Ultrazvučna ekstrakcija lista masline za ekstrakte polifenola s visokim prinosom
Proizvesti snažne ekstrakte maslinovog lista bogate oleuropeinom, hidroksitirozolom, verbascosidem, flavonoidima i drugim bioaktivnim polifenolima pomoću Hielscher sonatora tipa sonatora. Ultrazvučna ekstrakcija ubrzava poremećaj ćelija i prijenos mase, pomažući proizvođačima da postignu visoke prinose, kratko vrijeme obrade i ponovljiv kvalitet ekstrakta koristeći vodu, mješavine etanola i vode ili druge odgovarajuće rastvarače.
Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih jedinjenja iz listova masline
Od laboratorijskih testova izvodljivosti do pilot serija i industrijske proizvodnje u liniji, Hielscher ultrasonikatori vam daju preciznu kontrolu nad amplitudom, temperaturom, unosom energije i vremenom obrade. To čini ultrazvučnu ekstrakciju efikasnim rješenjem za nutraceutike, biljne ekstrakte, funkcionalnu hranu, kozmetiku i razvoj farmaceutskih sastojaka.
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije maslinovog lista detaljno:
- Veći prinos ekstrakcije: Efikasno oslobađanje unutarćelijskih fenolika iz maslinovog lišća koristeći akustičku kavitaciju.
- Kraće vrijeme obrade: Smanjenje vremena ekstrakcije u odnosu na konvencionalnu maceraciju i ekstrakciju rastvaračem.
- Blagi, rastvarači fleksibilan proces: Koristite vodu, vodeni etanol, glicerol, ulja ili druge procesno kompatibilne rastvarače.
- Skalabilna oprema: Razvijajte svoj proces pomoću laboratorijskih sonikatora i skalirajte linearno na industrijske sisteme protoka.
- Ponavljajuća kvaliteta: Digitalna kontrola i evidencija podataka podržavaju dosljednu proizvodnju ekstrakta.
- Svestran: Designed for nutraceutical manufacturers, botanical extract producers, olive mills, pharmaceutical R&D labs, cosmetic ingredient suppliers, and food-tech companies.
Ispričajte nam o vašim maslinovim listovima kao resursu i proizvodnji polifenola. Preporučujemo vam najbolju konfiguraciju sonikatora za povećanje prinosa polifenola.
UIP4000hdT, a 4kW powerful industrial sonicator za botaničku ekstrakciju
Šta čini ekstrakt listova masline tako korisnim?
Listovi masline (Olea europaea), poljoprivredni otpad ili nusproizvod, odličan su izvor prirodnih antioksidansa. Listovi masline sadrže razne polifenole (poznate i kao biofenoli), kao što su oleuropein i oleacein. Polifenoli se prirodno javljaju u biljkama i doprinose zdravstvenim prednostima ekstrakta listova masline. Osim polifenola, listovi maslinovog drveta su bogati antioksidansima, kao što su izomeri ligstrozida, hidroksitirosol, tirozol i kafeinska kiselina.
Ekstrakt listova masline je koncentrat fitokemikalija u listovima masline i stoga sadrži veliku količinu moćnih antioksidansa. Ekstrakt listova masline tradicionalno se koristi za jačanje imunološkog sistema. Na primjer, daje se za ublažavanje simptoma obične prehlade, kašlja i grlobolje.
Furthermore, research suggests that the polyphenols in olive leaf extract might reduce the risk of cardiovascular diseases, lower cholesterol levels, help with weight loss, exhibit antimicrobial effects, and act as anti-cancer agent.
Iz tog razloga, ekstrakti listova masline (Olea europaea L. folium) se koriste kao aktivni sastojak u formulacijama farmaceutskih proizvoda i dijetetskih suplemenata. Nadalje, ekstrakti listova masline koriste se u dodacima ishrani, terapiji, kozmetici, kao i u hrani i pićima.
Ekstrakt lista masline bogat je polifenolima kao što su oleuropein, kafeinska kiselina, hidroksitirosol, verbaskozid, rutin, kvercitin itd.
