Εκχύλιση με υπερήχους από εκχύλισμα φύλλου ελιάς

Τα εκχυλίσματα φύλλων ελιάς είναι ένα ισχυρό συμπλήρωμα διατροφής και θεραπευτικό καθώς περιέχει ισχυρά αντιοξειδωτικά όπως οι πολυφαινόλες ολεουροπεΐνη, η υδροξυτυροσόλη και η βερμασκοσίδη. Η εκχύλιση με υπερήχους είναι εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική για την απελευθέρωση και την απομόνωση βιοδραστικών ενώσεων όπως οι πολυφαινόλες, οι φλαβονι και τα τερπενοειδή από φύλλα ελιάς.

Εκχύλισμα φύλλων ελιάς

Τα φύλλα ελιάς (Olea europaea), ένα γεωργικό απόβλητο ή υποπροϊόν, είναι μια μεγάλη πηγή φυσικών αντιοξειδωτικών του os. Τα φύλλα ελιάς περιέχουν διάφορες πολυφαινόλες (γνωστές και ως βιοφαινόλες), όπως ελαιουπερπεΐνη και ελαιοΐνη. Οι πολυφαινόλες εμφανίζονται φυσικά στα φυτά και συμβάλλουν στα οφέλη για την υγεία του εκχυλίσματος φύλλων ελιάς. Εκτός από τις πολυφαινόλες, τα φύλλα της ελιάς είναι πλούσια σε αντιοξειδωτικά, όπως ισομερή λιγστροσιδών, υδροξυτυροσόλη, τυροσόλο και καφεϊκό οξύ.
Το εκχύλισμα φύλλων ελιάς είναι το συμπύκνωμα των φυτοχημικών στα φύλλα ελιάς και περιέχει έτσι μεγάλη ποσότητα ισχυρών αντιοξειδωτικών. Το εκχύλισμα φύλλων ελιάς χρησιμοποιείται παραδοσιακά για να ενισχύσει το ανοσοποιητικό σύστημα. Για παράδειγμα, χορηγείται για τη βελτίωση των συμπτωμάτων του κοινού κρυολογήματος, βήχας, και πονόλαιμος.
Επιπλέον, η έρευνα δείχνει ότι οι πολυφαινόλες στο εκχύλισμα φύλλων ελιάς μπορεί να μειώσουν τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων, χαμηλότερα επίπεδα χοληστερόλης, να βοηθήσουν στην απώλεια βάρους, να εκθέσουν αντιμικροβιακά αποτελέσματα και να δράσουν ως αντικαρκινικός παράγοντας.
Για το λόγο αυτό, τα εκχυλίσματα από φύλλα ελιάς (Olea europaea L. folium) χρησιμοποιούνται ως δραστικό συστατικό σε σκευάσματα προϊόντων φαρμακευτικών προϊόντων και συμπληρωμάτων διατροφής. Επιπλέον, τα εκχυλίσματα φύλλων ελιάς χρησιμοποιούνται σε συμπληρώματα διατροφής, θεραπευτικά, καλλυντικά, καθώς και τρόφιμα και ποτά.
Εμποτισμένο ελαιόλαδο: Το εκχύλισμα φύλλων ελιάς χρησιμοποιείται επίσης για τον εμπλουτισμό ελαιολάδων όπως το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο. Εμπλουτισμένο με εκχύλισμα φύλλων ελιάς, το ελαιόλαδο έχει πιο πλούσιο γευστικό προφίλ και η τιμή ORAC του ελαιολάδου αυξάνεται. Με τα ελαιόλαδα εμποτισμένα με φύλλα ελιάς παρουσιάζουν βελτιωμένη διάρκεια ζωής και υψηλότερη σταθερότητα θερμότητας, καθώς τα αντιοξειδωτικά σαρώνουν τις ελεύθερες ρίζες και αποτρέπουν την ταγγότητα.

Ενώσεις φύλλων ελιάς

Η σύνθεση των φαινολικών ενώσεων στα φύλλα ελιάς περιλαμβάνει ελαιογλυφίδες (ολεουροπεΐνη, βερβασκοσίδη), φλαβόνες (λουτεολίνη, διοσμετίνη, apigenin-7-γλυκόζη, λουτεολίνη-7-γλυκόζη, διοσμετίνη-7-γλυκόζη), φλαβονόλες (ρουτίνη), φλαβάν-3-ολς (κατεχίνη) και φαινολσικά παράγωγα (τυροσόλη, υδροξυτυροσόλη, βανιλλίνη, βανιλλικό οξύ, καφικό οξύ). Η ολεουροπεΐνη και η υδροξυτυροσόλη είναι οι σημαντικότερες φαινολικές ενώσεις στα φύλλα ελιάς.

