Υπερήχων εκχύλιση των πολυφαινολών φύλλων ελιάς

Τα εκχυλίσματα φύλλων ελιάς είναι ένα ισχυρό συμπλήρωμα διατροφής και θεραπευτικό καθώς περιέχει ισχυρά αντιοξειδωτικά όπως οι πολυφαινόλες ελευρωπαΐνη, υδροξυτυροσόλη και βερμπασκοσίδη. Υπερήχων εκχύλιση είναι εξαιρετικά αποτελεσματική τεχνική για την απελευθέρωση και την απομόνωση βιοδραστικών ενώσεων όπως πολυφαινόλες, φλαβόνες και τερπενοειδή από φύλλα ελιάς.

Υπερήχων εκχύλιση των βιοδραστικών ενώσεων από φύλλα ελιάς

Υπερήχων εκχύλιση φύλλων ελιάς χρησιμοποιώντας έναν υπερήχων τύπου καθετήρα προσφέρει πλεονεκτήματα όπως η αποτελεσματικότητα, αυξημένη απόδοση, διατήρηση της βιοδραστικότητας, βιωσιμότητα, ευκολία λειτουργίας, και οικονομική αποδοτικότητα σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους εκχύλισης. Αυτά τα οφέλη το καθιστούν μια ελκυστική επιλογή για ερευνητές και βιομηχανίες που επιδιώκουν να εξαγάγουν βιοδραστικές ενώσεις από φύλλα ελιάς για διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των φαρμακευτικών προϊόντων, των φαρμακοτροφίμων και των λειτουργικών τροφίμων.

Ας εξερευνήσουμε λεπτομερώς τα οφέλη της εκχύλισης φύλλων ελιάς υπερήχων:

• Αποδοτικότητα: Οι υπερήχων τύπου καθετήρα παρέχουν υψηλής έντασης υπερηχητικά κύματα απευθείας στο δείγμα, προωθώντας την ταχεία και αποτελεσματική εκχύλιση. Αυτό επιτρέπει μικρότερους χρόνους εξαγωγής σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας και αυξάνοντας την παραγωγικότητα.
• Αυξημένη απόδοση:Τα υπερηχητικά κύματα διαταράσσουν τα κυτταρικά τοιχώματα και ενισχύουν την απελευθέρωση ενδοκυτταρικών ενώσεων, οδηγώντας σε υψηλότερες αποδόσεις εκχύλισης. Μελέτες έχουν δείξει ότι η εκχύλιση με υπερήχους μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα εκχύλισης των βιοδραστικών ενώσεων από φυτικά υλικά σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους.
• Διατήρηση της βιοδραστικότητας: Υπερήχων εκχύλιση λειτουργεί σε χαμηλότερες θερμοκρασίες σε σύγκριση με άλλες τεχνικές εκχύλισης, μειώνοντας τον κίνδυνο θερμικής υποβάθμισης των ευαίσθητων στη θερμότητα ενώσεων. Αυτό βοηθά στη διατήρηση της βιοδραστικότητας και της διατροφικής ποιότητας των εκχυλισμένων ενώσεων, όπως τα αντιοξειδωτικά, τα ένζυμα και οι βιταμίνες, που υπάρχουν στα φύλλα ελιάς.
• Πράσινο και βιώσιμο: Υπερήχων εκχύλιση θεωρείται μια πράσινη και βιώσιμη μέθοδος εκχύλισης, δεδομένου ότι συνήθως απαιτεί λιγότερο διαλύτη και ενέργεια σε σύγκριση με τις συμβατικές τεχνικές εκχύλισης. Επιπλέον, παράγει ελάχιστα απόβλητα και μπορεί εύκολα να κλιμακωθεί για βιομηχανικές εφαρμογές.
  Ευκολία λειτουργίας: Οι υπερήχων τύπου καθετήρα είναι σχετικά απλοί στη λειτουργία και απαιτούν ελάχιστη συντήρηση σε σύγκριση με άλλο εξοπλισμό εξαγωγής. Αυτό τα καθιστά κατάλληλα για έρευνα εργαστηριακής κλίμακας καθώς και για παραγωγή βιομηχανικής κλίμακας.
• Σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας: Ενώ η αρχική επένδυση σε εξοπλισμό υπερήχων μπορεί να είναι υψηλότερη από τις συμβατικές μεθόδους εκχύλισης, η αυξημένη αποτελεσματικότητα και παραγωγικότητα συχνά οδηγούν σε εξοικονόμηση κόστους με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, οι μικρότεροι χρόνοι εξόρυξης μειώνουν το κόστος εργασίας και αυξάνουν την απόδοση.

