 640 <4 - 
9 E.coli 3 b >1280 >1280 >2560 >2560 640 640 <4 - 
10 S. Enteritidis c >1280 >1280 >2560 >2560 640 640 <4 - 
11 S. Enteritidis c >1280 >1280 >2560 >2560 640 640 <4 - 
12 S. Enteritidis c >1280 >1280 >2560 >2560 640 640 <4 - 
аSvi sojevi Bacillus i Enterococcus vrsta izolovani su iz kravljeg mleka i sira; bSvi sojevi E.coli izolovani su iz uzoraka fecesa živine; cSvi sojevi 
Salmonella izolovani su iz ugrušaka neoplođenih јаја. 
 
Od ispitivanih sojeva bakterija, Bacillus vrste su pokazale najveću osetljivost na sve testirane izolate, a 
posebno na etarsko ulje i natkritični ekstrakt timijana. Gram-pozitivne bakterije bile su osetljivije na prisustvo 
svih testiranih etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata (tabela 28). Gram-negativne bakterije, generalno, pokazuju 
manju osetljivost na etarska ulja zbog hidrofilne spoljašnje membrane koja sprečava prodiranje hidrofobnih 
etarskih ulja u ćelijsku membranu bakterije (Burt, 2004, 2007). I pored toga, u ovom radu, ispitivana etarska 
ulja i natkritični ekstrakti timijana pokazali su umereno jaku antibakterijsku aktivnost i na Gram-negativne 
bakterije, E.coli i Salmonella Enteritidis (MIC = 640 μg/ml). Ispitivani sojevi bakterija bili su podjednako osetljivi 
na prisustvo etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta timijana sem u B. cereus i G. stearotermophillus sojeva koji 
su bili osetljiviji na prisustvo natkritičnog ekstrakta timijana (tabela 28).   
Smatra se da antibakterijska aktivnosti etarskog ulja timijana potiče od oksidovanih monoterpena, timola i 
karvakrola kao i njihovih biosintetičkih prekursora γ-terpinena i p-cimena (Al-Bayati, 2008; Burt, 2004, 2007; 
Bozin i sar., 2006; Gutierrez i sar., 2008; Michiels i sar., 2007). Ranija ispitivanja pokazala su da timol, 
karvakrol, p-cimen i terpinen imaju jako antibakterijsko delovanje na bakterije koje izazivaju kvarenje hrane i 
patogene bakterije (Burt, 2007; Burt, 2004; De Nobile i sar., 2008; Dorman i Deans, 2000; Michiels i sar., 
2007). Jači antibakterijski efekat etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta timijana u ovoj studiji, može se objasniti 
najvećim sadržajem oksidovanih monoterpena u poređenju sa izolatima ruzmarina i žalfije (tabela 21), 
posebno timola (39,7-48,5 %). Razlike u hemijskom sastavu natkritičnog ekstrakta i etarskog ulja timijana su 
manje izražene nego kod ruzmarina i žalfije. Naime, u etarskom ulju timijana, u ovom radu, timol, karvakrol i p-
cimen koji se smatraju nosiocima antibakterijske aktivnosti činili su 77 % ukupnog sastava, dok je izolovani 
natkritični ekstrakt sadržao nešto manju količinu timola (39,7 %), slični sadržaj karvakrola (3,43 %) i znatno 
manju kolčinu p-cimene u odnosu na etarsko ulje (tabela 20). 
 U cilju ispitivanja doprinosa timola i p-cimena ukupnoj antibakterijskoj aktivnosti izolata timijana, u ovom 
radu je dalje ispitana antibakterijska aktivnost čistog timola, p-cimena kao i njihove mešavine. Odnos timola i 
p-cimena (1,9:1,0) je ispitivan u cilju utvrđivanja eventualnog sinergetskog efekta. Ovaj maseni odnos izabran 
je u skladu sa masenim odnosom ovih komponenti u izolovanom etarskom ulju timijana u ovom radu (tabela 
21). Obzirom da natkriitčni ekstrakt timijana sadrži svega 0,37 % p-cimena, njegova aktivnost poređena je 
samo sa timolom. Antinbakterijske aktivnosti timola, p-cimena i njihove smeše na sojeve Enterococcus, 
Bacillus, Geobacillus, Escherichia i Salmonella vrste prikazane su u tabeli 29. Timol je pokazao značajno veću 
antibakterijsku aktivnost u poređenju sa p-cimenom na sve testirane sojeve. Vrednosti MIC smeše timijana i p-
cimena bile su između MIC vrednosti za timol i p-cimen (MIC=160-320 μg/ml) ukazujući da ne postoji 
sinergetski efekat za izabrani maseni odnos timola i p-cimena. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          82   
S druge strane, izolati timijana, a posebno natkritični ekstrakt pokazali su jače antibakterijsko delovanje 
na sojeve Bacillus vrsta u poređenju sa aktivnošću čistih komponenti, timola, i p-cimena  i njihove smeše 
ukazujući na sinergetski efekat drugih jedinjenja u ekstraktu. Timol i smeša timola i i p-cimena imali su jače 
antibakterijsko delovanje na sojeve Enterococcus, E. coli i Salmonella u poređenju sa etarskim uljem i 
natkritičnim ekstraktom timijana što ukazuje da timol najviše doprinosi antibakterijskoj aktivnosti izolat timijana.   
 
Tabela 29 Antimikrobne aktivnosti timola, p-cimena i njihove mešavine na različite sojeve patogena iz hrane 
Ispitivani sojа timol timol+ p-cimen (1,9:1) p-cimen 
 MIC (μg/ml) 
B. cereus 160 160 2560 
G. stearotermophilus 160 160 2560 
B.  subtilis 160 160 2560 
E.  faecium 1 160 320 2560 
E.  faecium 2 160 320 2560 
E.  faecium 3 160 320 2560 
E.coli 1 320 320 1280 
E.coli 2 160 320 1280 
E.coli 3 160 320 1280 
S.  Enteritidis 1 320 320 2560 
S.  Enteritidis 2 320 640 2560 
S.   Enteritidis 3 320 640 2560 
аSvi sojevi Bacillus i Enterococcus vrsta izolovani su iz kravljeg mleka i sira; bSvi sojevi E.coli izolovani su iz uzoraka fecesa živine; cSvi sojevi 
Salmonella izolovani su iz ugrušaka neoplođenih јаја. 
 
Rezultati ispitivanja antibakterijske aktivnosti etarskih ulja i natkritičnih ekstrakata žalfije i timijana na 
sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka  uključujući i meticilin rezistentne stafilokoke prikazani su u  
tabelama 30 i 31. Natkritični ekstrakt žalfije pokazao je umereno jako antibakterijsko delovanje na S. 
intermedius, S. epidermidis i S. aureus dok je etarsko ulje žalfije nije pokazalo značajni antibakterijski efekat 
na ispitivane sojeve. 
 
Tabela 30 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata žalfije (Salvia officinalis) na odabrane sojeve bakterija  
# Ispitivani soj Poreklo ŽNKE ŽHD 
   MIC (μg/ml)  
1 S. aureus ATCC 11632 - - 2560 
2 S. aureus ATCC 25923 - 640 2560 
3 S. pyogenes ATCC 19615 - - 2560 
4 S.  agalactiae ATCC 27959 - - 2560 
5 S. equi ssp. Zooepidermicus koža psa - 2560 
6 S. uberis koža zamorca - 2560 
7 S. epidermidis 1 humani urin 320 1280 
8 S.  epidermidis 2 bris rane psa 1280 >2560 
9 S.  intermedius bris oka psa 640 1280 
10 S.  intermedius uho psa - 320 
11 S.  epidermidis oko mačke - 320 
12 S.  intermedius oko psa - 320 
13 S.  caitis (MRSA) uho psa - 1280 
14 S. haemolyticus (MRSA) oko psa - 1280 
15 S. haemolyticus (MRSA) nos psa - 1280 
16 S. epidermidis (MRSA) koža mačke - 1280 
17 E. faecalis (VRE) prepucijum psa - 2560 
18 E. faecalis (VRE) mozak psa - 2560 
19 E. faecalis (VRE) humani urin - 2560 
20 E. faecalis jetra miša - 2560 
 
Za razliku od natkritičnog ekstrakta timijana koji nije pokazao antibakterijsko delovanje na ispitivane 
sojeve stafilokoka (izuzev na S. intermedius), streptokoka i enterokoka  uključujući i MRSA i VRE sojeve 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          83   
(tabela 31), etarsko ulje timijana imalo umereno jako antibakterijsko delovanje sa MIC vrednostima od 160-640 
μg/ml sem u slučaju  sojeva streptokoka.  
 
Tabela 31 MIC vrednosti ispitivanih izolata timijana (Thymus vulgaris) na odabrane sojeve bakterija  
# Ispitivani soj Poreklo THD TNKE 
   MIC (μg/ml) 
1 S. pyogenes ATCC 19615 - 1280 2560 
2 S.  agalactiae ATCC 27959 - 1280 2560 
3 S.  uberis koža zamorca 1280 2560 
4 S. equi ssp. zooepidermicus koža psa 1280 2560 
5 E. faecalis (VRE) prepucijum psa 640 2560 
6 E. faecalis (VRE) mozak psa 640 2560 
7 E. faecalis (VRE) humani urin 640 1280 
8 E. faecalis jetra miša 640 2560 
9 S.  aureus ATCC 11632 - 160 >2560 
10 S. aureus ATCC 25923 - 640 >2560 
11 S.  intermedius uho psa 160 1280 
12 S. capitis (MRSA) uho psa 320 >2560 
13 S.  haemolyticus (MRSA) oko psa 320 2560 
14 S.  haemolyticus (MRSA) nos psa 320 2560 
15 S. epidermidis (MRSA) koža mačke 320 2560 
16 S. epidermidis oko mačke 160 1280 
17 S. intermedius oko psa 160 320 
18 S. epidermidis koža psa 640 1280 
 
5.3.3. Antibakterijska aktivnost natkritičnih ekstrakata origana i karanfilića  
 
U tabeli 32 prikazana je antibakterijska aktivnost natkritičnih ekstrakata izolovanih iz osušenih listova 
origana i pupoljaka karanfilića na odabrane sojeve bakterija. Na osnovu vrednosti MIC može se zaključiti da je 
natkritični ekstrakt origana imao jako antibakterijsko delovanje na ispitivane sojeve stafilokoka, streptokoka i 
enterokoka, kao i na meticilin rezistentne stafilokoke. Natkritični ekstrakt oigana pokazao je najjaču 
antibakterijsku aktivnost na referentne S. pyogenes i S. agalactiae sojeve (MIC=2,5 μg/ml) kao i na 
S.intermedius i S.aureus (MRSA) sojeve (MIC=10,0 μg/ml). 
  
Tabela 32 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata origana (O) i karanfilića (C) na odabrane sojeve bakterija  
# Ispitivani soj Poreklo O C 
   MIC (μg/ml) 
1 S.intermedius uho psa 898/09 10 160 
2 S.aureus bris nosa, čovek, 891/09 20 640 
3 S.intermedius koža psa, 890/09 20 160 
4 S.intermedius koža psa, 895/09 10 160 
5 S.aureus (MRSA) bris rane psa, 185/07 10 320 
6 S.haemolyticus (MRSA) bris uha mačke, 666/08 40 320 
7 S.aureus ATCC 11632 - 20 640 
8 S. pyogenes ATCC 19615 - 2,5 10 
9 S. agalactiae ATCC 27956 - 2,5 640 
10 Enterococcus sp. (VRE) ljudski urin, 1228/08 40 1280 
11 Enterococcus sp. Jetra miša, 1084/08 80 1280 
12 Enterococcus sp. (VRE) ljudski urin, 1218/08 40 640 
13 Enterococcus sp. (VRE) mozak, štene, 166/09 80 1280 
14 S.  equi subsp. zooepidermicus koža psa 5     320 
 
Jaka antibakterijska aktivnost natkritičnog ekstrakta origana može se objasniti visokim sadržajem 
karvakrola (57 %), timola (6,0 %) i timohinona (13,3 %). Natkritični ekstrakt karanfilića pokazao izuzetno jaku 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          84   
antibakterijsku aktivnost na Streptococcus agalactiae (MIC=10,0 μg/ml), umerenu aktivnost na ispitivane 
sojeve stafilokoka i streptokoka (MIC=160-640 μg/ml) i slabu aktivnost na ispitivane sojeve enterokoka.  
Antibakterijska aktivnost karanflića rezultat je visokog sadržaja, pre svega, eugenola (64 %), potom trans-
kariofilena (13 %) i eugenil acetata (23,6 %) (tabela 52). Slabiji antibakterijski efekat natkritičnog ekstrakta 
karanfilića u odnosu na origano može se objasniti slabijim antibakterisjkim delovanjem eugenola u odnosu na 
karvakrol i timol (Michiels i sar., 2007).  
 
5.3.4. Antibakterijska aktivnost etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta lovora 
 
Na osnovu vrednosti MIC prikazanih u tabeli 33, može se zaključiti da su etarsko ulje i natkritični ekstrakt 
lovora (LHD  i LNKE) pokazali isti antibakterijski efekat na ispitivane sojeve bakterija. Izolati lovora pokazali su 
umereno do slabo antibakterijsko delovanje na S. intermedius i S. areus sojeve (MIC=640-1280 μg/ml) pri 
čemu je jedan od ispitivanih S. intermedius sojeva bio osetljiviji na prisustvo LHD i LNKE MIC vrednošću od 640 
μg/m. Etarsko ulje i natkritični ekstrakt lovora pokazali su slabo dejstvo na ispitivane Salmonella Enteritidis 
sojeve (MIC>1280 μg/m).  
Na osnovu ranijie objavljenih radova u literaturi (Dorman i Deans, 2000), nosioci antibakterijske aktivnosti 
izolovanog etarskog ulja i natkritičnog ekstrakta lovora mogli bi biti linalool (LNKE - 9,00 %, LHD - 16,0 %), α-
terpinil acetat (LNKE - 12,88 %; LHD - 13,8 %), metil eugenol (LNKE - 8,67 %; LHD - 5,32 %), eugenol (LNKE - 6,14 
%; LHD - 1,77 %) i α-terpineol (LNKE - 2,54 %; LHD - 2,83 %) (tabela 23). U natkritičnom ekstraktu lovora 
identifikovan je visok sadržaj metil estara (metil linoleata, 16,18 %; metil arahidonata, 6,28%). Poznato je, 
takođe, da eugenol ima jako antibakterijsko dejstvo (Leite i sar., 2007). Masne kiseline i njihovi estri takođe 
mogu imati antibakterijsko i antigljivično dejstvo (Agoramoorthy i sar., 2007). Natkritični ekstrakt lovora u ovom 
radu imao sadržao je malu količinu 1,8-cineola u odnosu na etarsko ulje, ali je, s druge strane, imao visok 
sadržaj eugenola, metil eugenola i metil estara koji su najverovatnije doprineli njegovoj antibakterijskoj 
aktivnosti (tabela 23).  
 
Tabela 33 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata lovora (Laurus nobilis) na odabrane sojeve bakterija 
# Ispitivani soj Poreklo LHD LNKE 
   MIC (μg/ml) 
1 S. aureus ATCC 25923 - 1280 1280 
2 S.  intermedius uho psa 640 640 
3 S.  intermedius uho psa 1280 1280 
4 S. aureus feta sir 1280 1280 
5 S. aureus mleko 1280 1280 
6 S. aureus grlo čoveka 1280 1280 
7 Salmonella Enteritidis ATCC 13076 - >1280 >1280 
8 Salmonella Enteritidis - >1280 >1280 
 
4.3.5. Antibakterijska aktivnost etanolnih ekstrakata timijana i origana  
 
U cilju ispitivanja mogućnosti primene etanolnih ekstrakata origana i timijana u prehrambenoj industriji, 
ispitana je njihova antibakterijska aktivnost na neke patogene bakterije izolovane iz uzoraka hrane (tabela 34).  
Etanolni ektrakti timijana i origana dobijenih ekstrakcijom po Soksletu i ultrazvučnom ekstrakcijom pokazali su 
umereno jako (OUZE) do jako antibakterijsko delovanje na sojeve Staphylococcus aureus izolovanih iz uzoraka 
sira. Ekstrakti izolovani Sokslet ekstrakcijom pokazali su jače antibakterijsko delovanje na ispitane sojeve 
stafilokoka (MIC = 8-64 μg/ml) u odnosu na ekstrakte izolovane ultrazvučnom ekstrakcijom. Za razliku od 
etanolnog ekstrakta timijana dobijenog UZE koji je pokazao jako antibakterijsko delovanje (MIC = 16-64 
μg/ml), OUZE je pokazao umereno jako antibakterijsku aktivnost na iste testirane sojeve stafilokoka (MIC = 512 
μg/ml).  
  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          85   
Tabela  34 MIC vrednosti etanolnih ekstrakata timijana (Thymus vulgaris) i origana (Origanum vulgare) 
# Ispitivani soja TSE  TUZE OSE OUZE 
  MIC (μg/ml) 
1 S.aureus  32 64 16 512 
2 S. aureus  32 64 32 512 
3 S. aureus 32 64 32 512 
4 S.aureus  32 64 16 512 
5 S.aureus  32 64 64 512 
6 S.aureus  16 32 32 512 
7 S. aureus ATCC 25923 8 16 16 512 
8 S. aureus ATCC 29213 16 32 16 512 
aStaphylococcus aureus (# 1-6 izolovane su iz uzoraka sira) 
  
 Uporedni prikaz rezultata ispitivanja antibakterijske aktivnosti ekstrakata origana izolovanih različitim 
metodama ekstrakcije prikazani su u tabeli 35.  
 
Tabela 35 Uporedna analiza antibakterijske aktivnosti etarskog ulja i ekstrakata origana (Origanum vulgare) 
izolovanih UZE, SE i NKE  na patogene vrste bakterija koje izazivaju alimentarne infekcije 
# Ispitivani soj Poreklo OUZE OHD OSE ONKE 
   MIC (μg/ml) 
1 S.Enteritidis J.A. feces živine 256 512 256 1024 
2  S. Enteritidis Ž. Feces živine 512 256 512 512 
3 S.Enteritidis V. Feces živine 256 256 256 512 
4 S.Typhimurium J.A. feces živine. 128 256 256 512 
5 S. Enteritidis ATCC 13076 - 512 512 512 1024 
6 S. aureus sir 512 512 64 256 
 
 Etanolni ekstrakti i etarsko ulje origana pokazali su umereno jako antibakterijsko delovanje na testirane 
Salmonella sojeve (MIC = 128-512 μg/ml) za razliku od natkritičnog ekstrakta organa koji je imao slabo do 
umereno jako antibakterijsko delovanje na iste sojeve. S. aureus soj je bio najosetljiviji na prisustvo ekstrakta 
origana dobijenog Sokslet ekstrakcijomn (OSE). 
 
4.3.6. Antibakterijska aktivnost ekstrakata anđelike, divizme, ehinacee i nevena 
 
Uporedni prikaz rezultata ispitivanja antibakterijske aktivnosti etanolnih i natkritičnih ekstrakata anđelike, 
divizme i ehinacee na određene vrste bakterije dat je u tabeli 36.  Za razliku od natkriitčnih ekstrakata, 
ekstrakti divizme dobijeni pomoću UZE i SE  bili su u sprašenom stanju i  potpuno rastvorljivi u vodi.  
 Na ispitivane sojeve Gram-negativnih bakterija ekstrakti nisu pokazali dejstvo pri ispitivanim 
koncentracijama, što je posledica različite strukture i sastava ćelijskog zida Gram-pozitivnih i Gram-negativnih 
bakterija, pa zato i različite propustljivosti njihovih membrana (Burt, 2007). 
Gram-pozitivne bakterije bile su najosetljivije na prisustvo ekstrakata anđelike, potom divizme i u 
najmanjoj meri na ekstrakte ehinacee (sem EUZE koji je pokazao umerenu antibakterijsku aktivnost). Ekstrakti 
AUZE , ANKE,  DUZE  i EUZE pokazali su umerenu antibakterijsku aktivnost na ispitivane Saphyloccous vrste (MIC = 
160-640 μg/ml) pri čemu je AUZE imao znatno jače antibakterijsko delovanje na S. epidermidis (MIC U< U40 
μg/ml). 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          86   
Tabela 36 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata anđelike (A), divizme (D) i ehinacee (E) na odabrane sojeve 
bakterija 
# Ispitivani soj Poreklo AUZE ANKE DUZE DSE DNKE EUZE ESE ENKE 
   MIC (μg/ml) 
1 S. epidermidis Bris kože psa <40 320 1280 640 >2560 320 >2560 >2560 
2 S. haemolyticus bris uha mačke 320 320 640 320 >2560 2560 >2560 2560 
3 S. aureus 
Uzorak mleka 
krave sa 
mastitisom 
320 320 640 320 >2560 >2560 >2560 2560 
4 S. aureus ATCC 25923 - 1280 640 640 160 >2560 2560 >2560 2560 
5 Enterobacter cloacae 
bris kože, 
svinja >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 
6 E.coli humani urin >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 >2560 
ANKE iENKE-natkritični ekstrakti anđelike i ehinacee izolovani na 15 MPa i 40ºC; DNKE-natkritični ekstrakt divizme izolovan na 30MPa i 40ºC.  
 
Etanolni ekstrakti izolovani iz cveta divizme pomoću Sokslet i ultrazvučne ekstrakcije pokazali su jače 
antibakterijsko delovanje na testirane sojeve stafilokoka izolovanih iz uzoraka sira (MIC = 64-256 μg/ml) u 
odnosu na ekstrakte koji su izolovani istim metodama iz nadzemnog dela divizme na stafilokoke izolovane iz 
briseva kože psa, uha mačke i uzoraka mleka krave sa mastitisom (MIC = 160-2560 μg/ml) (tabela 37). 
 
Tabela 37 MIC vrednosti etanolnih ekstrakata cveta divizme 
# Ispitivani soja DSE DUZE 
  MIC (μg/ml) 
1 S. aureus 128 256 
2 S. aureus 128 256 
3 S. aureus 128 256 
4 S. aureus 64 128 
5 S. aureus 64 128 
6 S. aureus 128 128 
7 S. aureus ATCC 25923 128 128 
8 S.  aureus ATCC 29213 128 128 
 asojevi stafilokoka (#1-6) izolovani su iz uzoraka sira.  
 
Etanolni ekstrakt (UZE) i natkritični ekstrakt nevena izolovan na nižem pritisku (pri nižoj gustini CO2), 
N1NKE, pokazali su umereno anibakterijsko delovanje na ispitivane Saphyloccous i Streptococcus vrste (MIC = 
160-640 μg/ml) (tabela 38). Ekstrakt izolovan na većem pritisku (pri većoj gustini CO2) i etanolni ekstrakt 
izolovan ekstrakcijom po Soksletu (NSE) su pokazali slabo antibakterijsko delovanje na sve ispitivane sojeve 
bakterija izuzev Streptococcus pyogenes. Enterococcus vrste su bile najmanje osetljive na prisustvo svih 
ispitivanih ekstrakata nevena. Najveću antibakterijsku aktivnost imali su NUZE i N1 NKE (MIC = 160 μg/ml). 
Slabija antibakterijska aktivnost ekstrakta nevena izolovanog pri višem pritisku, kao i ekstrakta izolovanog SE 
sa etanolom, rezultat su slabije selektivnosti CO2 veće gustine odnosno etanola kao rastvarača ka jedinjenjima 
manjih molekulskih masa koja se smatraju nosiocima antibakterijske aktivnosti. 
 
Tabela 38 MIC vrednosti ispitivanih ekstrakata nevena (Calendula officinalis) na odabrane sojeve bakterija 
# Ispitivani soj Poreklo NUZE N SE N1 NKE N2 NKE 
  - MIC (μg/ml) 
1 S.intermedius - 640 >2560 640 2560 
2 S.aureus bris nosa, čovek, 981/09 2560 >2560 >2560 2560 
3 S.intermedius koža psa, 890/0 320 >2560 640 1280 
4 S.intermedius koža psa, 895/09 320 >2560 640 2560 
5 S.aureus (MRSA) bris rane psa, 185/07 1280 >2560 2560 2560 
6 S.haemolyticus (MRSA) bris uha mačke, 666/08 2560 >2560 2560 2560 
7 S.aureus ATCC 11632 - 1280 >2560 1280 2560 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          87   
8 Streptococcus pyogenes ATCC 19615 - 320 1280 320 640 
9 Streptococcus agalactiae ATCC 27956 - 640 >2560 640 2560 
10 Enterococcus sp. (VRE) - >2560 >2560 >2560 >2560 
11 Enterococcus sp. jetra miša, 1084/08 >2560 >2560 >2560 >2560 
12 Enterococcus sp. (VRE) humani urin, 1218/08 >2560 >2560 >2560 >2560 
13 Enterococcus sp (VRE) mozak, štene, 166/09 2560 >2560 2560 2560 
14 Streptococcus equi subsp. zooepidermicus koža psa 320 >2560 320 2560 
15 Streptococcus uberis koža, zamorac, 1118/09 160 >2560 160 2560 
N1NKE-natkritični ekstrakt nevena izolovan na 10 MPa i 40ºC; N2NKE-natkritični ekstrakt nevena izolovan na 20 MPa i 40ºC. 
 
