Ултразвуково извличане от маслинови листа за получаване на полифенолни екстракти с висока добивност

Произвеждайте мощни екстракти от маслинови листа, богати на олеуропеин, хидрокситирозол, вербаскозид, флавоноиди и други биоактивни полифеноли, с помощта на соникатори с сонда на Hielscher. Ултразвуковата екстракция ускорява разрушаването на клетките и масовия трансфер, като помага на производителите да постигнат високи добиви, кратки времена за обработка и възпроизводимо качество на екстракта, използвайки вода, смеси от етанол и вода или други подходящи разтворители.

Ултразвукова екстракция на биоактивни съединения от маслинови листа

От лабораторни тестове за осъществимост до пилотни партиди и промишлено производство в производствена линия, ултразвуковите апарати на Hielscher ви осигуряват прецизен контрол върху амплитудата, температурата, вложената енергия и времето за обработка. Това превръща ултразвуковата екстракция в ефективно решение за разработването на нутрицевтици, растителни екстракти, функционални храни, козметика и фармацевтични съставки.

Подробно описание на предимствата на ултразвуковото извличане на екстракт от маслинови листа:

• По-висок добив при екстракция: Ефективно извличане на вътреклетъчни фенолни съединения от маслинови листа чрез акустична кавитация.
• По-кратко време за обработка: Намаляване на времето за екстракция в сравнение с традиционната мацерация и екстракцията с разтворители.
• Мек процес, позволяващ използването на разтворители: Използвайте вода, воден етанол, глицерин, масла или други разтворители, подходящи за процеса.
• Мащабируемо оборудване: Развивайте своя процес с помощта на лабораторни ултразвукови апарати и го мащабирайте линейно до промишлени системи с непрекъснат поток.
• Постоянно високо качество: Цифровото управление и регистрирането на данни осигуряват стабилно производство на екстракт.
• Многостранен: Предназначено за производители на нутрицевтични продукти, производители на растителни екстракти, маслинови мелници, фармацевтични изследователски&лаборатории за разработка на продукти, доставчици на козметични съставки и компании в областта на хранителните технологии.

Какво прави екстракта от маслинови листа толкова полезен?

Маслиновите листа (Olea europaea), селскостопански отпадъци или страничен продукт, са чудесен източник на естествени антиоксиданти. Маслиновите листа съдържат различни полифеноли (известни също като биофеноли), като олеуропеин и олеацеин. Полифенолите се срещат естествено в растенията и допринасят за ползите за здравето от екстракта от маслинови листа. Освен полифеноли, листата на маслиновото дърво са богати на антиоксиданти, като лигстрозидни изомери, хидрокситирозол, тирозол и кофеинова киселина.
Екстрактът от маслинови листа е концентрат на фитохимикали в маслиновите листа и по този начин съдържа голямо количество мощни антиоксиданти. Екстрактът от маслинови листа традиционно се използва за укрепване на имунната система. Например, прилага се за облекчаване на симптомите на обикновена настинка, кашлица и възпалено гърло.
Освен това проучванията сочат, че полифенолите в екстракта от маслинови листа могат да намалят риска от сърдечно-съдови заболявания, да понижат нивата на холестерола, да подпомогнат отслабването, да проявят антимикробно действие и да действат като средство за борба с рака.
Поради тази причина екстрактите от маслинови листа (Olea europaea L. folium) се използват като активна съставка в продуктовите формулировки на фармацевтични продукти и хранителни добавки. Освен това екстрактите от маслинови листа се използват в хранителни добавки, терапии, козметика, както и храни и напитки.

Екстрактът от маслинови листа е богат на полифеноли като олеуропеин, кофеинова киселина, хидрокситирозол, вербаскозид, рутин, кверцитин и др.

Инфузиран зехтин: Екстрактът от маслинови листа се използва и за обогатяване на зехтин като екстра върджин зехтин. Обогатено с екстракт от маслинови листа, зехтинът има по-богат вкусов профил и стойността на ORAC на зехтина е повишена. Със зехтин, напоен със зехтин, зехтинът показва подобрен срок на годност и по-висока топлинна стабилност, тъй като антиоксидантите изчистват свободните радикали и предотвратяват гранясването.
Научете повече за ултразвуковата мацерация на маслини за производството на екстра върджин зехтин!

