استخراج بالموجات فوق الصوتية من البوليفينول أوراق الزيتون
مستخلصات أوراق الزيتون هي مكمل غذائي قوي وعلاجي لأنه يحتوي على مضادات الأكسدة القوية مثل البوليفينول أوليوروبين وهيدروكسيتيروسول وفيرباسكوسيد. استخراج بالموجات فوق الصوتية هو تقنية عالية الكفاءة لإطلاق وعزل المركبات النشطة بيولوجيا مثل البوليفينول والفلافون والتربينويدات من أوراق الزيتون.
استخراج بالموجات فوق الصوتية من المركبات النشطة بيولوجيا من أوراق الزيتون
يوفر استخراج أوراق الزيتون بالموجات فوق الصوتية باستخدام صوتنة من نوع المسبار مزايا مثل الكفاءة وزيادة الغلة والحفاظ على النشاط الحيوي والاستدامة وسهولة التشغيل والفعالية من حيث التكلفة مقارنة بطرق الاستخراج التقليدية. هذه الفوائد تجعله خيارا جذابا للباحثين والصناعات التي تسعى إلى استخراج المركبات النشطة بيولوجيا من أوراق الزيتون لمختلف التطبيقات ، بما في ذلك الأدوية والمغذيات والأطعمة الوظيفية.
دعنا نستكشف فوائد استخراج أوراق الزيتون بالموجات فوق الصوتية بالتفصيل:
- كفاءة: تقدم الصوتيات من نوع المسبار موجات فوق صوتية عالية الكثافة مباشرة إلى العينة ، مما يعزز الاستخراج السريع والفعال. وهذا يسمح بأوقات استخراج أقصر مقارنة بالطرق التقليدية ، مما يقلل من استهلاك الطاقة ويزيد الإنتاجية.
- زيادة الغلة:الموجات فوق الصوتية تعطل جدران الخلايا وتعزز إطلاق المركبات داخل الخلايا ، مما يؤدي إلى زيادة غلة الاستخراج. وقد أظهرت الدراسات أن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يزيد بشكل كبير من كفاءة استخراج المركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية مقارنة بالطرق التقليدية.
- الحفاظ على النشاط الحيوي: يعمل الاستخراج بالموجات فوق الصوتية في درجات حرارة منخفضة مقارنة بتقنيات الاستخراج الأخرى ، مما يقلل من خطر التدهور الحراري للمركبات الحساسة للحرارة. هذا يساعد في الحفاظ على النشاط الحيوي والجودة الغذائية للمركبات المستخرجة ، مثل مضادات الأكسدة والإنزيمات والفيتامينات الموجودة في أوراق الزيتون.
- خضراء ومستدامة: يعتبر الاستخراج بالموجات فوق الصوتية طريقة استخراج خضراء ومستدامة لأنه يتطلب عادة مذيبا وطاقة أقل مقارنة بتقنيات الاستخراج التقليدية. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه ينتج الحد الأدنى من النفايات ويمكن توسيع نطاقه بسهولة للتطبيقات الصناعية.
سهولة التشغيل: الصوتيات من نوع المسبار سهلة التشغيل نسبيا وتتطلب الحد الأدنى من الصيانة مقارنة بمعدات الاستخراج الأخرى. هذا يجعلها مناسبة للبحوث على نطاق المختبر وكذلك الإنتاج على نطاق صناعي. - الفعالية من حيث التكلفة: في حين أن الاستثمار الأولي في معدات الموجات فوق الصوتية قد يكون أعلى من طرق الاستخراج التقليدية ، فإن زيادة الكفاءة والإنتاجية غالبا ما تؤدي إلى توفير التكاليف بمرور الوقت. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أوقات الاستخراج الأقصر تقلل من تكاليف العمالة وتزيد الإنتاجية.
UIP4000hdT، معالج بالموجات فوق الصوتية قوي 4kW لاستخراج النباتات
ما الذي يجعل مستخلص أوراق الزيتون مفيدا جدا؟
أوراق الزيتون (Olea europaea) ، وهي نفايات زراعية أو منتج ثانوي ، هي مصدر كبير لمضادات الأكسدة الطبيعية. تحتوي أوراق الزيتون على العديد من البوليفينول (المعروف أيضا باسم البيوتفينول) ، مثل oleuropein و oleacein. يوجد البوليفينول بشكل طبيعي في النباتات ويساهم في الفوائد الصحية لمستخلص أوراق الزيتون. إلى جانب البوليفينول ، فإن أوراق شجرة الزيتون غنية بمضادات الأكسدة ، مثل أيزومرات الليجستروسيد وهيدروكسي تيروسول وتيروسول وحمض الكافيين.