4.4. Izbor biljnih sirovina i tehnologija za dobijanje ekstrakata sa jakim antibakterijskim 
delovanjem na osnovu antibakterijskih ispitivanja 
 
 
Na osnovu rezultata prikazanih u odeljku 5.3. može se zaključiti je ekstrakt izolovan iz lišaja U. barbata 
pomoću ekstrakcije sa NK CO2 na 30 MPa i 40 °C (U40) pokazao najjače antibakterijsko delovanje na testirane 
sojeve stafilokoka (uključujući MRSA sojeve), enterokoka (uključujući VRE sojeve) sa MIC vrednostima od 
1,25 μg/ml do 40 μg/ml. Natkritični ekstrakt U. barbata - U40 je pokazao jače antibakterijsko delovanje od čiste 
usninske kiseline kao i od komercijalnih sintetičkih antibiotika (eritromicin, penicillin G i ampicillin) na pojedine 
sojeve (tabela 26). Iz tog razloga, u ovoj studiji je dalje detaljno ispitana i analizirana kinetika NKE iz U. 
barbata kao i mogućnosti optimizacije procesa NKE sa aspekta povećanja brzine ekstrakcije i uštede 
natkritičnog fluida. Isti ekstrakt je, takođe, korišćen za namešavanje sa etarskim uljem timijana i ekstraktima 
anđelike, koji su pokazali umerenu do jaku antibakterijsku aktivnost (MIC= 40-640 μg/ml) u različitim 
odnosima, a u cilju ispitivanja postojanja sinergetskog efekta kod datih smeša.  
Pored U40, natkritični ekstrakt i etarsko ulje timijana pokazali su jako (Bacillus vrste, MIC=40-80 μg/ml) i 
umereno jako antibakterijsko delovanje na (enterokoke, Sallmonela i E. coli sojeve, MIC=320-640 μg/ml).  
Natkritični ekstrakati ruzmarina i žalfije pokazali su umereno jako delovanje na bacile iz hrane (MIC=160-640 
μg/ml) kao i na sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka uključujući MRSA i VRE sojeve (ŽNKE). Natkritični 
ekstrakt origana je, takođe, pokazao jaku (MIC=2,5-512 μg/ml), a natkritični ekstrakt karanfilića umerenu 
antibakterijsku aktivnost na iste sojeve. Iz tog razloga u studiji su, takođe, prikazani rezultati ispitivanja i 
analize kinetike NKE iz timijana, origana, ruzmarina, NKE iz mešavine origana i karanfilića u cilju ispitivanja 
uticaja pojedinih biljnih biljnih vrsta (njihovih glavnih komponenti) na povećanje moći rastvaranja NK CO2 i 
povećanje brzine ekstrakcije ali i izolacije mešavina ekstrakata  sa pojačanim antibakterijskim delovanjem.  
Ekstrakcijom u Sokslet aparaturi i ultrazvučnom ekstrakcijom sa etanolom se, takođe, mogu izolovati 
ekstrakti sa umerenim (divizma) do jakim (timijan i origano) antibakterijskim delovanjem na stafilokoke, tako da 
je u ovoj studiji takođe ispitana i analizirana kinetika ovih procesa.  
Pored ispitivanja kinetike, procesi ekstrakcija sa NK CO2 i sa etanolom, kojima su izolovani ekstrakti sa 
umereno do jakim antibakterijskim efektom (iz timijana, origana i divizme), analizirani su sa aspekta 
energetske efikasnosti primenom eksergijske analize, pri čemu su analizirani maksimalni korisni rad u gubici 
eksergije po 1 kg izolovanog ekstrakta.  
   
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          88   
4.5. Antibakterijska aktivnost smeša ekstrakata  
 
U cilju ispitivanja pojačanog antibakterijskog delovanja smeša ekstrakata (sinergetski efekat), u ovoj 
studiji, vršeno je namešavanje ekstrakata i etarskih ulja koji su pokazali najjače antibakterijsko dejstvo na 
ispitivane sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka, uključujuči MRSA i VRE sojeve. Za namešavanje 
ekstrakata izabrani su natkritični ekstrakt iz lišaja U. barabata (U40) koji je pokazao izuzetno jaku 
antibakterijsku aktivnost (MIC = 1,25-40 μg/ml za većinu sojeva), etarsko ulje timijana (THD), koje je pokazalo 
umerenu do jaku antibakterijsku aktivnost (MIC=40-640 μg/ml), i natkritični i etanolni ekstrakt anđelike (ANKE i 
AUZE), koji su pokazali slabu do umereno jaku antibakterijsku aktivnost (MIC,=,320-1280 μg/ml). Odnosi 
navedenih komponenata u smešama, kao i odgovarajuće MIC vrednosti prikazane su u tabeli 39.  
Obzirom da su dobijene vrednosti MIC za dvo- i trokomponente smeše bile između vrednosti MIC za 
pojedinačne U40, THD i ANKE (AUZE) može se zaključiti da ne postoji sinergetski efekat kod odabranih smeša pri 
datom odnosu izabranih biljnih ekstrakata i ulja. Imajući u vidu rezultate antibakterijske aktivnosti THD, kao i 
ANKE i AUZE prikazanih u tabelama 28 i 36 (160-1280 μg/ml i 320-2560 μg/ml, respektivno), može se zaključiti 
da se njihovo antibakterijsko dejstvo na ispitivane sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka može poboljšati 
dodatkom U40 u ovde ispitanom odnosu.  
 
Tabela 39 Antibakterijsko delovanje čistog etarskog ulja timijana (THD) i njegovih mešavina sa natkritičnim 
ekstraktom lišaja U. barbata (U40) i ekstraktima anđelike (AUZE i ANKE) 
# Ispitivani soj Poreklo U40 THD U40: THD U40: THD U40: THD:ANKE U40: THD:AUZE 
     1:1 7:3 2:2:1 2:2:1 
   MIC (μg/ml) 
1 S.intermedius uho psa 898/09 5 640 10 5 10 10 
3 S.intermedius koža psa, 890/09 - 640 5 10 10 10 
5 S.aureus (MRSA) bris rane psa, 185/07 5 320 40 40 40 40 
6 S.haemolyticus (MRSA) bris uha mačke, 666/08 10 640 80 40 160 160 
7 S.aureus ATCC 11632 - 40 320 80 80 80 40 
8 S. pyogenes ATCC 19615 - 20 320 40 40 320 320 
9 S. agalactiae ATCC 27959 - 20 640 160 160 320 320 
10 Enterococcus sp. (VRE) ljudski urin 20 1280 40 40 80 40 
11 Enterococcus sp. Jetra miša 20 1280 40 40 20 40 
13 Enterococcus sp (VRE) mozak, štene 20 1280 40 40 40 40 
14 S. equi subsp. zooepidermicus koža psa 5 320 160 160 160 160 
15 S. uberis Koža, zamorca, 1118/09 5 1280 80 40 40 40 
 
Od ispitanih mešavina, najjače antibakterijsko delovanje pokazale su mešavine natkritičnog ekstrakta 
U.barbata (U40) i etarskog ulja timijana (THD) u odnosu 1:1 i 7:3. Mešavina U40:THD u odnosu 1:1 pokazala je 
izrazito jako antibakterijsko delovanje na soj S. intermedius poreklom sa kože psa sa dobijenom vrednosti MIC 
od 5 μg/ml. Takođe, vrlo jako antibakterijsko delovanje navedena mešavina ekstrakata ispoljila je na soj S. 
intermedius poreklom iz uha psa, sa dobijenom vrednosti MIC od 10 μg/ml. Vrednosti MIC navedene mešavine 
ekstrakata za najveći broj sojeva iznosile su od 40 do 80 μg/ml, što se smatra jakim antibakterijskim 
delovanjem. Umereno antibakterijsko delovanje ispitivane mešavine U40:THD imale su na sojeve Streptococcus 
agalactiae ATCC 2795 i Streptococcus equi ssp. zooepidermicus poreklom sa kože psa sa dobijenom 
vrednosti MIC od 160 μg/ml. Ispitivana mešavina U40:THD (7:3) imala je podjednako jako delovanje na većinu 
ispitivanih sojeva bakterija sa dobijenim identičnim vrednostima MIC.  
Umereno do jako antibakterijsko delovanje na testirane sojeve bakterija imale su mešavine U40:THD:ANKE 
(2:2:1) i U40:THD:AUZE (2:2:1) sa dobijenim vrednostima MIC od 10 μg/ml do 320 μg/ml. Ove mešavine 
ekstrakata su, takođe, imale izraženo antibakterijsko delovanje na sojeve S. intermedius poreklom sa uha i 
kože psa i S.aureus (MRSA ) iz brisa rane psa (MIC = 10-40 μg/ml). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          89   
Može se reći da su ispitivani ekstrakti tj. njihove mešavine najslabije delovale na streptokoke i enterokoke 
jer su dobijene vrednosti MIC svih mešavina ekstrakata za većinu sojeva iznosile 40 μg/ml do 320 μg/ml.  
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          90   
4.6. Kinetika i matematičko modelovanje NKE 
 
U ovom odeljku prikazani su rezultati ispitivanja  kinetike procesa NKE kojima su izolovani ekstrakti sa 
jakim antibakterijskim dejstvom. Za analizu kinetike NKE procesa korišćeni su odgovarajući matematički 
modeli prethodno opisani u odeljku 3.3. S tim u vezi, prikazani su odgovarajući parametri matematičkih modela 
kojima se opisuje prenos mase u NK CO2 i čvrstoj fazi. 
Ispitana je kinetika i mogućnost optimizacije procesa NKE iz lišaja U. barbata, čiji su natkritični ekstrakti 
pokazali najjaču antibakterijsku aktivnost, sa aspekta povećanja prinosa i brzine ekstrakcije. Pored toga, 
prikazani su rezultati ispitivanja i analize kinetike NKE iz ruzmarina, žalfije i timijana, čiji su natkritični ekstrakti 
takođe pokazali umereno do jako antibakterijsko delovanje. 
 
4.6.1.  Kinetika i matematičko modelovanje NKE lišaja iz U. barbata  
 
U ovoj disertaciji, ispitan je uticaj temperature na kinetiku NKE iz lišaja U. barbata na pritisku od 30 MPa 
kao i uticaj predtretmana varijacije pritiska na prinos i brzinu ekstrakcije na istim uslovima pritiska i 
temperature (30 MPa; 40 °C). Predtretman biljnog materijala, koji je primenjivan neposredno pre kontinualne 
NKE, sastojao se u izlaganju sirovine natkritičnom fluidu (1 h) na 40 °C i 15 MPa bez proticanja fluida, nakon 
čega je izvršena nagla dekompresija do pritiska u boci sa CO2, odnosno do 6 MPa (P1), ili do atmosferskog 
pritiska, 0,1 MPa (P2). U tabeli 40 prikazani su ostvareni prinosi natkritičnih ekstrakata iz lišaja U. barbata na 
pritisku od 30 MPa i temperaturama 40 °C i 60 °C, sa i bez primene predtretmana biljnog materijala.  
 
Tabela 40 Prinosi natkritičnih ekstrakta iz lišaja U. barbata  
Sirovina Uzorak Predtretman Pritisak (MPa) Temperatura (°C) Masa biljnog materijala (g) Prinosa 
U40 ne 30 40 28,5 0,60 
U60 ne 30 60 34,0 0,38 
A 
U40 P1 30 40 28,0 0,62 
U40 ne 30 40 31,0 0,39 B 
U40  P2 30 40 30,0 0,56 
U40 ne 30 40 27,4 1,05 
U40  P1 30 40 30,0 1,05 
C 
U40 P2 30 40 30,4 1,21 
A - osušeni lišaj U. barbata sakupljan 2008 godine star godinu dana; B - sirovina A stara 3 godine; C-osušeni lišaj U. barbata 
sakupljan 2010 godine. 
P1 - dekompresija sa 15 MPa do pritiska u boci sa CO2 (6 MPa); P2 - dekompresija sa 15 MPa do atmosferskog pritiska.  
aTotalni prinosi ekstrakata u odnosu na masu sirovine (%).   
 
Uticaj temperature na kinetiku NKE ekstraktivnih materija iz lišaja U. barbata na pritisku od 30 MPa 
prikazan je na slici 21, dok je uticaj predtretmana varijacije pritiska na kinetiku NKE iz tri različite sirovine lišaja 
U. barbata sa područja Makedonije (u daljem tekstu označene kao sirovina A, B i C) na 30 MPa i 40 °C 
prikazan na slici 22. Ekstrakcione krive date su kao zavisnost prinosa ekstrakta od specifične potrošnje 
natkritičnog CO2 izražene u kgCO2 po  kg biljnog materijala. Na slikama 21 i 22 su, pored eksperimentalnih 
ekstrakcionih kriva, prikazane i odgovarajuće krive koje odgovaraju modelu Sovove (1994a). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          91   
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
 U40
 U60
 Model Sovove
mCO2 (kg CO2/kg bm)
 P
rin
os
 (%
)
 
Slika 21 Uticaj temperature na prinos natkritičnog ekstrakta U. barbata 
 
Optimizovane vrednosti koeficijenta prenosa mase kroz čvrstu fazu (ks), ravnotežne rastvorljivosti ulja u 
NK CO2 (yr) i frakcija teže dostupnog rastvorka u mlevenjem nerazorenom tkivu (xk) dobijene matematičkim 
modelovanjem po modelu Sovove prikazane su u tabeli 41. Matematički model Sovove je uspešno simulirao 
eksperimentalne rezultate na datim uslovima (slike 21 i 22), pri čemu je optimizacioni parametar J bio reda 
veličine 10-4 (tabela 41). 
Prinos ekstrakta U. barbata izolovan na nižoj temperaturi bio je za oko 35 % viši u odnosu na prinos 
ekstrakta koji je izdvojen na istom pritisku (30 MPa) i višoj temperaturi (60 °C) (slika 21). To se objašnjava 
činjenicom da na nižoj temperaturi natkritični fluid ima veću gustinu i veću moć rastvaranja, pa se u ekstraktu, 
pored usninske kiseline, nalaze i druga jedinjenja velike molekulske mase. U prilog tome ide i identifikovani 
manji udeo usninske kiseline u U40 (tabela 19). Na osnovu podataka dobijenih matematičkim modelovanjem, 
može se uočiti da je vrednost ravnotežne rastvorljivosti ekstrakta u natkritičnom CO2, yr (tabela 41) veća za 
NKE na 60 °C. Imajući u vidu da je ekstrakt aproksimiran pseudokomonentom - usninskom kiselinom, ovaj 
podatak ukazuje na bolje rastvaranje usninske kiseline na 30 MPa i na temperaturi od 60 °C, što može biti 
rezultat povećanja napona pare sa porastom temperature.  
Pošto je natkritični ekstrakt izolovan na nižoj temperaturi (40 °C) pokazao jače delovanje na ispitivane 
sojeve bakterija (odeljak 5.3.1.) u odnosu na ekstrakt izolovan na 60 °C, proces NKE na 30 MPa i 40 °C je 
dalje ispitivan sa aspekta mogućnosti povećanja prinosa i brzine ekstrakcije primenom predtretmana varijacije 
pritiska (slika 22 i tabela 41).  
Na primeru NKE iz sirovine A i C može se zaključiti da se primenom predtretmana P1 ne postiže 
povećanje prinosa ekstrakcije (tabela 40 i Slike 22 a i 22c). Primenom predtretmana P2 postignuto je 
povećanje prinosa ekstrakta u slučaju NKE iz sirovine B za 44 % i u slučaju sirovine C za 15 %. Veće 
povećanje prinosa kod primene predtretmana P2 posledica je intezivnijeg razaranja tkiva lišaja usled veće 
varijacije pritiska (nagla dekompresija izvršena je od 15 MPa do atmosferskog pritiska-0,1 MPa) u odnosu na 
predtretman P1 (nagla dekompresija od 15 MPa do 6 MPa). 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          92   
0 10 20 30 40 50
0.0
0.2
0.4
0.6
 U40 
U40 (P1)
 Model Sovove
mCO2( kgCO2/kgbm)
Pr
in
os
 (%
)
(a)
 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
U40 
U40 (P2)
 Model Sovove
Pr
in
os
 (%
)
mCO2 (kgCO2/kgbm)
(b)
0 10 20 30 40 50 60 70
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
 U40 
 U40 (P1) 
 U40 (P2)
 Model Sovove
Pr
in
os
 (%
)
mCO2 (kgCO2/kgbm)
(c)
 
Slika 22 Uticaj primene predtretmana biljnog materijala na prinos natkritičnog ekstrakta U. barbata : (a) 
sirovina A, (b) sirovina B  i  (c) sirovina C  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          93   
Tabela 41 Parametri modela Sovove 
Parametri U40 U40 (P1) U60 U40  U40  (P2) U40 U40 (P1) U40  (P2) 
modela         
 Sirovina A Sirovina B Sirovina C 
Eksperimentalni i izračunati         
ε 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 
dp, (mm) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 
qCO2·105, (kg/s) 8,33 7,82 8,08 8,71 7,41 6,67 6,39 7,00 
ρCO2, (kg/m3) 910,6 910,6 830,4 910,6 910,6 910,6 910,6 910,6 
u·104, (m/s) 1,279 1,201 1,361 1,337 1,137 0,837 0,802 0,879 
D12·109, (m2/s) 4,66 4,66 6,53 4,66 4,66 4,66 4,66 4,66 
kf·105, (m/s) 0,684 0,648 0,957 0,708 0,619 0,462 0,466 0,482 
Optimizacioni parametri         
xk·103 5,9 4,0 4,0 2,8 2,0 10 9,0 8,5 
ks·109 (m/s) 3,5 4,0 5,0 4,5 6,0 1,6 1,7 2,0 
yr·104k (kgekstrakt/kgCO2) 2,0 2,5 2,5 6,0 9,0 3,6 3,6 3,8 
J·104 9,89 7,93 5,19 0,15 4,80 1,89 2,23 5,30 
 
Predtretman varijacije pritiska kod procesa NKE iz lišaja U.barbata doprinosi porastu yr u odnosu na 
proces NKE koji je uključivao samo mlevenje sirovine. Taj porast je najizraženiji kod procesa NKE iz sirovine B 
(50 %) sa primenom predtretmana P2 i kod procesa NKE iz sirovine A (25 %) sa primenom predtretmana P1, 
dok je najmanji porast ostvaren kod procesa NKE iz sirovine C (5,6 %) sa predtretmanom P2. Niže vrednosti yr 
za procese NKE bez predtremana ukazuju da se primenom mlevenja ne oslobađa sva količina supstanci koja 
se na datim uslovima pritiska i temperature može rastvoriti u natkritičnom fluidu. Drugim rečima, kod procesa 
NKE iz lišaja U. barbata bez primene predtretmana P1 i P2 nisu postignute ravnotežne rastvorljivosti 
ekstraktibilnih materija i (aproksimirane usninskom kiselinom) na 30 MPa i 40 °C. S druge strane, izlaganjem 
samlevene sirovine natkritičnom fluidu i primenom nagle dekompresije (predtretmani P1 i P2) dolazi do 
oslobađanja dodatne količine ekstraktibilnih supstanci koje postaju lako dostupne natkritičnom fluidu i 
rastvaraju se u njemu, što utiče na porast parametra yr.  
Optimizacioni parametar xk, kojim se opisuje udeo teško dostupne frakcije ekstraktibilnih supstanci ima 
manju vrednost za NKE iz sirovina A, B i C sa primenom predtretmana P1 ili P2, što ukazuje da sa varijacijom 
pritiska dolazi do razaranja tkiva lišaja i da samim tim veća količina ekstraktibilnih supstanci postaje lako 
dostupna NK CO2 (tabela 41). Razaranjem tkiva predtremanom varijacije pritiska, pre svega primenom 
predtretmana P2, istovremeno se postiže povećanje brzine prenosa mase u čvrstoj fazi jer se skraćuje put koji 
supstance prelaze iz čvrste u fazu natkritičnog fluida. Tome u prilog idu i veće vrednosti parametra ks za 
proces NKE sa primenom predtretmana P1 i P2 (tabela 41) u odnosu na proces NKE bez predtretmana. 
Vrednost ks za proces NKE sa primenom predtretmana P1 je slična kao u slučaju NKE bez predtretmana, što 
ukazuje da se primenom male varijacije pritiska ne postiže dovoljni stepen razaranja tkiva lišaja koji bi 
omogućio povećanje brzine prenosa mase u čvrstoj fazi.  
Primena predtretmana P2 omogućava ekstrakciju supstanci koje nije moguće ekstrahovati primenom 
NKE iz samo samlevenog lišaja U. barbata i pozitivno utiče na brzinu prenosa mase u čvrstoj fazi. Time se 
objašnjava postizanje većih ekstrakcionih prinosa i veće brzine ekstrakcije kod procesa NKE sa primenom 
predtretmana P2 u odnosu na proces NKE iz sirovine koja je podvrgnuta samo mlevenju (tabela 40 i slika 22).   
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          94   
4.6.2.  Kinetika i matematičko modelovanje NKE iz odabranog bilja familije Lamiaceae 
 
Na slici 23 prikazane su ekstrakcione krive za NKE ekstaktivnih supstanci iz ruzmarina, žalfije i timijana 
na 11,5 MPa i 40 °C, kao i krive dobijene matematičkom simulacijom primenom modela Sovove (1994a) i 
modela na nivou sekrecionih struktutra (Zizovic i sar., 2006, 2008). Optimizovane vrednosti koeficijenta 
prenosa mase kroz čvrstu fazu, ks, ravnotežne rastvorljivosti etarskog ulja u natkritičnom ugljendioksidu, yr, 
udela teže dostupne faze, xk, i srednje kvadratno odstupanje eksperimentalnih ekstakcionih prinosa od prinosa  
uzračunatih modelom Sovove (1994b), J, prikazani su u tabeli 42. Ekstrakti ruzmarina, žalfije i timijan bili su 
aproksimirani najzastupljenijom komponentom (metil linoleat, manool i timol za ruzmarin, žalfiju i timijan, 
respektivno).  
 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Pr
in
os
 (%
)
mCO2 (kgCO2/kgbm)
(a)
 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5 (b)
Pr
in
os
 (%
)
mCO2 (kgCO2/kgbm)
 
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 (c)
Pr
in
os
 (%
)
mCO2 (kgCO2/kgbm)
 
 
 
 
 
Slika 23 Prinos natkritičnih ekstrakata 
(a) ruzmarina, (b) žalfije i (c) timijana u zavisnosti od 
utroška specifične količine NK CO2 
 (■: eksperiment; ─: model Sovove (1994a);  
─: model na nivou sekrecionih struktura) 
 
 
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          95   
Optimizovane vrednosti parametara modela na nivou sekrecionih struktura, rastvorljivost ekstrakata u 
natkritičnom fluidu, c*, i difuzivnost rastvorka kroz membranu galndularnog trihoma, Dm, su, takođe, prikazane 
u tabeli 42. Za razliku od Sovovinog modela, optimizacija prametra kojim se opisuje rastvorljivost ekstrakta, c*, 
vrši se u granicama literaturnih vrednosti za pseudokomponetu ili jedinjenje koje je po strukturi slično 
pseudokomponenti. Frakcija glandularnih trihoma razorena mlevenjem i u toku predtretmana sa NK CO2,   
(koja je propocionalno srazmerna količini lako dostupne frakcije), određena je na osnovu statističke analize 
SEM mikrografa za timijan (Zizovic i sar., 2008; Stamenic i sar., 2008). Kod modela Sovove teže dostupna 
frakcija rastvorka je optimizacioni parametar. Dakle, pored toga što pruža precizniji uvid u fenomene prenosa 
mase (na mikro nivou) koji se odigravaju u toku NKE (Dm), model na nivou sekrecionih struktura zahteva i 
manji broj optimizacionih parametara u odnosu na model Sovove.   
 
Tabela 42 Parametri modela Sovove i modela na nivou sekretornih struktura  
 
Biljni materijal Ruzmarin Žalfija Timijan 
Eksperimentalni i izračunati 
parametri    
ε 0,45 0,45 0,45 
dp (mm) 0,400 0,400 0,400 
qCO2104 (kg/s) 0,722 1,14 1,14 
u104 (m/s) 0,646 1,020 1,020 
k105  (m/s) 0,592 1,740 0,592 
D12108 (m2/s) 0,9 2,56 1,77 
Dl 10- (m2/s) 2,31 1,23 2,31 
N10-6 11,20 21,52 4,43 
Rnd 106 (m) 29 29 29 
Optimizacioni parametri    
Model Sovove    
xk10-3 9,8 9,2 7,0 
yr10-3 0,50 3,8 1,05 
ks10-7 (m/s) 0,6 1,3 1,4 
J103 0,18 4,17 1,41 
Model na nivou sekrecionih 
struktura    
c*103 (kmol/m3) 2,5 9,0 6,0 
Dm1012(m2/s) 4,0 5,5 6,5 
 0,65 0,65 0,65 
J103 0,184 4,44 0.428 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          96   
4.7. Kinetika i matematičko modelovanje procesa ekstrakcija etanolom 
 
Etanolni ekstrakti timijana, origana i divizme izolovani SE i UZE su pokazali umereno (divizma) do jako 
(timijan i origano) antibakterijsko delovanje na testirane sojeve bakterija (odeljak 4.3.). Iz tog razloga, u ovoj 
disertaciji je ispitana kinetika SE i UZE sa etanolom. Eksperimentalne ekstrakcione krive date su kao zavisnost 
ekstrakcionih prinosa od vremena ekstrakcije. Eksperimentalni podaci i odgovarajući matematički modeli 
zasnovanim na drugom Fikovom zakonu korišćeni su za analizu koeficijenata difuzije u čvrstoj fazi. Obzirom 
da su od navedenih, etanolni ekstrakti pokazali najjače antibakterijsko delovanje, u ovoj disertaciji je, takođe, 
ispitana kinetika ekstrakcije timijana na poluindustrijskom nivou sa mešanjem. S tim u vezi, ispitan je uticaj 
temperature na ekstrakcioni  prinos i brzinu prenosa mase u toku ekstrakcije.  
 
