Ultralydsekstraktion af olivenblade til polyfenolekstrakter med højt udbytte
Fremstil kraftfulde olivenbladekstrakter, der er rige på oleuropein, hydroxytyrosol, verbascosid, flavonoider og andre bioaktive polyfenoler, ved hjælp af Hielschers ultralydsapparater af probetypen. Ultralydsekstraktion fremskynder celleopbrydning og masseoverførsel, hvilket hjælper producenter med at opnå høje udbytter, korte forarbejdningstider og reproducerbar ekstraktkvalitet ved brug af vand, ethanol-vand-blandinger eller andre egnede opløsningsmidler.
Ultralydsekstraktion af bioaktive forbindelser fra olivenblade
Fra laboratorieforsøg til pilotproduktion og industriel inline-produktion giver Hielschers ultralydsapparater dig præcis kontrol over amplitude, temperatur, energitilførsel og behandlingstid. Dette gør ultralydsekstraktion til en effektiv løsning inden for udvikling af kosttilskud, planteekstrakter, funktionelle fødevarer, kosmetik og farmaceutiske ingredienser.
Fordelene ved ultralydsekstraktion af olivenblade i detaljer:
- Højere udvindingsgrad: Frigør fenolforbindelser fra olivenblade effektivt ved hjælp af akustisk kavitation.
- Kortere behandlingstid: Reducer ekstraktionstiden sammenlignet med traditionel maceration og opløsningsmiddelekstraktion.
- Mild proces, der kan tilpasses opløsningsmidlet: Brug vand, vandig ethanol, glycerol, olier eller andre opløsningsmidler, der er forenelige med processen.
- Skalerbart udstyr: Udvikl din proces ved hjælp af laboratorie-ultralydsapparater, og skalér den lineært op til industrielle gennemstrømningssystemer.
- Genskabelig kvalitet: Digital styring og datalogning sikrer en ensartet produktion af ekstrakter.
- Alsidig: Udviklet til producenter af kosttilskud, producenter af planteekstrakter, olivenoliefabrikker og farmaceutisk forskning&D-laboratorier, leverandører af kosmetiske ingredienser og fødevareteknologivirksomheder.
Fortæl os om jeres olivenblade som ressource og jeres produktion af polyfenoler. Vi anbefaler jer den bedste ultralydskonfiguration for at opnå et højere udbytte af polyfenoler.
UIP4000hdT, en kraftfuld industriel ultralydsapparat på 4 kW til botanisk ekstraktion
Hvad gør olivenbladekstrakt så gavnligt?
Olivenblade (Olea europaea), et landbrugsaffald eller biprodukt, er en god kilde til naturlige antioxidanter. Olivenblade indeholder forskellige polyfenoler (også kendt som biofenoler), såsom oleuropein og oleacein. Polyfenoler forekommer naturligt i planter og bidrager til de sundhedsmæssige fordele ved olivenbladekstrakt. Udover polyfenoler er oliventræets blade rige på antioxidanter, såsom ligstrosidisomerer, hydroxytyrosol, tyrosol og koffeinsyre.
Olivenbladsekstrakt er koncentratet af fytokemikalier i olivenblade og indeholder derved en høj mængde kraftige antioxidanter. Olivenbladsekstrakt bruges traditionelt til at styrke immunforsvaret. For eksempel administreres det for at lindre symptomer på forkølelse, hoste og ondt i halsen.
Desuden tyder forskning på, at polyfenolerne i olivenbladsekstrakt kan mindske risikoen for hjerte-kar-sygdomme, sænke kolesterolniveauet, bidrage til vægttab, have antimikrobielle virkninger og fungere som et kræftbekæmpende middel.
Af denne grund anvendes ekstrakter fra olivenblade (Olea europaea L. folium) som en aktiv ingrediens i produktformuleringer af lægemidler og kosttilskud. Desuden bruges olivenbladekstrakter i kosttilskud, terapi, kosmetik samt mad og drikkevarer.
Olivenbladekstrakt er rig på polyfenoler såsom oleuropein, koffeinsyre, hydroxytyrosol, verbascosid, rutin, quercitin osv.