مستخلص أوراق الزيتون هو مركز المواد الكيميائية النباتية في أوراق الزيتون ويحتوي بالتالي على كمية عالية من مضادات الأكسدة القوية. يستخدم مستخلص أوراق الزيتون تقليديا لتعزيز جهاز المناعة. على سبيل المثال ، يتم إعطاؤه لتخفيف أعراض نزلات البرد والسعال والتهاب الحلق.
علاوة على ذلك ، تشير الأبحاث إلى أن مادة البوليفينول الموجودة في مستخلص أوراق الزيتون قد تقلل من خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية ، وتخفض مستويات الكوليسترول ، وتساعد في إنقاص الوزن ، وتظهر تأثيرات مضادة للميكروبات ، وتعمل كعامل مضاد للسرطان.
لهذا السبب ، يتم استخدام مقتطفات من أوراق الزيتون (Olea europaea L. folium) كعنصر نشط في تركيبات المنتجات من الأدوية والمكملات الغذائية. علاوة على ذلك ، تستخدم مستخلصات أوراق الزيتون في المكملات الغذائية والعلاجات ومستحضرات التجميل وكذلك الأطعمة والمشروبات.
زيت الزيتون المملوح: يستخدم مستخلص أوراق الزيتون أيضا لإثراء زيوت الزيتون مثل زيت الزيتون البكر الممتاز. مدعم بمستخلص أوراق الزيتون ، يتمتع زيت الزيتون بنكهة أكثر ثراء وتزداد قيمة ORAC لزيت الزيتون. مع أوراق الزيتون ، تظهر زيوت الزيتون مدة صلاحية محسنة واستقرارا أعلى للحرارة حيث تعمل مضادات الأكسدة على التخلص من الجذور الحرة ومنع النتانة.
تعرف على المزيد حول نقع الزيتون بمساعدة الموجات فوق الصوتية لإنتاج زيت الزيتون البكر الممتاز!
أهم المواد الكيميائية النباتية في أوراق الزيتون
تشتمل تركيبة المركبات الفينولية في أوراق الزيتون على الأوليوروسيدات (أوليوروبين ، فيرباسكوسيد) ، فلافون (لوتولين ، ديوسميتين ، أبيجينين -7-جلوكوز ، لوتولين -7-جلوكوز ، ديوسميتين -7-جلوكوز) ، فلافونول (روتين) ، فلافان -3-أولس (كاتشين) ومشتقات الفينول (تيروسول ، هيدروكسي تيروسول ، فانيلين ، حمض الفانيليك ، حمض الكافيين). الأوليوروبين والهيدروكسيتيروسول هما أهم المركبات الفينولية في أوراق الزيتون.
أوليوروبين
Oleuropein ، وهو إيريدويد زيتون غير سام (نوع من monoterpenoid) ، هو نوع من المركبات المرة الفينولية. بينما يوجد في جلد الزيتون الأخضر واللحم والبذور والأوراق ، فإن oleuropein هو الأكثر وفرة في أوراق الزيتون. مع محتوى من 6-14 ٪ من الوزن الجاف هو الجزيء النشط بيولوجيا الأبرز في حموات الزيتون. اعتمادا على صنف الزيتون والتربة ووقت الحصاد ، يمكن أن يرتفع محتوى oleuropein حتى 17-23 ٪ من الوزن الجاف.
هيدروكسيتيروسول
هيدروكسيتيروسول هو مستقلب أوليوروبين. يعرف كلا الجزيئين بنشاطهما القوي المضاد للأكسدة ، والذي يساهم في بعض الأنشطة المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات ومكافحة الأمراض لزيت الزيتون. يحتوي Hydroxytyrosol على واحدة من أعلى قيم ORAC (قدرة امتصاص الأكسجين الجذرية) التي لوحظت في مضادات الأكسدة الطبيعية.
يحتوي مستخلص أوراق الزيتون كامل الطيف على العديد من البوليفينول ومضادات الأكسدة والمواد الكيميائية النباتية الأخرى ، والتي لها تأثيرات تآزرية. استخراج بالموجات فوق الصوتية هو تقنية استخراج موثوق بها، والتي تطلق جميع المواد الكيميائية النباتية من أوراق الزيتون وتنتج بالتالي استخراج النطاق العريض قوية للغاية.
Caution: Video "duration" is missing
ما هو استخراج الموجات فوق الصوتية والموجات فوق الصوتية؟
تعرف الموجات فوق الصوتية بأنها اهتزازات صوتية تزيد عن 20 كيلو هرتز ، أي أكثر من 20,000 تذبذب في الثانية. هذه هي المنطقة التي تقع فوق طيف السمع البشري. وبالتالي ، تغطي الموجات فوق الصوتية مجموعة كبيرة جدا من الاهتزازات الصوتية ، مما يعني أن العديد من التطبيقات المختلفة تقع في مجال الموجات فوق الصوتية. تشمل أشهر الأمثلة على الاستخدام إجراءات التصوير لدى الطبيب ، والمساعدة في وقوف السيارات ، والاختبار غير المدمر للمواد. بالنسبة للأمثلة المذكورة ، يتم استخدام الموجات فوق الصوتية عالية التردد وغير المدمرة.
يتم تعريف الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة على أنها موجات صوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد بتردد حوالي 20-60 كيلو هرتز. تولد هذه الموجات الصوتية كثيفة الطاقة دورات ضغط عالية متناوبة (ضغط) ودورات ضغط منخفض (ندرة) في السوائل. خلال دورة الضغط المنخفض ، تخلق الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة فقاعات فراغ صغيرة أو فراغات في السائل. عندما تصل هذه الفقاعات إلى حجم لا يمكنها فيه امتصاص المزيد من الطاقة ، فإنها تنفجر خلال دورة الضغط العالي. تعرف ظاهرة انفجار الفقاعة هذه باسم التجويف.
يخلق التجويف نقاطا ساخنة محلية في السائل أو الملاط ، والتي يمكن أن تصل إلى درجات حرارة تصل إلى 5000 كلفن وضغوط تصل إلى 2000 ضغط جوي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن انفجار فقاعات التجويف يخلق نفاثات من السائل بسرعات تصل إلى 280 م? ث. تتسبب هذه الظروف القاسية التي تحدث محليا في انفجار الخلايا النباتية؛ بحيث تنطلق المواد النشطة بيولوجيا الموجودة داخل الخلية النباتية. هذا يعني أن التجويف الصوتي يعطل الخلايا النباتية ويؤدي إلى زيادة انتشار الجزيئات داخل الخلايا في محلول الاستخراج (المذيب) ، وبالتالي تعزيز نقل الكتلة. ارتفاع نقل الكتلة يعني ارتفاع معدل الاستخراج. لذلك ، تعد المجسات بالموجات فوق الصوتية واحدة من أكثر الأدوات استخداما لإنتاج مقتطفات عالية الجودة من النباتات مثل الأعشاب والأوراق والفواكه والمواد النباتية الأخرى.
يوفر الاستخراج بالموجات فوق الصوتية مزايا مختلفة مثل الاستخراج الكامل? الغلة العالية جدا ، وتقليل وقت الاستخراج ، وتحسين الكفاءة ، والتوافق مع أي مذيب ، وكونه طريقة استخراج غير حرارية.
يوضح الشكل اللوني السائل فائق الأداء مع مخطط كروماتوجرام لأوراق الزيتون المستخرجة بالموجات فوق الصوتية لكاشف مصفوفة الصمام الثنائي (UHPLC-DAD). تم الكشف عن القمتين 1 و 2 عند 325 نانومتر (خطوط حمراء) ، بينما تم اكتشاف الذروة 3 (الخط الأزرق) عند 280 نانومتر.
مستخرج بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2kW) مع مفاعل دفعة
مستخلص أوراق الزيتون غني بالبوليفينول مثل أوليوروبين ، حمض الكافيين ، هيدروكسي تيروسول ، فيرباسكوسيد ، روتين ، كيرسيتين إلخ.