4.7.1. Kinetika i matematičko modelovanje procesa ekstrakcije sa etanolom laboratorijskom nivou 
Prinosi ekstrakata dobijeni SE iz cveta divizme i lista timjana i origana prikazani su u tabeli 43. Najveći 
prinos ekstrakta dobijenog SE ostvaren je kod cveta divizme. To se objašnjava većom gustinom sekrecionih 
struktura u tkivu cveta divizme. Totalni prinosi ekstrakata timijana, origana i divizme izolovanih pomoću SE su 
viši od prinosa ekstrakata dobijenih pomoću UZE na 40 °C sa istim rastvaračem pri istom odnosu rastvarača i 
biljne sirovine (1:12) što je posledica dužeg vremena trajanja ekstrakcije, više temperature (80,5 °C) i različite 
rastvorljivosti biljnih komponenata.  
Tabela 43 Prinosi etanolnih ekstrakata divizme, timijana i origana  dobijeni različitim metodama ekstrakcije (%) 
Biljna sirovina SEa UZE 
Hidromodulb 1:12 1:12 
divizma 49,0 (5) 23,1 
timijan 29,8 (4) 18,4 
origano 23,6 (6) 15,6 
aU zagradi je dat broj presifoniranja; bOdnos mase biljnog materijala i ukupne zapremine rastvarača (stvarni hidromodul kod SE je 
promenljiv i manji od vrednosti date u tabeli zbog toga što je zapremina rastvaraca u čauri sa biljnim materijalom manja) 
 
Na slikama 24 i 25 prikazana je zavisnost ekstrakcionih prinosa od vremena trajanja SE i UZE, kao i 
eksperimentalne krive dobijene simulacijom pomoću modela koji se bazira na rešavanju jednačine drugog 
Fikovog zakona (jednačina 1) kojim se opisuje nestacionarna difuzija rastvorka u čvrstoj fazi (Crank, 1976; 
Treybal, 1968). Iz tabele 43 i sa slika 24 i 25 se može zaključiti da su prinosi suvog ekstrakta i vreme trajanja 
procesa ekstrakcije sa etanolom umnogome zavisili od primenjene tehnike ekstrakcije, biljne vrste, vrste 
biljnog materijala i temperature. U slučaju SE i UZE korišćen isti hidromodul, 1:12 na osnovu ranijih 
istraživanja (Glisic i sar., 2010, 2011). Ranija ispitivanja UZE bioaktivnih supstanci iz biljnog materijala su 
pokazala da povećanje odnosa rastvarač/sirovina pozitivno utiče na kavitaciju i izloženost biljnog materijala 
kavitacionom polju pa samim tim i na efikasnost ekstrakcije (Gaete-Garretón i sar., 2011). Zhang i Wang 
(2008) su, takođe, pokazali da povećanje odnosa rastvarač/sirovina utiče na povećanje prinosa ekstrakta kod 
procesa UZE iz semena konoplje. Naime, pri većim odnosima rastvarač/sirovina, tj. pri većem razblaženju 
rastvora postoji jača pogonska sila za prenos ulja u rastvarač. Isti autori su, takođe, pokazali da za određene 
uslove ekstrakcije i biljnu sirovinu postoji tzv. optimalni odnos rastvarač/sirovina (Zhang i Wang, 2008) nakon 
čega dalje razblaženje ne utiče na efektivnost ekstrakcije. To se objašnjava činjenicom da je proces 
ekstrakcije limitiran prenosom mase u  čvrstoj fazi (Zhang i Wang, 2008). 
Vrednosti koeficijenata difuzije rastvorka u čvrstoj fazi dobijene modelovanjem (jednačina 79) prikazane 
su u tabeli 44. Usvojeno je da su čestice sferičnog oblika, sa srednjim prečnikom 2R = 0,40 mm.  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          97   
0 200 400 600 800 1000
0
10
20
30
40
50
60
Pr
in
os
 (%
)
Vreme (min)
 Timijan list
 Divizma cvet
 Origano list
 Model
 
Slika 24 Rezultati modelovanja ekstrakcije po Soksletu 
 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
5
10
15
20
25  Divizma cvet
 Origano list
Timijan list
  Model
Pr
in
os
 (%
)
Vreme (min)  
Slika 25 Rezultati modelovanja ultrazvučne ekstrakcije  
 
 
Tabela 44 Difuzioni koeficijenti  
 DSE·1013(m2/s) DUZE·1012(m2/s) 
Divizma 2,40 2,65 
Origano 1,40 1,65 
Timijan 1,70 1,90 
 
Difuzioni koeficijent D je veći za red veličine kod UZE u odnosu na SE. Ovi rezultati su u skladu sa 
uticajem prethodno objašnjenog uticaja fenomena kolapsa kavitacionih mehura na prenos mase, kako u fazi 
spiranja, tako i u periodu spore ekstrakcije (poglavlje 2.4.2) 
Na slikama 24 i 25 jasno se uočava da Fikov model bolje opisuje eksperimentalne rezultate u drugoj fazi 
ekstrakcije za razliku od početnog perioda ekstrakcije. Iz tog razloga opravdanija je primena modela koji se 
takođe zasniva na drugom Fikovom zakonu ali koji uzima u obzir dva paralelna procesa difuzije (Crank, 1975, 
Herodež  i sar., 2003; Hojnik i sar., 2008; Osburn i Katz, 1944; Šekrget i sar., 2010) (jednačina 81). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          98   
Pomoću ovog modela izračunati su koeficijenti difuzije D1 i D2 (koeficijenti difuzije u čvrstoj fazi u toku 
perioda ispiranja i spore faze ekstrakcije) u procesima SE i UZE sa etanolom kao i za NKE (iz timijana) radi 
uporedne analize. Zavisnost funkcije 





cc
cln od vremena trajanja ekstrakcije, kod različitih tehnika 
ekstrakcije i korišćenih biljnih sirovina, prikazana je na slikama 26-28. Vrednosti ravnotežnih koncentracija, 
c∞=c(t=∞) prikazane su u tabeli 45. Proces NKE iz timijana je korišćen za uporednu analizu koeficijenata 
difuzije za ekstrakcije sa etanolom.  
 
Tabela 45 Vrednosti c∞ (kg/m3) ekstraktibilnih supstanci kod ekstrakcija sa 70 % etanolom i NK CO2 
Biljna sirovina Metoda ekstrakcije 
 SE UZ NKE PSE1 PSE2 
Divizma 43,3 20,6 -   
Timijan 27,1 18,4 0,90 24,0 27,0 
Origano 21,6 14,3 -   
 
0 50 100 150 200 250 300
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
 Natkriticni ekstrakt timijana
 Period ispiranja
 Period spore ekstrakcije
ln
 (c

/(c

-c
))
Vreme (min)
  
Slika 26 Zavisnost funkcije ln[c∞/(c∞-c)] od vremena ekstrakcije za period ispiranja i period spore ekstrakcije 
za NKE na 40 °C iz lista timijana 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          99   
0 20 40 60 80 100
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
(a)
 Ekstrakt divizme
 Period ispiranja
 Period spore ekstrakcije
ln
(c

/(c

-c
))
Vreme (min)
 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
(b)
 Ekstrakt timijana
 Period ispiranja
 Period spore ekstrakcjie
ln
(c

/(c

-c
))
Vreme (min)
 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5 (c)
 Ekstrakt origana
 Period ispiranja 
 Period spore ekstrakcije
ln
(c

/(c

-c
))
Vreme (min)
 
 
 
 
 
 
Slika 27 Zavisnost funkcije ln[c∞/(c∞-c)] od vremena 
ekstrakcije za period ispiranja i period spore 
ekstrakcije za UZE na 40 °C iz (a) cveta divizme (b) 
lista timijana i (c) lista origana 
 
 
 
 
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          100   
0 200 400 600 800 1000 1200
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8 (a)
 Ekstrakt divizme
 Period ispiranja
 Period spore ekstrakcije
ln
(c

/(c

-c
))
Vreme (min)
 
0 200 400 600 800 1000 1200
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
(b)
 Ekstrakt timijana
 Period ispiranja 
 Period spore ekstrakcije
ln
(c

/(c

-c
))
Vreme (min)
 
0 200 400 600 800 1000 1200
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
(c)
 Ekstrakt origana
 Period ispiranja
 Period spore ekstrakcije
ln
(c

/(c

-c
))
Vreme (min)
 
 
 
 
 
Slika 28 Zavisnost funkcije ln[c∞/(c∞-c)] od vremena 
ekstrakcije za period ispiranja i period spore 
ekstrakcije za SE na 80,5 °C iz (a) cveta divizme (b) 
lista timijana i (c) lista origana 
 
 
Na prikazanim slikama (26)-(28) jasno se uočavaju se dva karakteristična perioda i to: 
- ispiranje, okarakterisano brzim porastom koncentracije ekstrahovanih materija na samom početku procesa 
(strmiji nagib krive), što je rezultat rastvaranja ekstrahovanih materija sa površine razorenih biljnih ćelija, 
- spora ekstrakcija, okarakterisana sporim porastom koncentracije u kasnijoj fazi ekstrakcije, što je posledica 
spore difuzije ekstraktivnih materija iz nerazorenih biljnih ćelija.  
Usled kontinualnog odigravanja procesa NKE dolazi do opadanja koncentracije (u datom trenutku) sa 
vremenom pa je na slici 26 dobijena opadajuća kriva, dok se procesi UZE i SE odigravaju šaržno usled čega 
koncentracija (kumulativna) raste sa vremenom pa su slikama (28) i (29) dobijene rastuće krive. Vrednosti 
raravnotežnih koncentracija, c∞ za različite ekstrakcione metode date su u tabeli 45. 
Difuzioni koeficijenti brže i sporije faze ekstrakcije (D1, D2) kao i udeli ekstrakta ( 2
1
1
6

fF  , 222
6

fF  ) su 
prikazani u tabeli 46. 
Prenos mase je brži u periodu ispiranja, pa su i koeficijenti difuzije bržeg perioda ekstrakcije veći u 
odnosu na koeficijente difuzije sporijeg perioda za sve tri biljne sirovine (do 10 puta za ekstrakcije sa 
organskim rastvaračem, a čak do 300 puta za NKE). Najveći koeficijent difuzije u prvoj fazi ekstrakcije dobijen 
je natkritičnom ekstrakcijom, a najmanji Sokslet ekstrakcijom (kod NKE timijana D1 je 115 puta veće u odnosu 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          101   
na D1 dobijeno SE). Kod UZE dobijene su veće vrednosti D1 nego kod SE, što je posledica dejstva ultrazvuka 
na prenos mase. 
 
Tabela 46 Koeficijenti difuzije za karakteristične periode različitih metoda ekstrakcija iz korišćenih sirovina 
Biljna sirovina Metoda ekstrakcije D1·10
10 (m2/s)  D2·1011 (m2/s) f1 f2 F1 F2 
SE 0,184 0,305 1,468 0,117 0,892 0,108 Verbascum 
tapsus UZE 1,54 7,37 1,100 0,545 0,669 0,331 
SE 0,13 0,81 0,842 0,802 0,512 0,487 
UZE 2,07 9,18 0,253 1,392 0,154 0,846 Thymus vulgaris 
NKE 15,0 0,523 0,370 1,274 0,225 0,775 
SE 0,0774 0,498 1,034 0,610 0,629 0,371 Origanum vulgare 
UZE 1,18 9,36 0,038 1,607 0,023 0,977 
 
Matematički modeli zasnovani na drugom Fikovom zakonu koji su korišćeni u ovoj studiji za procenu i 
analizu koeficijenata difuzije u čvrstoj fazi su jednostavni i zahtevaju mali broj ulaznih i optimizacionih 
parametara. Primenom ovih modela moguće je izvršiti brzu i jednostavnu procenu koeficijenata difuzije u 
čvrstoj fazi. S druge strane, primena ovde opisanih modela koji se baziraju na opisivanju nestacionarne 
difuzije ima izvesna ograničenja kada je reč ekstrakciji po Soksletu. 
Naime, u toku ekstrakcije u aparaturi po Soksletu, u svakom trenutku postoje dva rastvora: jedan u 
balonu, čiji se sastav ne menja u toku vremena do narednog presifoniranja, a drugi u komori, tj. u delu 
aparature u kome sa nalazi punjenje sa biljnim materijalom. Hemijski sastav rastvora u komori se menja u toku 
trajanja jednog ciklusa, kako zbog ekstrakcije bioaktivnih materija, tako i zbog promene zapremine doticanjem 
rastvarača u toku punjenja komore. U toku procesa ekstrakcije u aparaturi po Soksletu uzorak se uzima iz 
balona nakon svakog presifoniranja, pri čemu se, nakon uparavanja, dobija podatak o koncentraciji 
ekstraktibilnih materija u balonu u trenutku kada se sav rastvor iz komore prelije u balon. Međutim, kako se 
sam proces difuzije odvija u čauri sa biljnim materijalom, precizni podaci o koeficijentu difuzije u tečnoj fazi 
mogu se dobiti jedino analizom promene koncentracije rastvorka u komori. Stoga, vrednosti koeficijenata 
difuzije koje su određene na osnovu koncentracija merenih u balonu (proizvoljne zapremine u granicama fizički 
realnog za sam proces) predstavljaju prividne vrednosti difuzije koje ne odgovaraju u potpunosti realnim. 
Ekstrakcija u Sokslet aparaturi se u praksi koristi za određivanje ukupne količine ekstraktibilnih materija u 
biljnom materijalu za dati rastvarač i temperaturu.  
U dostupnoj naučnoj literaturi, Stanojević i sar. (2007) su za modelovanje procesa ekstrakcije u aparaturi 
po Soksletu iz Hieracium pilosella L. koristili empirijsku jednačinu Ponomareva. Ovaj model se koristi u 
inženjerskoj praksi za određivanje koeficijenta ispiranja (mera mase ekstraktibilnih materija koje se rastvore 
nakon potapanja biljnog materijala u rastvarač) i koeficijenta spore ekstrakcije (brzina rastvaranja 
ekstraktibilnih materija u odnosu na njihovu početnu masu u periodu spore ekstrakcije) (Ponomarev, 1976; 
Veličković, 2007). Stanojevic i sar. (2007) su koristili jednačinu Ponomareva za analizu promene ukupne 
količine ekstraktivnih materija, kao i pojedinih komponenti (hlorogene kiseline, umbeliferona i apigenin-7-O-
glukozida) iz Hieracium pilosella L. u toku vremena kod ekstrakcije po Soksletu. Međutim, modelovanje 
procesa ekstrakcije pomoću jednačine Ponomareva nema fizičku osnovu i predstavlja samo matematički opis 
promene količine ekstraktivnih materija u biljnoj sirovini u periodu spore ekstrakcije (Ponomarev, 1976; 
Stanojević  i sar., 2007; Veljković i Milenović, 2002). U skadu sa prethodnim komentarima može se zaključiti 
da nijedan od postojećih modela nije pogodan za precizno utvrđivanje koeficijenata difuzije u čvrstoj fazi u toku 
Sokslet ekstrakcije zbog načina izvođenja ovog postupka. 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          102   
4.7.2. Kinetika i matematičko modelovanje procesa ekstrakcije timijana na poluindustrijskom nivou  
 
Ekstrakcije iz osušenih listova timijana izvedene su na poluindustrijskom postrojenju (slika 16) na 
temperaturama 40 °C i 80,5 °C sa mešanjem. U cilju uporedne analize uticaja rastvarača, primene ultrazvuka i 
temperature na ekstrakciju timijana na laboratorijskom i poluindustrijskom nivou, u tabeli 47 prikazani su 
prinosi ekstrakata izolovanih iz lista timijana pomoću ekstrakcije sa etanolom i natkritičnim CO2.  
 
 
Tabela 47 Prinosi ekstrakata izolovanih iz lista timijana pomoću ekstrakcije sa etanolom na laboratorijskom i 
poluindustrijskom nivou  
Metoda Uzorak Temperatura (°C) Ultrazvuk Mešanje Prinos (%) 
Laboratorijski nivo      
Sokslet ekstrakcija SE 80,5 ne ne 29,76±2,16 
Ultrazvučna ekstrakcija UZE 40,0 da ne 18,4±0,75 
Natkritična ekstrakcija NKE 40,0 ne ne 1,15±0,15 
Poluindustrijski nivo      
Šaržna ekstrakcija PSE1 40,0 ne da 21,23±0,52 
Šaržna ekstrakcija PSE2 80,5 ne da 27,60±0,37 
   
Na osnovu rezultata prikazanih u tabeli 47 uočava se da se UZE ekstrakcijom postižu slični prinosi kao sa 
SE, ali za znatno kraće vreme (90 min). Najniži prinosi ostvareni su za NKE što se objašnjava selektivnošću 
NK CO2 prema nepolarnim i slabo polarnim jedinjenjima na uslovima koji su korišćeni u ovoj studiji (jedinjenja 
relativno male molekulske mase, etarsko ulje i voskovi). Kod šaržne ekstrakcije na poluindustrijskom nivou vidi 
se da porast temperature utiče na povećanje prinosa za oko 40 %, što se posledica boljeg rastvaranja 
pojedinih komponenti i/ili prenosa mase rastvorka.  
Na slici 30 prikazana je promena prinosa etanolnog ekstrakta timijana u toku šaržne ekstrakcije sa 
mešanjem na različitim temperaturama. U prvoj  fazi, gde dolazi do spiranja rastvorka koji se nalazi na površini 
čestica biljnog materijala, a oslobođen je mlevenjem, uočava se nagli porast prinosa timijana. U drugoj fazi 
brzina ekstrakcije opada jer je limitirana samo difuzijom rastvorka iz unutrašnjosti biljne matrice ka masi 
rastvora. 
 
0 50 100 150 200 250
0
5
10
15
20
25
30
 PSE1
 PSE2
Pr
in
os
 (%
)
Vreme (min)  
Slika 30 Uticaj temperature na kinetiku ekstrakcije timijana etanolom na poluindustrijskom nivou  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          103   
Zavisnost funkcije  





cc
cln od vremena trajanja ekstrakcije za ekstrakciju timijana sa etanolom i NK 
CO2 uz primenu mešanja na različitim temperaturama prikazana je na slici 31. Koeficijenti difuzije rastvorka u 
čvrstoj fazi za period brže i sporije faze ekstrakcije (D1, D2) kao i odgovarajući udeli ekstrakata 
( 2
1
1
6

fF  , 222
6

fF  ) prikazani su u tabeli 48. 
0 50 100 150 200 250
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
 PSE1
 PSE2
ln
[c

/(c

-c
)]
Vreme (min)
 
Slika 31 Zavisnost funkcije ln[c∞/(c∞-c)] od vremena ekstrakcije za period ispiranja (—) i period spore 
ekstrakcije (....) timijana sa etanolom na poluindustrijskom nivou na različitim temperaturama 
 
Tabela  48 Koeficijenti difuzije rastvorka za različite metode ekstrakcije timijana  
Metoda ekstrakcije f1  f2 F1 F2 D1·10
10 
(m2/s) 
D2·1011 
(m2/s) 
Laboratorijski nivo        
SE 0,842 0,802 0,512 0,488 0,13 0,81 
UZE40 0,253 1,392 0,153 0,846 2,07 9,18 
NKE 0,370 1,274 0,225 0,775 15,0 0,523 
Poluindustrijski nivo        
PSE1 0,910 0,732 0,554 0,446 4,04 3,408 
PSE2 1,298 0,346 0,790 0,210 7,04 2,430 
 
Na osnovu prikazanih rezultata može se zaključiti sledeće: 
 
- vrednosti koeficijent difuzije u fazi ispiranja (prenos mase lako dostupnog rastvorka sa površine razorenog 
biljnog tkiva u masu fluida) su za jedan red veličine veći od vrednosti koeficijenta difuzije u fazi spore 
ekstrakcije u kojoj se odvija spora difuzija rastvorka iz unutrašnjosti biljne matrice kroz čvrstu fazu do mase 
fluida; 
- najveća vrednost D1 za NKE objašnjava se činjenicom da NK CO2 ima  difuzivnost (viskozitet) manji u odnosu 
etanol. Pored toga, u ovoj studiji je korišćen predtretman biljnog materijala sa NK CO2 koji omogućio 
oslobađanje dodatne količine rastvorka iz biljne matrice i učinio ga lako dostupnim natkritičnom fluidu; mala 
vrednost D2 je najverovatnije posledica zaostajanja male količine rastvorka koja sporo difunduje iz 
unutrašnjosti biljne matrice zbog eventualnog zaostajanja u najfinijim strukturama tkiva; 
- primena ultrazvuka kod ekstrakcija etanolom utiče značajno na povećanje prenosa mase u tečnoj i čvrstoj 
fazi (za  oko 94 % u odnosu na SE sa istim rastvaračem i na povišenoj temperaturi, 80,5 °C). Ultrazvuk je 
zančajno uticao na povećanje prenosa mase u čvrstoj fazi (~90 % u odnosu na SE); 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          104   
- povećanje temperature kod šaržne ekstrakcije sa mešanjem na poluindustrijskom nivou je imalo pozitivni 
uticaj na dodatno povećanje prenosa mase rastvorka u masu fluida (~75 %) i negativni na prenos mase u fazi 
spore ekstrakcije; 
- mešanje ima pozitivni uticaj na prenos mase rastvorka fazi ispiranja i tokom spore ekstrakcije; 
- uvođenje mešanja i/ili povećanje temperature (PSE) pozitivno utiču na prenos mase rastvorka u fazi ispiranja 
u odnosu na SE. Nedostatak PSE je znatno duže vreme ekstrakcije potrebno za postizanje sličnih prinosa (4 
h) kao kod UZE (1,5 h) za istu biljnu sirovinu (list timijana) na istoj temperaturi.  
 
4.8. Eksergijska analiza različitih postupaka ekstrakcije 
  
U cilju procene energetske efikasnosti procesa ekstrakcije sa NK CO2 i etanolom kojima su izolovani 
ekstrakti sa jakim antibakterijskim delovanjem korišćena je eksergijska analiza. Pri tome su izračunate 
vrednosti maksimalnog korisnog rada ( max,eW ) i gubitka eksergije ( eI ) po 1 kg ekstrakta na primerima za 
procese NKE, SE i UZE iz timijana, origana i divizme. Obzirom da je etanolni ekstrakt timijana pokazao najjače 
antibakterijsko delovanje, u ovoj disertaciiji je, takođe, analiziran i proces ekstrakcije timijana sa etanolom na 
poluindustrijskom nivou, na različitim temperaturama, uz primenu mešanja (PSE 1 i PSE 2). Vrednosti 
maksimalnog korisnog rada i gubitaka eksergije za ekstrakcije iz timijana, origana i divizme date su u tabeli 49. 
Dobijene vrednosti max,eW  i eI  značajno su veće za NKE u poredjenju sa ekstrakcijama sa etanolom  (SE, 
UZE, PSE). Ukoliko maxW  ima negativan predznak, kao u slučaju NKE, tada razlika radne sposobnosti (ΔE>0) 
predstavlja maksimalni korisni rad koji se može dobiti iz sistema, odnosno ako ima pozitivan predznak (ΔE<0) 
minimalan rad koji treba utrošiti za odigravanje date promene stanja. Slične vrednosti max,eW  i eI  za procese 
ekstrakcije SE  i PSE2 iz timijana mogu se objasniti činjenicom da se oba procesa izvode na istoj temperaturi, 
kao i da se njima ostvaruju slični prinosi ekstrakata. U poluindustrijskim uslovima preporučuje se rad na višoj 
temperaturi jer se taj način ostvaruju manji gubici eksergije po 1 kg ekstrakta zbog postizanja većeg prinosa 
ekstrakta timijana (23 %) (tabela 49). 
 
Tabela 49 Izračunate vrednosti maksimalnog korisnog rada (Wmax,e) i gubitaka eksergije (Ie) po 1 kg  
ekstrakata za UZE, SE i NKE iz odabranih biljnih sirovina 
Biljna 
sirovina 
Metoda 
ekstrakcije 
Prinos 
ekstrakta  
(%) 
Masa 
ekstrakta     
(g) 
Wmax 
(kJ/kg ) 
I 
(kJ/kg ) 
Wmax ,e 
(kJ/kg extract) 
103 
Ie 
(kJ/kg 
extract) 103 
UZE 15,6 3,12 177,1 341,5 11,52 22,22 Origanum 
vulgare SE 23,58 11,79 177,1 341,5 7,62 14,68 
UZE 23,1 4,62 177,1 341,5 7,78 15,0 Verbascum 
tapsus SE 49,0 24,5 177,1 341,5 3,64 7,07 
UZE 18,45 3,69 177,1 341,5 9,74 18,79 
SE 29,76 14,88 177,1 341,5 6,03 11,63 
PSE1 21,23 127,4 177,1 341,5 8,45 16,30 
PSE2 27,60 165,6 177,1 341,5 6,50 12,54 
Thymus 
vulgaris 
NKE 1,15 0,368 -209,5 293,5 -1718,0 2393,0 
 
U cilju ispitivanja mogućnosti smanjenja gubitaka eksergije po 1 kg ekstrakta, u ovoj disertaciiji je, takođe, 
analiziran proces ultrazvučne ekstrakcije sa etanolom iz biljnog materijala sa predtretmanom sa NK CO2 (NKE-
UZE). Predtretman se sastojao u kratkom izlaganju biljnog materijala natkritičnom fluidu (30 min) na uslovima 
ekstrakcije i nagle dekompresije do pritiska u boci sa CO2 (~6 MPa). Vrednosti maksimalnog korisnog rada i 
gubitaka eksergije po 1 kg ekstrakta izračunate su na primerima ekstrakcija iz aloe i lovora, dobijene vrednosti 
poređene su sa vrednostima za NKE i UZE bez primene predtretmana (tabela 50).  
Na osnovu priloženog, može se zaključiti da se smanjenje gubitaka eksergije po 1 kg ekstrakta može, u 
nekim slučajevima (aloa), postići primenom predtretmana biljnog materijala (mlevenjem ili mlevenjem i 
odgovarajućim predtretmanom sa NK CO2). Naglom dekompresijom neposredno pre UZE postiže se razaranje 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          105   
biljnog tkiva i oslobađanje ekstraktibilnih supstanci koje postaju lako dostupne rastvaraču. Time se  
omogućava brža ekstrakcija, tj. manja potrošnja CO2, uz ostvarenje istih ili većih prinosa ekstrakta za isto 
vreme ekstrakcije. Finijim mlevenjem biljnog materijala (dp < 0,200 mm) može se, takođe, uticati na smanjenje 
vrednosti maksimalnog korisnog rada i gubitaka eksergije po 1 kg ekstrakta kod UZE (aloa) (tabela 50). U 
slučaju UZE listova aloe, pokazalo se da primena predtretmana biljnog materijala sa NK CO2 (izlaganje biljnog 
materijala natkritičnom fluidu na uslovima ekstrakcije 30 min i nagla dekomresija do uslova u boci sa CO2) ima 
veći uticaj od intenzifikacije mlevenja (smanjenja veličine čestica biljnog materijala). Primena predtretmana 
biljnog materijala sa natkritičnim CO2, s druge strane, može uticati na povećanje gubitaka eksergije po 1 kg 
ekstrakta, što je bio slučaj sa NKE-UZE lista lovora (tabela 50).  
 
Tabela 50 Izračunate vrednosti maksimalnog korisnog rada (Wmax,e) i gubitaka eksergije (Ie) po 1 kg  
ekstrakata za različite postupke ekstrakcije aloe i lovora 
 
Rasipanje energije kod NKE može se objasniti činjenicom da se CO2 oslobađa u atmosferu i ono se može 
smanjiti njegovim vraćanjem u proces, što je uobičajna praksa kod procesa natkritičnih ekstarkcija u 
poluindustrijskim i industrijskim uslovima. U radu Sievers i Eggers (1996) korišćena je eksergijska analiza u 
cilju procene eksergijskih gubitaka prilikom NKE i čvrsto-tečne ekstrakcije hmelja. Autori su predložili da se 
mogu postići mnogo niži troškovi energije prilikom NKE regenerisanjem toplote uvodjenjem dodatnih uređaja. 
Iz prethodnog se može zaključiti da energetski zahtevi procesa ekstrakcije bioaktivnih supstance iz biljnog 
materijala zavise, kako od primenjene tehnike (metoda ekstrakcije, predtretman biljnog materijala), tako i od 
vrste biljnog materijala.  
 