Ολεουροπίνη

Η ολεουροπεΐνη, ένα μη τοξικό ιριδοειδές ελιάς (ένας τύπος μονοτερπενοειδή), είναι ένας τύπος φαινολικής πικρής ένωσης. Ενώ υπάρχει στο πράσινο δέρμα ελιάς, τη σάρκα, τους σπόρους και τα φύλλα, η ολεουροπεΐνη είναι η πιο πλούσια στα φύλλα ελιάς. Με περιεκτικότητα 6-14% ξηρού βάρους είναι το πιο σημαντικό βιοδραστικό μόριο στις ελιές. Ανάλογα με την ποικιλία ελιάς, το έδαφος και το χρόνο συγκομιδής, η περιεκτικότητα σε ολιουροπεΐνη μπορεί ακόμη και να αυξηθεί μέχρι 17-23% ξηρό βάρος.

Υδροξυτυροσόλη

Η υδροξυτυροσόλη είναι μεταβολίτης της ολεουροπεΐνης. Και τα δύο μόρια είναι γνωστά για την ισχυρή αντιοξειδωτική τους δράση, η οποία συμβάλλει σε ορισμένες από τις αντιοξειδωτικές, αντιφλεγμονώδεις και νοσοκομειακής δράσης του ελαιολάδου. Η υδροξυτυροσόλη έχει μία από τις υψηλότερες τιμές της συνάρτησης ORAC (ικανότητα απορρόφησης ριζών οξυγόνου) που παρατηρούνται στα φυσικά αντιοξειδωτικά.

Ένα εκχύλισμα φύλλων ελιάς πλήρους φάσματος περιέχει πολλές πολυφαινόλες, αντιοξειδωτικά και άλλα φυτοχημικά, τα οποία έχουν συνεργιστικές επιδράσεις. Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια αξιόπιστη τεχνική εκχύλισης, η οποία απελευθερώνει όλα τα φυτοχημικά από τα φύλλα ελιάς και παράγει με αυτόν τον τρόπο ένα εξαιρετικά ισχυρό ευρυζωνικό εκχύλισμα.

Τι είναι ο υπέρηχος και η εκχύλιση με υπερήχους;

Ο υπέρηχος ορίζεται ως ηχητικές δονήσεις με περισσότερο από 20kHz, δηλαδή περισσότερες από 20.000 ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο. Αυτή είναι η περιοχή που είναι πάνω από το ανθρώπινο φάσμα ακοής. Ο υπέρηχος καλύπτει έτσι ένα πολύ μεγάλο φάσμα ακουστικών δονήσεων, πράγμα που σημαίνει ότι πολλές διαφορετικές εφαρμογές εμπίπτουν στον τομέα του υπερήχου. Τα πιο γνωστά παραδείγματα χρήσης περιλαμβάνουν διαδικασίες απεικόνισης στο γιατρό, βοήθεια στάθμευσης σε αυτοκίνητα και τη μη καταστρεπτική δοκιμή των υλικών. Για τα παραδείγματα που αναφέρονται υψηλής συχνότητας, χρησιμοποιείται μη καταστρεπτικός υπέρηχος.
Ο υπέρηχος υψηλής ισχύος ορίζεται ως ηχητικά κύματα υψηλής έντασης και χαμηλής συχνότητας με συχνότητα περίπου 20-60kHz. Αυτά τα ενεργειακά πυκνά ηχητικά κύματα παράγουν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεση) και κύκλους χαμηλής πίεσης (σπανιοανάστη) σε υγρά. Κατά τη διάρκεια ενός κύκλου χαμηλής πίεσης, τα κύματα υπερήχων υψηλής ενέργειας δημιουργούν μικρές φυσαλίδες κενού ή κενά στο υγρό. Όταν αυτές οι φυσαλίδες φθάνουν σε έναν όγκο όπου δεν μπορούν να απορροφήσουν την περαιτέρω ενέργεια, εκρήγνυνται κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο κατάρρευσης φυσαλίδων είναι γνωστό ως σπηλαίωση.
Η δημιουργία κοιλότητας δημιουργεί τοπικά καυτά σημεία στο υγρό ή την υδαρή κοπριά, τα οποία μπορούν να φθάσουν σε θερμοκρασίες έως 5000K και πιέσεις έως και 2000atm. Επιπλέον, η κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης δημιουργεί αεριωθούμενα αεροπλάνα υγρού σε ταχύτητες έως και 280 m/s. Αυτές οι τοπικά εμφανιζόμενες ακραίες συνθήκες προκαλούν την έκρηξη των φυτικών κυττάρων, έτσι ώστε να απελευθερώνονται βιοδραστικές ουσίες που παγιδεύονται στο εσωτερικό του φυτικού κυττάρου. Αυτό σημαίνει ότι η ακουστική σπηλαίωση διαταράσσει τα φυτικά κύτταρα και οδηγεί σε υψηλότερη διάχυση των ενδοκυτταρικών μορίων στο διάλυμα εκχύλισης (διαλύτης), ενισχύοντας έτσι τη μεταφορά μάζας. Υψηλότερη μεταφορά μάζας σημαίνει υψηλότερο ποσοστό εκχύλισης. Ως εκ τούτου, υπερήχων καθετήρες είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα εργαλεία για την παραγωγή υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα από βότανα, όπως βότανα, φύλλα, φρούτα και άλλα φυτικά υλικά.
Υπερήχων εκχύλιση προσφέρει διάφορα πλεονεκτήματα, όπως η πλήρης εκχύλιση / πολύ υψηλές αποδόσεις, μειωμένο χρόνο εκχύλισης, βελτιωμένη απόδοση, συμβατότητα με οποιοδήποτε διαλύτη, και είναι μια μη θερμική μέθοδος εκχύλισης.

