Ultrazvučna ekstrakcija lista masline za ekstrakte polifenola visokog prinosa
Proizvedite snažne ekstrakte lista masline bogate oleuropeinom, hidroksitirozolom, verbaskozidom, flavonoidima i drugim bioaktivnim polifenolima pomoću Hielscher sonikatora sa sondom. Ultrazvučna ekstrakcija ubrzava razgradnju ćelija i prijenos mase te pomaže proizvođačima da postignu visoke prinose, kratko vrijeme obrade i ponovljiv kvalitet ekstrakta uz upotrebu vode, mješavina etanola i vode ili drugih prikladnih otapala.
Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva iz lista masline
Od laboratorijskih ispitivanja izvodljivosti preko pilot šarži do industrijske inline proizvodnje, Hielscher ultrazvučni uređaji omogućavaju preciznu kontrolu amplitude, temperature, unosa energije i vremena obrade. Zbog toga je ultrazvučna ekstrakcija efikasno rješenje za nutraceutike, biljne ekstrakte, funkcionalnu hranu, kozmetiku i razvoj farmaceutskih sastojaka.
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije lista masline u detalje:
- Veći prinos ekstrakcije: Efikasno oslobađajte intracelularne fenole iz lista masline pomoću akustične kavitacije.
- Kraće vrijeme obrade: Skratite vrijeme ekstrakcije u odnosu na konvencionalnu maceraciju i ekstrakciju otapalima.
- Blag proces fleksibilan u pogledu otapala: Koristite vodu, vodeni etanol, glicerol, ulja ili druga otapala kompatibilna s procesom.
- Skalabilna oprema: Razvijte svoj proces pomoću laboratorijskih sonikatora i linearno ga prenesite na industrijske protočne sisteme.
- Ponovljiv kvalitet: Digitalna kontrola i bilježenje podataka podržavaju ujednačenu proizvodnju ekstrakta.
- Svestran: Namijenjen proizvođačima nutraceutika, proizvođačima biljnih ekstrakata, uljarama maslina, farmaceutskim R&D laboratorijama, dobavljačima kozmetičkih sastojaka i food-tech kompanijama.
Recite nam više o svom listu masline kao sirovini i o svojoj proizvodnji polifenola. Preporučit ćemo vam najbolju konfiguraciju sonikatora za veće prinose polifenola.
UIP4000hdT, snažan industrijski sonikator od 4kW za ekstrakciju biljnih materijala
Zašto je ekstrakt lista masline tako koristan?
Listovi masline (Olea europaea), poljoprivredni otpad ili nusproizvod, odličan su izvor prirodnih antioksidansa. List masline sadrži različite polifenole (poznate i kao biofenoli), kao što su oleuropein i oleacein. Polifenoli se prirodno javljaju u biljkama i doprinose zdravstvenim koristima ekstrakta lista masline. Pored polifenola, listovi maslinovog drveta bogati su antioksidansima kao što su izomeri ligstrozida, hidroksitirozol, tirozol i kafeinska kiselina.
Ekstrakt lista masline je koncentrat fitohemikalija iz lista masline i stoga sadrži veliku količinu snažnih antioksidansa. Ekstrakt lista masline tradicionalno se koristi za jačanje imunološkog sistema. Na primjer, primjenjuje se za ublažavanje simptoma prehlade, kašlja i upale grla.
Osim toga, istraživanja ukazuju na to da bi polifenoli iz ekstrakta lista masline mogli smanjiti rizik od kardiovaskularnih bolesti, sniziti nivo holesterola, pomoći pri gubitku tjelesne težine, ispoljavati antimikrobne efekte i djelovati kao sredstvo protiv raka.
Zbog toga se ekstrakti lista masline (Olea europaea L. folium) koriste kao aktivni sastojak u formulacijama farmaceutskih proizvoda i dodataka prehrani. Osim toga, ekstrakti lista masline koriste se u dodacima prehrani, terapeutskim proizvodima, kozmetici te u hrani i pićima.
Ekstrakt lista masline bogat je polifenolima kao što su oleuropein, kafeinska kiselina, hidroksitirozol, verbaskozid, rutin, kvercitin itd.