Biljna 
sirovina 
dp 
(mm) 
Metoda 
ekstrakcije 
Prinos 
ekstrakta  
(%) 
Wmax 
(kJ/kg ) 
I 
(kJ/kg ) 
Wmax ,e 
(kJ/kg extract) 103 
Ie 
(kJ/kg extract) 103 
NKE 1,53 -246,7 454,5 -226 416 
NKE-UZE 14 -82 434,7 -0,7 75 0,400
  
 UZE 6 127,1 148,4 68 80 
Aloe 
Vera 
 <315 UZE 8 127,1 148,4 51 60 
NKE 4,18 -246,7 454,5 -98 180 
NKE-UZE 12 -82 434,7 -0,9 129 Lovor  0,400  UZE 10 127,1 148,4 41 48 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          106   
4.9.  Simultana NKE iz odabranih mešavina biljnog materijala 
 
U ovoj disertaciji, simultana NKE iz mešavina karanfilić/origano (C/O) i karanfilić/timijan (C/T) ispitana je 
sa aspekta (a) uticaja pojedinih biljnih sirovina (njihovih glavnih komponenti) na povećanje rastvaračke moći 
NK CO2 i samim tim na povećanje brzine ekstrakcije, kao i (b) mogućnosti izolacije ekstrakata sa pojačanim 
antibakterijskim delovanjem u odnosu na natkritične ekstrakte izolovane iz pojedinačnih biljnih sirovina.   
  
4.9.1. Kinetika i matematičko modelovanje simultane NKE iz mešavina biljnog materijala 
 
Za ispitivanja kinetike i optimizaciju procesa simultane NKE korišćeni su pupoljci karanfilića i listovi 
origana i timijana. NKE iz pojedinih biljnih sirovina i mešavina karanfilić/origano (C/O) i karanfilić/timijan (C/T) 
izvedene su na 10 MPa i 40 °C. Početni maseni udeli pojedinih biljnih sirovina u mešavinama i ukupni prinosi 
ekstrakata dobijeni NKE iz karanfilića, origana i timijana i mešavina C/O i C/T nakon iscrpljivanja biljnog 
materijala prikazani su u tabeli 51. 
Natkritični ekstrakt karanfilića je bio svetlo žute boje u tečnom stanju dok su natkritični ekstrakti origana i 
timijana bili u polučvrstom stanju i brankasto-žućkaste boje na sobnim uslovima. Utvrđeni prinos natkritičnog 
ekstrakta karanfilića od 18,2 % bio je u skladu sa ranijim literaturnim podacima (13,5-20,8 %, w/w) (Clifford i 
Al-Saidi, 1999; Della Portai sar., 1998; Martínez i sar., 2007; Wenqiang i sar., 2007). Prinos natkritičnog 
ekstrakta origana u ovoj studiji bio je nešto niži (1,00 %) u odnosu na postojeće literaturne podatke  (Menaker i 
sar., 2004; Simándi i sar., 1998) usled razlike u pogledu ekstrakcionih uslova i porekla biljne sirovine. Prinos 
natkritičnog ekstrakta timijana bio je u skladu sa pretodno publikovanim (0,75-2,0 %, w/w) (Grosso i sar., 2010; 
Oszagyán i sar., 1996; Zeković i sar., 2000). 
 
Tabela 51 Ukupni prinosi natkritičnih ekstrakata  (%, w/w) 
Origano + Karanfilić Timijan + Karanfilić  Pojedinačne biljne sirovine 
Origano (%a) Timijan (%a) 
 Karanfilić Origano Timijan 10 50 86 95 98 10 16b 
Masa šarže(g) 31,5 31,5 32,0 35 35 35 35 35 35 37.4 
C/O ili C/Tc    90:10 50:50 14:86 5:95 2:98 90:10 84:16 
C:O ili C:Td 1:0 0:1 0:1 163.8:1 18.2:1 3:1 1:1 1:3 142.4:1 85.1:1 
Eksperimentalni prinos 
(E) 18,2 1,0 1,15 17,3 10,14 3,60 2,13 1,50 16,20 16,03 
Teorijski prinos (T)    16,44 9,71 3,43 1,89 1,30 16,48 15,52 
Razlika: 100[T-E]/T - - - 5,23 4,42 4,96 12,7 15,4 1,70 5,02 
a Maseni procenat (u odnosu na masu šarže).  
b Mešavina sa 16 %, w/w timijana bi trebalo da sadrži istu ukupnu količinu karvakrola, timola i timohinona kao C/O (90:10, %, w/w) 
(na osnovu GC/MS analize čiji su rezultati takođe prikazani u ovoj studiji). 
cOdnos masenih procenata pojedinih biljnih sirovina u šarži (w/w)  
d Teorijski ili očekivani odnos natkritičnih ekstrakata karanfilić:origano (C:O) ili karanfilić:timijan(C:T) u finalnom ekstraktu.  
 
Očekivani ili teorijski prinosi ekstrakata C/O i C/T ( )C/O(teory  i )(y C/Tteor ) izračunati su korišćenjem 
eksperimentalno utvrđenih prinosa ekstrakata iz čistog origana, timijana i karanfilića, kao i masenih udela 
pojedinih biljnih sirovina u šarži (tabela 51) primenom jednačina 26 i 27.  
Kao što je i očekivano na osnovu eksperimentalno utvrđenih prinosa ekstrakata iz čistog karanfilića, 
origana i timijana, prinosi ekstrakata izolovanih simultanom NKE iz smeša C/O i C/T su opadali sa porastom 
masenog udela origana odnosno timijana u šarži (tabela 51).  
U cilju ispitivanja i analize kinetike, rastvorljivosti ekstrakta i fenomena prenosa mase za simultanu NKE 
najpre je ispitana simultana NKE iz smeše C/O (5:95, w/w) u cilju dobijanja ekstrakta koji sadrži jednake udele 
natkritičnih ekstrakata karanfilića i origana u finalnom ekstraktu (tabela 51). Takođe je ispitana frakciona 
simultana NKE iz iste mešavine - C/O (5:95, w/w) u cilju praćenja brzine ekstrakcije glavnih komponenti 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          107   
prisutnih u obe biljne sirovine. Na bazi ovih, preliminarnih rezultata, sprovedena su ispitivanja simultane NKE 
iz smeša C/O (14:86, w/w) i C/O (2:98, w/w) iz kojih bi se trebao dobiti finalni ekstrakt sa odnosom natkritičnih 
ekstrakata karanfilića i origana 3:1 i 1:3, respektivno. Na kraju su ispitane simultane NKE iz mešavina C/O 
(90:10, w/w) i C/O (50:50, w/w) odnosno  C/T (90:10 %, w/w i 84:16 %, w/w) za koje se očekivalo da će dati 
finalne ekstrakte sa zanemarljivo malim udelom  komonenti prisutnih u origanu odnosno timijanu (tabela 51). 
Pored origana, timijan je izabran za ispitivanja simultane NKE kao druga komponenta pored karanfilića zato 
što njegovo etarsko ulje sadrži kao glavnu komponentu timol (Zeković i sar., 2000), koji je izomer karvakrola 
(najzastupljenija komponenta u ulju origana) (Simándi i sar., 1998).  
Eksperimentalni podaci za NKE iz pojedinačnih biljnih sirovina korišćeni su za konstruisanje teorijskih 
ekstrakcionih kriva za simultanu NKE iz smeša C/O (slika 32a) i C/T (slika 32b) sa različitim masenim udelima 
pojedinačnih biljnih sirovina u šarži.  
Na slici 32 može se uočiti da se gotovo kompletna ekstrakcija iz origana (~90 % ekstraktibilnih supstanci 
na datim uslovima) i timijana (~85 %) završi već nakon jednog sata ekstrakcije uz realtivno malu potrošnju NK 
CO2 (20 kg CO2/kgbm) na datim uslovima ekstrakcije (10 MPa; 40 °C). Nasuprot tome, svega 35 % ekstrakta 
karanfilića biva izolovano za isto vreme ekstrakcije na istoim uslovima i pri istoj potrošnji NK CO2.  
Na osnovu eksperimentalnih rezultata simultane NKE iz smeša C/O i C/T mogu se uočiti sledeći efekti:  
a)  brzine ekstrakcija za simultane NKE iz smeša C/O i C/T su bile veće od očekivanih na bazi NKE 
pojedinačnih biljnih sirovina (karanfilića, origana i timijana). U slučaju simultane NKE Iz smeše C/O (90:10) 
uočeno je značajno povećanje brzine ekstrakcije (za oko dva puta) u toku prvog sata ekstrakcije (period 
konstantne brzine ekstrakcije). Teorijski očekivani prinos za istu smešu postignut je već nakon potrošnje 
od svega 17 kgCO2 po 1 kg biljne mešavine (slika 32a). Nasuprot tome, kod simultane NKE iz smeša sa 
većim udelom origana u šarži (>50 %), za postizanje teorijskih prinosa bilo je potrebno znatno više 
vremena i utrošenog NK CO2 (50-60 kgCO2/kgbm ili 2,8-3,4 h ekstrakcije). Slično povećanje brzine 
ekstakcije postignuto je i u slučaju simultane NKE smeše C/T sa 16 % u šarži (C/T; 84:16). Kod simultane 
NKE smeše teorijski prinos je postignut za 1,5 h ekstrakcije pri utrošku svega 25 kgCO2 po 1 kg šarže 
(slika 32b). 
b) Dodatak malih količina origana i timijana karanfiliću (10:90 %, ili 16:84 %, w/w, respektivno) imalo je 
zanemarljiv uticaj na teorijski ili očekivani prinos (tabela 24). Naime, dodatkom malih količina (10-16 %) 
origana ili timijana postignuta je izolacija 90 % ekstraktibilnih supstanci na datim uslovima od teorijski 
očekivane količine uz oko 70 % manji utrošak NK CO2 (slika 32). 
 
 
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          108   
0 20 40 60 80 100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18 Origano (%)
Eksperimentalne krive
0.0
100
 98
 86
 10
 95
 50
Teorijske krive
 10
 50
 86
 95
 98
Pr
in
os
 (%
)
mCO2 (kg CO2/kg bm)
(a)
 
 
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18 Eksperimentalne krive
Timijan (%)
 0
 10
 16
 100
   Origano (%)
 90:10
Teorijske krive
 90:10
84:16
Pr
in
os
 (%
)
mCO2
(kg CO2/kg bm)
(b)
 
Slika 32 Ekperimentalne i teorijske ekstrakcione krive za simultanu NKE na 10 MPa i 40 °C iz smeša 
 (a) C/O i (b) C/T 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          109   
Sa ciljem da se objasne ovi efekti korišćene su sledeće analize: 
 
 a) matematičko modelovanje (model Sovove (1994a), model zasnovan na analogiji sa prenosom toplote 
(Bartle i sar., 1990; Hong i sar., 1990; Reverchon i sar., 1993) i modelovanje na nivou sekrecionih struktura 
(Stamenic i sar., 2008; Zizović i sar., 2005, 2007b, 2008) u cilju analize specifičnih parametara (rastvorljivost 
ekstrakata i parametri kojima se opisuje prenos mase u CO2 i čvrstoj fazi. 
 b) GC/FID i GC/MS analize hemijskog sastava natkritičnih ekstrakata izolovanih pomoću NKE Iz pojedinih 
biljnih sirovina i simultanom NKE iz C/O i C/T smeša u cilju analize uticaja pojedinih jedinjenja prisutnim u 
ispitivanim biljnim vrstama na ukupnu brzinu ekstrakcije. 
 
Eksperimentalno utvrđeni prinosi natkritičnih ekstrakata kao i prinosi izračunati primenom modela Sovove 
i modela na nivou sekrecionih struktura prikazani su na slikama (33) i (34). Parametri korišćenih modela kao i 
vrednosti optimizacionog kritierijum J prikazani su u tabeli 52.  
 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
  C/O (%, w/w)
100:0
 90:10
 50:50
 14:86
 5:95
 2:98
 0:100
Pr
in
os
 (%
)
(a)
 C/T (%, w/w)
 100:0
 90:10
 84:16
 0:100
 mCO2 (kg CO2/kgbm)
(b)
 
Slika 33 Prinos ekstrakta u funkciji od specifične količine utrošenog NK CO2 (—:model Sovove) 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          110   
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
 C/O (%, w/w)
 100:0
 90:10
 50:50
 14:86
 5:95
 2:98
 0:100
(a)
 mCO2 (kg CO2/kgbm)
C/T (%, w/w)
 90:10
 100:0
 84:16
 0:100
Pr
in
os
 (%
)
(b)
 
Slika 34 Prinos ekstrakta u funkciji od specifične količine utrošenog NK CO2  
 (—:model na nivou sekrecionih struktura) 
 
Na osnovu GC/MS analize u ovoj studiji ustanovljeno je da su najzastupljenija jedinjenja u natkritičnim 
ekstraktima bili karvakrol (origano), timol (timijan) i eugenol (karanfilić i smeše C/O i C/T). Ova jedinjenja 
usvojena su kao pseudokomponente kojima  su aproksimirani odgovajući ekstrakti za izračunavanja binarnih 
koeficijenata difuzije kod matematičkog modelovanja NKE origana, timijana i karanfilića odnosno njihovih 
mešavina. Binarni koeficijent difuzije za sisteme karvakrol/NK CO2 i timol/NK CO2 kao i eugenol/NK CO2 je u 
direktnoj vezi sa brzinom prenosa mase kroz granični sloj natkritičnog fluida oko čestice biljnog materijala 
(izražena preko koeficijenta difuzije kroz film, kf). 
Prema literaturnim podacima (Gupta i Shim, 2007), karvakrol ima veću rastvorljivost u NK CO2 u odnosu 
na eugenol na sličnim uslovima pritiska i temperature. Nasuprot tome, u ovoj studiji, jedan od optimizovanih 
parametara modela Sovove (1994a), rastvorljivost esktrakta, yr ukazuje na veću rastvorljivost jedinjenja 
prisutnih u karanfiliću u odnosu na rastvorljivost origana i timijana koji su imali slične vrednosrti yr. Iako se 
očekivalo da vrednost ovog parametra (yr) za NKE iz C/O i C/T smeša bude istog reda veličine i između 
vrednosti za NKE iz pojedinačnih biljnih sirovina, ona je bila veća i to za jedan red veličine za pojedine smeše 
C/O i C/T. Naime, za C/O(10:90) ili C/T (16:84) smeše utvrđena je čak 10 puta veća vrednost za parametar 
kojim se opisuje rastvorljivost ekstrakta (yr) (tabela 52). Nasuprot tome za simultanu NKE iz smeša C/O sa 
većim udelom origana u polaznoj šarži vrednost ovog parametra bila je istog reda veličine i čak manja u 
odnosu na pretodno utvrđene vrednosti ovog parametra za NKE samog origana i karanfilića. U skladu sa 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          111   
prethodnim, ravnotežna koncentracija etarskog ulja u NK CO2 na graničnoj površini natkritični fluid-etarsko ulje 
(c*) izračunata pomoću modela na nivou sekrecionih struktura je takođe bila jedan red veličine veća kod 
simultane NKE smeša C/O i C/T (10 - 50 % origana ili timijana u šarži) u odnosu na NKE iz pojedinačnih biljnih 
sirovina i smeša sa većim udelom origana.    
 
Tabela  52 Parametri modela za NKE  karanfilića (C), origana (O) i timijana (T) i njihovih mešavina (C/O i C/T).  
 pojedinačne biljne sirovine biljne mešavine 
Biljni materijal C O T C/O C/T 
Origano ili timijan (%) 0 100 100 10 50 86 95 98 10 16 
Eksperimentalni izračunati parametri 
ε 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 
qCO2 ·104 (kg/s) 1,56 1,78 1,83 1,74 1,83 1,67 1,70 1,72 1,86 1,69 
u ·104 (m/s) 3,46 3,95 4,06 3,86 4,06 3,70 3,77 3,82 4,13 3,75 
Dl ·107(m2/s) 1,74 1,88 1,91 1,89 1,96 1,83 1,85 1,87 1,98 1,84 
D12 ·108 (m2/s) 1,46 1,50 1,50 1,46 1,46 1,46 1,46 1,46 1,46 1,46 
kf ·105 (m/s) 5,14 5,84 5,96 5,61 5,84 5,42 5,50 5,58 5,95 5,33 
Optimizacioni parfametri  
Model Sovove 
xk ·102 15,0 0,38 0,70 10,0 3,0 1,0 0,65 0,56 14,0 11,0 
ks ·107(m/s) 1,0 2,06 1,70 3,0 2,0 0,70 0,55 0,45 1,3 2,2 
yr ·103 (kgextract/kgCO2) 5,00 1,40 1,0 50,0 25,0 3,50 2,20 1,10 20,0 50,0 
ks
eff
s xkk  ·109 (m/s) 15,0 0,78 1,19 30,0 6,00 0,70 0,36 0,25 18,2 24,2 
J 0,55 1,22·10−4 6,18 ·10−5 0,10 4,70·10−3 4,09·10−3 2,09·10−3 2,99·10−3 0,15 1,28·10−2 
Model Reverchon i sar. (Hong i sar.) 
De ·10−12 (m2/s) 0.60 1.9 1.3 2.7 2.5 1.25 1.15 0.75 0.90 1.7 
J 4,52 6,89·10−4 3,2·10−4 5,37·10−2 8,91·10−2 1,68·10−2 1,31·10−2 7,18·10−3 8,9·10−3 4,05·10−3 
Model na nivou sekrecionih struktura 
c* ·102 (kmol/m3) 0,8 0,5 0,5 6,5 4,5 1,5 0,8 0,7 2,5 3,5 
Dm ·1012 (m2/s) – 7,5 3,5 8,5 6,5 5,5 2,5 1,5 – – 
K ·1012 (m/s) 9,5 – – 50,0 – – – – 10 45 
θ – 0,65 0,65 – 0,65 0,65 0,65 0,65 – – 
P 0,15 – – 0,15     0,15 0,15 
J 1,21 1,25·10−4 1,25·10−4 4,84·10−2 4,49·10−2 5,17·10−3 5,25·10−3 8,88·10−3 4,84·10−2 2,89·10−2 
 
Iz ovoga se može zaključiti sledeće: 
 
(a) primenjeni predtretman biljnog materijala (izlaganje usitnjenog biljnog materijala  NK CO2 u toku 1 h bez 
proticanja natkritičnog fluida neposredno pre kontinualne NKE) uticao je na povećanje brzine iscrpljivanja 
ekstrakta iz origana i timijana; 
(b) udeo teško dostupne frakcije rastvorka u nerazorenim ćelijama (xk) bio je znatno manji u slučaju NKE iz 
origana i timijana u poređenju sa NKE iz karanfilića (tabela 52); 
(c) relativno visok udeo razorenih trihoma u listu origana i timijana (usled mlevenja kao i rastvaranja u CO2) (θ) 
i nizak udeo sekretrornih šupljina pupoljaka karanfilića razorenih tokom mlevenja (P) su takođe u skladu sa 
pretodnim (b); 
(d) nizak udeo teško dostupne frakcije ekstrakta za origano i timijan ukazuje na to da se najveći deo rastvorka 
osobađa tokom mlevenja i bubrenja u CO2 (usled pucanja trihoma koji se nalaze na površini listova) pri čemu 
postaje lako dostupan natkritičnom fluidu (Stamenic i sar., 2008; Zizović i sar., 2005, 2008); 
(e) prethodna ispitivanja su pokazala da pucanje trihoma i oslobađanje rastvorka tokom jednočasovnog 
izlaganja biljnog materijala NK CO2 bez proticanja fluida neposredno pre kontinualne NKE značajno utiče na 
smanjenje otpora pri prenosu mase u čvrstoj fazi  (Zizovic i sar., 2005). 
  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          112   
U  skladu sa (a)-(b), mala količina teško dostupne frakcije kod NKE origana i timijana lakše difunduje iz 
čvrste u CO2 fazu (veće vrednosti koeficijenta prenosa mase, ks) (tabela 52). Proizvodom ks i xk koji je 
definisan kao “efektivni” ukupni prenos mase možda se ipak najbolje može objasniti brzina ekstrakcije u tzv. 
periodu spore ekstrakcije. Različiti udeli origana u smešama C/O odnosno timijana u smešama C/T su testirani 
u cilju potvrde ove pretpostavke i izračunavanja “efektivnog” koeficijenta ukupnog prenosa mase. Njegova 
vrednost za NKE čistog karanfilića bila je reda veličine 10−8 (m/s) dok je za smeše C/O sa većim udelima 
origana (14:86, w/w i 2:98, w/w) kao i za sam origano bila za jedan i više redova veličine manja (red veličine 
10−9 do 10−10 (m/s)). S druge strane, vrednost effsk za smeše C/O sa manjim udelom origana C/O (90:10) i C/T 
(84:16) je značajno veća nego za NKE iz čistog karanfilića. Ovo može biti rezultat sledećeg: veoma male 
količine glavnih komponenti u origanu i timijanu (pre svega karvakrol u origanu i timol u timijanu) koje su lako 
dostupne NK CO2 i rastvorene u njemu nakon primene gore pomenutog predtretmana, ponašaju se kao 
modifikatori NK CO2 menjajući njegovu moć rastvaranja. Značajni porast moći rastvaranja (tabela 52 i slika 32) 
dovodi do brže ekstrakcije komponenti prisutnih u karanfiliću u prvom stupnju ekstrakcije (period brze 
ekstrakcije). Zbog toga, rastvoraku koji ostaje u biljnoj matrici sada treba manje vremena da difunduje kroz 
čvrstu fazu (veće vrednosti effsk ). Srednja vrednost koeficijenta prenosa mase kroz čvrstu fazu (K) značajno 
raste za NKE smeša C/O (90:10) ili C/T (84:16) u odnosu na NKE iz samog karanfilića. Na osnovu 
eksperimentalnih podataka jasno je da dodavanje većih količina origana (udeli  >50 %, w/w) ne utiče značajno 
na brzine simultane NKE u odnosu na teorijski očekivane u skladu sa brzinama NKE iz čistih komponenti i 
njihovim udelima u šarži (slika 32 i tabela 51). Ovo je rezultat zaostajanja veće količine rastvorka u 
sekrecionim šupljinama karanfilića kojoj treba više vremena da difundiju iz čvrste faze u masu natkritičnog 
fluida. Efektivna difuzivnost u čvrstoj fazi izračunata pomoću modela Reverchon i sar. (1993), De (tabela 52) 
takođe ukazuje na značajno povećanje brzine prenosa mase u čvrstoj fazi kod NKE iz smeša  C/O i C/T sa 
manjim udelom origana ili timijana u odnosu na NKE čistog karanfilića. Otpor prenosu mase u čvrstoj fazi raste 
za NKE smeša C/O sa većim udelom origana  (>50:50, w/w) u odnosu na NKE čistog karanfilića. Pored toga, 
otpor prenosu mase u čvrstoj fazi je veći nego kod NKE čistog origana najverovatnije zbog konkurentnih 
brzina difuzije jedinjenja prisutnih iz obe biljne vrste (tabela 51). Difuzifnost ekstrakta kroz membranu 
nabubrelih nerazorenih trihoma (Dm) je veća za NKE origana nego kod NKE timijana što ukazuje na 
mogućnost prisustva (ekstrakcije) veće količine težih jedinjenja kod timijana (tabela 52). 
 