Infuzirano maslinovo ulje: Ekstrakt listova masline se također koristi za obogaćivanje maslinovih ulja kao što je ekstra djevičansko maslinovo ulje. Obogaćeno ekstraktom listova masline, maslinovo ulje ima bogatiji profil okusa i povećana je ORAC vrijednost maslinovog ulja. Sa maslinovim uljem natopljenim maslinovim uljem, maslinova ulja pokazuju produženi rok trajanja i veću toplinsku stabilnost jer antioksidansi uklanjaju slobodne radikale i sprječavaju užeglo.
Saznajte više o ultrazvučnoj maceraciji maslina za proizvodnju ekstra djevičanskog maslinovog ulja!
Najvažnije fitokemikalije u listovima masline
The composition of phenolic compounds in olive leaves includes oleurosides (oleuropein, verbascoside), flavones (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glucose, luteolin-7-glucose, diosmetin-7-glucose), flavonols (rutin), flavan-3-ols (catechin) and phenolic derivatives (tyrosol, hydroxytyrosol, vanillin, vanillic acid, caffeic acid). Oleuropein and hydroxytyrosol are the most important phenolic compounds in olive leaves.
oleuropein
Oleuropein, a non-toxic olive iridoid (a type of monoterpenoid), is a type of phenolic bitter compound. Whilst present in green olive skin, flesh, seeds, and leaves, oleuropein is the most abundantly found in olive leaves. With a content of 6–14% dry weight it is the most prominent bioactive molecule in olive leaves. Depending on olive cultivar, soil and harvest time, the oleuropein content can even rise up to 17–23% dry weight.
hidroksitirosol
Hidroksitirosol je metabolit oleuropeina. Obje molekule su poznate po svojoj snažnoj antioksidativnoj aktivnosti, koja doprinosi nekim antioksidativnim, protuupalnim i aktivnostima protiv bolesti maslinovog ulja. Hidroksitirosol ima jednu od najviših poznatih ORAC (kapacitet apsorpcije kisikovih radikala) vrijednosti zabilježenih u prirodnim antioksidansima.
Ekstrakt lista masline punog spektra sadrži brojne polifenole, antioksidanse i druge fitokemikalije, koje imaju sinergistički učinak. Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana tehnika ekstrakcije, koja oslobađa sve fitokemikalije iz listova masline i na taj način proizvodi vrlo moćan širokopojasni ekstrakt.
Ultrazvučni ekstraktor UIP2000hdT (2kW) sa šaržnim reaktorom
Ekstrakti listova masline proizvedeni sonikacijom
Ekstremni okolišni uvjeti u “hot spot” zone of the ultrasonic cavitation have various effects on the plant material and its extractability. This includes overcoming the selective permeability of the cell membrane, the increased exchange of substances between the cell interior and the solvent, the mechanical cell disruption and the release of intracellular substances (i.e. phyto-chemicals such as oleuropein, hydroxytyrosol, gallic acid etc.). These effects result in a high yield of high quality extracts within a very short sonication time. A 400 watt ultrasonic processor such as
Hielscherov UP400St može obraditi 10 litara botaničke smjese u roku od 5-8 minuta. Industrijski ultrasonikatori obrađuju gnojnicu koja se sastoji od biljnog materijala i rastvarača u kontinuiranom toku. Medij se pumpa kroz ultrazvučni reaktor i tamo se ultrazvučno obrađuje. U industrijskoj skali, UIP4000hdT (4kW) može postići pribl. 3L/min.
Zbog visokog prinosa ekstrakta i brzine procesa, ultrazvučna ekstrakcija je posebno efikasna. Stoga je ultrazvuk brzo prilagođen od strane više proizvođača ekstrakta koji proizvode visokokvalitetne ekstrakte, npr. CBD, kanabinoide, vanilu, alge, đumbir i brojne druge botaničke ekstrakte. Ultrazvučna kavitacija može postići prinos ekstrakta od 95-99% aktivnog jedinjenja sadržanog u biljci. Na primjer, istraživanje je pokazalo efikasnost ekstrakcije od 99,27% za oslobađanje ukupnih fenola iz listova masline. (Luo, 2011) Ultrazvučni proces se može optimalno prilagoditi sirovini i željenom kvalitetu ekstrakta podešavanjem parametara procesa (ultrazvučna amplituda, temperatura, pritisak, viskoznost).
Na slici je prikazana tečna hromatografija ultravisokih performansi sa hromatogramom detektora diode (UHPLC-DAD) ultrazvučno ekstrahovanih fenola iz listova masline. Vrhovi 1 i 2 su detektovani na 325 nm (crvene linije), dok je pik 3 (plava linija) detektovan na 280 nm.
slika i studija: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultrazvučna ekstrakcija je kompatibilna sa gotovo svim vrstama otapala. Za ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju listova masline, 80% vodeni etanol se pokazalo najefikasnijim. Ali prinos ekstrakcije za specifične fitokemijske spojeve može se promijeniti odabirom drugog rastvarača s drugačijim polaritetom (npr. metanol).
Zainteresovani ste za povećanje prinosa ekstra djevičanskog maslinovog ulja tokom malaksacije? Zatim kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj malaksaciji EVOO-a!
Prednosti ultrazvučnih sistema za ekstrakciju
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije su visok prinos ekstrakcije, slobodan izbor rastvarača (npr. voda, etanol, mješavina vode i etanola, maslinovo ulje, itd.), kao i jednostavan i siguran rad. Zbog intenzivnih mehaničkih sila ultrazvučne obrade, ekološki i blagi rastvarači kao što su voda, etanol itd. su obično dovoljni za postizanje izvanredne brzine ekstrakcije i prinosa. Kao rezultat toga, ultrazvučna ekstrakcija skraćuje vrijeme ekstrakcije i omogućava smanjenu upotrebu rastvarača ili upotrebu blažih, nježnijih otapala. To znači da ultrazvučna ekstrakcija omogućava i veće stope ekstrakcije i zdravije ekstrakte (npr. ekstrakte hladne vode). Pošto se temperatura procesa može precizno kontrolisati tokom obrade ultrazvukom, izbegava se termička razgradnja ekstrakata usled previsokih temperatura, kao i isparavanje supstanci.
U usporedbi sa superkritičnim CO₂ ekstraktorom, nabavni troškovi ultrazvučnog ekstraktora su niski. Ultrazvučni procesori takođe mogu osvojiti bodove u pogledu operativnih troškova, jednostavne, korisnički prijateljske upotrebe i zaštite na radu.
- Potpuna ekstrakcija
- Veći prinosi
- Brzi proces
- Kompatibilan sa bilo kojim rastvaračem
- netermički proces
- jednostavan i siguran za rad
- nisko održavanje
Ultrazvučna ekstrakcija za manje količine do industrijske proizvodnje
A special feature of ultrasonic processing is the linear scalability of the extraction process. Feasibility studies and the production of smaller batches can easily be carried out with a handy ultrasonic device in an open vessel. This makes it easy to test the efficiency and quality of the ultrasonic extraction process. Any results obtained on a small scale can be fully reproduced and up-scaled. The digital control of the ultrasonic extractor and the automatic data logging of the ultrasonic parameters on an internal SD card allow precise monitoring of the process and the reproducibility of constant quality standards. Hielscher Ultrasonics’ product portfolio offers ultrasonic extractors for every scale – od ručnih uređaja od 50 vata do industrijskog ultrazvuka od 16.000 vata za linijsku proizvodnju. Zahvaljujući Hielscher Ultrasonics’ decenijama iskustva u ultrazvučnoj ekstrakciji i instalaciji nekoliko stotina sistema za ultrazvučnu ekstrakciju širom svijeta, kompetentni i sveobuhvatni savjeti su garantirani.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!
Šta je ultrazvuk i ultrazvučna ekstrakcija?
Ultrazvuk se definiše kao zvučne vibracije sa više od 20kHz, odnosno više od 20.000 oscilacija u sekundi. Ovo je područje koje je iznad spektra ljudskog sluha. Ultrazvuk tako pokriva vrlo veliki raspon akustičnih vibracija, što znači da brojne različite primjene spadaju u područje ultrazvuka. Najpoznatiji primjeri upotrebe uključuju procedure snimanja kod doktora, pomoć pri parkiranju u automobilima i ispitivanje materijala bez razaranja. Za navedene primjere koristi se visokofrekventni, nedestruktivni ultrazvuk.