Maslinovo ulje s infuzijom: Ekstrakt lista masline koristi se i za obogaćivanje maslinovih ulja kao što je ekstra djevičansko maslinovo ulje. Kada je obogaćeno ekstraktom lista masline, maslinovo ulje ima bogatiji profil okusa, a njegova ORAC vrijednost je povećana. Maslinova ulja s infuzijom lista masline imaju poboljšan rok trajanja i veću toplotnu stabilnost jer antioksidansi neutraliziraju slobodne radikale i sprječavaju užeglost.
Saznajte više o ultrazvučno potpomognutoj maceraciji maslina za proizvodnju ekstra djevičanskog maslinovog ulja!
Najvažnije fitohemikalije u listu masline
Sastav fenolnih spojeva u listu masline obuhvata oleurozide (oleuropein, verbaskozid), flavone (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukozu, luteolin-7-glukozu, diosmetin-7-glukozu), flavonole (rutin), flavan-3-ole (katehin) i fenolne derivate (tirozol, hidroksitirozol, vanilin, vanilinsku kiselinu, kafeinsku kiselinu). Oleuropein i hidroksitirozol najvažniji su fenolni spojevi u listu masline.
Oleuropein
Oleuropein, neotrovni iridoid masline (vrsta monoterpenoida), vrsta je fenolnog gorkog spoja. Iako je prisutan u kožici, mesu, sjemenkama i listovima zelene masline, oleuropein se najviše nalazi u listu masline. Sa sadržajem od 6–14% suhe tvari to je najzastupljeniji bioaktivni molekul u listu masline. Ovisno o sorti masline, tlu i vremenu berbe, sadržaj oleuropeina može čak porasti do 17–23% suhe tvari.
Hidroksitirozol
Hidroksitirozol je metabolit oleuropeina. Oba molekula poznata su po snažnoj antioksidativnoj aktivnosti, koja doprinosi dijelu antioksidativnih, protuupalnih i bolest-suzbijajućih aktivnosti maslinovog ulja. Hidroksitirozol ima jednu od najviših poznatih ORAC (kapacitet apsorpcije kisikovih radikala) vrijednosti uočenih kod prirodnih antioksidansa.
Ekstrakt lista masline punog spektra sadrži brojne polifenole, antioksidanse i druge fitohemikalije koje djeluju sinergijski. Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana tehnika ekstrakcije koja oslobađa sve fitohemikalije iz lista masline i na taj način proizvodi vrlo snažan ekstrakt širokog spektra.
Ultrazvučni ekstraktor UIP2000hdT (2kW) sa šaržnim reaktorom
Ekstrakti lista masline dobiveni ultrazvučnom obradom
Ekstremni uvjeti okoline u zoni „vruće tačke“ ultrazvučne kavitacije imaju različite učinke na biljni materijal i njegovu ekstrahirajuću sposobnost. To uključuje prevladavanje selektivne propusnosti ćelijske membrane, pojačanu razmjenu tvari između unutrašnjosti ćelije i otapala, mehaničku razgradnju ćelija i oslobađanje intracelularnih tvari (tj. fitohemikalija kao što su oleuropein, hidroksitirozol, galna kiselina itd.). Ovi učinci rezultiraju visokim prinosom ekstrakata visokog kvaliteta u vrlo kratkom vremenu ultrazvučne obrade. Ultrazvučni procesor od 400 vati, kao što je
UP400St kompanije Hielscher može obraditi šaržu biljne suspenzije od 10 litara u roku od 5-8 minuta. Industrijski ultrazvučni uređaji obrađuju suspenziju koja se sastoji od biljnog materijala i otapala u kontinuiranom protoku. Medij se pumpa kroz ultrazvučni reaktor i tamo se podvrgava ultrazvučnoj obradi. Na industrijskom nivou, UIP4000hdT (4kW) može postići približno 3L/min.
Zbog visokog prinosa ekstrakta i brzine procesa, ultrazvučna ekstrakcija je posebno efikasna. Stoga su ultrazvučnu obradu brzo prihvatili mnogi proizvođači ekstrakata koji proizvode visokokvalitetne ekstrakte, npr. CBD-a, kanabinoida, vanilije, algi, đumbira i brojnih drugih biljnih ekstrakata. Ultrazvučna kavitacija može postići prinos ekstrakta od 95-99% aktivnog spoja sadržanog u biljnom materijalu. Na primjer, istraživanje je pokazalo efikasnost ekstrakcije od 99,27% pri oslobađanju ukupnih fenola iz lista masline. (Luo, 2011) Ultrazvučni proces može se optimalno prilagoditi sirovini i željenom kvalitetu ekstrakta podešavanjem procesnih parametara (ultrazvučna amplituda, temperatura, pritisak, viskoznost).
Slika prikazuje hromatogram dobiven tečnom hromatografijom ultravisokih performansi s detektorom s nizom dioda (UHPLC-DAD) za ultrazvučno ekstrahirane fenole iz lista masline. Pikovi 1 i 2 detektirani su na 325nm (crvene linije), dok je pik 3 (plava linija) detektiran na 280nm.
slika i studija: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultrazvučna ekstrakcija kompatibilna je s gotovo svakom vrstom otapala. Za ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju lista masline pokazalo se da je najefikasniji 80%-tni vodeni etanol. Međutim, prinos ekstrakcije za pojedine fitohemijske spojeve može se promijeniti odabirom drugog otapala različite polarnosti (npr. metanola).
Zanima vas povećanje prinosa ekstra djevičanskog maslinovog ulja tokom malaksacije? Tada kliknite ovdje i saznajte više o ultrazvučnoj malaksaciji EVOO-a!
Prednosti sistema za ultrazvučnu ekstrakciju
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije su visok prinos ekstrakcije, slobodan izbor otapala (npr. voda, etanol, mješavina vode i etanola, maslinovo ulje itd.) te jednostavan i siguran rad. Zbog intenzivnih mehaničkih sila ultrazvučne obrade, ekološka i blaga otapala kao što su voda, etanol itd. obično su dovoljna za postizanje izuzetne brzine i prinosa ekstrakcije. Kao rezultat, ultrazvučna ekstrakcija skraćuje vrijeme ekstrakcije i omogućava smanjenu upotrebu otapala ili upotrebu blažih, nježnijih otapala. To znači da ultrazvučna ekstrakcija omogućava i veće brzine ekstrakcije i zdravije ekstrakte (npr. ekstrakte hladnom vodom). Budući da se temperatura procesa može precizno kontrolirati tokom ultrazvučne obrade, izbjegavaju se termička razgradnja ekstrakata zbog pretjerano visokih temperatura kao i isparavanje tvari.
U poređenju sa superkritičnim CO₂ ekstraktorom, nabavni troškovi ultrazvučnog ekstraktora su niski. Ultrazvučni procesori mogu se istaknuti i po pogonskim troškovima, jednostavnom radu prilagođenom korisniku i sigurnosti na radu.
- Potpunija ekstrakcija
- Veći prinosi
- Brz proces
- Kompatibilna s bilo kojim otapalom
- Netermički proces
- Jednostavan i siguran za rad
- Nizak nivo održavanja
Ultrazvučna ekstrakcija od manjih količina do industrijske proizvodnje
Posebna karakteristika ultrazvučne obrade je linearna skalabilnost procesa ekstrakcije. Studije izvodljivosti i proizvodnja manjih šarži mogu se lako provesti pomoću ručnog ultrazvučnog uređaja u otvorenoj posudi. Time je jednostavno testirati efikasnost i kvalitet procesa ultrazvučne ekstrakcije. Svi rezultati dobiveni u malom obimu mogu se u potpunosti reproducirati i povećati na veći obim. Digitalna kontrola ultrazvučnog ekstraktora i automatsko bilježenje ultrazvučnih parametara na internu SD karticu omogućavaju precizan nadzor procesa i ponovljivost ujednačenih standarda kvaliteta. Proizvodni portfolio kompanije Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne ekstraktore za svaki obim – od ručnih uređaja od 50 vati do industrijskog ultrazvuka od 16.000 vati za inline proizvodnju. Zahvaljujući višedecenijskom iskustvu kompanije Hielscher Ultrasonics u ultrazvučnoj ekstrakciji i instalaciji nekoliko stotina sistema za ultrazvučnu ekstrakciju širom svijeta, zajamčeno je stručno i sveobuhvatno savjetovanje.
Tabela u nastavku daje vam okvirnu informaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Zapremina šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Šta su ultrazvuk i ultrazvučna ekstrakcija?