4.9.2.  Hemijski sastav ekstrakata izolovanih simultanom NKE iz biljnih mešavina 
  
U tabeli 53 prikazan sadržaj glavnih komponenti (karvakrol, timol, timohinon, eugenol, trans-kariofilen, 
eugenil acetat i voskovi) u natkritičnim ekstraktima izolovanim pomoću NKE iz čistog origana, timijana i 
karanfilića na 10 MPa i 40 °C kao i ekstrakata izolovanih simultanom NKE iz smeša karanfilić/origano i 
karanfilić/timijan sa različitim masenim odnosima pojedinačnih biljnih sirovina u polaznoj šarži. U natkritičnom 
ekstraktu karanfilićaa identifikovan je visok sadržaj oksidovanih monoterpena pre svega eugenola i eugenil 
acetata kao i seskviterpena trans-kariofilena što je u skladu sa postojećim literaturnim podacima (Clifford i Al-
Saidi, 1999; Della Porta i sar, 2007; Martínez i sar., 2007; Wenqiang i sar., 2007; Yazdani i sar., 2005). 
Monoterpenski alkoholi karvakrol i timol bili su najzastupljenije komponente u natkritičnim ekstraktima 
origigana i timijana što se i očekivalo na osnovu postojećih literaturnih podataka (Díaz-Maroto i sar., 2005; 
Menaker i sar., 2004; Ocaña-Fuentes  i sar., 2010; Oszagyán i sar., 1996; Zeković i sar., 2000).  
Sadržaj karvakrola, timohinona i timola u ekstraktima raste sa porastom udela origana u početnoj smeši 
C/O biljnog materijala, dok sadržaj eugonola (glavne komponente ekstrakta karanfilića) opada. U ovoj studiji 
se pokazalo da ekstrakti dobijeni simultanom NKE iz smeša C/O (90:10, w/w) ili C/T (90:10, w/w) sa niskim 
udelom origana i timijana imaju sličan hemijski sastav kao ekstrakt izolovan iz čistog karanfilića. S druge 
strane, komponente prisutne u origanu i timijanu (karvakrol, timol i timohinon) prisutne su samo u tragovima 
(tabela 53). 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          113   
Tabela 53 Sadržaj aktivnih komponenti u natkritičnim ekstraktima origana, timijana i karanfilića i ekstrakata 
izolovanih simultanom NKE iz njihovih mešavina (%, w/w)  
Biljni materijal   C O T C/O (SIM) C/T (SIM) 
      origano  (%) timijan (%) 
Naziv jedinjenja RIa RT/MSb    10 50 86 95 98 10 
timohinon 1248 18,15 - 13,30 0,70 0,18 0,19 2,55 1,39 2,17 tr, 
timol 1289 19,67 - 6,0 42,52 0,05 0,33 1,06 0,51 0,92 0,30 
karvakrol 1298 20,04 - 57,28 2,54 0,31 2,82 13,20 17,46 31,22 tr, 
eugenol 1356 21,93 64,06 -  62,96 60,14 48,97 44,15 33,35 63,14 
trans-kariofilen 1417 23,65 12,97 1,01 1,63 12,74 11,43 8,59 8,20 4,77 12,62 
eugenil acetat 1521 27,08 19,93 0,1  19,66 17,93 13,50 13,58 11,15 19,31 
Voskovi   tr 4,89 25,08 0,29 0,65 3,76 4,45 5,03 0,5 
IDc %   96,96 81,53 72,47 96,19 93,48 91,62 89,74 88,62 95,87 
a Kovačevi indeksi; b Retenciono vreme komponente dobijeno GC/MS; dUkupni procenat identifikovanih jedinjenja; tr., komponente 
prisutne u tragovima, udeo ≤0,01 % 
 
U ekstraktu origana identifikovan je mnogo viši sadržaj karvakrola i (76,3 %) nego u ekstraktu timijana 
(45,76 %). Pored toga, ekstrakt timijana sadržao je veći procenat voskova u poređenju sa ekstraktom origana. 
Time bi se verovatno mogla objasniti niža difuzivnost rastvorka u čvrstoj fazi za NKE timijana i simultanu NKE 
iz smeša C/T (niže vrednosti ks, kseff, Dm i K ) u poređenju sa NKE iz origana i simultanu NKE iz smeša C/O za 
iste ili slične masene odnose pojedinačnih component.  
Prisustvo malih količina origana u početnoj smeši biljnog materijala C/O (90:10, w/w) kao i timijana u 
smeši C/T (84:16, w/w) uticalo je na: (a) zanemarljivo smanjenje  ukupnog prinosa ekstrakata u poređenju sa 
NKE iz čistog karanfilića (slika 32 i tabela 53),  (b) povećanje brzine ekstrakcije za oko dva puta (slika 32) i, (c) 
zanemarljivo malu promenu hemijskog sastava u poređenju sa čistim natkritičnim ekstraktom karanfilića 
(tabela 53). Manji porast brzine ekstrakcije kod simultane NKE smeše C/T (90:10, w/w) u poređenju sa 
porastom brzine ekstrakcije kod NKE smeše  C/O (90:10, w/w) može se objasniti manjim ukupnim sadržajem 
timola, karvakrola i timohinona u ekstraktu timijana u poređenju sa ekstraktom origana. Naime, studija je 
pokazala da samo male i definisane količine ovih jedinjenja mogu menjati u željenom pravcu rastvaračku moć 
NK CO2. Tako je, NKE smeše C/T (84:16 %, w/w) bila izvedena sa ciljem da se započne ekstrakcija sa 
potencijalnom istom količinom timola, karvakrola i timohinona kao kod C/O (90:10 %, w/w) (tabela 3). Kao što 
je očekivano, slična brzina NKE smeše C/T (84:16, w/w) postignuta je kao kod NKE C/O (90:10, w/w) čime je 
prethodna pretpostavka mogućnosti promene moći rastvaranja NK CO2 potvrđena (slika 24). U isto vreme, 
povećani otpor prenosu mase u čvrstoj fazi (tabela 52) i samim tim nešto manji porast ukupnog ekstrakcionog 
prinosa za NKE smeše C/T u poređenju sa NKE smeše C/O, može se objasniti prisustvom veće količine 
voskova u ekstraktu timijana (tabela 53).  
 Prisustvo većih količina origana u početnoj smeši biljnog materijala (C/O: 14:86, w/w; i, 2:98, w/w) uticao 
je na: (a) povećanje ukupnog ekstrakcionog prinosa (u odnosu na teorijski očekivan), (b) postizanje gotovo iste 
brzine ekstrakcije kao što je teorijski očekivana (grafikon 14) i, (c) značajne razlike u hemijskom sastavu 
izolovanih ekstrakata u poređenju sa čistim ekstraktima karanfilića ili origana (tabela 53).  
U radu je ispitan, takođe, hemijski sastav frakcija izolovanih frakcionom NKE iz smeše C/O (5:95, w/w) 
koja je na osnovu prethodno utvrđenih eksperimentalnih prinosa iz pojedinačnih biljnih sirovina trebalo da dâ 
finalni ekstrakt sa podjednakim udelima natkritičnih ekstrakata karanfilića i origana. S tim u vezi ispitana je 
dinamika izolacije glavnih komponenti prisutnih u ekstraktima karanfilića i origana. Frakcije su sakupljane u 
toku ekstrakcije nakon 20, 50 i 94,3 kgCO2/kg bm. (ili nakon 1,14 h, 2,85 h i 5,38 h od početka ekstrakcije) da bi 
se analizirala promena hemijskog sastava u početnom, prelaznom i periodu spore ekstrakcije. Kumulativna 
promena hemijskog sastava ekstrakta je data u masenim procentima posmatranih jedinjenja (karvakrol, 
eugenol i voskovi). Pokazalo se da se izolovana količina karvakrola i voskova u ekstraktu ne menja u toku 
ekstrakcije, dok se količina izolovanog eugenola smanjuje u kasnijim stupnjevima ekstrakcije (slika 35).    
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          114   
1 2 3 4 5
0
5
10
15
40
45
50
Y=1.08+0.327t+0.0559t2
Y=12.5+1.05t-0.0206t2
karvakrol
 eugenol
 voskovi
%
 u
 e
ks
tr
ak
tu
vreme (h)
Y=52.5-0.974t-0.0901t2
 
Slika 35 Procentualni sadržaj aktivnih jedinjenja (karvakrol i eugenol) i voskova u funkciji vremena (C/O (5:95)) 
 
 Na osnovu prikazanih rezultata može se zaključiti sledeće. Usled predtretmana biljnog materijala sa 
NK CO2, veći deo ektraktibilnih supstanci origana (karvakrol) postaje lako dostupan i rastvoran u NK CO2. U 
toku izlaganja biljnog materijala NK CO2, natkritični fluid sa već rastvorenim  komponentama origana difunduje 
u sekretorne šupljine i ćelije karanfilića. Ratvoreni karvakrol modifikuje rastvaračku moć NK CO2 ponašajući se 
kao kosolvent i pospešujući ekstrakciju težih jedinjenja kao što su eugenol, eugenil acetat i trans-kariofilen. 
Jedan deo ekstrakta origana (karvakrol) najverovatnije ostaje u najfinijim sekretornim šupljinama dok je 
istovremeno povećana količina eugenola, eugenil acetata i trans-kariofilena  rastvorena u NK CO2 unutar biljne 
matrice. Povećanoj količini eugenola, eugenil acetata i trans-kariofilena sada potrebno je više vremena da 
difunduje iz čvrste faze u CO2 fazu. Na ovaj način može se objasniti veći otpor prenosu mase u čvrstoj fazi u 
toku simultane NKE smeše C/O u poređenju sa NKE iz čistog karanfilića (tabela 52).   
Ranija ispitivanja (Reverchon i sar., 1997) pokazala su da je pri NKE na pritiscima do 10 MPa i na 
temperaturama između 40 °C i 50 °C rastvorljivost voskova zanemarljiva kao što je zabeleženo i u ovoj studiji 
(tabela 53). Činjenica je da i pri NKE na niskim pritiscima dolazi do izdvajanja voskova (Reverchon i sar., 
1997) ali parafinska jedinjenja su nepolarna tako da ista očigledno ne doprinose povećanju rastvaračke moći 
nepolarnog CO2. Polarna jedinjenja kao što su niži alkoholi (etanol i metanol) se najčešće koriste kao 
kosoloventi u procesima NKE. Povećani sadržaj vode u biljnom materijalu (~30 %) takođe može uticati na 
rastvaračku moć NK CO2 kao odnosno njegovu selektivnost ka određenim jedinjenjima (Ivanovic i sar., 2011b) 
Karvakrol i timol su monoterpenski alkoholi su polarniji od parafina pa je mnogo verovatnije da ova jedinjenja 
doprinose povećanju moći rastvaranja NK CO2 (Ivanovic i sar., 2011a). 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          115   
4.9.3. Antibakterijska aktivnost mešavina natkritičnih ekstrakata origana i karanfilića 
 
U tabeli 54 su prikazane MIC vrednosti mešavina natkritičnih ekstrakata origana i karanfilića dobijenih 
namešavanjem ekstrakata  iz pojedinačnih biljnih sirovina u odnosu 1:1 (C/O(MIX)), kao i ekstrakta dobijenog 
procesom simultane NKE iz mešavine origana i karanfilića (18,2:1).  Radi komparativne analize antibakterijske 
aktivnosti ispitivanih smeša natkritičnih ekstrakata origana i karanfilića, u tabeli su, takođe, prikazane vrednosti 
MIC čistih natkritičnih ekstrakta (O i C). Obe mešavine pokazale su umereno do jako antibakterijsko delovanje 
na ispitivane sojeve stafilokoka, streptokoka i enterokoka uključujući i meticilin rezistentne sojeve stafilokoka i 
vankomicin rezistentne enterokoke. Pored toga, obe mešavine pokazale su je pojačano antibakterijsko 
delovanje na S. haemolyticus (MRSA) soj poreklom iz brisa uha mačke, dok je ekstrakt dobijen namešavanjem 
takođe pokazao pojačano delovanje i na ispitivani soj S. pyogenes ATCC 19615. 
 
 Tabela 54 Rezultati ispitivanja antibakterijske aktivnosti NK ekstrakata origana, karanfilica i njihovih mešavina 
# Ispitivani soj Poreklo O C C/O(MIX) C/O(SIM) 
   VREDNOST MIC (μg/ml) 
1 S.intermedius uho psa 898/09 10 160 40 20 
2 S.aureus bris nosa, čovek, 891/09 20 640 80 40 
3 S.intermedius koža psa, 890/09 20 160 80 40 
4 S. intermedius koža psa, 895/09 10 160 40 20 
5 S.aureus (MRSA) bris rane psa, 185/07 10 320 80 40 
6 S. haemolyticus (MRSA) bris uha mačke, 666/08 40 320 <1,25 <1,25 
7 S.aureus ATCC 11632  20 640 80 160 
8 Streptococcus pyogenes ATCC 19615  2,5 10 <1,25 10 
9 Streptococcus agalactiae ATCC 27956  2,5 640 80 80 
10 Enterococcus sp. (VRE)  ljudski urin, 1228/08 40 1280 160 160 
11 Enterococcus sp. Jetra miša, 1084/08 80 1280 320 160 
12 Enterococcus sp. (VRE) ljudski urin, 1218/08 40 640 160 160 
13 Enterococcus sp. (VRE) mozak, štene, 166/09 80 1280 320 160 
14 Streptococcus equi subsp. zooepidermicus koža psa 5 320 10 5 
C-natkritični ekstrakt kranfilića; O- natkritični ekstrakt origana; C/O(MIX)-namešani ekstrakt karanfilića i origana u odnosu 1:1; C/O(SIM)-ekstrakt 
izolovan simultanom NKE iz smeše karanfilića i origana (1:18,2) koji bi na osnovu eksperimentalno utvrđenih prinosa iz pojedinačnih biljnih sirovina 
trebao da da finalni ekstrakt jednakim udelima ekstrakta karanfilića i origana (1:1) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          116   
5. ZAKLJUČCI 
 
1. Natkritični ekstrakti izolovani iz lišaja Usnea barbata, a pre svega ekstrakt izolovan na 30 MPa i 40 °C, su 
pokazali najjače antibakterijsko delovanje od svih ostalih ispitanih ekstrakata i etarskih ulja na testirane 
sojeve stafilokoka, enterokoka (uključujući sojeve meticilin rezistentnih stafilokoka i vankomicin rezistentnih 
enterokoka) i streptokoka sa vrednostima MIC između 1,25 μg/ml i 40 μg/ml. Od trinaest ispitanih sojeva, 
natkritični ekstrakt iz lišaja U. barbata, izolovan na 30 MPa i 40 °C je pokazao jače antibakterijsko delovanje 
od ampicilina na osam sojeva, na tri soja je imao jače dejstvo od eritromicina i na jedan soj je delovao jače 
od penicilina G. Natkritični ekstrakt iz lišaja U. barbata, izolovan na 30 MPa i 40 °C pokazao je jače 
antibaterijsko delovanje od čiste usninske kiseline na jedanaest od ukupno trinaest ispitanih sojeva. Pored 
toga, natkritični ekstrakt iz lišaja U. barbata, izolovan na 30 MPa i 40 °C pokazao je izuzetno jaku 
antibakterijsku aktivnost na dvanaest meticilin rezistentnih stafilokoka pri čemu su određene MIC vrednosti 
bile u opsegu 1,25 do 20 μg/ml. 
 
2. Najveći sadržaj usninske kiseline identifikovan je u natkritičnim ekstraktima U barbata (59,5 % i 36,5 %). 
Sadržaj usninske kiseline u etanolnim ekstraktima lišaja U. barbata bio je znatno manji, (0,18-3,59 %). Iz 
tog razloga, etanolni ekstrakti U.barbata su imali znatno manji antibakterijski efekat u odnosu na natkritične 
ekstrakte na ispitivane sojeve stafilokoka, enterokoka i streptokoka. 
 
3. Jače antibakterijsko delovanje natkritičnog ekstrakta iz lišaja U. barbata izolovanog na 30 MPa i 40 °C na 
ispitivane sojeve, u odnosu na natkritični ekstrakt izolovan na istom pritisku i temperaturi od 60 °C koji je 
imao veći sadržaj usninske kiseline, kao i na čistu usninsku kiselinu dokazuje sinergetski efekat i drugih 
komponenti prisutnih u natkritičnim ekstraktima.  
 
4. Kod procesa natkritične ekstrakcije iz lišaja U. barbata, primenom optimalnog predtretmana biljne sirovine 
koji se sastoji u izlaganju sirovine natkritičnom fluidu i nagloj dekompresiji do atmosferskog pritiska 
neposredno pre kontinualne natkritične ekstrakcije, pored povećanja brzine ekstrakcije, postižu se 
ekstrakcioni prinosi koje nije moguće ostvariti ekstrakcijom iz sirovine koja je bila podvrgnuta samo 
mehaničkom predtretmanu (mlevenje). Matematičkim modelovanjem procesa natkritične ekstrakcije iz U. 
barbata, dobijene su iste ili veće vrednosti ravnotežne rastvorljivosti i koeficijenta prenosa mase u čvrstoj 
fazi kao i manji udeo teško dostupne frakcije ekstrakta za slučaj procesa sa predtretmanom biljnog 
materijala. Ovi rezultati su u skladu sa činjenicom da dekompresijom dolazi do razaranja tkiva u većoj meri 
nego u slučaju primene samo mehaničkog predtretmana (mlevenje) biljnog materijala, pri čemu veća 
količina ekstraktibilnih supstanci postaje lako dostupna natkritičnom fluidu i biva rastvorena u njemu. Pored 
toga, razaranjem tkiva pri nagloj dekompresiji dolazi do povećanja brzine prenosa mase u čvrstoj fazi što 
takođe doprinosi povećanju ukupne brzine procesa natkritične ekstrakcije. 
 
5. Timijan je identifikovan kao značajna sirovina za izolaciju ekstrakata sa antibakterijskim delovanjem. 
Natkritični ekstrakt i etarsko ulje timijana su imali umereno do jako antibakterijsko delovanje na patogene 
bakterije iz hrane uključujući i Gram-negativne bakterije koje generalno imaju manju ostetljivost na etarska 
ulja (sojevi Bacillus, Enterococcus vrsta, Salmonella Enteritidis i E.coli ). Ekstrakti timijana imali su jače 
antibakterijsko delovanje od ekstrakata ruzmarina i žalfije koji su pokazali slabu do umerenu aktivnost na 
Gram-pozitivne i nikakvu ili slabu aktivnost na Gram-negativne bakterije (MIC=1280-2560 μg/ml). Etarsko 
ulje timijana je takođe pokazalo umereno jako antibakterijsko delovanje na stafilokoke i enterokoke koje 
izazivaju zapaljenska oboljenja kože i sluzokože. 
 
6. Natkritični ekstrakt i etarsko ulje timijana, pokazali su jače antibakterijsko delovanje na sojeve Bacillus vrsta  
(MIC=40-80 μg/ml) u poređenju sa aktivnošću čistih komponenti, timola, p-cimena  i njihove smeše 
(MIC=160 μg/ml) ukazujući na sinergetski efekat drugih jedinjenja u ekstraktu. Timol, kao i smeša timola i i 
p-cimena imali su jače antibakterijsko delovanje na sojeve Enterococcus, E. coli i Salmonella u poređenju 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          117   
sa etarskim uljem i natkritičnim ekstraktom timijana što ukazuje da timol najviše doprinosi njihovoj 
antibakterijskoj aktivnosti.   
 
7. Etanolni ekstrakti timijana pokazali su najjače anibakterijsko dejstvo na sojeve S. aureus od ispitanih 
etanolnih ekstrakata (MIC=8-64 μg/ml). Pritom su ekstrakti timijana izolovani Sokslet ekstrakcijom imali jače 
antibakterijsko dejstvo (MIC=8-32 μg/ml) od ekstrakata izolovanih ultrazvučnom ekstrakcijom (MIC=16-64 
μg/ml). 
 
8. Analizom kinetike etanolnih ekstrakcija iz timijana i matematičkim modelovanjem ovih procesa pokazalo se 
da primena ultrazvuka pozitivno utiče na brzinu prenosa mase (opisane odgovarajućim koeficijentima 
difuzije) kako u fazi ispiranja tako i tokom spore ekstrakcije. Kod ekstrakcija iz timijana sa etanolom na 
poluindustrijskom nivou, pokazalo se da povećanje temperature pozitivno utiče na povećanje brzine 
prenosa mase u fazi spiranja ekstraktibilnih materija sa površine razorenih biljnih ćelija, pa samim tim i na 
povećanje ukupnog prinosa ekstrakata. Uporednom analizom koeficijenata difuzije za Sokslet ekstrakciju na 
temperaturi od 80,5 °C iz timijana i za ekstrakcije na poluindustrijskom nivou sa mešanjem koje su izvedene 
na istoj i na nižoj temperaturi (40 °C), može se zaključiti da je mešanje imalo više uticaja na brzinu prenosa 
mase od povećanja temperature. 
 
9. Natkritični ekstrakt origana je pokazao jaku antibakterijsku aktivnost na sojeve stafilokoka, streptokoka i 
enterokoka sa MIC vrednostima između 2,5 μg/ml i 80 μg/ml. Etanolni ekstrakti origana pokazali su umeren 
do jak antibakterijski efekat na sojeve stafiloka iz sira (MIC=16-512 μg/ml). Natkritični ekstrakt karanfilića 
(10 MPa i 40 °C) pokazao je umerenu antibakterijsku aktivnost na sojeve stafilokoka, streptokoka i 
enterokoka (MIC=160-640 μg/ml). Etarsko ulje i natkritični ekstrakt lovora (10 MPa i 40 °C), kao i etanolni i 
natkritični ekstrakti (15 MPa i 40 °C) nevena, pokazali su slabo do umereno delovanje na ispitivane sojeve 
stafilokoka, streptokoka i enterokoka sa MIC vrednostima u opsegu 160-1280 μg/ml. Etanolni i natkritični 
ekstrakti (15 MPa i 40 °C) anđelike i divizme pokazali su umereno jako antibakterijsko delovanje na ispitane 
sojeve stafilokoka (MIC=160-640 μg/ml) za razliku od ekstrakata iz ehinacee koji nisu imali antibakterijsko 
dejstvo na iste sojeve (MIC>2560 μg/ml).  
 
10. Na osnovu analize antibakterijskog dejstva mešavina natkritičnog ekstrakta U. barbata, etarskog ulja 
timijana i ekstrakta anđelike (natkritični i etanolni) može se zaključiti da ne postoji sinergetski efekat kod 
odabranih smeša pri datom odnosu izabranih biljnih ekstrakata i ulja. S druge strane, antibakterijska 
aktivnost etarskog ulja timijana i ekstrakata anđelike se može poboljšati dodatkom natkritičnog ekstrakta 
U. barbata u ispitanom odnosu.   
 
11. Energetski zahtevi procesa ekstrakcije bioaktivnih substanci iz biljnog materijala zavise kako od 
primenjene tehnike (metoda ekstrakcije, predtretman biljnog materijala) tako i od vrste biljnog materijala. 
Dobijene vrednosti korisnog rada i gubitaka eksergije bile su značajno veće za proces natkritične 
ekstrakcije u poređenju sa ekstrakcijama sa etanolom. Do rasipanja energije kod natkritične ekstrakcije 
dolazi usled oslobađanja ugljenik(IV)-oksida u atmosferu. Ovaj gubitak se može smanjiti njegovim 
vraćanjem u proces, što je uobičajna praksa kod procesa natkritičnih ekstrakcija u poluindustrijskim i 
industrijskim uslovima. U slučaju ekstrakcije sa etanolom, gubitak eksergije se može smanjiti finijim 
mlevenjem biljnog materijala (dp<0,200mm) ili primenom predtretmana sa natkritičnim fluidom. 
 
 12. Kod ekstrakcije iz timijana sa etanolom u poluindustrijskim uslovima, sa povećanjem temperature 
ostvaruje se manji gubitak eksergije zbog postizanja većeg prinosa ekstrakta. 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          118   
13. Rezultati ispitivanja kinetike simultane natkritične ekstrakcije iz biljnih mešavina karanfilić/origano i 
karanfilić/timijan ukazali su na prednosti iste u odnosu na proces natkritične ekstrakcije iz čistog karanfilća 
sa aspekta povećanja brzine ekstrakcije. Pokazalo se da prisustvo 10-16 %,w/w origana ili timijana u 
polaznoj smeši sa karanfilićem omogućava značajno povećanje (dva puta) brzine ekstrakcije na početku 
procesa natkritične ekstrakcije. U isto vreme prisustvo (10 %,w/w) origana ili (16 %,w/w) timijana u 
polaznoj smeši sa karanfilićem ima zanemarljiv uticaj na totalni prinos ekstrakata u poređenju sa 
natkritičnom ekstrakcijom iz čistog karanfilića. Obe biljke (origano i timijan) sadrže jedinjenja koja su 
najvećim delom rastvorena već u toku postizanja radnih uslova u ekstraktoru. Na osnovu rezultata analize 
kinetike simultane natkritične ekstrakcije iz datih biljnih mešavina i hemijskih analiza utvrđeno je da se 
karvakrol i timol ponašaju kao kosolventi koji modifikuju rastvaračku moć natkritičnog ugljenik(IV)-oksida. 
Ovaj efekat dovodi do povećanja rastvorljivosti težih i manje rastvorljivih jedinjenja prisutnih uglavnom u 
karanfiliću (eugenol, trans-kariofilen i eugenol acetat). Prisustvo (10 %,w/w) origana ili (16 %,w/w) timijana 
u polaznoj smeši sa karanfilićem omogućava postizanje zadovoljavajućih prinosa ekstrakata (i do 90 % od 
onoga postignutog kod natkritične ekstrakcije iz čistog karanfilića) sa oko 70 % manjom potrošnjom 
natkritičnog fluida što može biti od značaja za industrijsku proizvodnju.  
 
14. Ekstrakt dobijen iz mešavine karanfilića i origana (5 % karanfilića i 95 % origana) koji je sadržao približno 
jednake udele ekstrakta karanfilića i origana, pokazao je jako antibakterijsko delovanje na Staphyloccocus 
haemolyticus rezistentan na meticilin (MIC>1,25 μg/ml). Antibakterijsko delovanje ovog ekstrakta bilo je 
jače od delovanja natkritičnih ekstrakata iz čistog karanfilića (MIC=320 μg/ml) i origana (MIC=40 μg/ml) na 
S. haemolyticus. 
 