Ultrazvuk velike snage definira se kao zvučni valovi visokog intenziteta, niske frekvencije frekvencije od cca. 20-60kHz. Ovi energetski gusti zvučni valovi stvaraju naizmjenične cikluse visokog pritiska (kompresija) i cikluse niskog pritiska (razrjeđivanje) u tekućinama. Tokom ciklusa niskog pritiska, ultrazvučni talasi visoke energije stvaraju male vakuumske mehuriće ili praznine u tečnosti. Kada ovi mehurići dostignu zapreminu u kojoj ne mogu da apsorbuju dalju energiju, oni pucaju tokom ciklusa visokog pritiska. Ovaj fenomen implozije mjehurića poznat je kao kavitacija.
Kavitacija stvara lokalne vruće tačke u tečnosti ili kaši, koje mogu dostići temperature do 5000K i pritiske do 2000atm. Osim toga, implozija kavitacijskih mjehurića stvara mlazove tekućine pri brzinama do 280 m/s. Ovi lokalni ekstremni uvjeti uzrokuju pucanje biljnih stanica, tako da se oslobađaju bioaktivne tvari koje su zarobljene u unutrašnjosti biljne stanice. To znači da akustična kavitacija ometa biljne ćelije i dovodi do veće difuzije intracelularnih molekula u rastvor za ekstrakciju (otapalo), čime se povećava prenos mase. Veći prijenos mase znači veću brzinu ekstrakcije. Stoga su ultrazvučne sonde jedan od najčešće korištenih alata za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz biljaka kao što su bilje, lišće, voće i drugi biljni materijali.
Ultrazvučna ekstrakcija nudi različite prednosti kao što su potpuna ekstrakcija / vrlo visoki prinosi, skraćeno vrijeme ekstrakcije, poboljšana efikasnost, kompatibilnost sa bilo kojim rastvaračem i netermalna ekstrakcija.
UIP4000hdT sonicator za inline preradu listova masline za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata
Ultrazvučni homogenizatori velike snage od lab to pilot i industrijski skala.
Često postavljana pitanja o ultrazvučnoj ekstrakciji listova masline
Šta je ultrazvučna ekstrakcija listova masline?
Ultrazvučna ekstrakcija listova masline je proces koji koristi visokoučinkovit ultrazvuk za oslobađanje bioaktivnih spojeva iz listova masline u rastvarač. Sonikatori tipa sonde generišu akustičnu kavitaciju, koja narušava ćelije biljaka i poboljšava masovni transfer. To pomaže u ekstrakciji vrijednih spojeva kao što su oleuropein, hidroksitirosol, verbaskosid, luteolin, rutin i drugi polifenoli listova masline.
Zašto koristiti ultrazvuk za izdvajanje oleuropeina iz maslinovog lišća?
Ultrazvuk poboljšava oslobađanje oleuropeina mehaničkim razaranjem strukture lista i povećanjem kontakta između biljnog materijala i otapala. U poređenju s konvencionalnom maceracijom, ultrazvučno izdvajanje može smanjiti vrijeme obrade, poboljšati efikasnost ekstrakcije i podržati veće prinose pod kontroliranim, blagim temperaturnim uslovima.
Kako se izdvaja hidroksitirosol?
Hidroksitirosol se ekstrahuje iz listova masline, ploda masline ili nusproizvoda maslinove prerade miješanjem biljnog materijala s odgovarajućim otapalom, najčešće vodom ili vodenim etanolom, pri čemu se oslobađaju fenolni spojevi iz biljnih ćelija. Ultrazvučna ekstrakcija poboljšava ovaj proces korištenjem akustične kavitacije za razbijanje ćelija, povećanje prenosa mase i ekstrakciju hidroksitirosola pod blagim, temperaturom kontroliranim uvjetima. Pročitajte o uspješnoj priči španske kompanije specijalizovane za proizvodnju biostimulatora koristeći Hielscher sonikatore za ekstrakciju polifenola uključujući hidroksitirosol iz maslinovog taloga!