Infunderet olivenolie: Olivenbladsekstrakt bruges også til at berige olivenolier såsom ekstra jomfru olivenolie. Olivenolien er beriget med olivenbladsekstrakt og har en rigere smagsprofil, og olivenoliens ORAC-værdi øges. Med olivenbladsinfunderede olivenolier udviser forbedret holdbarhed og højere varmestabilitet, da antioxidanter fjerner frie radikaler og forhindrer harskning.
Lær mere om ultralydassisteret olivenmaceration til produktion af ekstra jomfru olivenolie!
De vigtigste fytokemikalier i olivenblade
Sammensætningen af fenolforbindelser i olivenblade omfatter oleurosider (oleuropein, verbascosid), flavoner (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukosid, luteolin-7-glukosid, diosmetin-7-glukosid), flavonoler (rutin), flavan-3-oler (catechin) og fenolderivater (tyrosol, hydroxytyrosol, vanillin, vanillinsyre, koffeinsyre). Oleuropein og hydroxytyrosol er de vigtigste fenolforbindelser i olivenblade.
Oleuropein
Oleuropein, et ugiftigt iridoid fra oliven (en type monoterpenoid), er en type fenolisk bitter forbindelse. Selvom det findes i grønne olivenes skal, frugtkød, kerner og blade, er det i olivenbladene, at oleuropein forekommer i størst mængde. Med et indhold på 6–14 % af tørvægten er det det mest fremtrædende bioaktive molekyle i olivenblade. Afhængigt af olivensort, jordbund og høsttidspunkt kan oleuropeinindholdet endda stige til 17–23 % af tørvægten.
hydroxytyrosol
Hydroxytyrosol er et metabolit af oleuropein. Begge molekyler er kendt for deres kraftige antioxidantvirkning, som bidrager til nogle af olivenoliens antioxidant-, antiinflammatoriske og sygdomsbekæmpende egenskaber. Hydroxytyrosol har en af de højeste kendte ORAC-værdier (oxygenradikalabsorptionskapacitet), der er observeret i naturlige antioxidanter.
Et fuldspektret olivenbladekstrakt indeholder adskillige polyfenoler, antioxidanter og andre fytokemikalier, som har synergistiske virkninger. Ultralydsekstraktion er en pålidelig ekstraktionsteknik, der frigiver alle fytokemikalier fra olivenbladene og derved producerer et meget potent bredbåndsekstrakt.
Ultralydsudsugning UIP2000hdT (2kW) med batchreaktor
Olivenbladekstrakter produceret ved sonikering
De ekstreme miljøforhold i “Hotspot” zonen for ultralydskavitation har forskellige virkninger på plantematerialet og dets udvindbarhed. Dette omfatter overvindelse af cellemembranens selektive permeabilitet, den øgede udveksling af stoffer mellem celleindretningen og opløsningsmidlet, den mekaniske celleopbrydning og frigivelsen af intracellulære stoffer (dvs. fytokemikalier såsom oleuropein, hydroxytyrosol, gallussyre osv.). Disse effekter resulterer i et højt udbytte af ekstrakter af høj kvalitet inden for en meget kort sonikeringstid. En 400 watt ultralydsprocessor såsom
Hielschers UP400St kan behandle et 10 liters parti botanisk gylle inden for 5-8 minutter. De industrielle ultralydapparater behandler opslæmningen bestående af plantemateriale og opløsningsmiddel i kontinuerlig strøm. Mediet pumpes gennem en ultralydsreaktor og sonikeres der. I industriel skala kan en UIP4000hdT (4kW) opnå ca. 3L/min.
På grund af det høje ekstraktudbytte og proceshastighed er ultralydsekstraktion særlig effektiv. Derfor er sonikering hurtigt blevet tilpasset af flere ekstraktproducenter, der producerer ekstrakter af høj kvalitet, f.eks. CBD, cannabinoider, vanilje, alger, ingefær og mange andre botaniske ekstrakter. Ultralydskavitation kan opnå et ekstraktudbytte på 95-99% af den aktive forbindelse indeholdt i de botaniske stoffer. For eksempel viste forskning en ekstraktionseffektivitet på 99,27 % for frigivelse af samlede phenoler fra olivenblade. (Luo, 2011) Ultralydsprocessen kan tilpasses optimalt til råmaterialet og den ønskede ekstraktkvalitet ved at justere procesparametrene (ultralydsamplitude, temperatur, tryk, viskositet).
Figuren viser den ultrahøjtydende væskekromatografi med en diode-array-detektor (UHPLC-DAD) kromatogram af ultralydekstraherede olivenbladsphenoler. Toppe 1 og 2 blev detekteret ved 325 nm (røde linjer), mens top 3 (blå linje) blev registreret ved 280 nm.
billede og undersøgelse: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultralydsekstraktion er kompatibel med næsten enhver form for opløsningsmiddel. Til ultralydassisteret olivenbladsekstraktion har 80 % vandig ethanol vist sig at være mest effektiv. Men ekstraktionsudbyttet for specifikke fytokemiske forbindelser kan ændres ved at vælge et andet opløsningsmiddel med forskellig polaritet (f.eks. methanol).
Er du interesseret i at øge dit udbytte af ekstra jomfru olivenolie under malaxation? Så klik her for at lære mere om ultralydsmalaksation af EVOO!
Fordele ved ultralydsekstraktionssystemer
Fordelene ved ultralydsekstraktion er det høje ekstraktionsudbytte, det frie valg af opløsningsmiddel (f.eks. Vand, ethanol, vand-ethanolblanding, olivenolie osv.) Samt den enkle og sikre betjening. På grund af de intensive mekaniske kræfter ved sonikering er økologiske og milde opløsningsmidler såsom vand, ethanol osv. Normalt tilstrækkelige til at opnå en ekstraordinær ekstraktionshastighed og udbytte. Som et resultat forkorter ultralydsekstraktion ekstraktionstiden og muliggør en reduceret brug af opløsningsmidler eller brugen af mildere, blidere opløsningsmidler. Dette betyder, at ultralydsekstraktion giver mulighed for både højere ekstraktionshastigheder og sundere ekstrakter (f.eks. Koldtvandsekstrakter). Da procestemperaturen kan kontrolleres nøjagtigt under sonikeringen, undgås termisk nedbrydning af ekstrakterne på grund af for høje temperaturer samt fordampning af stofferne.
Sammenlignet med en superkritisk CO₂-ekstraktor er anskaffelsesomkostningerne til en ultralydsekstraktor lave. Ultralydsekstraktorerne scorer også point, hvad angår driftsomkostninger, enkel og brugervenlig betjening samt arbejdssikkerhed.
- Mere komplet udsugning
- Højere udbytter
- hurtig proces
- Kompatibel med alle opløsningsmidler
- ikke-termisk proces
- Nem og sikker at betjene
- lav vedligeholdelse
Ultralydsekstraktion til mindre mængder og op til industriel produktion
Et særligt kendetegn ved ultralydsbehandling er ekstraktionsprocessens lineære skalerbarhed. Gennemførlighedsundersøgelser og produktion af mindre batcher kan nemt udføres med et praktisk ultralydsapparat i en åben beholder. Dette gør det nemt at teste effektiviteten og kvaliteten af ultralydsekstraktionsprocessen. Alle resultater opnået i lille skala kan fuldt ud reproduceres og opskaleres. Den digitale styring af ultralydsekstraktoren og den automatiske datalogning af ultralydsparametrene på et internt SD-kort muliggør præcis overvågning af processen og reproducerbarhed af konstante kvalitetsstandarder. Hielscher Ultrasonics’ Vores produktsortiment omfatter ultralydsekstraktionsanlæg til alle størrelsesordener – fra håndholdte enheder på 50 watt til industriel ultralyd på 16.000 watt til produktionslinjer. Takket være Hielscher Ultrasonics’ Med flere årtier af erfaring inden for ultralydsekstraktion og installation af flere hundrede ultralydsekstraktionsanlæg over hele verden er du garanteret kompetent og grundig rådgivning.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Hvad er ultralyd og ultralydsekstraktion?
Ultralyd defineres som lydvibrationer med mere end 20kHz, dvs. mere end 20.000 svingninger i sekundet. Dette er det område, der er over det menneskelige hørespektrum. Ultralyd dækker således over et meget stort område af akustiske vibrationer, hvilket betyder, at mange forskellige anvendelser falder inden for ultralydsområdet. De mest kendte eksempler på anvendelse omfatter billeddannelsesprocedurer hos lægen, parkeringshjælp i biler og ikke-destruktiv test af materialer. Til de nævnte eksempler anvendes højfrekvent, ikke-destruktiv ultralyd.
Ultralyd med høj effekt defineres som højintensive, lavfrekvente lydbølger med en frekvens på ca. 20-60kHz. Disse energitætte lydbølger genererer skiftevis højtrykscyklusser (kompression) og lavtrykscyklusser (sjældenhed) i væsker. Under en lavtrykscyklus skaber ultralydsbølgerne med høj energi små vakuumbobler eller hulrum i væsken. Når disse bobler når et volumen, hvor de ikke kan absorbere yderligere energi, brister de under en højtrykscyklus. Dette bobleimplosionsfænomen er kendt som kavitation.
Kavitation skaber lokale hot spots i væsken eller gyllen, som kan nå temperaturer på op til 5000K og tryk på op til 2000atm. Derudover skaber implosionen af kavitationsboblerne væskestråler med hastigheder på op til 280 m/s. Disse lokalt forekommende ekstreme forhold får planteceller til at briste, så bioaktive stoffer, der er fanget i det indre af plantecellen, frigives. Dette betyder, at akustisk kavitation forstyrrer planteceller og fører til højere diffusion af intracellulære molekyler ind i ekstraktionsopløsningen (opløsningsmiddel), hvilket forbedrer masseoverførslen. Højere masseoverførsel betyder højere ekstraktionshastighed. Derfor er ultralydssonder et af de mest udbredte værktøjer til at producere ekstrakter af høj kvalitet fra botaniske stoffer som urter, blade, frugter og andre plantematerialer.
Ultralydsekstraktion giver forskellige fordele såsom komplet ekstraktion / meget høje udbytter, reduceret ekstraktionstid, forbedret effektivitet, kompatibilitet med ethvert opløsningsmiddel og at være en ikke-termisk ekstraktionsmetode.
UIP4000hdT soniker til inline-forarbejdning af olivenblade til fremstilling af ekstrakter af høj kvalitet
Ultralydshomogenisatorer med høj effekt fra Lab til pilot og industriel skæl.
Ofte stillede spørgsmål om ultralydsekstraktion af olivenblade
Hvad er ultralydsekstraktion af olivenblade?
Ultralydsekstraktion af olivenblade er en proces, hvor der anvendes højintensiv ultralyd til at frigøre bioaktive forbindelser fra olivenblade til et opløsningsmiddel. Sonicatorer af probetypen genererer akustisk kavitation, hvilket nedbryder plantecellerne og forbedrer masseoverførslen. Dette hjælper med at udvinde værdifulde forbindelser såsom oleuropein, hydroxytyrosol, verbascosid, luteolin, rutin og andre polyfenoler fra olivenblade.
Hvorfor bruge ultralyd til at udvinde oleuropein fra olivenblade?
Ultralyd forbedrer frigivelsen af oleuropein ved mekanisk at nedbryde bladstrukturen og øge kontakten mellem plantematerialet og opløsningsmidlet. Sammenlignet med traditionel maceration kan ultralydsekstraktion reducere forarbejdningstiden, forbedre ekstraktionseffektiviteten og sikre højere udbytter under kontrollerede, milde temperaturforhold.
Hvordan udvindes hydroxytyrosol?
Hydroxytyrosol udvindes fra olivenblade, olivenfrugter eller biprodukter fra olivenpresser ved at blande plantematerialet med et egnet opløsningsmiddel, typisk vand eller vandig ethanol, og frigøre de fenoliske forbindelser fra plantecellerne. Ultralydsekstraktion forbedrer denne proces ved at bruge akustisk kavitation til at bryde cellerne op, øge masseoverførslen og udvinde hydroxytyrosol under milde, temperaturkontrollerede forhold. Læs om succeshistorien om en spansk virksomhed, der har specialiseret sig i produktion af biostimulanter ved hjælp af Hielscher-ultralydsapparater til udvinding af polyfenoler, herunder hydroxytyrosol, fra olivenpresserester!
Hvilke opløsningsmidler kan anvendes til ultralydsekstraktion af olivenblade?
Ultralydsekstraktion kan anvendes med mange opløsningsmidler, herunder vand, ethanol, vand-ethanol-blandinger, glycerol og olier. Til polyfenoler fra olivenblade anvendes der ofte vand-ethanol-blandinger, da disse kan opløse en bred vifte af fenolforbindelser. Valget af det bedste opløsningsmiddel afhænger af de ønskede forbindelser, lovgivningsmæssige krav, den efterfølgende forarbejdning og slutproduktets sammensætning.
Kan der fremstilles olivenbladsekstrakt uden høje temperaturer?
Ja. Ultralydsekstraktion er en ikke-termisk ekstraktionsmetode, hvor temperaturen holdes under kontrol under forarbejdningen. Da ekstraktionseffekten hovedsageligt skyldes akustisk kavitation og mekanisk forskydning, kan bioaktive stoffer frigøres effektivt uden overdreven opvarmning. Dette er nyttigt til at bevare varmefølsomme antioxidanter og fytokemikalier.
Er ultralydsekstraktion egnet til industriel produktion af olivenbladsekstrakt?
Ja. Ultralydsapparater af sondetypen kan anvendes til laboratorietests, pilotforsøg, batchproduktion og kontinuerlig inline-ekstraktion. Hielschers ultralydssystemer er skalerbare, hvilket gør det muligt at overføre procesparametre, der er udviklet på en mindre enhed, til større industrielle ultralydsreaktorer til kontinuerlig produktion.
Hvilken Hielscher-ultralydsapparat er velegnet til ekstraktion af olivenblade?
Valget af den rette ultralydsenhed afhænger af batchstørrelse, tørstofindhold, opløsningsmiddel, ønsket kapacitet samt om processen foregår i batch eller inline. Mindre systemer som UP200Ht eller UP400St er velegnede til ekstraktion i laboratorie- og pilotskala. Større systemer som UIP2000hdT, UIP4000hdT og UIP16000 er designet til pilot-, produktions- og industriel inline-ekstraktion.
Hvilke stoffer kan udvindes fra olivenblade ved hjælp af ultralyd?
Ultralydsekstraktion kan frigøre et bredt spektrum af fytokemikalier fra olivenblade, herunder oleuropein, hydroxytyrosol, tyrosol, verbascosid, luteolin, rutin, koffeinsyre, flavoner, flavonoler og andre fenolforbindelser. Den endelige sammensætning af ekstraktet afhænger af olivensorten, bladkvaliteten, opløsningsmidlet, temperaturen, ultralydsintensiteten og ekstraktionstiden.
Hvordan adskiller ultralydsekstraktion sig fra traditionel maceration?
Ved traditionel maceration er der ofte behov for lange ekstraktionstider og større mængder opløsningsmiddel. Ultralydsekstraktion intensiverer processen ved at nedbryde plantecellerne og øge masseoverførslen. Dette kan forkorte ekstraktionstiden, mindske behovet for opløsningsmiddel og forbedre udbyttet, samtidig med at processen forbliver let at skalere.
Kan ultralydsekstraktion anvendes til olivenolie tilsat olivenblade?
Ja. Ultralydsbehandling kan anvendes til at fremme infusionen af olivenbladekstrakter i olivenolie. Dette kan berige olivenolien med antioxidanter og polyfenoler, forbedre den oxidative stabilitet og skabe olivenolieprodukter med merværdi og en stærkere funktionel profil.
Hvordan opskalerer jeg en ultralydsbaseret ekstraktionsproces af olivenblade?
Opskalering begynder med laboratorieforsøg, hvor man fastlægger opløsningsmiddel, faststofindhold, amplitude, temperatur og ekstraktionstid. Når den ønskede ekstraktkvalitet og udbytte er bekræftet, kan processen overføres til pilot- eller industrielle ultralydssystemer. Hielschers ultralydsapparater understøtter lineær opskalering fra små batcher til højkapacitets-inlineproduktion.
Litteratur / Referencer
- 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.