15. Matematički modeli koji su korišćeni u analizi kinetike natkritične ekstrakcije, pre svega model Sovove i 
model na bazi sekrecionih struktura, dobro opisuju eksperimentalne rezultate sa odstupanjima od 
eksperimentalnih rezultata reda veličine 10-4-10-3. Pomenuti modeli mogu se uspešno koristiti za 
određivanje parametara kojima se opisuje rastvorljivost ekstrakata i prenos mase u natkritičnom fluidu i 
čvrstoj fazi na različitim uslovima (pritisak, temperature, gustina ugljenik(IV)-oksida, veličina čestica, protok 
natkritičnog ugljenik(IV)-oksida, itd.). Prednost modela na nivou sekrecionih struktura ogleda se u tome što 
pruža precizniji uvid u fenomene prenosa mase (na mikro nivou) koji se odigravaju u toku natkritične 
ekstrakcije i zahteva optimizaciju dva parametra za razliku od modela Sovove koji zahteva tri 
optimizaciona parametra. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          119   
6. LITERATURA 
 
Abdel-Massih, R.M., Fares, R., Bazzi, S., El-Chami, N., Baydou, E., The apoptotic and anti-proliferative activity of Origanum 
majorana extracts on human leukemic cell line, Leukemia Research 34 (2010) 1052-1056. 
Adams, R.P., Identification of Essential Oil Components by Gas Chromatography/Mass Spectrometry, 4th ed., Allured Publishing 
Corporation, Carol Stream,IL, USA, 2007.Allaf K., Louka, N., Bouvier, J.M., Parent, F., Forget, M., French Patent NO 
9309720, International Extension PCT FR 94/00975, 1994. 
Allaf K., P. Vidal, Gradient Activity Report NOCR/89/103, University of Technology of Compiegne, June 1989. 
Al-Bayati, F.A., Synergistic antibacterial activity between Thymus vulgaris and Pimpinella anisum essential oils and methanol 
extracts, Journal of Ethnopharmacology 116 (2008) 403-406. 
Anderson, D., Bailey’s Industrial Oil and Fat Products, 6th Edition, 5th Volume Set. (Ed. by Fereidoon Shahidi), John Wiley & Sons, 
Inc, 2005. 
Angioni, A., Barra, A., Cereti, E., Barile, D., Coisson, D., J., Arlorio, M., Dessi, S., Coroneo, V.,  Cabras, P., Chemical composition, 
plant genetic differences, antimicrobial and antifungal activity investigation of the essential oil of Rosmarinus officinalis L.,  
Journal of Agricultural and Food Chemistry 52 (2004) 3530-3535. 
Arques, J. L., Rodriguez, E., Nunez, M., & Medina, M., Inactivation of gram-negative pathogens in refrigerated milk by reuterin in 
combination with nisin or the lactoperoxidase system, European Food Research and Technology 227 (2010) 77-82. 
Arunkumar, S., Muthuselvam, M., Analysis of Phytochemical Constituents and Antimicrobial Activities of Aloe vera L. Against Clinical 
Pathogens, World Journal of Agricultural Sciences 5 (2009) 572-576. 
Augustin, M., Hoch, Y., Phytotherapie bei Hauterkrankungen, Urban und Fischer, München (2004) 1-7. 
Automated Mass Spectral Deconvolution and Identification System software (AMDIS ver. 2.1), National Institute of Standards and 
Technology (NIST), Standard Reference Data Program, Gaithersburg, MD, USA, 2005. 
Ayachi, A., Alloui,  N., Bennoune, O., Yakhlef,  G., Daas Amiour,  S., Bouzid, W., Djemai Zoughlache,  S., Boudjellal, K., 
Abdessemed, H., Antibacterial Activity of Some Fruits; Berries and Medicinal Herb Extracts Against Poultry Strains of 
Salmonella, American-Eurasian Journal of Agriculture & Environmental Science 6 (2009) 12-15. 
Babovic, N., Djilas, S., Jadranin, M.,Vajs, V., Ivanovic, J., Petrovic, S., Zizovic, I., HSupercritical carbon dioxide extraction of 
antioxidant fractions from selected Lamiaceae herbs and their antioxidant capacityH, Innovative Food Science & Emerging 
Technologies 11 (2010) 98-107.  
Bahraminejad, S., Asenstorfer, R.E., Riley, I.T., Schultz, C.J., Analysis of the antimicrobial activity of flavonoids and saponins 
isolated from the shoots of oats (Avena sativa L.), Journal of Phytopathology 156 (2008) 1-7. 
Bajpai, V.K., Rahman, A., & Kang, S.C., Chemical composition and inhibitory parameters of essential oil and extracts of Nandina 
domestica Thunb. to control food-borne pathogenic and spoilage bacteria, International Journal of Food Microbiology 125 
(2008) 117-122. 
Bakkali, F., Averbeck, S., Averbeck, D., Idaomar, M., Biological effects of essential oils-a review, Food and Chemical Toxicology 46 
(2008) 446–475. 
Balachandran, S., Kentish, S.E., Mawson, R., The effects of both preparation method and season on the supercritical extraction of 
ginger, Separation and Purification Technology 48 (2006) 94–105. 
Bartle, K. D., Clifford, A. A., Hawthorne, S. B., Langenfeld, J. J., Miller, D. J., Robinson, R. A.,  Model for Dynamic Extraction Using a 
Supercritical Fluid, Journal of Supercritical Fluids 3 (1990) 143-149. 
Bauer, K. Dorothea, G., Horst, S., HCommon Fragrance and Flavor MaterialsH, HWILEY-VCHH, 2001, p. 170.  
Bazin, M. A., Le Lamer, A.C., Delcros, J.G., Rouaud, I., Uriac, P., Boustie, J., Corbel, J.C., Tomasi, S., Synthesis and cytotoxic 
activities of usnic acid derivatives, Bioorganic & Medicinal Chemistry 16 (2008) 6860–6866. 
Becerril, R., Gomez-Lus, R., Goni, P., Lopez, P., Nerin, C., Combination of analytical and microbiological techniques to study the 
antimicrobial activity of a new active food packaging containing cinnamon or oregano against E. coli and S. aureus, 
Analytical and Bioanalytical Chemistry 388 (2007) 1003–1011. 
Bejan, A., Fundamentals of exergy analysis, entropy generation minimization, and the generation of flow architecture, International 
Journal of Energy Research 26 (2002) 545-565. 
Bendahou, M., Muselli, A., Grignon-Dubois, M.,  Benyoucef, M., Desjobert, J.M., Bernardini, A. F., Costa, J., Antimicrobial activity 
and chemical composition of Origanum glandulosum Desf. essential oil and extract obtained by microwave extraction: 
Comparison with hydrodistillation, Food Chemistry 106 (2008) 132–139. 
Bernardes, W.A., Lucarini, R., Tozatti, M.G., Souza, M.G.M., Silva, M.L.A., da Silva, A.A., i sar., Antimicrobial activity of Rosmarinus 
officinalis against oral pathogens: relevance of carnosic acid and carnosol,. Chemistry and Biodiversity 7 (2010) 1835–
1840.  
Bozin, B., Mimica-Dukic, N., Samojlik, I., Jovin, E., Antimicrobial and antioxidant properties of Rosemary and Sage (Rosmarinus 
officinalis L. and Salvia officinalis L., Lamiaceae) essential oils, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55 (2007) 
7879-7885. 
Bozin, B., Mimica-Dukic, N., Simin, N., Anackov, G., Characterization of the volatile composition of essential oils of some Lamiaceae 
spices and the antimicrobial and antioxidant activities of the entire oils, Journal of Agriculture and Food Chemistry 54 
(2006) 1822-1828. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          120   
Bousbia, N.,  Vian, M.A., Ferhat, M.A., Petitcolas, E., Meklati, B.Y., Chemat, F., Comparison of two isolation methods for essential oil 
from rosemary leaves: Hydrodistillation and microwave hydrodiffusion and gravity, Food Chemistry 114 (2009) 355–362. 
Brunner, G., Stofftrennung mit überkritischen Gasen (Gasextraktion). Chemie-Ingenieur-Technik, 59 (1987) 12–22. 
Brunner, G., Supercritical fuids: technology and application to food processing, Journal of Food Engineering 67 (2005) 21–33. 
Bouaziz, M.,  Yangui, T., Sayadi, S., Dhoui, A., Disinfectant properties of essential oils from Salvia officinalis L. cultivated in Tunisia, 
Food and Chemical Toxicology 47 (2009) 2755–276. 
Burt S. Essential oils - their antimicrobial properties and potential application in foods – a review, International Journal of Food 
Microbiology, 94: 223-253, 2004. 
Burt, S.A., Antibacterial activity of essential oils: potential applications in food, Ph.D. thesis, Institute for Risk Assessment Sciences, 
Division of Veterinary Public Health Utrecht University, 2007. 
Caredda, A., Marongiu, B., Porcedda, S. Soro, C., Supercritical Carbon Dioxide Extraction and Characterization of Laurus nobilis 
Essential Oil, Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (2002) 1492-1496. 
Catchopole, O.J., Measurement and Correlation of Binary Diffusion Coefficients in Near Critical Fluids, Industrial&Engineering 
Chemistry Research. 33 (1994) 1828-1837. 
Cavero, S, García-Risco,M.R., Marín, F.R., Jaime, L., Santoyo, S., Seňoráns,F.J., Reglero, G., Ibaňez, E., Supercritical fluid 
extraction of antioxidant compounds fromoregano, chemical and functional characterization via LC-MS and in vitro assays, 
Journal of Supercritical Fluids 38 (2006) 62-69. 
Ceylan, E., Fung, D.Y.C.,  Antimicrobial activity of spices, Journal of Rapid Methods and Automation in Microbiology 12 (2004) 1-55. 
Chakraborthy, G. S, Antimicrobial activity of the leaf extracts of Calendula officinalis (linn.), Journal of Herbal Medicine and 
Toxicology 2 (2008) 65-66. 
Clifford, A.A., Al-Saidi, A.B.S.H.R., A comparison of the extraction of clove buds with supercritical carbon dioxide and superheated 
water, Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry 364 (1999) 635-637. 
Clinical and Laboratory Standards Institute (2008). Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; eighteenth 
informational supplement, Approved standard M100-0S18, Vol.28, No.1, CLSI, Wayne, PA: National Committee for Clinical 
Laboratory Standards. 
Clinical Laboratory Standards Institute (2006). Performance standards for antimicrobial susceptibility testing; sixteenth informational 
supplement, vol. 26 (3). 
Cocchietto, M., Skert N., Nimis, P. L., A review on usnic acid, an interesting natural compound, Naturwissenschaften 89 (2002) 137–
146. 
Cock I. E., Antimicrobial Activity of Aloe barbadensis Miller Leaf Gel Components, The Internet Journal of Microbiology. 2008 
Volume 4 Number 2 
Coulson, J.M., Richardson, J.F., (with Backhurst J.R. and Haker J. H.): Chemical engineering, Vol. 2, 4th ed. Particle technology and 
separation processes, Pergamon Press Oxford, 1991, p.  385. 
Crank, J. The mathematics of diffusion, Oxford University Press, Oxford 1975. 
Cushnie, T.P.T., Lamb, A.J., Antimicrobial activity of flavonoids. International Journal of Antimicrobial Agents 26(2005) 343-356. 
Cvetković, R. M., Približno odredjivanje energetske efikasnosti hemijsko-tehnoloških procesa, Magistarska teza, Tehnološki fakultet, 
Leskovac (1995). 
Davidson, P.M.(2006). Food antimicrobials: Back to Nature, ISHS Acta Horticulturae 709: HI International Symposium on Natural 
Preservatives in Food Systems H, 29-33. 
Davidson, P.M., Naidu, A.S., Phytophenols. In Naidu, A.S., Natural food antimicrobial systems, Boca Raton, Florida: CRC, 2000, p. 
265-295. 
Daferera, D.J., Ziogas, B.N., Polissiou, M.G., GC-MS analysis of essential oils from some Greek aromatic plants and their fungi 
toxicity on Penicillium digitatum, Journal of Agriulture and Food Chemistry 48 (2000) 2576-2581. 
Danielski, L.,  Campos, L.M.A.S.,. Bresciani, L.V.F., Hense, H., Yunes, R.A., Ferreira, S.R.S., Marigold (Calendula officinalis L.) 
oleoresin: Solubility in SC-CO2 and composition profile, Chemical Engineering and Processing 46 (2007) 99–106. 
Dauksas, E., Venskutonis, P. R., Povilaityte, V., Sivik, B., Rapid screening of antioxidant activity of sage (Salvia officinalis L.) 
extracts obtained by supercritical carbon dioxide at different extraction conditions. Nahrung/Food, 45 (1998) 338 – 341. 
De Souza, E.L:,  De Barros, J.C., Da Conceição M.L., Neto, N.J.G., da Costa, A.C.V., Combined application of origanum vulgare l. 
essential oil and acetic acid for controlling the growth of Staphylococcus aureus  in foods, Brazilian Journal of Microbiology 
40 (2009) 387-393. 
Della Porta, G., Taddeo, R., D’Urso, E., Reverchon, E., Isolation of clove bud and star anise essential oil by supercritical CO2 
extraction, LWT-Food Science and Technology 31 (1998) 454–460. 
Deng S, Wang Y, Inui T., Chen, S.N., Farnsworth, N.R., Cho, S., Franzblau, S.G., Pauli, G:, F:, Anti-TB Polyynes from the roots of 
Angelica sinensis, Phytotherapy Research 22 (2008) 878–882. 
Devi, K.P., Nisha, S.A., Sakthivel, R., Pandian, S.K., Eugenol (an essential oil of clove) acts as an antibacterial agent against 
Salmonella typhi by disrupting the cellular membrane, Journal of Ethnopharmacology 130 (2010) 107-115. 
Díaz-Maroto, M.C., Díaz-Maroto Hidalgo, I.J., Sánchez-Palomo, E., PérezCoello, M.S., Volatile components and key odorants of 
fennel (Foeniculum vulgare Mill.) and thyme (Thymus vulgaris L.) oil extracts obtained by simultaneous distillation-
extraction and supercritical fluid extraction, Journal of Agricultural and Food Chemistry 53 (2005) 5385-5389. 
Diaz-Reinoso, B., Moure, A., Domingez, H., Parajo, J. C., Supercritical CO2 Extraction and Purification of Compounds with 
Antioxidant Activity. J. Agric. Food Chem. 54 (2006) 2441-2469. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          121   
Didry, N., Dubreuil, L., Pinkas, M., Activity of  thymol,  carvacrol,  cinnamaldehyde and  eugenol  on oral bacteria, Pharmaceutica 
Acta  Helvetia 69  (1994)  25-28. 
Doneanu, C.,  Anitescu, G., Supercritical  carbon  dioxide  extraction  of  Angelica  archangelica  L.  root  oil, Journal  of  Supercritical  
Fluids  12  (1998)  59-67.   
Du, H., & Li, H., Antioxidant effect of cassia essential oil on deep-fried beef during the frying process, Meat Science 78 (2008) 461–
468. 
Dušan, F.,  Marián, S., Katarína, D., Dobroslava, B., Essential oils-their antimicrobial activity against Escherichia coli and effect on 
intestinal cell viability, Toxicology in Vitro 20 (2006) 1435–1445. 
Djordjević, B., Valent, V., Šerbanović, S., Termodinamika sa termotehnikom, TMF, Univerzitet u Beogradu, Beograd (2003).  
Eggers, R., 1996. Supercritical fluid extraction of oilseeds/lipids. In “Supercritical Fluid Technology in Oil and Lipid Chemistry”, AOCS 
Press, Champaign, Illinois, USA, p.  35-60.  
Emiroğlu, Z.K., Yemiş, G.P.,  Coşkun, B.K., Candoğan, K., Antimicrobial activity of soy edible films incorporated with thyme and 
oregano essential oils on fresh ground beef patties, Meat Science 86 (2010) 283–288. 
Farhata, A., Giniesb, C., Romdhanea, M., Chemat, F., Eco-friendly and cleaner process for isolation of essential oil using microwave 
energy Experimental and theoretical study, Journal of Chromatography A 1216 (2009) 5077–5085. 
Fisher, K.,  Phillips, C., Potential antimicrobial uses of essential oils in food: is citrus the answer? Trends in Food Science and 
Technology 19 (2008) 156-164. 
Flamini, G., Tebano, M.,  Cioni, P.L., Ceccarini, L., Ricci, A. S., Longo, I., Comparison between the conventional method of 
extraction of essential oil of Laurus nobilis L. and a novel method which uses microwaves applied in situ, without resorting 
to an oven, Journal of Chromatography A 1143 (2007) 36–40. 
Frangos, L., Pyrgotou, N.,  Giatrakou, V.,  Ntzimani, A.,  Savvaidis, I.N., Combined effects of salting, oregano oil and vacuum-
packaging on the shelf-life of refrigerated trout fillets, Food Microbiology 27 (2010) 115–121. 
Gachkar, L.,Yadegari, D., Rezaei, M. B., Taghizadeh, M., Astaneh, S. A., & Rasooli, I., Chemical and biological characteristics of 
Cuminum cyminum and Rosmarinus officinalis essential oils, Food Chemistry, 102(2007) 898–904. 
Gaete-Garretón, L., Vargas-Hernández, Y., Cares-Pacheco, M.G.,  Sainz, J., Alarcón, J., Ultrasonically enhanced extraction of 
bioactive principles from Quillaja Saponaria Molina, Ultrasonics 51 (2011) 581–585. 
Gallucci, N., Casero, C., Oliva, M., Zygadlo, J., Demo, M., Interaction between terpenes and penicillin on bacterial strains resistant to 
beta-lactam antibiotics, Molecular Medicinal Chemistry 10 (2009) 30-32.   
Gaspar, F., Leeke, G.A., Al-Duri, B., Santos, R., Modelling th disruption of essential oils glandular trichomes with compressed CO2, 
Journal of Supercritical Fluids 25 (2003b) 233-245. 
Gaspar, F., Lu, T., Santos, R., Al-Duri, B., Modelling the extraction of essential oils with compressed carbon dioxide, Journal of 
Supercritical Fluids 25 (2003a) 247-260 
Gautam, R., Saklani, A., Jachak, S.M., Indian medicinal plants as a source of antimycobacterial agent, J.ournal of 
Ethnopharmacology 110 (2007) 200-234. 
Gaysinsky, S., Weiss, J., Aromatic and spice plants: uses in food safety, Stewart Post Harvest Review 4 (2007) 1-9. 
Genena, A. K., Hense, H., Smânia, A. Jr., Machado de Souza, S., Rosemary (Rosmarinus officinalis)-study of the composition, 
antioxidant and antimicrobial activities of extracts obtained with supercritical carbon dioxide, Ciência e Tecnologia de 
Alimentos 28 (2008) 463-469.  
Gill, A.O., Holley, R.A., Disruption of Escherichia coli, Listeria, monocytogenes and Lactobacillus sakei cellular membrane by plant 
oil aromatics, International Journal of Food Microbiology 108 (2006) 1-9.  
Glisic, S., Ivanovic, J., Ristic, M., Skala, D., Extraction of sage (Salvia officinalis L.) by supercritical CO2: kinetic sata, chemical 
composition and selectivity of diterpenes, Journal of Supercritical Fluids H52 (2010 H) 62-70. 
Glisic, S.B., Ristic, M., Skala, D. U., The combined extraction of sage (Salvia officinalis L.): Ultrasound followed by supercritical CO2 
extraction, Ultrasonics Sonochemistry 18 (2011) 318-326. 
Glisic, S., Smelcerovic, A., Zuehlke, S., Spiteller, M., Skala, D., Extraction of hyperforin and adhyperforin from St. John’s Wort 
(Hypericum perforatum L.) by supercritical carbon dioxide, Journal of Supercritical Fluids 45 (2008) 332–337. 
Golmakani, M.T.,  Rezaei, K., Comparison of microwave-assisted hydrodistillation with the traditional hydrodistillation method in the 
extraction of essential oils from Thymus vulgaris L., Food Chemistry 109 (2008) 925–930. 
Gómez-Estaca, J.,  López de Lacey, A., López-Caballero, M.E., Gómez-Guillén, M.C., Montero, P., Biodegradable gelatinechitosan 
films incorporated with essential oils as antimicrobial agents for fish preservation, Food Microbiology 27 (2010) 889-896. 
Goni, P., Lopez, P., Sanchez, C., Gomez-Lus, R., Becerril, R., Nerin, C., Antimicrobial activity in the vapour phase of a combination 
of cinnamon and clove essential oils, Food Chemistry 116 (2009) 982–989. 
He, H. P., Corke, H., Cai, J. G., Supercritical Carbon Dioxide Extraction of Oil and Squalene from Amaranthus Grain, Journal of 
Agricultural and Food Chemistry 51 (2003) 7921-7925. 
Goodrum, J.W., Kilgo, M.B., Peanut oil extraction with SC-CO2: solubility and kinetic functions, Transactions of the ASAE, 30 (1987) 
1865-1868. 
Goto, M., Sato, M., Hirose, T., Extraction of peppermint oil by supercritical carbon dioxide, Journal of Chemical Engineering of Japan 
26 (1993) 401-407. 
Govaris,  A., Botsoglou, E.,  Sergelidis, D.,  Chatzopoulou, P. S., Antibacterial activity of oregano and thyme essential oils against 
Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7 in feta cheese packaged under modified atmosphere, LWT - Food 
Science and Technology 4 (2011) 1240-1244. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          122   
Grosso, C. J., Coelho, P., Pessoa, F.L.P., Fareleira, J.M.N.A., Barroso, J.G., Urieta, J.S., Palavra, A.F., Sovová, H., Mathematical 
modelling of supercritical CO2 extraction of volatile oils from aromatic plants, Chemical Engineering Science 11 (2010) 
3579–3590. 
Gündüz  G.T., Gönül, S.A., Karapinar, M., Efficacy of sumac and oregano in the inactivation of Salmonella Typhimurium on 
tomatoes,  International Journal of Food Microbiology 141 (2010) 39–44. 
Gupta, R.B., Shim, J.J., Solubility in supercritical carbon dioxide, CRC Press, Taylor & Francis Group, Florida, USA, 2007, pp. 176, 
349. 
Gutierrez, J., Barry-Ryan, C., Bourke, P., The antimicrobial efficacy of plant essential oil combinations and interactions with food 
ingredients, International Journal of  Food Microbiology 124(2008a) 91-97. 
Gutierrez, J., Rodriguez, G., Barry-Ryan, C., Bourke, P., Efficacy of plant essential oils against food borne pathogens and spoilage 
bacteria associated with ready-to-eat vegetables: antimicrobial and sensory screening, Journal of Food Protection 
71(2008b), 1846-1854. 
Gutierrez, J., Barry-Ryan, C., Bourke, P., Antimicrobial activity of plant essential oils using food model media: Efficacy, synergistic 
potential and interactions with food components, Food Microbiology 26 (2009) 142–150. 
Hamburger, M., Bauman, D., Adler, S., Supercritical carbon dioxide extraction of selected medicinal plants-effects of high pressure 
and added ethanol on yield of extracted substances, Phytochemical Analysis 15 (2004) 46-54 
Hannay, L.B., Hogarth, J., On the Solubility of Solids in Gases, Proceedings of  Royal Society 29 (1879) 324-342. 
Hatami,T., Meireles, M.A.A,. Zahed,G., Mathematicalmodeling and genetic algorithm optimization of clove oil extraction with 
supercritical carbon dioxide, Journal of Supercritical Fluids 51 (2010) 331–338. 
Hayouni, E. A., Chraief, I., Abedrabba, M., Bouix, M., Leveau, J. Y., Mohammed, H., Hamdi, M., Tunisian Salvia officinalis L. and 
Schinus molle L. essential oils: Their chemical compositions and their preservative effects against Salmonella inoculated in 
minced beef meat, International Journal of  Food Microbiology 125 (2008) 242-251. 
Helander, I. M., Alakomi, H.-L., Latva-Kala, K., Mattila-Sandholm, T., Pol, I., Smid, E. J., Gorris, L. G. M., Von Wright,. A., 
Characterization of the action of selected essential oil components on Gram-negative bacteria, Journal of Agricultural and 
Food Chemistry 46 (1998) 3590-3595. 
Hemaiswarya, S., Dobl, M., Synergistic interaction of eugenol with antibiotics against Gram negative bacteria, Phytomedicine 16 
(2009) 997–1005. 
Herodež, Š. S., Hadolin, M., Škerget, M. and Knez, Ž., Solvent extraction study of antioxidants from Melissa officinalis L. leaves. 
Food Chemistry 80 (2003) 275-282. 
Herrero, M.,  Mendiola, J.A.,  Cifuentes,  A., Ibánez, E., Supercritical fluid extraction: Recent advances and applications, Journal of 
Chromatography A 1217 (2010) 2495-2511. 
Higerd, T.B., Flower, S., Gram-Positive Cocci: Staphylococci and Streptococci, in: in: Microbiology and Infectious Diseases 3rd 
edition (ed. Gabriel Viella, M.D.), Williams&Wilkins, Baltimore, Marzland, USA, 1997, p. 101-113. 
Hojnik, M., Škerget, M., Knez, Ž., Extraction of lutein from Marigold flower petals e Experimental kinetics and modelling, LWT - Food 
Science and Technology 41 (2008) 2008-2016. 
Holley, R.A.,  Patel, D., Improvement in shelf-life and safety of perishable foods by plant essential oils and smoke antimicrobials, 
Food Microbiology 22 (2005) 273-292. 
Hong, I.K., Rho, S.W., Lee, K.S, W.H. Lee, Yoo, K.P., Modeling of soybean oil bed extraction with supercritical carbon dioxide, 
Korean Journal of Chemical Engineering 7 (1990) 40-46. 
Hrncic, D., Mernik, M., Knez Hrncic, M., Use of Generic Algorithm for Fitting Sovová’s Mass Transfer Model, 57 (2010) 767-774. 
Hrncic, D., Mernik, M., Knez Hrncic, M., Knez Z., Fitting Sovova's mass transfer model using an evolutionary algorithm and 
differential evolution, International Journal of Innovative Computing and Applications 2 (2010) 237-243. 
Ingolfsdottir, K., Molecules of Interest, Usnic acid, Phytochemistry 61 (2002) 729-736. 
Isenberg, H. (2008). Microbiology Procedures Handbook, Vol. 2, Antimicrobial susceptibility testing. Washington DC, USA: American 
Society for Microbiology Press. 
Ivanović, J., Đilas, S., Jadranin, M., Vajs, V., Babović, N., Petrović, S., Žižović, I., Supercritical Carbon Dioxide Extraction of 
Antioxidants from Rosemary (Rosmarinus officinalis L.) and Sage (Salvia officinalis L.), Journal of Serbian Chemical 
Society 74 (2009a) 717-732. 
Ivanović, J., Mišić, D., Ristić, M., Pešić, O., Žižović, I., Supercritical CO2 extract and essential oil of bay (Laurus nobilis L.)-chemical 
composition and antibacterial activity, Journal of Serbian Chemical Society 75 (2010) 395–404. 
Ivanovic, J., Ristic., M., Skala, D., Supercritical CO2 extraction of Helichrysum italicum: Influence of CO2  density and moisture 
content of plantmaterial, Journal of Supercritical Fluids  57 (2011b) 129-136. 
Ivanovic, J., Zizovic, I., Ristic, M., Stamenic, M., Skala, D., HThe analysis of simultaneous clove/oregano and clove/thyme supercritical 
extractionH, Journal of Supercritical Fluids 55 (2011a) 983-991. 
Ivanović, J., Žižović, I., Petrović, S., Skala, D., Analysis of different processes of extraction:  yield of extracts obtained from Aloe Vera 
(Aloe barbadensis Miller) and Sweet bay (Laurus nobilis L.) and exergy analysis of applied processes, Chemical Industry & 
Chemical Engineering Quarterly 15 (2009b) 271-278. 
Janssen, A. M., Scheffer, J. J. C., Baerheim Svendsen, A., Antimicrobial activity of essential oils: A 1976-1986 literature review. 
Aspects of the test methods, Planta Medica 53 (1987) 396-398. 
Jarrar, N., Abu-Hijleh, A., Adwan, K., Antibacterial activity of Rosmarinus officinalis L. alone and in combination with cefuroxime 
against methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Asian Pacific Journal of Tropical Medicine (2010) 121-123. 
Jiang, Y., Wu, N., Fu, Y-J., Wang, W., Luo, M., Zhao, C-J., Zu, J-G., Li, X-L., Chemical composition and antimicrobial activity of the 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          123   
essential oil of Rosemary, Environmental toxicology and pharmacology 32 (2011) 63-68. 
Jossi, J.A ., Stiel, L.I., Thodos, G., The viscosity of pure substances in the dense gaseous and liquid phases, AIChE Journal 8 (1962) 
59-63. 
Jovanović, M., Stevanović, G., Tošić, T., Stošović, B., Zervos, M.J., Streptococcus equi subsp. zooepidemicus meningitis, Journal of 
Medical Microbiology 57 (2008) 373-375. 
Kandiah, M.,  Spiro, M., Extraction of ginger rhizome: kinetic studies with supercritical carbon dioxide, International Journal of Food 
Science & Technology 25 (1990) 328-338.  
Kerrola,  K. , Kallio,  H. , Extraction  of volatile  compounds  of  angelica  (Angelica  archangelica  L.)  root  by  liquid  carbon dioxide,  
Journal of  Agriculture and  Food  Chemistry  42  (1994)  2235-2245. 
Kingsbury, D.T., Higerd, T.B., Schmidt, M.G., Basic bacteriology, in: Microbiology and Infectious Diseases 3rd edition (ed. Gabriel 
Viella, M.D.), Williams&Wilkins, Baltimore, Marzland, USA, 1997, p. 3.   
Klančnik, A.,Piskernik, S., Jeršek, B.,  Možina, S.S., Evaluation of diffusion and dilution methods to determine the antibacterial 
activity of plant extracts, Journal of Microbiological Methods 81 (2010) 121–126. 
Koutsoumanis, K., Lambropoulou, K., Nychas, G.J.E., A predictive model for the non-thermal inactivation of Salmonella Enteritidis in 
a food model system supplemented with a natural antimicrobial, International Journal of Food Microbiology, 49 (1999) 63-
74. 
Kuete, V., Tsafack Mbaveng, A., Tsaffack, M., Penlap Beng, V., Etoa, F.X., Nkengfack, A.E., J Meyer, J.M., Lall, N., Antitumor, 
antioxidant and antimicrobial activities of Bersamaengleriana (Melianthaceae), Journal of Ethnopharmacology 115 (2008) 
494-501. 
Lambert, R. J. W., Skandamis, P. N., Coote, P., Nychas, G.-J. E., A study of the minimum inhibitory concentration and mode of 
action of oregano essential oil, thymol and carvacrol, Journal of Applied Microbiology 91 (2001) 453-462. 
Lanciotti, R., Gianotti, A., Patrignani, F., Belletti, N., Guerzoni, M. E.,  Gardin, F., Use of natural aroma compounds to improve shelf 
life and safety of minimally processed fruits, Trends in Food Science and Technology,15 (2004) 201–208. 
Lawrence, R., Tripathi, P., Jeyakumar, E., Isolation, purification and evaluation of antibacterial agents from aloe vera, Brazilian 
Journal of Microbiology 40 (2009) 906-915. 
Lee, M. L., Markides, K. E., Analytical Supercritical Fluid Chromatography and Extraction. Chromatography Conferences, Inc. Provo, 
Utah, 1990, p. 326. 
Leonard, C.M., Virijevic, S., Regnier,T., Combrinck, S., Bioactivity of selected essential oils and some components on Listeria 
monocytogenes biofilms, South African Journal of Botany 76 (2010) 676-680. 
Lopez-Malo vigil, A., Palou, E., Alzamora, S.M., Naturally occurring compounds plant source in: Antimicrobials in food 3rd  (eds. 
Davidson, P.M., Sofos, J.N., Branen, A.L.), Boca Raton, Florida: CRC Press, 2005, p. 429-446. 
Mahmoud, B. S. M., Kawai, Y., Yamazaki, K., Miyashita, K.,  Suzuki, T., A new technology for fish preservation by combined 
treatment with electrolyzed NaCl solutions and essential oil compounds, Food Chemistry  99 (2006)., 656-662. 
Malti, J.E.,  Amarouch, H., Antibacterial effect, histological impact and oxidative stress studies from Laurus nobilis extract, Journal of 
Food Quality 32 (2009) 190–208. 
Mandalari, G., Bennett, R.N., Bisignano, G., Trombetta, D., Saija, A., Faulds, C.B., Gasson, M.J., Narbad, A., Antimicrobial activity of 
flavonoids extracted from bergamot (Citrus bergamia Risso) peel, a byproduct of the essential oil industry, Journal of 