Koja otapala se mogu koristiti za ultrazvučnu ekstrakciju listova masline?
Ultrasonic extraction is compatible with many solvents, including water, ethanol, aqueous ethanol, glycerol, and oils. For olive leaf polyphenols, water-ethanol mixtures are commonly used because they can dissolve a broad range of phenolic compounds. The best solvent depends on the target compounds, regulatory requirements, downstream processing, and final product formulation.
Can olive leaf extract be produced without high temperatures?
Yes. Ultrasonic extraction is a non-thermal extraction method when temperature is controlled during processing. Because the extraction effect is mainly caused by acoustic cavitation and mechanical shear, bioactive compounds can be released efficiently without excessive heating. This is useful for preserving heat-sensitive antioxidants and phytochemicals.
Da li je ultrazvučna ekstrakcija pogodna za industrijsku proizvodnju ekstrakta maslinovog lišća?
Da. Ultrazvučni uređaji sa sondom mogu se koristiti za laboratorijska testiranja, pilotske probe, proizvodnju serija i kontinuiranu ekstrakciju u liniji. Hielscherovi ultrazvučni sistemi su skalabilni, što omogućava da se parametri procesa razvijeni na manjoj jedinici prenesu na veće industrijske ultrazvučne reaktore za kontinuiranu proizvodnju.
Koji Hielscher sonikator je pogodan za ekstrakciju maslinovog lišća?
Pravi sonikator zavisi od veličine serije, sadržaja čvrstih supstanci, rastvarača, ciljanog protoka i da li je proces serijski ili kontinuirani. Manji sistemi kao što su UP200Ht ili UP400St pogodni su za laboratorijsku i pilot ekstrakciju. Veći sistemi kao što su UIP2000hdT, UIP4000hdT i UIP16000 dizajnirani su za pilot, proizvodnu i industrijsku kontinuiranu ekstrakciju.
Koji se spojevi mogu ekstrahovati iz maslinovih listova pomoću ultrazvuka?
Ultrazvučna ekstrakcija može osloboditi širok spektar fitohemikalija iz lišća masline, uključujući oleuropein, hidroksitirozol, tirozol, verbaskozid, luteolin, rutin, kafensku kiselinu, flavone, flavonole i druge fenolne spojeve. Konačni sastav ekstrakta zavisi od sorte masline, kvaliteta lišća, rastvarača, temperature, intenziteta sonikacije i vremena ekstrakcije.
Kako se ultrazvučna ekstrakcija upoređuje sa konvencionalnom maceracijom?
Konvencionalna maceracija često zahtijeva duge periode ekstrakcije i veće količine rastvarača. Ultrazvučna ekstrakcija intenzivira proces razbijanjem biljnih ćelija i povećanjem prenosa mase. To može skratiti vrijeme ekstrakcije, smanjiti potrebu za rastvaračem i poboljšati prinos ekstrakcije, uz jednostavnu mogućnost skaliranja procesa.
Može li se ultrazvučna ekstrakcija koristiti za maslinovo ulje infuzirano maslinovim listom?
Da. Ultrazvučna obrada može se koristiti za podršku infuziji maslinovog ulja spojevima maslinovog lista. Ovo može obogatiti maslinovo ulje antioksidansima i polifenolima, poboljšati oksidativnu stabilnost i stvoriti proizvode od maslinovog ulja s dodatom vrijednošću i snažnijim funkcionalnim profilom.
Kako skalirati ultrazvučni proces ekstrakcije maslinovog lista?
Skaliranje počinje laboratorijskim ispitivanjima za definisanje rastvarača, omjera čvrstih materija, amplitude, temperature i vremena ekstrakcije. Kada se potvrdi kvalitet i prinos ciljnog ekstrakta, proces se može prenijeti na pilot ili industrijske ultrazvučne sisteme. Hielscher ultrazvučni uređaji podržavaju linearno skaliranje od malih serija do visokopropusne inline proizvodnje.
Literatura / Reference
- 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.