Ultrazvuk se definira kao zvučne vibracije s frekvencijom većom od 20kHz, tj. s više od 20.000 oscilacija u sekundi. To je područje iznad spektra ljudskog sluha. Ultrazvuk tako obuhvata vrlo širok raspon akustičnih vibracija, što znači da brojne različite primjene spadaju u područje ultrazvuka. Najpoznatiji primjeri upotrebe uključuju postupke snimanja kod ljekara, parking asistente u automobilima i nerazorno ispitivanje materijala. Za navedene primjere koristi se visokofrekventni, nerazorni ultrazvuk.
Ultrazvuk velike snage definira se kao zvučni talasi visokog intenziteta i niske frekvencije, s frekvencijom od približno 20-60kHz. Ovi zvučni talasi velike gustoće energije stvaraju naizmjenične cikluse visokog pritiska (kompresija) i cikluse niskog pritiska (razrjeđenje) u tečnostima. Tokom ciklusa niskog pritiska, ultrazvučni talasi visoke energije stvaraju u tečnosti sitne vakuumske mjehuriće ili šupljine. Kada ovi mjehurići dostignu zapreminu pri kojoj ne mogu apsorbirati dodatnu energiju, pucaju tokom ciklusa visokog pritiska. Ova pojava implozije mjehurića poznata je kao kavitacija.
Kavitacija stvara lokalne vruće tačke u tečnosti ili suspenziji, koje mogu dostići temperature do 5000K i pritiske do 2000atm. Osim toga, implozija kavitacijskih mjehurića stvara mlazeve tečnosti brzinama do 280 m/s. Ovi lokalno nastali ekstremni uvjeti uzrokuju pucanje biljnih ćelija, pa se oslobađaju bioaktivne tvari zarobljene u unutrašnjosti biljne ćelije. To znači da akustična kavitacija razgrađuje biljne ćelije i dovodi do veće difuzije intracelularnih molekula u rastvor za ekstrakciju (otapalo), čime se pojačava prijenos mase. Veći prijenos mase znači veću brzinu ekstrakcije. Stoga su ultrazvučne sonde jedan od najčešće korištenih alata za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz biljnih materijala kao što su bilje, listovi, plodovi i drugi biljni materijali.
Ultrazvučna ekstrakcija nudi različite prednosti kao što su potpuna ekstrakcija / vrlo visoki prinosi, skraćeno vrijeme ekstrakcije, poboljšana efikasnost, kompatibilnost s bilo kojim otapalom i netermička metoda ekstrakcije.
UIP4000hdT sonikator za inline obradu lista masline radi proizvodnje visokokvalitetnih ekstrakata
Ultrazvučni homogenizatori velike snage, od laboratorijskog do pilot i industrijskog nivoa.
Često postavljana pitanja o ultrazvučnoj ekstrakciji lista masline
Šta je ultrazvučna ekstrakcija lista masline?
Ultrazvučna ekstrakcija lista masline je proces koji koristi ultrazvuk velike snage za oslobađanje bioaktivnih spojeva iz lista masline u otapalo. Sonikatori sa sondom stvaraju akustičnu kavitaciju, koja razgrađuje biljne ćelije i poboljšava prijenos mase. To pomaže u ekstrakciji vrijednih spojeva kao što su oleuropein, hidroksitirozol, verbaskozid, luteolin, rutin i drugi polifenoli lista masline.
Zašto koristiti ultrazvuk za ekstrakciju oleuropeina iz lista masline?
Ultrazvuk poboljšava oslobađanje oleuropeina mehaničkim razaranjem strukture lista i povećanjem kontakta između biljnog materijala i otapala. U poređenju s konvencionalnom maceracijom, ultrazvučna ekstrakcija može skratiti vrijeme obrade, poboljšati efikasnost ekstrakcije i podržati veće prinose pod kontroliranim, blagim temperaturnim uvjetima.
Kako se ekstrahira hidroksitirozol?
Hidroksitirozol se ekstrahira iz lista masline, ploda masline ili nusproizvoda uljara maslina miješanjem biljnog materijala s prikladnim otapalom, najčešće vodom ili vodenim etanolom, te oslobađanjem fenolnih spojeva iz biljnih ćelija. Ultrazvučna ekstrakcija poboljšava ovaj proces tako što pomoću akustične kavitacije razbija ćelije, povećava prijenos mase i ekstrahira hidroksitirozol pod blagim, temperaturno kontroliranim uvjetima. Pročitajte priču o uspjehu španske kompanije specijalizirane za proizvodnju biostimulansa koja koristi Hielscher sonikatore za ekstrakciju polifenola, uključujući hidroksitirozol iz komine masline!
Koja se otapala mogu koristiti za ultrazvučnu ekstrakciju lista masline?
Ultrazvučna ekstrakcija kompatibilna je s mnogim otapalima, uključujući vodu, etanol, vodeni etanol, glicerol i ulja. Za polifenole lista masline obično se koriste mješavine vode i etanola jer mogu otopiti širok raspon fenolnih spojeva. Najbolje otapalo ovisi o ciljnim spojevima, regulatornim zahtjevima, naknadnoj obradi i formulaciji konačnog proizvoda.
Može li se ekstrakt lista masline proizvesti bez visokih temperatura?
Da. Ultrazvučna ekstrakcija je netermička metoda ekstrakcije kada se temperatura kontrolira tokom obrade. Budući da je učinak ekstrakcije uglavnom uzrokovan akustičnom kavitacijom i mehaničkim smicanjem, bioaktivni spojevi mogu se efikasno osloboditi bez pretjeranog zagrijavanja. To je korisno za očuvanje antioksidansa i fitohemikalija osjetljivih na toplotu.
Je li ultrazvučna ekstrakcija prikladna za industrijsku proizvodnju ekstrakta lista masline?
Da. Ultrazvučni uređaji sa sondom mogu se koristiti za laboratorijska ispitivanja, pilot testove, šaržnu proizvodnju i kontinuiranu inline ekstrakciju. Hielscher ultrazvučni sistemi su skalabilni, što omogućava da se procesni parametri razvijeni na manjoj jedinici prenesu na veće industrijske ultrazvučne reaktore za kontinuiranu proizvodnju.
Koji je Hielscher sonikator prikladan za ekstrakciju lista masline?
Odgovarajući sonikator ovisi o veličini šarže, sadržaju čvrstih tvari, otapalu, ciljnom protoku i o tome je li proces šaržni ili inline. Manji sistemi kao što su UP200Ht ili UP400St prikladni su za laboratorijsku i pilot ekstrakciju. Veći sistemi kao što su UIP2000hdT, UIP4000hdT i UIP16000 namijenjeni su pilot, proizvodnoj i industrijskoj inline ekstrakciji.
Koji se spojevi mogu ekstrahirati iz lista masline pomoću ultrazvuka?
Ultrazvučna ekstrakcija može osloboditi širok spektar fitohemikalija lista masline, uključujući oleuropein, hidroksitirozol, tirozol, verbaskozid, luteolin, rutin, kafeinsku kiselinu, flavone, flavonole i druge fenolne spojeve. Konačni sastav ekstrakta ovisi o sorti masline, kvalitetu lista, otapalu, temperaturi, intenzitetu ultrazvučne obrade i vremenu ekstrakcije.
Kako se ultrazvučna ekstrakcija poredi s konvencionalnom maceracijom?
Konvencionalna maceracija često zahtijeva duga vremena ekstrakcije i veće zapremine otapala. Ultrazvučna ekstrakcija intenzivira proces razgradnjom biljnih ćelija i povećanjem prijenosa mase. To može skratiti vrijeme ekstrakcije, smanjiti potrebu za otapalom i poboljšati prinos ekstrakcije, uz zadržavanje procesa koji se lako skalira.
Može li se ultrazvučna ekstrakcija koristiti za maslinovo ulje s infuzijom lista masline?
Da. Ultrazvučna obrada može se koristiti za podršku infuziji maslinovog ulja spojevima iz lista masline. Time se maslinovo ulje može obogatiti antioksidansima i polifenolima, poboljšati oksidativna stabilnost i stvoriti maslinovi proizvodi dodane vrijednosti s izraženijim funkcionalnim profilom.
Kako da povećam obim procesa ultrazvučne ekstrakcije lista masline?
Povećanje obima počinje laboratorijskim ispitivanjima kojima se definiraju otapalo, omjer čvrstih tvari, amplituda, temperatura i vrijeme ekstrakcije. Nakon što se potvrde ciljni kvalitet i prinos ekstrakta, proces se može prenijeti na pilot ili industrijske ultrazvučne sisteme. Hielscher ultrazvučni uređaji podržavaju linearno povećanje obima od malih šarži do inline proizvodnje velikog kapaciteta.
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.