Ο αριθμός δείχνει την υπερυψηλής απόδοσης υγρή χρωματογραφία με χρωματογράφημα ανιχνευτή διόδων (UHPLC-DAD) με υπερηχητικά εξορύσσεται φαινολικά φύλλα ελιάς. Οι κορυφές 1 και 2 ανιχνεύθηκαν στα 325nm (κόκκινες γραμμές), ενώ η κορυφή 3 (μπλε γραμμή) ανιχνεύθηκε στα 280nm.
εικόνα και μελέτη: Giocometti, J. et al. (2018)

Εκχυλίσματα φύλλων ελιάς που παράγονται από Sonication

Οι ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες στη ζώνη "hot spot" της υπερηχητικής σπηλαίωσης έχουν διάφορες επιδράσεις στο φυτικό υλικό και τη δυνατότητα εξαγωγής του. Αυτό περιλαμβάνει την υπέρβαση της επιλεκτικής διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης, την αυξημένη ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του εσωτερικού των κυττάρων και του διαλύτη, τη μηχανική διαταραχή των κυττάρων και την έκλυση ενδοκυτταρικών ουσιών (π.χ. φυτοχημικές ουσίες όπως ολεουροπβίνη, υδροξυτυροσόλη, γαλικό οξύ κ.λπ.). Αυτά τα αποτελέσματα έχουν ως αποτέλεσμα μια υψηλή απόδοση των υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα μέσα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα υπερήχηση. Ένας υπερηχητικός επεξεργαστής 400 watt όπωςΤο UP400St του Hielscher μπορεί να επεξεργαστεί μια παρτίδα 10 λίτρων βοτανικής υδαρούς κοπριάς μέσα σε 5-8 λεπτά. Οι βιομηχανικοί υπερηχητικοί επεξεργάζονται την κοπριά που αποτελείται από φυτικό υλικό και διαλύτη σε συνεχή ροή. Το μέσο αντλείται μέσω ενός υπερηχητικού αντιδραστήρα και υπερήχων εκεί. Σε βιομηχανική κλίμακα, ένα UIP4000hdT (4kW) μπορεί να επιτύχει περίπου 3L/min.
Λόγω της υψηλής απόδοσης του εκχυλίσματος και της ταχύτητας της διαδικασίας, η εκχύλιση με υπερήχους είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική. Ως εκ τούτου, υπερήχηση έχει προσαρμοστεί γρήγορα από πολλούς κατασκευαστές εκχύλισμα που παράγουν υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα, π.χ. CBD, κανναβινοειδή, βανίλια, φύκια, τζίντζερ, και πολλά άλλα βοτανικά εκχυλίσματα. Υπερήχων σπηλαίωση μπορεί να επιτύχει μια απόδοση εκχύλισμα του 95-99% της δραστικής ένωσης που περιέχονται στα βότανα. Για παράδειγμα, η έρευνα έδειξε απόδοση εκχύλισης 99,27% για την απελευθέρωση συνολικών φαινολικών από φύλλα ελιάς. (Luo, 2011) Η διαδικασία υπερήχων μπορεί να προσαρμοστεί βέλτιστα στην πρώτη ύλη και την επιθυμητή ποιότητα εκχυλίσματος προσαρμόζοντας τις παραμέτρους της διεργασίας (εύρος υπερήχων, θερμοκρασία, πίεση, ιξώδες).
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι συμβατή με σχεδόν οποιοδήποτε είδος διαλύτη. Για υπερήχων με τη βοήθεια της εκχύλισης φύλλων ελιάς, 80% υδατική αιθανόλη έχει βρεθεί πιο αποτελεσματική. Αλλά η απόδοση εκχύλισης για συγκεκριμένες φυτοχημικές ενώσεις μπορεί να αλλάξει επιλέγοντας έναν άλλο διαλύτη με διαφορετική πολικότητα (π.χ. μεθανόλη).
Ενδιαφέρεστε να αυξάσετε τις αποδόσεις σας στο εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο κατά τη διάρκεια της μαλάξευσης; Στη συνέχεια, κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με υπερήχων malaxation του EVOO!