Най-важните фитохимикали в маслиновите листа

Съставът на фенолните съединения в листата на маслиновото дърво включва олеурозиди (олеуропеин, вербаскозид), флавони (лутеолин, диосметин, апигенин-7-глюкоза, лутеолин-7-глюкоза, диосметин-7-глюкоза), флавоноли (рутин), флаван-3-оли (катехин) и фенолни производни (тирозол, хидрокситирозол, ванилин, ванилинова киселина, кафеена киселина). Олеуропеинът и хидрокситирозолът са най-важните фенолни съединения в листата на маслиновото дърво.

Олеуропеин

Олеуропеинът, нетоксичен иридоид от маслината (вид монотерпеноид), е вид фенолно горчиво съединение. Въпреки че се съдържа в кората, месестата част, семената и листата на зелените маслини, олеуропеинът се среща в най-голямо количество именно в листата на маслината. С съдържание от 6–14% от сухото тегло, той е най-изявената биоактивна молекула в листата на маслината. В зависимост от сорта маслина, почвата и времето на реколтата, съдържанието на олеуропеин може да достигне дори до 17–23% от сухото тегло.

хидрокситирозол

Хидрокситирозолът е метаболит на олеуропеина. И двете молекули са известни със своята мощна антиоксидантна активност, която допринася за някои от антиоксидантните, противовъзпалителните и лечебните свойства на зехтина. Хидрокситирозолът има една от най-високите известни стойности на ORAC (капацитет за абсорбция на кислородни радикали), наблюдавани при естествените антиоксиданти.

Екстрактът от маслинови листа с пълен спектър съдържа множество полифеноли, антиоксиданти и други фитохимикали, които имат синергични ефекти. Ултразвуковата екстракция е надеждна техника за екстракция, която освобождава всички фитохимикали от маслиновите листа и по този начин произвежда силно мощен широколентов екстракт.

Екстракти от маслинови листа, произведени чрез уникиране

Екстремните климатични условия в “гореща точка” зоната на ултразвуковата кавитация оказва разнообразно въздействие върху растителния материал и възможността за извличане на съставките му. Това включва преодоляване на селективната пропускливост на клетъчната мембрана, увеличен обмен на вещества между вътрешността на клетката и разтворителя, механично разрушаване на клетките и освобождаване на вътреклетъчни вещества (т.е. фитохимикали като олеуропеин, хидрокситирозол, галова киселина и др.). Тези ефекти водят до висок добив на висококачествени екстракти в рамките на много кратко време на обработка с ултразвук. 400-ватов ултразвуков процесор катоUP400St на Hielscher може да обработи 10-литрова партида ботаническа суспензия в рамките на 5-8 минути. Индустриалните ултразвукови апарати обработват суспензията, състояща се от растителен материал и разтворител, в непрекъснат поток. Средата се изпомпва през ултразвуков реактор и се озвукова там. В индустриален мащаб UIP4000hdT (4kW) може да постигне приблизително 3 л/мин.
Поради високия добив на екстракт и скоростта на процеса, ултразвуковата екстракция е особено ефективна. Следователно ултразвукът е бързо адаптиран от множество производители на екстракти, които произвеждат висококачествени екстракти, например CBD, канабиноиди, ванилия, водорасли, джинджифил и много други ботанически екстракти. Ултразвуковата кавитация може да постигне добив на екстракт от 95-99% от активното съединение, съдържащо се в растенията. Например, изследванията показват 99,27% ефективност на екстракция за освобождаване на общи феноли от маслинови листа. (Луо, 2011) Ултразвуковият процес може да бъде оптимално адаптиран към суровината и желаното качество на екстракта чрез регулиране на параметрите на процеса (ултразвукова амплитуда, температура, налягане, вискозитет).

Фигурата показва ултрависокоефективната течна хроматография с детектор с диодни матрици (UHPLC-DAD) хроматограма на ултразвуково извлечени феноли от маслинови листа. Пикове 1 и 2 са открити при 325 nm (червени линии), докато пик 3 (синя линия) е открит при 280 nm.
снимка и проучване: Giocometti, J. et al. (2018)

Ултразвуковата екстракция е съвместима с почти всеки вид разтворител. За ултразвукова екстракция на маслинови листа е установено, че 80% воден етанол е най-ефективен. Но добивът на екстракция за специфични фитохимични съединения може да бъде променен чрез избор на друг разтворител с различна полярност (напр. метанол).
Интересувате ли се от увеличаване на добива на екстра върджин зехтин по време на малаксация? Тогава щракнете тук, за да научите повече за ултразвуковата малаксация на EVOO!
 

Предимства на системите за ултразвукова екстракция

Предимствата на ултразвуковата екстракция са високият добив на екстракция, свободният избор на разтворител (напр. вода, етанол, водно-етанолова смес, зехтин и др.), както и лесната и безопасна работа. Поради интензивните механични сили на ултразвука, екологичните и меки разтворители като вода, етанол и др. обикновено са достатъчни за постигане на изключителна скорост на екстракция и добив. В резултат на това ултразвуковата екстракция съкращава времето за екстракция и позволява намалено използване на разтворители или използване на по-меки, по-нежни разтворители. Това означава, че ултразвуковата екстракция позволява както по-високи скорости на екстракция, така и по-здравословни екстракти (напр. екстракти от студена вода). Тъй като температурата на процеса може да се контролира прецизно по време на ултразвука, се избягва термичното разлагане на екстрактите поради прекалено високи температури, както и изпаряването на веществата.
В сравнение със суперкритичния CO₂ екстрактор, началните разходи за ултразвуков екстрактор са ниски. Ултразвуковите процесори се отличават и по отношение на експлоатационните разходи, лесната и удобна за ползване работа, както и безопасността на труда.

Ултразвукова екстракция за малки количества до промишлено производство

Особеност на ултразвуковата обработка е линейната мащабируемост на процеса на екстракция. Проучванията за осъществимост и производството на по-малки партиди могат лесно да се осъществят с помощта на удобен ултразвуков апарат в отворен съд. Това улеснява тестването на ефективността и качеството на процеса на ултразвукова екстракция. Всички резултати, получени в малък мащаб, могат да бъдат напълно възпроизведени и мащабирани. Цифровото управление на ултразвуковия екстрактор и автоматичното записване на данните за ултразвуковите параметри на вътрешна SD карта позволяват прецизно наблюдение на процеса и възпроизводимост на постоянни стандарти за качество. Hielscher Ultrasonics’ Нашето продуктово портфолио включва ултразвукови екстрактори за всякакви мащаби – от преносими устройства с мощност 50 вата до промишлен ултразвук с мощност 16 000 вата за производствени линии. Благодарение на Hielscher Ultrasonics’ Благодарение на десетилетия опит в областта на ултразвуковата екстракция и инсталирането на стотици ултразвукови екстракционни системи по целия свят, гарантираме компетентни и изчерпателни съвети.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Какво е ултразвук и ултразвукова екстракция?

Ултразвукът се определя като звукови вибрации с повече от 20kHz, т.е. повече от 20 000 трептения в секунда. Това е областта, която е над спектъра на човешкия слух. По този начин ултразвукът обхваща много широк спектър от акустични вибрации, което означава, че множество различни приложения попадат в областта на ултразвука. Най-известните примери за употреба включват процедури за образна диагностика при лекаря, помощ при паркиране в автомобили и безразрушителен контрол на материали. За споменатите примери се използва високочестотен, безразрушителен ултразвук.
Ултразвукът с висока мощност се определя като високоинтензивни, нискочестотни звукови вълни с честота приблизително 20-60kHz. Тези енергийно плътни звукови вълни генерират редуващи се цикли на високо налягане (компресия) и цикли на ниско налягане (разреждане) в течности. По време на цикъл с ниско налягане високоенергийните ултразвукови вълни създават малки вакуумни мехурчета или кухини в течността. Когато тези мехурчета достигнат обем, при който не могат да абсорбират допълнителна енергия, те се спукват по време на цикъл на високо налягане. Този феномен на имплозия на мехурчета е известен като кавитация.
Кавитацията създава локални горещи точки в течността или суспензията, които могат да достигнат температури до 5000K и налягане до 2000 атм. В допълнение, имплозията на кавитационните мехурчета създава струи течност със скорост до 280 m/s. Тези локално възникващи екстремни условия карат растителните клетки да се спукват, така че биоактивните вещества, които са уловени във вътрешността на растителната клетка, се освобождават. Това означава, че акустичната кавитация разрушава растителните клетки и води до по-висока дифузия на вътреклетъчните молекули в екстракционния разтвор (разтворител), като по този начин подобрява преноса на маса. По-високият пренос на маса означава по-висока скорост на екстракция. Следователно ултразвуковите сонди са един от най-широко използваните инструменти за производство на висококачествени екстракти от растителни продукти като билки, листа, плодове и други растителни материали.
Ултразвуковата екстракция предлага различни предимства като пълна екстракция / много високи добиви, намалено време за екстракция, подобрена ефективност, съвместимост с всеки разтворител и нетермичен метод за екстракция.
 

UIP4000hdT соникатор за поточна обработка на маслинови листа за производство на висококачествени екстракти