Applied Microbiology 103 (2007) 2056-2064. 
Manos, J., Schmidt, M.G., Del Bene, V., Gram-Positive Rods: Corynebacteria, Lysteria, Clostridium, and Bacillus, in: Microbiology 
and Infectious Diseases 3rd edition (ed. Gabriel Viella, M.D.), Williams&Wilkins, Baltimore, Maryland, USA, 1997, p. 113-
124. 
Marr, R., Gamse, T. Use of supercritical fluids for different process including new development-a review, Chemical Engineering and 
Processing 39 (2000) 19-28. 
HMartínezH, J.,H MartínezH, J. M.,  Fitting the Sovová’s supercritical fluid extraction model by means of a global optimization tool, 
HComputers & Chemical Engineering H 32 (2008) 1735-1745.  
Martínez, J, Rosa, P.T.V., Meireles, M.A.M., Extraction of clove and vetiver oils with supercritical carbon dioxide: modeling and 
simulation, The Open Chemical Engineering Journal 1 (2007) 1-7. 
McKetta, J. J., Encyclopedia of Chemical Processing and Design, Volume 36, USA (1990) 76.  
Menaker, A., Kravets, M., Koel, M., Orav, A., Identification and characterization of supercritical fluid extracts from herbs, Comptes 
Rendus Chimie 7 (2004) 629–633. 
Michiels, J., Missotten, J., Fremaut, D., De Smet, S., Dierick, N., HIn vitro dose–response of carvacrol, thymol, eugenol and trans-
cinnamaldehyde and interaction of combinations for the antimicrobial activity against the pig gut flora H, Livestock 
Science, 109 (2007) 157-160.  
Milojević S., Stanković T.D., Plić R., Lazić M.L., Veljković V.B., Kinetics of distillation of essential oil from comminnted ripe Juniper 
(Juniperus communis L.) berries, Biochemical Engineering Journal 3 (2008) 574-553.  
Mišić I., Ispitivanje antimikrobne aktivnosti australijskih etarskih ulja, Diplomski rad, TMF, Beograd, (2003) 
Mišić, D., Ašanin, D., Ivanović, J., Žižović, I., Investigation of antibacterial activity of supercritical extracts of plants, as well as of 
extracts obtained by other technological processes on some bacteria isolated from animals, Acta Veterinaria 59 (2009b) 
557-568. 
Misic, D., Ivanovic, J., Zizovic, I., Antibacterial activity of supercritical Usnea barbata extract against staphylococci, streptococci and 
enterococci originated in animals, 20th European Congress of Clinical Microbiology and Infectious Diseases Vienna, 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          124   
Austria, 10-13th April 2010 (abstract štampan i u casopisu Clinical microbiology and infection, 16 (2010a) S349, abstract 
p1246). 
Mišić, D., Nišavić, J., Žižović, I., Ivanović, J., Antibakterijsko delovanje i citotoksični efekat natkritičnog ekstrakta timijana i ekstrakta 
timijana dobijenog procesom hidrodestlacije, Veterinarski glasnik, 63 (2009a) 17-27. 
Mišić, D., I. Žižović, J. Ivanović, Antibakterijsko delovanje mešavina ekstrakata usnee, timijana i anđelike dobijenih različitim 
tehnološkim procesima protiv nekih vrsta bakterija značajnih za veterinarsku medicinu, Veterinarski glasnik 64 (2010b) 65-
74. 
Moriera, M.R., Ponce, A.G., Del Valle, C.E.,  Roura, S., Effects of clove and tea tree oils on Escherichai coli O157:H7 in blanching 
spinach and minced cooked beef, Journal of Food Processing and Preservation 31 (2007) 379-391. 
Mulyaningsih, S., Sporer, F., Zimmermann, S., Reichling, J., Wink, M., Synergistic properties of the terpenoids aromadendrene and 
1,8-cineole from the essential oil of Eucalyptus globulus against antibiotic-susceptible and antibiotic-resistant pathogens, 
Phytomedicine 17 (2010) 1061–106.  
Muñoz, M., Guevara, L., Palop, A., Tabera, J., Fernández, P. S.,Determination of the effect of plant essential oils obtained by 
supercritical fluid extraction on the growth and viability of Listeria monocytogeneses in broth and food systems using flow 
cytometry, LWT-Food Science and Technology, 42 (2009) 220-227.  
Musyimi, D.M., Muema, O.,  Muema, P.M., Phytochemical compounds and antimicrobial activity of extracts of aspilia plant (Aspilia 
mossambicensis)(Oliv) Wild., International Journal of Botany 4 (2008) 56-61. 
Mytle, N.,  Anderson,  G.L., Doyle M.P., Smith, M.A., Antimicrobial activity of clove (Syzgium aromaticum) oil in inhibiting Listeria 
monocytogenes on chicken frankfurters, Food Control 17 (2006) 102–107. 
Najdenova, V., Lisickov, K., Đarmati, Z., Antimicrobial activity and stability of usnic acid and its derivatives in some cosmetic 
produtcs, Olaj, Szapan, Kozmetika 50 (2001) 158-160 
Nejad Ebrahimi, S., Hadian, J., Mirjalili, M.H., Sonboli, A., Yousefzadi, M., Essential oil composition and antibacterial activity of 
Thymus caramanicus at different phenological stages, Food Chemistry 110 (2008) 927-931. 
Nedorostova, L., Kloucek, P., Kokoska, L., Stolcova, M., Pulkrabek, J., Antimicrobial properties of selected essential oils in vapour 
phase against foodborne bacteria, Food Control 20 (2009) 157–160. 
Neis, U., Ultrasound in environmental engineering II: Intesification of biological and chemical processes by ultrasound, TU Hamburg-
Hamburg, 2002, p. 79.  
Nguyen, U., Frakman, G., Evans, A.D., Process for extracting antioxidants from Labiatae herbs, United States Patent 5,017,397, 
1991 
Nordmann P, Naas T, Fortineau N, Poirel L. Superbugs in the coming new decade: multidrug resistance and prospects for treatment 
of Staphylococcus aureus, Enterococcus spp., Pseudomonas aeruginosa in 2010, Current Opinion in Microbiology 10 
(2007) 1-5. 
Nostro, A., Blanco, A.R., Cannatelli, M.A., Enea, V., Flamini, G., Morelli, I., Roccaro, A.S., Alonzo, V., Susceptibility of methicillin-
resistant staphylococci to oregano essential oil, carvacrol and thymol, FEMS Microbiology Letters 230 (2004) 191-195. 
Nguefack, J., Nguikwie, S.K., Fotio, D., Dongmo, B., Amvam Zollo, P.H., Leth, V., Nkengfack, A.E., Poll, L., Fungicidal potential of 
essential oils and fractions from Cymbopogon citratus, Ocimum gratissimum and Thymus vulgaris to control Alternaria 
padwickii and Bipolaris oryzae, two seed-borne fungi of rice (Oryza Sativa L.), Journal of Essential Oil Research 19 (2007) 
581-587.   
Ocańa-Fuentes, A., Arranz-Gutiérrez, E., Seňorans, F.J., Reglero, G., Supercritical fluid extraction of oregano (Origanum vulgare) 
essentials oils: anti-inflammatory properties based on cytokine response on macrophagesTHP-1, Food and Chemical 
Toxicology 48 (2010) 1568–1575. 
Ojala, T., Remes, S:, Haansuu, P.,  Vuorela, H., Hiltunen, R., Haahtela, K.,  Vuorela, P., Antimicrobial activity of some coumarin 
containing herbal plants growing in Finland, Journal of Ethnopharmacology 73 (2000) 299–305. 
Okoh, O. O., Sadimenko, A. P., Afolayan, A. J., Comparative evaluation of the antibacterial activities of the essential oils of 
Rosmarinus officinalis L. obtained by hydrodistillation and solvent free microwave extraction methods, Food Chemistry 120 
(2010) 308–312.  
Osburn, J. O., & Katz, D. L., Structure as a variable in the application of diffusion theory to extraction, Transactions of the American 
Institute of Chemical Engineers 40 (1944) 511-531. 
Oszagyán, M., Simádi, B., Sawinsky, J., Supercritical fluid extraction of volatile compounds fromlavandin and thyme, Flavour and 
Fragrance Journal 11 (1996) 157–165. 
Oszagyán, M., Simádi, B., Sawinsky, J., Horvath, K., Kery, A., Lamberkovics, E., Supercritical fluid extraction of essential oils from 
mixtures of medicinal plants, in: M. Perrut, G. Brunner (Eds.), Proceedings of the 3rd Symposiumon Supercritical Fluids, 
ISASF, Strasbourg, 1994, p. 453–458. 
Otsuka, N., Liu, M., Shiota, S.,  Ogawa, W., Kuroda, T., Hatano, T., Tsuchiya, T., Anti-methicillin Resistant Staphylococcus aureus 
(MRSA) Compounds Isolated from Laurus nobilis, Biological & Pharmaceutical Bulletin 31 (2008) 1794—1797. 
Oussalah, M., Caillet, S., Salmiea, S., Saucier, L.,  Lacroix, M., Antimicrobial and antioxidant effects of milk protein-based film 
containing essential oils for the preservation of whole beef muscle, Journal of Agricultural and Food Chemistry  52 (2004) 
5598-5605. 
Palaniappan, K., Holley, R.A., Use of natural antimicrobials to increase antibiotic susceptibility of drug resistant bacteria, International 
Journal Food Microbiology 140 (2010) 164–168. 
Panchal, M. A., Murti, K., Lambole, V., Pharmacological properties of verbascum thapsus-a review, International Journal of 
Pharmaceutical Sciences Review and Research, 5 (2010) 73-77.            
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          125   
Patrignani, F., Iucci, L., Belletti, N., Gardini, F., Guerzoni, M.E., Lanciotti, R., Effects of sub-lethal concentrations of hexanal and 2-
(E)-hexenal on membrane fatty acid composition and volatile compounds of Listeria monocytogenes, Staphylococcus 
aureus, Salmonella Enteritidis and Escherichia coli, International Journal of Food Microbiology 123 (2008) 1-8. 
Pauli, A., Antimicrobial properties of essential oil constituents, International Journal of Aromatherapy 11 (2001) 126-133. 
Periago, P.M., Conesa, R., Delgado, B., Fernández, P.S., Palop, A. , Bacillus megaterium spore germination and growth inhibition by 
a treatment combining heat with natural antimicrobials, Food Technology and Biotechnology  44 (2006) 17-23.   
Ph. Eur. (2002): European Pharmacopoeia, Fourth edition, Strasbourg. 
Ph. Jug. IV (1984): Farmakopeja SFRJ, Pharmacopoeia Jugoslavica. Savezni zavod za zdravstvenu zaštitu, Beograd. 
Ponce, A.G., Roura, S.I., Del Valle, C.E., Moreira, M.R., Antimicrobial and antioxidant activities of edible coatings enriched with 
natural plant extracts: In vitro and  in vivo studies, Postharvest Biology and Technology 49 (2008) 294-300. 
Пономарев, Д. В., Эктрагирование лекарственного сырья, Медицина, Москва, 1976. 
Proestos, C., Boziaris, I., Kapsokefalou, S. M., Komaitis, M., Natural antioxidant constituents from selected aromatic plants and their 
antimicrobial activity against selected pathogenic microorganisms, Food Technology and Biotechnology 46 (2002) 151–
156. 
Quirin, K. W.,  Herbal Extracts in Support of Natural Cosmetics Preservation, Natural Ingredients, Cosmetic Science Technology, 
(2007) 20-30. 
Raybaudi, R.M.M., Mosqueda-Melgar, J., Martin-Belloso, O., Edible alginate-based coating as carrier of antimicrobials to improve 
shelf-life and safety of fresh-cut melon, International Journal of Food Microbiology 121 (2008) 313-327. 
Randrianarivelo, R., Sarter, S:,  Odoux, E., Brat, P., Lebrun, M., Romestand, B.,  Menut, C., Andrianoelisoa, H.S., Raherimandimby, 
M., Danthu, P., Composition and antimicrobial activity of essential oils of Cinnamosma fragrans, Food Chemistry 114 
(2009) 680-684. 
Razzaghi-Abyaneh, M., Shams-Ghahfarokhi, M., Yoshinari, T., Rezaee, M.B., Jaimand, K., Nagasawa, H., Sakuda, S., Inhibitory 
effects of Satureja hortensis L. essential oil on growth and aflatoxin production by Aspergillus parasiticus, International 
Journal of Food Microbiology 123 (2008) 228-233. 
Reid R. C., Prausnitz J. M., Poling B. E., The Properties of Gases & Liquids, 4th Edition, McGraw-Hill, 1988.  
Reis-Vasco, E.M., Coelho, J.A.P., Palavra, A.M.F., Marrone, C., Reverchon, E., Mathematical modelling and simulation of 
pennyroyal essential oil supercritical extraction, Chemical Engineering Science 55 (2000) 2917-2922. 
Reverchon, E., De Marco, I., Supercritical fluid extraction and fractionation of natural matter, Journal of Supercritical Fluids 38 (2006) 
146-166. 
Reverchon, E., Marrone, C., Supercritical extraction of clove bud essential oil:isolation andmathematicalmodeling, Chemical 
Engineering Science 52 (1997) 3421–3428. 
Reverchon, E., Osseo, L.S., Supercritical CO2 Extraction of Basil Oil: Characterization of Products and Process Modeling, Journal of 
Supercritical Fluids 7 (1994) 185-194. 
Rios, J. L., M. C. Recio, and A. Villar, Screening methods for natural antimicrobial products with antimicrobial activity-a review of the 
literature, Journal of Ethnopharmacology 23 (1988) 127-149. 
Rivas, L., McDonnell, M.J., Burgess, C.M., O'Brien, M., Navarro-Villa, A., Fanning, S., Duffy, G., Inhibition of verocytotoxigenic 
Escherichia coli in model broth and rumen systems by carvacrol and thymol, International Journal of Food Microbiology 
139 (2010) 70–78. 
Rojas-Grau, M.A., Avena-Bustillos, R.J., Olsen, C., Friedman, M., Henika, P.R., Martin-Belloso, O., Pan, Z., McHugh, T.H., Effects of 
plant essential oils and oil compounds on mechanical, Barrier and antimicrobial properties of alginate–apple puree edible 
films, Journal of Food Engineering 81(2007) 634-641. 
Roldan-Gutierrez, J.M., Ruiz-Jimenez, J., Luque de Castro, M.D. Ultrasound-assisted dynamic extraction of valuable compounds 
from aromatic plants and flowers as compared with steam distillation and superheated liquid extraction, Talanta 75 (2008) 
1369–1375. 
Roopashree T.S, Raman Dang, Shobha Rani R.H, Narendra, C., Antibacterial activity of antipsoriatic herbs: Cassia tora, Momordica 
charantia and Calendula officinalis, International Journal of Applied Research in Natural Products 1 (2008) 20-28. 
Rota, M. C., Herrera, A., Martínez, R. M., Sotomayor, J. A., Jordán, M. J., Antimicrobial activity and chemical composition of Thymus 
vulgaris, Thymus zygis and Thymus hyemalis essential oils, HFood ControlH  7 (2008) 681-687.  
Roy, B.C., Goto, M., Hirose, T., Extraction of ginger oil with supercritical carbon dioxide:experiments and modeling, Industrial 
Engineering and Chemical Research 35 (1996) 607-612. 
Rožman, T., Jeršek, B., Antimicrobial activity of rosemary extracts (Rosmarinus officinalis L.) against different species of Listeria, 
Acta agriculturae Slovenica, 93 (2009) 51 – 58. 
Sahraoui, N., Vianb, M. A., Bornardc, I., Boutekedjireta, C., Chemat, F., Improved microwave steam distillation apparatus for 
isolation of essential oils. Comparison with conventional steam distillation, Journal of Chromatography A 1210 (2008) 229–
233. 
Sandasi, M., Leonard, C.M., Viljoen, A.M., The effect of five common essential oil components on Listeria monocytogenes biofilms. 
Food Control 19 (2008) 1070- 1431. 
Santoyo, S., Cavero, S., Jaime, L., Ibanez, E., Senoráns, F. J., Reglero, G., Chemical composition and antimicrobial activity of 
Rosmarinus officinalis L. essential oil obtained via supercritical fluid extraction, Journal of Food Protection 68 (2005) 790-
795. 
Saritha, V., Antioxidant And Antibacterial Activity Of Aloe Vera Gel Extracts, International Journal Of Pharmaceutical & Biological 
Archives 1(2010) 376-384. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          126   
Şaşmaz, D. A., Evaluation of the Diffusion coefficient of Rapeseed Oil During Solvent Extraction with Hexane, JAOCS 73 (1996) 
669-671. 
Schelz, Z., Molnar, J., Hohmann, J.,  Antimicrobial and antiplasmid activities of essential oils, Fitoterapia  77 (2006) 279-285. 
Schütz, E., Supercritical Fluids and Applications-A Patent Review, Chemical Engineering Technology  30 (2007) 685–688. 
Selim, S., Antimicrobial activity of essential oils against Vancomycin-Resistant enterococci (VRE) and Escherichia coli O157:H7 in 
feta soft cheese and minced beef meat, Brazilian Journal of Microbiology 42 (2011) 187-196.    
Sharma, M., Schoop, R., Suter, A., Hudso, J: B., The Potential Use of Echinacea in Acne: Control of Propionibacterium acnes 
Growth and Inflammation, Phytotherapy Research 25 (2011) 517-520. 
Sharma, M., Vohra, S., Arnason, J.T., Hudson J.B., Echinacea extracts contain significant and selective activities against human 
pathogenic bacteria, Pharm Biol 46 (2008) 111–116. 
S. Shekarforoush, A.H.K. Nazer, R. Firouzi and M. Rostami, Effects of storage temperatures and essential oils of oregano and 
nutmeg on the growth and survival of Escherichia coli O157:H7 in barbecued chicken used in Iran, Food Control 18 (2007) 
1428–1433.  
Schempp, C.M., Pelz, K., Wittmer, A., Schoepf, E., Simon, J.C., Antibacterial activity of hyperforin from St John's wort, against 
multiresistant Staphylococcus aureus and gram-positive bacteria, Lancet  353 (1999) 2129.   
Shukla, V., Joshi, G. P., Rawat, M.S.M., Lichens as a potential natural source of bioactive compounds: a review, Phytochemical 
Review 9 (2010) 303–314. 
Simándi, B., Oszagyán, M., Lemberkovics, E., Kéry, A., Kaszács, J. F., Mátyás, T. T., Supercritical carbon dioxide extraction and 
fractionation of oregano oleoresin, Food Research International 31 (1998) 723–728. 
Simović, Đ. Jevrejska brada (Usnea barbata L.), Poljoprivreda info, lekovito bilje, 2003 
(Hhttp://www.poljoprivreda.info/?oid=16&id=106 H). 
Silva, N.C.C., Fernandes Jr., A.., Biological properties of medicinal plants: a review of their antimicrobial activity, The Journal of 
Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases 16 (2010) 402-413. 
Singh, A., Singh, R. K., Bhunia, A. K., Singh N.,  HEfficacy of plant essential oils as antimicrobial agents against Listeria 
monocytogenes in hotdogsH, Lebensmittel-Wissenschaft und-Technologie 36 (2003) 787-794. 
Sievers, U., Eggers, R., Heat recovery in supercritical fluid extraction process with separation at subcritical pressure, Chemical 
Engineering and Processing 35 (1996) 239-246. 
Skala, D., Žižović, I., Gavrančić, S., Primena natkritične ekstrakcije u prehrambenoj  industriji, Hem. Ind. 56 (2002) 179-190.   
Skala, D., Žižović, I., Petrović, S.S., Etarska ulja-destilacija, ekstrakcija, izbor tehnologije i kvalitet, Pregledni rad, Hemijska industrija 
53 (1999) 123-139. 
Skocibusic, M., Bezic, N., Dunkic, V., Phytochemical composition and antimicrobial activities of the essential oils from Satureja 
subspicata Vis. growing in Croatia, Food Chemistry 96(2006) 20-28. 
Smith, R. L., Inomata, H., Kanno, M., Arai, K., Energy analysis of supercritical carbon dioxide extraction processes, Journal of 
Supercritical Fluids 15 (1999) 145-156. 
Sovová, H., Rate of the vegetable oil extraction with supercritical CO2-I.Modelling of extraction curves, Chemical Engineering 
Science 49 (1994a) 409-414. 
Sovová, H., Rate of the vegetable oil extraction with supercritical CO2-II. Extraction of grape oil, Chemical Engineering 
Science 49 (1994b) 415-420. 
Sovova, H. Mathematical model for supercritical fluid extraction of natural products and extraction curve evaluation, Journal of 
Supercritical Fluids 33 (2005) 35-52. 
Soković, M., Glamočlija, J.,  Marin, P.D., Brkić, D., Van Griensven L. J. L. D., Antibacterial Effects of the Essential Oils of Commonly 
Consumed Medicinal Herbs Using an In Vitro Model, Molecules 15 (2010) 7532-7546. 
Svoboda, P., Svoboda, T. G., Secretory Structures of Aromatic and Medicinal Plants, Miroscopix Publications, United Kingdom, 
2000, p. 9-11 
Stahl, E., Schutz, E., Mangold, H. K., Extraction of  Seed Oils with Liquid and Supercritical Carbon Dioxide, Journal of Agricultural 
and Food Chemistry, 28 (1980) 1153-1157 
Stamenic, M., Zizovic, I., Orlovic, A., Skala, D., Mathematicalmodelling of essential oil SFE on themicro-scale-classification of 
plantmaterial, Journal of Supercritical Fluids 46 (2008) 285–292. 
Stamenic, M., Zizovic, I., Eggers, R., Jaeger, P., Heinrich, H., Rój, E., Ivanovic, J., Skala, D., HSwelling of plant material in 
supercritical carbon dioxide H, J. of Supercritical Fluids, H52 (2010 H) 125-133. 
Stanković, M., Ranđelović, M., A process fior the isolation of (+)-usnic acid from Usnea barbata L., UK Patent Application GB 
2096996 A, 1981. 
Stanković, M.Z., Veljković, V.B., Lazić, M.L., Bioaktivni proizvodi iz ploda kleke (Juniperus communis L.), Monografija, Univerzitet u 
Nišu, Tehnološki fakultet, Leskovac, 1994. 
Stanojević, D., Čomić, Lj., Stefanović, O., Solujić-Sukdolak, S., In vitro synergistic antibacterial activity of Salvia officinalis L. and 
some preservatives, Archive of Biological Science, Belgrade 62 (2010) 175-183. 
Stanojević, Lj., Stanković, M., Nikolić, Lj., Nikolić, V., The influence of the operation conditions and the extraction techniques on the 
yield, kinetics and the compostion of ethanol extracts of Hieracium pilosella L., CI&CEQ 13 (2007) 199-204. 
Škerget, M., Bezjak, M., Makovšeg, K., Knez, Ž., Extraction of Lutein Diesters from Tagetes Erecta using Supercritical CO2 and 
Liquid Propane, Acta Chimica Slovenica 57 (2010) 60-65. 
Šmelcerović, A., Đorđević, S., Lepojević, Ž., Veličković, D., The analysis of the kinetics of extraction of resinoids and hypericines 
from amber, Hypericum perforatum L., Journal of Serbian Chemical Society 67 (2002) 457-463. 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          127   
Švabić-Vlahović, M. i grupa autora. Medicinska bakteriologija, Savremena administracija, Beograd, 2008. 
Tajkarimi, M., Ibrahim, S.A., Cliver, D.O., Antimicrobial herb and spice compounds in food, Food control 21 (2010) 1199-1218. 
Tan, C.S., Liang, S.K., Liou, D.C., Fluid-solid mass transfer in supercritical fluid Extractor, Chemical Engineering Journal 38 (1988) 
17-22. 
Thoma, M., Vinatouru, M., Panywnyk, L., Mason, T. J., Investigation of the effects of ultrasound on vegetal tissues during solvent 
extraction, Ultrasonic sonochemistry 8 (2001) 137-142. 
Thomas, L.V. and Isaak, T., Nisin synergy with natural antioxidant extracts of the herb rosemary, Acta Horticulturae (ISHS) 709 
(2006) 109–114. 
Thoroski, J., Blank, G., Biliaderis, C., Eugenol induced inhibition of extracellular enzyme production by Bacillus cereus, Journal of 
Food Protection 52 (1989) 399-403. 
Tohidpour, A., Sattari, M., Omidbaigi, R., Yadegar, A., Nazemi, J., Antibacterial effect of essential oils from two medicinal plants 
against Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Phytomedicine 17 (2010) 142–145. 
R.E. Treybal, Mass Transfer Operations, 2nd Edition, MacGraw-Hill Kogakusha, Tokyo, Japan, 1968. 
Ultee, A., Bennink, M. H. J., Moezelaar, R., The phenolic hydroxyl group of carvacrol is essential for action against the food-borne 
pathogen Bacillus cereus, Applied and Environmental Microbiology 68 (2002)1561-1568. 
Ultee, A., Kets, E. P. W., Alberda, M.. Hoekstra, F. A., Smid, E. J., Adaptation of the food-borne pathogen Bacillus cereus to 
carvacrol, Archives of Microbiology 174 (2000) 233-238. 
Ultee, A., Kets, E.P.W., Smid, E.J., Mechanisms of Action of Carvacrol on the Food-Borne Pathogen Bacillus cereus, Applied and 
Environmental Microbiology, 65 (1999) 4606–4610.  
Vegara, S., Funes, L., Martí, N., Saura, D., Micol, V., Valer, M.., Bactericidal activities against pathogenic bacteria by selected 
constituents of plant extracts in carrot broth, Food Chemistry 128 (2011) 872-877. 
Veličković, D., Ultrazvučna ekstrakcija žalfije (Salvia L.), Monografija, Zadužbina Andrejević, Beograd, 2007. 
Veličković, D.T., Milenović, D.M., Ristić, M.S.,  Veljković, V.B., Ultrasonic extraction of waste solid residues from the Salvia sp. 
Essential oil hydrodistillation, Biochemical Engineering Journal 42 (2008) 97–104. 
Veličković, D.T., Ranđelović, N. V., Ristić, M. S., Šmelcerović, A.A., Veličković, A.S., Chemical composition and antimicrobial action 
of the ethanol extracts of Salvia pratensis L., Salvia glutinosa L. and Salvia aethiopis L., Journal of Serbian Chemical 
Society 67 (2002) 639-646. 
Veljković, V., Milenović, D., Analiza ekstrakcije rezinoida kantariona (Hypericum perforatum L.) II. Poređenje modela kinetike 
ekstrakcije, Hemijska Industrija 56 (2002) 60-67. 
Vinatoru, M., An owerview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs, Ultrasonic sonochemistry 8 
(2001) 303-313. 
Vinatoru, M., Toma, M., Mason, T. J., Ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from plants and its constituents, 
Advances in Sonochemistry, 5 (1999) 209-249. 
Vinatoru, M., Toma, M., Radu, O., Filip, P.I.,  Lazurca, D., Mason, T.J., The use of ultrasound for the extraction of bioactive principles 
from plant materials, Ultrasonics Sonochemistry 4 (1997) 135-139. 
Virella, G., Gram-Negative Rods II: Enterobacteriaceae and Other Enteropathogenic Gram-Negative Rods, in: Microbiology and 
Infectious Diseases 3rd edition (ed. Gabriel Viella, M.D.), Williams&Wilkins, Baltimore, Marzland, USA, 1997, p.144-146. 
Viuda-Martos, M., Ruiz-Navajas, Y., Fernandez-Lopez, J., Angel Perez-Alvarez, J., Antibacterial activity of different essential oils 
obtained from spices widely used in Mediterranean diet, International Journal of Food Science and Technology 43 (2008) 
526-531. 
Wang, L., Weller, C. L., Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants, Trends in Food Science & Technology, 17 
(2006) 300-312.  
Ward, P.N., Holden, M.T.G., Leigh, J.A. i sar., Evidence for niche adaptation in the genome of the bovine pathogen Streptococcus 
uberis, BMC Genomics, 54 (2009) 1-17. 
Wendakoon, C. N., Sakaguchi, M., Inhibition of amino acid decarboxylase activity of Enterobacter aerogenes by active components 
in  spices, Journal of Food Protection 58 (1995) 280-283. 
Wenqiang, G., Shufen, L, Ruixiang, Y., Shaokun,T., Can, Q., Comparison of essential oils of clove buds extracted with supercritical 
carbon dioxide and other three traditional extraction methods, Food Chemistry 101 (2007) 1558-1564. 
Weerakkody, N. S., Caffin, N., Turner,  Dykes, G. A., In vitro antimicrobial activity of less-utilized spice and herb extracts against 
selected food-borne bacteria, Food Control 21 (2010) 1408–1414. 
Yazdani, F., Mafi, M., Farhadi, F., Tabar-Heidar, K., Aghapoor, K., Mohsenzadeh, F., Reza Darabi, H., Supercritical CO2 extraction 
of essential oil from clove bud:effect of operation conditions on the selective isolation of eugenol and eugenyl acetate, 
Zeitschrift für Naturforschung B 60 (2005) 1197–1201. 
Lin, J. Y., Zeng, Q.X.,  An, Q., Zeng, Q. Z., Jian, L.X., Zhu, Z.W., Ultrasonic Extraction of Hempseed Oil, Journal of Food Process 
Engineering xxx (2011) xxx. 
Yesil-Celiktas, O.,Nartop, P.,  Gurel, A., Bedir, E.,  Vardar-Sukan, F., Determination of phenolic content and antioxidant activity of 
extracts obtained from Rosmarinus officinalis’ calli, Journal of Plant Physiology 164 (2007) 1536—1542. 
Yoda, S: K., Marques, M.O.M., Petenate, A. J., Meireles, M.A.M., Supercritical fluid extraction from Stevia rebaudiana Bertoni using 
CO2 and CO2+water: extraction kinetics and identification of extracted components, Journal of Food Engineering 57 (2003) 
125–134. 
Zaouali, Y., Bouzaine, T., Boussai, M., Essential oils composition in two Rosmarinus officinalis L. varieties and incidence for 
antimicrobial and antioxidant activities, Food and Chemical Toxicology 48 (2010) 3144–3152.  
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          128   
Zeković, Z., Lepojević, Ž., Vujić, D., Supercritical extraction of thyme (Thymus vulgaris L.), Chromatographia 51 (2000) 175–179. 
Zhou, F., Ji, B.,  Zhang, H., Jiang, H., Yang, Z., Li, J., Li, J., Yan, W., The antibacterial effect of cinnamaldehyde, thymol,carvacrol 
and their combinations against the foodborne pathogen Salmonella Typhimurium, Journal of Food Safety 27 (2007) 124-
133. 
Zhao, Y,  Liu, W., Wu, Z., Solubility Model of Solid Solute in Supercritical Fluid Solvent Based on UNIFAC, Industrial Engineering 
and Chemical Research 49 ( 2010) 5952–5957. 
Zhang, Z.S., Wang, L.J., Li, D., Jiao, S.S., Chen, X. D., Ma, Z.H., Ultrasound-assisted extraction of oil from flaxseed, Separation and 
Purification Technology 62 (2008) 192-198. 
Zill-e-Huma, Hydrodiffusion assistée par micro-ondes.Nouvelle technique d’eco-extraction d’antioxydants, PhD Thesis, Academie 
d’aix-Marseille Universite d’Avignon et des Pays de Vaucluse, 2010. 
HŽižović, I.H, Еkstrakcija etarskih ulja natkritičnim ugljenik(IV)-oksidom – matematičko modelovanje i optimizacija procesa,Tehnološko-
metalurški fakultet, Doktorska teza, Beograd, 2006. 
Zizovic, I., Eggers, R., Heinrich, H., Jagger, P., Stamenic, M., Ivanovic, J., Skala, D., Swelling of the plant material and SFE process 
optimization, in: Proceedings of the 11th Meeting on Supercritical Fluids, Barcelona, 2008, CD Proceedings #P NP 44. 
HŽižović, I.H, HMišić, D., H HAšanin, R., H HIvanović, J.,H Antibakterijska aktivnost etarskih ulja odabranih biljaka familije Lamiaceae izolovanih 
različitim metodama, Zbornik radova Tehnološkog fakulteta, Leskovac 2009, br. 19, p. 20-26. 
Zizovic, Z., Stamenić, M., Ivanović, J., Orlović, A., Ristić, M., Djordjević, S., Petrović, S. D., Skala, D., Supercritical carbon dioxide 
extraction of sesquiterpenes from valerian root, Journal of Supercritical Fluids 43 (2007a) 249-258. 
Zizovic, I., Stamenic, M., Orlovic, A., Skala, D., Supercritical carbon dioxide essential oil extraction of Lamiaceae family 
species:mathematicalmodelling on the micro-scale and process optimization, Chemical Engineering Science 60 (2005) 
6747–6756. 
Zizovic, I., Stamenic, M.,  Orlovic, A., Skala, D., Supercritical carbon dioxide extraction of essential oils from plants with secretory 
ducts: Mathematical modelling on the micro-scale, Journal of Supercritical Fluids 39 (2007b) 338-346. 
 