Πλεονεκτήματα των υπερηχητικών συστημάτων εξαγωγής

Τα πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους είναι η υψηλή απόδοση εκχύλισης, η ελεύθερη επιλογή του διαλύτη (π.χ. νερό, αιθανόλη, μείγμα νερού-αιθανόλης, ελαιόλαδο, κ.λπ.), καθώς και η απλή και ασφαλής λειτουργία. Λόγω των εντατικών μηχανικών δυνάμεων της υπερήχησης, οι οικολογικοί και ήπιοι διαλύτες όπως το νερό, η αιθανόλη κ.λπ. Ως αποτέλεσμα, η εκχύλιση με υπερήχους μειώνει το χρόνο εκχύλισης και επιτρέπει τη μειωμένη χρήση διαλυτών ή τη χρήση ηπιότερων, πιο ήπιας διαλύτες. Αυτό σημαίνει ότι η εκχύλιση με υπερήχους επιτρέπει και τα δύο, υψηλότερα ποσοστά εκχύλισης και πιο υγιεινά εκχυλίσματα (π.χ. εκχυλίσματα κρύου νερού). Δεδομένου ότι η θερμοκρασία της διεργασίας μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια κατά τη διάρκεια της υπερήχησης, αποφεύγεται η θερμική αποσύνθεση των εκχυλισμάτων λόγω υπερβολικά υψηλών θερμοκρασιών καθώς και η εξάτμιση των ουσιών.
Σε σύγκριση με ένα υπερκρίσιμο CO₂ εξολκέας, το κόστος απόκτησης ενός υπερηχητικού εξολκέα είναι χαμηλό. Οι επεξεργαστές υπερήχων μπορούν επίσης να κερδίσουν πόντους από την άποψη του λειτουργικού κόστους, απλή, φιλική προς το χρήστη λειτουργία και την επαγγελματική ασφάλεια.

υπερήχων – για μικρότερες ποσότητες μέχρι τη βιομηχανική παραγωγή

Ένα ειδικό χαρακτηριστικό της επεξεργασίας υπερήχων είναι η γραμμική επεκτασιμότητα της διαδικασίας εκχύλισης. Μελέτες σκοπιμότητας και την παραγωγή μικρότερων παρτίδων μπορούν εύκολα να πραγματοποιηθούν με μια εύχρηστη συσκευή υπερήχων σε ένα ανοικτό δοχείο. Αυτό το καθιστά εύκολο να ελέγξετε την αποτελεσματικότητα και την ποιότητα της διαδικασίας εκχύλισης με υπερήχους. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται σε μικρή κλίμακα μπορούν να αναπαραχθούν πλήρως και να κλιμακωθούν. Ο ψηφιακός έλεγχος του υπερηχητικού εξολκέα και η αυτόματη καταγραφή δεδομένων των παραμέτρων υπερήχων σε μια εσωτερική κάρτα SD επιτρέπουν την ακριβή παρακολούθηση της διαδικασίας και την αναπαραγωγιμότητα των σταθερών προτύπων ποιότητας. Το χαρτοφυλάκιο προϊόντων hielscher υπερήχων προσφέρει τους υπερηχητικούς εξολκέες για κάθε κλίμακα – από συσκευές χειρός 50 watt σε 16.000 watt βιομηχανικού υπερήχου για ενσωματωμένη παραγωγή. Χάρη στις δεκαετίες hielscher υπερήχων »της εμπειρίας στην εκχύλιση με υπερήχους και την εγκατάσταση πολλών εκατοντάδων υπερήχων συστήματα εκχύλισης σε όλο τον κόσμο, αρμόδιες και ολοκληρωμένες συμβουλές είναι εγγυημένη.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη για την κατά προσέγγιση ικανότητα επεξεργασίας των υπερήχων μας: