Ultrazvuková extrakce polyfenolů z olivových listů
Extrakty z olivových listů jsou silným doplňkem stravy a terapeutickým doplňkem, protože obsahují silné antioxidanty, jako jsou polyfenoly oleuropein, hydroxytyrosol a verbascosid. Ultrazvuková extrakce je vysoce účinná technika pro uvolňování a izolaci bioaktivních sloučenin, jako jsou polyfenoly, flavony a terpenoidy z olivových listů.
Ultrazvuková extrakce bioaktivních sloučenin z olivových listů
Ultrazvuková extrakce olivových listů pomocí sonikátoru typu sondy nabízí výhody, jako je účinnost, zvýšený výnos, zachování biologické aktivity, udržitelnost, snadná obsluha a nákladová efektivita ve srovnání s konvenčními metodami extrakce. Tyto výhody z něj činí atraktivní možnost pro výzkumné pracovníky a průmyslová odvětví, která se snaží extrahovat bioaktivní sloučeniny z olivových listů pro různé aplikace, včetně léčiv, nutraceutik a funkčních potravin.
Podívejme se podrobně na výhody ultrazvukové extrakce olivových listů:
- Efektivita: Sonikátory typu sondy dodávají ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou přímo do vzorku, což podporuje rychlou a efektivní extrakci. To umožňuje kratší dobu extrakce ve srovnání s konvenčními metodami, což snižuje spotřebu energie a zvyšuje produktivitu.
- Zvýšený výnos:Ultrazvukové vlny narušují buněčné stěny a zvyšují uvolňování intracelulárních sloučenin, což vede k vyšším výtěžkům extrakce. Studie ukázaly, že ultrazvuková extrakce může výrazně zvýšit účinnost extrakce bioaktivních sloučenin z rostlinných materiálů ve srovnání s konvenčními metodami.
- Zachování biologické aktivity: Ultrazvuková extrakce pracuje při nižších teplotách ve srovnání s jinými extrakčními technikami, což snižuje riziko tepelné degradace sloučenin citlivých na teplo. To pomáhá zachovat biologickou aktivitu a nutriční kvalitu extrahovaných sloučenin, jako jsou antioxidanty, enzymy a vitamíny, přítomné v olivových listech.
- Zelené a udržitelné: Ultrazvuková extrakce je považována za ekologickou a udržitelnou metodu extrakce, protože obvykle vyžaduje méně rozpouštědla a energie ve srovnání s konvenčními extrakčními technikami. Navíc produkuje minimální odpad a lze jej snadno rozšířit pro průmyslové aplikace.
Snadná obsluha: Sonikátory typu sondy jsou relativně jednoduché na obsluhu a vyžadují minimální údržbu ve srovnání s jinými extrakčními zařízeními. Díky tomu jsou vhodné pro výzkum v laboratorním měřítku i pro průmyslovou výrobu. - Nákladová efektivita: Zatímco počáteční investice do ultrazvukového zařízení může být vyšší než u konvenčních extrakčních metod, zvýšená účinnost a produktivita často vedou k úsporám nákladů v průběhu času. Kratší doby extrakce navíc snižují náklady na pracovní sílu a zvyšují propustnost.
UIP4000hdT, 4kW výkonný ultrazvukový procesor pro botanickou extrakci
Proč je extrakt z olivových listů tak prospěšný?
Listy oliv (Olea europaea), zemědělský odpad nebo vedlejší produkt, jsou skvělým zdrojem přírodních antioxidantů. Olivové listy obsahují různé polyfenoly (známé také jako biofenoly), jako je oleuropein a oleacein. Polyfenoly se přirozeně vyskytují v rostlinách a přispívají ke zdravotním přínosům extraktu z olivových listů. Kromě polyfenolů jsou listy olivovníku bohaté na antioxidanty, jako jsou izomery ligstrosidů, hydroxytyrosol, tyrosol a kyselina kávová.
Extrakt z olivových listů je koncentrátem fytochemikálií v olivových listech a obsahuje tak vysoké množství silných antioxidantů. Extrakt z olivových listů se tradičně používá k posílení imunitního systému. Podává se například ke zmírnění příznaků nachlazení, kašle a bolesti v krku.
Výzkum dále naznačuje, že polyfenoly v extraktu z olivových listů mohou snižovat riziko kardiovaskulárních onemocnění, snižovat hladinu cholesterolu, pomáhat při hubnutí, vykazovat antimikrobiální účinky a působit protirakovinně.
Z tohoto důvodu se výtažky z olivových listů (Olea europaea L. folium) používají jako účinná látka v přípravcích léčiv a doplňků stravy. Kromě toho se extrakty z olivových listů používají v doplňcích výživy, terapeutikách, kosmetice a také v potravinách a nápojích.
Infuzní olivový olej: Extrakt z olivových listů se také používá k obohacení olivových olejů, jako je extra panenský olivový olej. Olivový olej, obohacený o extrakt z olivových listů, má bohatší chuťový profil a zvyšuje se hodnota ORAC olivového oleje. Olivové oleje s olivovými listy vykazují lepší trvanlivost a vyšší tepelnou stabilitu, protože antioxidanty vychytávají volné radikály a zabraňují žluknutí.
Zjistěte více o ultrazvukem asistované maceraci oliv pro výrobu extra panenského olivového oleje!
Nejdůležitější fytochemikálie v olivových listech
Složení fenolických sloučenin v olivových listech zahrnuje oleurosidy (oleuropein, verbascosid), flavony (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukóza, luteolin-7-glukóza, diosmetin-7-glukóza), flavonoly (rutin), flavan-3-oly (katechin) a fenolové deriváty (tyrosol, hydroxytyrosol, vanilin, kyselina vanilová, kyselina kávová). Oleuropein a hydroxytyrosol jsou nejdůležitější fenolické sloučeniny v olivových listech.
oleuropein řekl:
Oleuropein, netoxický olivový iridoid (typ monoterpenoidu), je druh fenolické hořké sloučeniny. I když je oleuropein přítomen v zelené olivové slupce, dužině, semenech a listech, nejhojněji se vyskytuje v olivových listech. S obsahem 6–14 % sušiny se jedná o nejvýznamnější bioaktivní molekulu v olivových lávách. V závislosti na odrůdě oliv, půdě a době sklizně může obsah oleuropeinu dokonce stoupnout až na 17–23 % sušiny.
hydroxytyrosol
Hydroxytyrosol je metabolit oleuropeinu. Obě molekuly jsou známé svou silnou antioxidační aktivitou, která přispívá k některým antioxidačním, protizánětlivým a nemocným aktivitám olivového oleje. Hydroxytyrosol má jednu z nejvyšších známých hodnot ORAC (kapacita absorpce kyslíkových radikálů) pozorovaných u přírodních antioxidantů.
Plnospektrální extrakt z olivových listů obsahuje četné polyfenoly, antioxidanty a další fytochemikálie, které mají synergické účinky. Ultrazvuková extrakce je spolehlivá extrakční technika, která uvolňuje všechny fytochemikálie z olivových listů a produkuje tak vysoce účinný širokopásmový extrakt.
Co je ultrazvuk a ultrazvuková extrakce?
Ultrazvuk je definován jako zvukové vibrace s více než 20 kHz, tj. více než 20 000 kmitů za sekundu. Jedná se o oblast, která je nad spektrem lidského sluchu. Ultrazvuk tak pokrývá velmi širokou škálu akustických vibrací, což znamená, že do oblasti ultrazvuku spadá mnoho různých aplikací. Mezi nejznámější příklady použití patří zobrazovací zákroky u lékaře, parkovací asistenti v automobilech a nedestruktivní testování materiálů. Pro uvedené příklady se používá vysokofrekvenční, nedestruktivní ultrazvuk.
Ultrazvuk s vysokým výkonem je definován jako zvukové vlny s vysokou intenzitou a nízkou frekvencí s frekvencí přibližně 20-60 kHz. Tyto zvukové vlny s vysokou energetickou hustotou generují střídavé vysokotlaké cykly (komprese) a nízkotlaké cykly (zředění) v kapalinách. Během nízkotlakého cyklu vytvářejí vysokoenergetické ultrazvukové vlny v kapalině malé vakuové bubliny nebo dutiny. Když tyto bubliny dosáhnou objemu, kdy nemohou absorbovat další energii, prasknou během vysokotlakého cyklu. Tento jev imploze bublin je známý jako kavitace.
Kavitace vytváří místní horká místa v kapalině nebo suspenzi, která mohou dosáhnout teplot až 5000 K a tlaků až 2000 atm. Kromě toho imploze kavitačních bublin vytváří proudy kapaliny o rychlosti až 280 m/s. Tyto lokálně se vyskytující extrémní podmínky způsobují prasknutí rostlinných buněk, takže se uvolňují bioaktivní látky, které jsou zachyceny uvnitř rostlinné buňky. To znamená, že akustická kavitace narušuje rostlinné buňky a vede k vyšší difúzi intracelulárních molekul do extrakčního roztoku (rozpouštědla), čímž se zvyšuje přenos hmoty. Vyšší přenos hmoty znamená vyšší rychlost extrakce. Ultrazvukové sondy jsou proto jedním z nejpoužívanějších nástrojů pro výrobu vysoce kvalitních extraktů z rostlinných látek, jako jsou byliny, listy, ovoce a další rostlinné materiály.
Ultrazvuková extrakce nabízí různé výhody, jako je úplná extrakce / velmi vysoké výtěžky, zkrácená doba extrakce, zlepšená účinnost, kompatibilita s jakýmkoli rozpouštědlem a netepelná extrakční metoda.
Na obrázku je ultravysokoúčinná kapalinová chromatografie s chromatogramem s detektorem diodového pole (UHPLC-DAD) ultrazvukem extrahovaných fenolických látek z olivových listů. Vrcholy 1 a 2 byly detekovány na 325 nm (červené čáry), zatímco vrchol 3 (modrá čára) byl detekován na 280 nm.
obraz a studie: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT (2kW) se vsádkovým reaktorem
Extrakt z olivových listů je bohatý na polyfenoly, jako je oleuropein, kyselina kávová, hydroxytyrosol, verbascosid, rutin, kvercitin atd.
Zdroj: Omar et al. 2017
Extrakty z olivových listů produkované sonikací
Extrémní podmínky prostředí v zóně "horkého místa" ultrazvukové kavitace mají různé účinky na rostlinný materiál a jeho extrahovatelnost. To zahrnuje překonání selektivní propustnosti buněčné membrány, zvýšenou výměnu látek mezi vnitřkem buňky a rozpouštědlem, mechanické narušení buněk a uvolňování intracelulárních látek (tj. fytochemikálií, jako je oleuropwin, hydroxytyrosol, kyselina gallová atd.). Tyto účinky mají za následek vysoký výtěžek vysoce kvalitních extraktů ve velmi krátké době sonikace. 400 wattový ultrazvukový procesor, jako je např
Hielscher's UP400St dokáže zpracovat 10 litrovou dávku botanické suspenze během 5-8 minut. Průmyslové ultrasonicators zpracovávají kejdu skládající se z rostlinného materiálu a rozpouštědla v kontinuálním toku. Médium je čerpáno přes ultrazvukový reaktor a tam sonikováno. V průmyslovém měřítku může UIP4000hdT (4kW) dosáhnout cca. 3 l / min.
Vzhledem k vysokému výtěžku extraktu a rychlosti procesu je ultrazvuková extrakce obzvláště účinná. Proto byla sonikace rychle přizpůsobena několika výrobci extraktů, kteří vyrábějí vysoce kvalitní extrakty, např. CBD, kanabinoidy, vanilku, řasy, zázvor a mnoho dalších botanických extraktů. Ultrazvuková kavitace může dosáhnout výtěžku extraktu 95-99% účinné látky obsažené v botanických látkách. Výzkum například prokázal 99,27% účinnost extrakce pro uvolňování celkových fenolů z olivových listů. (Luo, 2011) Ultrazvukový proces lze optimálně přizpůsobit surovině a požadované kvalitě extraktu úpravou procesních parametrů (ultrazvuková amplituda, teplota, tlak, viskozita).
Ultrazvuková extrakce je kompatibilní s téměř jakýmkoli druhem rozpouštědla. Pro ultrazvukem asistovanou extrakci olivových listů bylo zjištěno, že nejúčinnější je 80% vodný ethanol. Výtěžek extrakce pro konkrétní fytochemické sloučeniny však lze změnit výběrem jiného rozpouštědla s odlišnou polaritou (např. methanol).
Máte zájem zvýšit výnosy extra panenského olivového oleje během malaxace? Pak klikněte zde a dozvíte se více o ultrazvukové malaxaci EVOO!
Výhody ultrazvukových extrakčních systémů
Výhodou ultrazvukové extrakce je vysoký výtěžek extrakce, svobodná volba rozpouštědla (např. voda, ethanol, směs vody a etanolu, olivový olej atd.) a také jednoduchá a bezpečná obsluha. Vzhledem k intenzivním mechanickým silám sonikace jsou ekologická a mírná rozpouštědla, jako je voda, ethanol atd., Obvykle dostatečná k dosažení mimořádné rychlosti extrakce a výtěžku. Výsledkem je, že ultrazvuková extrakce zkracuje dobu extrakce a umožňuje snížené použití rozpouštědel nebo použití jemnějších, jemnějších rozpouštědel. To znamená, že ultrazvuková extrakce umožňuje jak vyšší rychlost extrakce, tak zdravější extrakty (např. Extrakty ze studené vody). Vzhledem k tomu, že teplota procesu může být během sonikace přesně řízena, je zabráněno tepelnému rozkladu extraktů v důsledku příliš vysokých teplot a odpařování látek.
Ve srovnání se superkritickým CO2 extraktoru, pořizovací náklady na ultrazvukový extraktor jsou nízké. Ultrazvukové procesory mohou bodovat také z hlediska provozních nákladů, jednoduché, uživatelsky přívětivé obsluhy a bezpečnosti práce.
- Úplnější extrakce
- Vyšší výnosy
- Rychlý proces
- Kompatibilní s jakýmkoli rozpouštědlem
- Netepelný proces
- Snadná a bezpečná obsluha
- Nízké nároky na údržbu
ultrazvuk – Od menších sérií až po průmyslovou výrobu
Zvláštností ultrazvukového zpracování je lineární škálovatelnost procesu extrakce. Studie proveditelnosti a výrobu menších šarží lze snadno provádět pomocí praktického ultrazvukového přístroje v otevřené nádobě. To usnadňuje testování účinnosti a kvality procesu ultrazvukové extrakce. Jakékoli výsledky získané v malém měřítku lze plně reprodukovat a zvětšit. Digitální řízení ultrazvukového extraktoru a automatické zaznamenávání dat ultrazvukových parametrů na interní SD kartu umožňují přesné sledování procesu a reprodukovatelnost konstantních standardů kvality. Portfolio produktů Hielscher Ultrasonics nabízí ultrazvukové extraktory pro každou váhu – Od 50wattových ručních zařízení až po 16 000 wattový průmyslový ultrazvuk pro inline výrobu. Díky desítkám let zkušeností společnosti Hielscher Ultrasonics s ultrazvukovou extrakcí a instalaci několika stovek ultrazvukových extrakčních systémů po celém světě je zaručeno kompetentní a komplexní poradenství.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
UIP4000hdT sonikátor pro inline zpracování olivových listů pro výrobu vysoce kvalitních extraktů
Vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k pilot a industriální škála.
Fakta, která stojí za to vědět
Zdravotní přínosy extraktu z olivových listů
Hlavními složkami olivových listů jsou secoiridoidy (typ monoterpenoidů), jako je oleuropein, ligstrosid, methyloleuropein a oleosid; flavanoidy, jako je apigenin, kaempferol, luteolin a chrysoeriol; a fenolické sloučeniny, jako je kyselina kávová, tyrosol a hydroxytyrosol. Výtažky z olivových listů mají protizánětlivé účinky a bylo zjištěno, že zlepšují chronická onemocnění (např. cukrovka, artritida), kardiovaskulární onemocnění, neurodegenerativní onemocnění a aktivují mechanismy účinku proti rakovině. Například příznivé účinky oleuropeinu u pacientů s diabetem jsou spojeny se snížením oxidačního stresu, snížením krevního tlaku, inhibicí tvorby konečných produktů pokročilé glykace (AGE), snížením hladiny glukózy v krvi, zvýšením uvolňování inzulínu a GLP-1 vyvolaného glukózou, zvýšením periferního vychytávání glukózy a dalšími buněčnými a metabolickými účinky.
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.