المصدر: عمر وآخرون 2017
مستخلصات أوراق الزيتون التي تنتجها Sonication
الظروف البيئية القاسية في “نقطة ساخنة” منطقة التجويف بالموجات فوق الصوتية لها تأثيرات مختلفة على المواد النباتية وقابليتها للاستخراج. يتضمن ذلك التغلب على النفاذية الانتقائية لغشاء الخلية ، وزيادة تبادل المواد بين داخل الخلية والمذيب ، واضطراب الخلية الميكانيكية وإطلاق المواد داخل الخلايا (مثل المواد الكيميائية النباتية مثل الأوليوروبوين ، والهيدروكسي تيروسول ، وحمض الغاليك ، إلخ). تؤدي هذه التأثيرات إلى إنتاجية عالية من مقتطفات عالية الجودة في غضون فترة زمنية قصيرة جدا. معالج بالموجات فوق الصوتية بقوة 400 واط مثل
يمكن ل UP400St من Hielscher معالجة دفعة 10 لترات من الملاط النباتي في غضون 5-8 دقائق. تقوم أجهزة الموجات فوق الصوتية الصناعية بمعالجة الملاط الذي يتكون من مواد نباتية ومذيبات في التدفق المستمر. يتم ضخ الوسيط من خلال مفاعل بالموجات فوق الصوتية وصوتنة هناك. على نطاق صناعي، يمكن أن يحقق UIP4000hdT (4 كيلو واط) حوالي 3 لتر/دقيقة.
نظرا لإنتاجية الاستخراج العالية وسرعة العملية ، فإن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية فعال بشكل خاص. لذلك ، تم تكييف صوتنة بسرعة من قبل العديد من الشركات المصنعة للمستخلصات التي تنتج مقتطفات عالية الجودة ، مثل اتفاقية التنوع البيولوجي والقنب والفانيليا والطحالب والزنجبيل والعديد من المستخلصات النباتية الأخرى. يمكن أن يحقق التجويف بالموجات فوق الصوتية عائدا مستخلصا بنسبة 95-99٪ من المركب النشط الموجود في النباتات. على سبيل المثال ، أظهرت الأبحاث كفاءة استخراج بنسبة 99,27٪ لإطلاق إجمالي الفينولات من أوراق الزيتون. (لوه ، 2011) يمكن تكييف عملية الموجات فوق الصوتية على النحو الأمثل مع المواد الخام وجودة الاستخراج المطلوبة عن طريق ضبط معلمات العملية (السعة فوق الصوتية ودرجة الحرارة والضغط واللزوجة).
استخراج بالموجات فوق الصوتية متوافق مع أي نوع من المذيبات تقريبا. لاستخراج أوراق الزيتون بمساعدة الموجات فوق الصوتية ، تم العثور على 80 ٪ من الإيثانول المائي الأكثر فعالية. ولكن يمكن تغيير عائد الاستخراج لمركبات كيميائية نباتية محددة عن طريق اختيار مذيب آخر بقطبية مختلفة (مثل الميثانول).
هل أنت مهتم بزيادة محصول زيت الزيتون البكر الممتاز أثناء عملية سوء الهضم؟ ثم انقر هنا لمعرفة المزيد عن malaxation بالموجات فوق الصوتية من EVOO!
مزايا أنظمة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية
مزايا الاستخراج بالموجات فوق الصوتية هي غلة الاستخراج العالية ، والاختيار الحر للمذيبات (مثل الماء ، والإيثانول ، وخليط الماء والإيثانول ، وزيت الزيتون ، وما إلى ذلك) ، وكذلك التشغيل البسيط والآمن. بسبب القوى الميكانيكية المكثفة للصوتنة ، عادة ما تكون المذيبات البيئية والمعتدلة مثل الماء والإيثانول وما إلى ذلك كافية لتحقيق معدل استخراج وعائد غير عاديين. نتيجة لذلك ، يعمل الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على تقصير وقت الاستخراج وتمكين تقليل استخدام المذيبات أو استخدام مذيبات أكثر اعتدالا ولطفا. وهذا يعني أن استخراج بالموجات فوق الصوتية يسمح لكل من معدلات استخراج أعلى ومقتطفات أكثر صحة (مثل مقتطفات الماء البارد). نظرا لأنه يمكن التحكم في درجة حرارة العملية بدقة أثناء الصوتنة ، يتم تجنب التحلل الحراري للمستخلصات بسبب درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط وكذلك تبخر المواد.
مقارنة بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج2 النازع ، تكاليف اقتناء مستخرج بالموجات فوق الصوتية منخفضة. يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية أيضا تسجيل نقاط من حيث تكاليف التشغيل والتشغيل البسيط وسهل الاستخدام والسلامة المهنية.
- استخراج أكثر اكتمالا
- عوائد أعلى
- عملية سريعة
- متوافق مع أي مذيب
- عملية غير حرارية
- سهل وآمن للعمل
- صيانة منخفضة
الموجات فوق الصوتية – للكميات الأصغر حتى الإنتاج الصناعي
ميزة خاصة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية هي قابلية التوسع الخطي لعملية الاستخراج. يمكن بسهولة إجراء دراسات الجدوى وإنتاج دفعات أصغر باستخدام جهاز بالموجات فوق الصوتية سهل الاستخدام في وعاء مفتوح. هذا يجعل من السهل اختبار كفاءة وجودة عملية الاستخراج بالموجات فوق الصوتية. يمكن إعادة إنتاج أي نتائج يتم الحصول عليها على نطاق صغير وترقيتها بالكامل. يسمح التحكم الرقمي في المستخرج بالموجات فوق الصوتية والتسجيل التلقائي للبيانات لمعلمات الموجات فوق الصوتية على بطاقة SD الداخلية بالمراقبة الدقيقة للعملية وقابلية تكرار معايير الجودة الثابتة. Hielscher الموجات فوق الصوتية’ تقدم مجموعة المنتجات مستخلصات بالموجات فوق الصوتية لكل مقياس – من 50 واط الأجهزة المحمولة إلى 16,000 واط الموجات فوق الصوتية الصناعية للإنتاج المضمن. بفضل Hielscher Ultrasonics’ عقود من الخبرة في الاستخراج بالموجات فوق الصوتية وتركيب عدة مئات من أنظمة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية في جميع أنحاء العالم ، والمشورة المختصة والشاملة مضمونة.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل? دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل? دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر? دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر? دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر? دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا!? اسألنا!
UIP4000hdT صوتي للمعالجة المضمنة لأوراق الزيتون لإنتاج مستخلصات عالية الجودة
حقائق تستحق المعرفة
الفوائد الصحية لمستخلص أوراق الزيتون
المكونات الرئيسية في أوراق الزيتون هي secoiridoids (نوع من monoterpenoids) مثل oleuropein ، ligstroside ، methyloleuropein ، و oleoside. مركبات الفلافانويد مثل أبيجينين ، كيمبفيرول ، لوتولين ، وكريسوريول ؛ والمركبات الفينولية مثل حمض الكافيين والتيروسول والهيدروكسيتيروسول. مستخلصات أوراق الزيتون لها تأثيرات مضادة للالتهابات وقد وجد أنها تحسن الأمراض المزمنة (مثل مرض السكري والتهاب المفاصل) وأمراض القلب والأوعية الدموية والأمراض التنكسية العصبية وتنشيط آليات العمل ضد السرطان. على سبيل المثال ، ترتبط الآثار المفيدة للأوليوروبين في مرضى السكري بالحد من الإجهاد التأكسدي ، وخفض ضغط الدم ، وتثبيط تكوين المنتجات النهائية المتقدمة للجلوكوز (AGE) ، وانخفاض مستويات الجلوكوز في الدم ، وزيادة الأنسولين الناجم عن الجلوكوز وإطلاق GLP-1 ، وزيادة في امتصاص الجلوكوز المحيطي من بين التأثيرات الخلوية والأيضية الأخرى.
الأدب? المراجع
- Sari, Hafize Ayla; Ekinci, Raci (2017): The effect of ultrasound application and addition of leaves in the malaxation of olive oil extraction on the olive oil yield, oxidative stability and organoleptic quality. Food Sci. Technol, Campinas, 37(3): 493-499, July-Sept. 2017.
- Domenico Cifá, Mihaela Skrt, Paola Pittia, Carla Di Mattia, Nataša Poklar Ulrih (2018): Enhanced yield of oleuropein from olive leaves using ultrasound‐assisted extraction. Food Science and Nutrition Vol. 6, Issue 4. June 2018.
- Pu-jun Xie, Li-xin Huang, Cai-hong Zhang, Feng You, Cheng-zhang Wang, Hao Zho (2015): Reduced-Pressure Boiling Extraction of Oleuropein Coupled with Ultrasonication from Olive Leaves (Olea europaea L.). Advances in Materials Science and Engineering 2015.
- Omar, Syed Haris (2010): Oleuropein in olive and its pharmacological effects. Sci Pharm. 2010;78(2):133-54.
- Omar, Syed Haris; Kerr, Philip G.; Scott, Christopher J.; Hamlin, Adam S.; Obied, Hassan K. (2017): Olive (Olea europaea L.) Biophenols: A Nutriceutical against Oxidative Stress in SH-SY5Y Cells. Molecules 2017, 22(11), 1858.