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          129   
7. PRILOZI 
 
PRILOG 1 
 
Listing programa u FORTRAN 4.0 
 
Model Sovove (1994) 
      
    dimension r(50,50),y(50,50),e(100),z(100),h(100),t(100),tau(100) 
      real maspro,m,m0,mi,ks,kf,k,int1,int2 
      open(1,file='profil koncentracija unutar cestica.rez') 
      open(2,file='profil koncentracija unutar ekstraktora.rez') 
      open(3,file='prinos masa.rez') 
      open(4,file='prinos vreme.rez') 
* unos neophodnih parametara 
* proracun 
 x0=m0/m 
 r0=x0/xk 
 u=(maspro/ro)/((d*.01)**2.*3.14/4.) 
 re=ro*dp*.001*u/mi 
 sc=mi/(ro*d12) 
 sh=0.38*re**.83*sc**(1./3.) 
 kf=sh*d12/(dp*.001) 
 k=(ks*ros*xk)/(kf*ro*yr) 
      zuk=2.7*(u/poroz)**.54*huk*.001/u 
      taum=r0-1. 
 taun=taum+(1./k)*alog((1+taum*exp(r0*k*zuk))/(1.+taum)) 
 t(1)=0. 
 h(1)=0. 
 int1=tuk/10. 
 nn=nint(int1)+1 
 do 4 kk=2,nn 
    4 t(kk)=t(kk-1)+10. 
     int2=huk/10. 
 n=nint(int2)+1 
 do 5 j=2,n 
    5 h(j)=h(j-1)+10. 
      do 10 j=1,nn 
 tau(j)=((2.7*(u/poroz)**.54*ro*yr)/((1-poroz)*ros*xk))*t(j)*60. 
 do 20 i=1,n 
 z(i)=(2.7*(u/poroz)**.54/u)*h(i)*.001 
 zw=(1./(k*r0))*alog((r0*exp(k*(tau(j)-taum))-1.)/(r0-1.)) 
*     prvi period  
 if (tau(j).le.taum) then 
      r(j,i)=r0-tau(j)*exp(-z(i)) 
 y(j,i)=exp(-z(i)) 
 e(j)=(xk*tau(j)/zuk)*(1-exp(-zuk)) 
 end if 
* drugi period 
 if (tau(j).gt.taum.and.tau(j).le.taun.and.z(i).gt.zw) then 
 r(j,i)=r0-taum*exp(-(z(i)-zw)) 
 y(j,i)=(taum*exp(zw-z(i)))/(r0-exp(k*(taum-tau(j)))) 
 e(j)=(xk/zuk)*(tau(j)-taum*exp(zw-zuk)) 
 end if 
* treci period 
 if (tau(j).gt.taum.and.tau(j).le.taun.and.z(i).lt.zw.or. 
     $tau(j).gt.taun) then 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          130   
 r(j,i)=r0/(1+exp(-r0*k*z(i))*(r0*exp(k*(tau(j)-taum))-1)) 
      y(j,i)=(r0*exp(k*(tau(j)-taum)))/ 
     $(exp(r0*k*z(i))+r0*exp(k*(tau(j)-taum))-1) 
 e(j)=x0-(xk/(k*zuk))* 
     $alog(1+(exp(r0*k*zuk)-1)*exp(k*(taum-tau(j)))/r0) 
 end if 
 if (r(j,i).le.0.) then 
 r(j,i)=0. 
 end if 
 write(1,'(f12.5,2x,f12.5,2x,f12.5)')t(j),h(i),r(j,i) 
 write(2,'(f12.5,2x,f12.5,2x,f12.5)')t(j),h(i),y(j,i) 
   20 continue 
 write(3,'(f12.5,2x,f12.5)')t(j)*60*maspro/(m*.001),e(j)*100. 
 write(4,'(f12.5,2x,f12.5)')t(j),e(j)*100. 
   10 continue 
 end 
 
Model zasnovan na analogiji sa prenosom toplote 
       
      double precision q0 
      dimension t(150),t1(150) 
       real int1,maspro,m0 
      open(1,file='prinos masa.rez') 
      open(2,file='prinos vreme.rez') 
* unos neophodnih parametara 
* proracun 
 r=dp*.001/2. 
 q0=(m0*.001/(4.*r**3.*3.14/3.)) 
      t(1)=0. 
 int1=tuk/20. 
  nn=nint(int1)+1 
 do 4 kk=2,nn 
    4 t(kk)=t(kk-1)+20. 
      do 20 i=1,nn 
      q1=0. 
 t1(i)=t(i)*60. 
      do 10 n=1,10 
 q1=q1+((1./n**2.)*exp(-(n**2.*3.14**2.*d*t1(i)/r**2.))) 
   10 continue 
      q=q1*(6./3.14**2.)*q0 
 q=(q0-q) 
 e=q*(4.*r**3.*3.14/3.) 
 write(1,'(f12.5,x,f12.5)')t(i)*60.*maspro/(m*.001),e*100./(m*.001) 
 write(2,'(f12.5,x,f12.5)')t(i)*60.,e*100./(m*.001) 
   20 continue 
      end 
 
Model na nivou sekrecionih struktura (Stamenic i sar., 2008; Zizovic i sar., 2005) 
 
Trihomi 
 
dimension cg(60),cgg(60),cz(60),czz(60), 
     $r1(60),r11(60),r2(60),r22(60),b(60)    
      real k,l,kol 
 double precision brzl,ve 
      open(1,file='izopopt.pod') – ovo mozes da promenis, posto sam kopirao iz programa za izop 
      open(2,file='izopopt.rez') 
 read(1,'(5f12.0)')x,taumax,dx,dtau,tausr 
 read(1,'(7f12.0)')ve,poroz,a,fi,brzl,eps,eps1    
 read(1,'(4f12.0)')cgz,cprim,cz0,r0   
 read(1,'(4f12.0)')dmem,dax,u0,k 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          131   
      l=0.165 
 tmax=taumax*100.*60. 
      q=x/dx  
 m=nint(q) 
 tau=0. 
 p2=0.      
 do 4 i=1,m+1 
 r1(i)=r0 
 r11(i)=r0 
 r22(i)=r0 
 r2(i)=r0 
 cz(i)=cz0 
 czz(i)=cz0 
    4 cg(i)=0. 
 kol=0. 
   10 tau=tau+dtau 
 t=tau*100.  
      cg(1)=0. 
      do 5 i=2,m+1 
 r11(i)=r1(i)-k*(cgz-cg(i))*dtau*tmax/cprim 
 if (r11(i).le.eps) then 
 r11(i)=0. 
 p1=0. 
 else 
 p1=a*(3./r11(i))*(brzl*4.*r11(i)**3.*3.14/(3.*ve*poroz)) 
     $*k*(cgz-cg(i)) 
 p3=0. 
 goto 17  
 end if    
 czz(i)=cz(i)-dtau*tmax*(dmem*(cz(i)-cg(i))/(4.*3.14*r0**2.))    
 b(i)=cz(i)-czz(i) 
 if ((cz(i)-czz(i)).le.eps1) then 
 p3=0. 
 else 
 p3=(1.-a)*(1.-fi)*(3./r0)*(brzl*4.*r0**3.*3.14/ 
     $(3.*ve*poroz))*dmem*(3./r0)*(czz(i)-cg(i)) 
 end if 
   17 cgg(i)=cg(i)+dtau*tmax*((dax/l**2.)*(cg(i+1)-2.*cg(i)+cg(i-1))/dx* 
     $*2.-(u0/(poroz*l))*(cg(i+1)-cg(i-1))/(2.*dx)+p1+p2+p3) 
 if (cgg(i).lt.0.) then 
 cgg(i)=0. 
 end if 
 if (cgg(i).gt.cgz) then 
 cgg(i)=cgz 
 end if 
    5 continue 
      cgg(m+1)=cgg(m) 
 do 7 j=1,m+1 
 r1(j)=r11(j) 
 r2(j)=r22(j) 
 cz(j)=czz(j) 
    7 cg(j)=cgg(j) 
 kol=kol+cgg(m+1)*0.3*dtau*tmax/(623.*3600.) 
 proc=kol*136.*100./.014 
 write(2,'(f7.3,2x,f15.10)')t,proc 
 if(tau.lt.taumax) goto 10 
 continue 
 end   
 
Sekretorne šupljine i ćelije 
 
 dimension cgg(60),cg(60),rr(60),r(60),ce(30),pomer(30),zapr(60) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          132   
      real k,l,kol,mesto(30),masa(60) 
      open(1,file='cara.pod') – i ovo mozes da promenis 
 open(2,file='cara.rez') 
 read(1,'(5f10.0)')x,dx,l,tmax,dt 
 read(1,'(3f10.0)')k,dax,dulje 
 read(1,'(5f10.0)')u,poroz,ve,brcev,protok 
 read(1,'(4f10.0)')cz,r0,cprim,dc 
 q1=1./dx 
 m=nint(q1) 
 t=0. 
 do 4 i=1,m+1 
 mesto(i)=0. 
 r(i)=r0 
 rr(i)=r0 
 cgg(i)=0. 
    4 cg(i)=0. 
      kol=0. 
   10 t=t+dt 
 vreme=t*240.  
      cg(1)=0. 
      do 5 i=2,m+1 
 if (r(i).gt.l) then 
  p2=0.  
  p1=k*6.*((1.-poroz)/poroz)*(cz-cg(i))/(2.*rr(i)) 
  rr(i)=r(i)-k*(cz-cg(i))*dt*tmax/cprim 
 else 
  p1=0. 
  if (mesto(i).gt.l) then 
   p2=0. 
   goto 12 
  end if  
  if ((cg(i)-cg(i-1)).lt.0.) then 
   mesto(i)=0. 
   goto 11 
  end if 
  masa(i)=protok*dt*tmax*150.2*(cg(i)-cg(i-1))/((brcev/m)*2.) 
  zapr(i)=masa(i)/960. 
  pomer(i)=zapr(i)/((dc/2.)**2.*3.14) 
  mesto(i)=mesto(i)+pomer(i) 
  if (i.eq.(m+1).or.i.eq.m) then 
   mesto(i)=mesto(i-1) 
  end if 
   11  ce(i)=(cz-cg(i))*exp(-k*mesto(i)/dulje)+cg(i) 
     p2=k*brcev*2.*(dc/2.)**2.*3.14*(ce(i)-cg(i))/(ve*poroz) 
  if(p2.le.0.) then  
   p2=0. 
  end if 
 end if 
    continue 
   12 cgg(i)=cg(i)+dt*tmax*((dax/x**2.)*(cg(i+1)-2.*cg(i)+cg(i-1))/dx**2 
     $.-(u/(poroz*x))*(cg(i+1)-cg(i-1))/(2.*dx)+p1+p2) 
 if (cgg(i).lt.0.) then 
  cgg(i)=0. 
 end if 
    5 continue 
      cgg(m+1)=cgg(m) 
 do 7 j=1,m+1 
 r(j)=rr(j) 
    7 cg(j)=cgg(j) 
 kol=kol+cgg(m+1)*0.12*dt*tmax/(623.*3600.) 
 proc=kol*150.2*100./.075 
     write(2,'(f7.3,2x,f15.10)')vreme,proc 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          133   
 if(t.lt.1.) goto 10 
 continue 
 end    
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          134   
PRILOG 2 
1) 
 
 
2) 
 
 
3) 
 
 
4) 
 
 
 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          135   
5) 
 
 
6) 
  
Slika 1 HPLC spektar uzoraka ekstrakata izolovanih različitim metodama (odozgo na dole;  1-U40; 2-U60;3-UM; 
4-UP; 5-USE) (tR (UA)=4,5 min) 
Kinetika i optimizacija procesa izolacije biljnih ekstrakata sa antibakterijskim dejstvom    
  
 
Mr Jasna Ivanović, dipl. inž. tehnologije          136   
BIOGRAFIJA 
 
Jasna Z. Ivanović rođena je 1981. godine u Aleksincu gde je završila osnovnu i srednju školu. Diplomirala 
je 2005. god., a magistrirala 2009. god. na Tehnološko-metalurškom fakultetu Univerziteta u Beogradu. 
Osnovne studije završila je sa prosečnom ocenom 8,95 i ocenom 10 na diplomskom radu. Magistarske studije 
završila je sa prosekom 9,88 i odbranjenom tezom „Izolacija antioksidativne frakcije iz ruzmarina (Rosmarinus 
officinalis L.) i žalfije (Salvia officinalis L.) natkritičnim ugljenik(IV)-oksidom-optimizacija procesa“ na Katedri za 
Organsku hemijsku tehnologiju Tehnološko-metalurškog fakulteta u Beogradu.  
 Od 2006. godine zaposlena je kao istraživač-pripravnik, a zatim kao istraživač-saradnik na Katedri za 
Organsku hemijsku tehnologiju Tehnološko-metalurškog fakulteta u Beogradu gde radi na realizaciji više 
istraživačkih tema iz oblasti ekstrakcija biološki aktivnih jedinjenja iz biljnog materijala.  
 
 
 
 
Ilpanor 1.
~3jaBa0 ayropcray
v13jaBJbyjeM na je AOKTOpCKaAHcepTa~Hja nOA HacnOBOM
KINETIKA I OPTIMIZACIJA PROCESA IZOLACIJE
BILJNIH
EKSTRAKA TA SA ANTIBAKTERIJSKIM
DEJSTVOM
• pesyrrrar concrseaor HCTpa>KHBa4KOr paaa,
• na HHcaM xpuiao/na ayropcxa npasa H KOPHCTHOHHTeneKTYanHY CBOjHHYAPyrHx nuua.
nOTnHC
Y Beorpany, CYl. o-:::r. 2.01 Lt ,
npHJlOr 2.
Vi3jaBa 0 Kop~w1ietby
OBJlawflyjeM YHHBep3HTeTcKY 6H6JlHOTeKY "CBeTo3ap MapKoBHfl" ,Qa y ,QHrHTaJlHH
penoaaropajyu YHHBep3HTeTa y 6eorpa,Qy YHece MOjy ,QOKTOPCKY ,QHcepTa,-,Hjy non
HaCJlOBOM:
KINETIKA I OPTIMIZACIJA PROCESA IZOLACIJE BILJNIH
EKSTRAKAT A SA ANTIBAKTERIJSKIM DEJSTVOM
xoja je Moje ayropcxo AeJlO.
Carnacaa/ua caM na eJleKTpOHCKa sepaeja Moje A~cepTaLl~je 6YAe nocryrn-a y OTBopeHOM
npncryny.
Mojy AOKTOPCKYA~cepTaLl~jy noxparseuy y ,lJ,~r~TaJlH~ peno3~Top~jYM YH~Bep3~TeTa y
5eorpaAY MOry na xopncre CB~ KOj~ nowryjy onpenoe CaAP>KaHe y oAa6paHoM rnny naueaue
Kpearneae 3ajeAH~Lle (Creative Commons) aa KOjy cav ce onny-uso/na.
1. AYTOPCTBO
2. AYTOPCTBO- HeKoMepLl~jaJlHO
@ AYTOPCTBO- HeKoMepLl~jaJlHO - 6e3 npepaae
4. AYTOPCTBO- HeKoMepLl~jaJlHO - AeJl~T~ nOA ~CT~M yCJlOB~Ma
5. AYTOPCTBO- 6e3 npepaae
6. AyrOpCTBO - AeJl~T~ nOA ~CT~M yCJlOB~Ma
(MOJl~MO Aa aaoxpyxare cavo jeAHY OA uiecr nOHyf]eH~x Jl~LleHLI~. Kparax onac Jl~LleHLI~ AaT
je Ha cnenehoj cTpaH~LI~.)
Y 5eorpaAY, O::f. O':;f. :2.D IL;-.
1. Ауторство - Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и 
прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца 
лиценце, чак и у комерцијалне сврхе. Ово је најслободнија од свих лиценци. 
2. Ауторство – некомерцијално. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно 
саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од стране 
аутора или даваоца лиценце. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела. 
3. Ауторство - некомерцијално – без прераде. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и 
јавно саопштавање дела, без промена, преобликовања или употребе дела у свом делу, 
ако се наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова 
лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела. У односу на све остале лиценце, 
овом лиценцом се ограничава највећи обим права коришћења дела.  
 4. Ауторство - некомерцијално – делити под истим условима. Дозвољавате умножавање, 
дистрибуцију и јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин 
одређен од стране аутора или даваоца лиценце и ако се прерада дистрибуира под истом 
или сличном лиценцом. Ова лиценца не дозвољава комерцијалну употребу дела и 
прерада. 
5. Ауторство – без прераде. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и јавно 
саопштавање дела, без промена, преобликовања или употребе дела у свом делу, ако се 
наведе име аутора на начин одређен од стране аутора или даваоца лиценце. Ова 
лиценца дозвољава комерцијалну употребу дела. 
6. Ауторство - делити под истим условима. Дозвољавате умножавање, дистрибуцију и 
јавно саопштавање дела, и прераде, ако се наведе име аутора на начин одређен од 
стране аутора или даваоца лиценце и ако се прерада дистрибуира под истом или 
сличном лиценцом. Ова лиценца дозвољава комерцијалну употребу дела и прерада. 
Слична је софтверским лиценцама, односно лиценцама отвореног кода.