Τι κάνει το εκχύλισμα φύλλων ελιάς τόσο ευεργετικό;

Τα φύλλα ελιάς (Olea europaea), ένα γεωργικό απόβλητο ή υποπροϊόν, είναι μια μεγάλη πηγή φυσικών αντιοξειδωτικών. Τα φύλλα ελιάς περιέχουν διάφορες πολυφαινόλες (γνωστές και ως βιοφαινόλες), όπως η ελευρωπαΐνη και η ελαιασίνη. 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 λιγκστροσίδης, υδροξυτυροσόλη, τυροσόλη και καφεϊκό οξύ.
Το εκχύλισμα φύλλων ελιάς είναι το συμπύκνωμα των φυτοχημικών στα φύλλα ελιάς και περιέχει έτσι μια υψηλή ποσότητα ισχυρών αντιοξειδωτικών. Το εκχύλισμα φύλλων ελιάς χρησιμοποιείται παραδοσιακά για την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος. 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, να μειώσουν τα επίπεδα χοληστερόλης, να βοηθήσουν στην απώλεια βάρους, να παρουσιάσουν αντιμικροβιακές επιδράσεις 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 φαρμακευτικών προϊόντων και συμπληρωμάτων διατροφής. Επιπλέον, τα εκχυλίσματα φύλλων ελιάς χρησιμοποιούνται σε συμπληρώματα διατροφής, θεραπευτικά, καλλυντικά, καθώς και σε τρόφιμα και ποτά.

Αρωματισμένο ελαιόλαδο: Το εκχύλισμα φύλλων ελιάς χρησιμοποιείται επίσης για τον εμπλουτισμό ελαιολάδων όπως το εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο. Εμπλουτισμένο με εκχύλισμα φύλλων ελιάς, το ελαιόλαδο έχει πλουσιότερο γευστικό προφίλ και η αξία ORAC του ελαιολάδου αυξάνεται. Με τα ελαιόλαδα που εγχύονται με φύλλα ελιάς παρουσιάζουν βελτιωμένη διάρκεια ζωής και υψηλότερη σταθερότητα θερμότητας, καθώς τα αντιοξειδωτικά σαρώνουν τις ελεύθερες ρίζες και αποτρέπουν το τάγγισμα.
Μάθετε περισσότερα σχετικά με υπερήχων υποβοηθούμενη διαβροχή ελιάς για την παραγωγή εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου!

Τα πιο σημαντικά φυτοχημικά στα φύλλα ελιάς

Η σύνθεση των φαινολικών ενώσεων στα φύλλα ελιάς περιλαμβάνει ολευρωσίδες (ελευρωπαΐνη, βερμπασκοσίδη), φλαβόνες (λουτεολίνη, διοσμετίνη, απιγενίνη-7-γλυκόζη, λουτεολίνη-7-γλυκόζη, διοσμετίνη-7-γλυκόζη), φλαβονόλες (ρουτίνη), φλαβαν-3-όλες (κατεχίνη) και φαινολικά παράγωγα (τυροσόλη, υδροξυτυροσόλη, βανιλίνη, βανιλλικό οξύ, καφεϊκό οξύ). Η ελευρωπαΐνη και η υδροξυτυροσόλη είναι οι σημαντικότερες φαινολικές ενώσεις στα φύλλα ελιάς.

Ελευρωπαΐνη

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

υδροξυτυροσόλη

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

Ένα εκχύλισμα φύλλων ελιάς πλήρους φάσματος περιέχει πολυάριθμες πολυφαινόλες, αντιοξειδωτικά και άλλα φυτοχημικά, τα οποία έχουν συνεργιστικές επιδράσεις. Υπερήχων εκχύλιση 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 η εκχύλιση με υπερήχους και υπερήχους;

Ως υπέρηχος ορίζονται οι ηχητικές δονήσεις με περισσότερα από 20kHz, δηλαδή περισσότερες από 20.000 ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο. Αυτή είναι η περιοχή που βρίσκεται πάνω από το φάσμα της ανθρώπινης ακοής. Ο υπέρηχος καλύπτει έτσι ένα πολύ μεγάλο φάσμα ακουστικών δονήσεων, πράγμα που σημαίνει ότι πολλές διαφορετικές εφαρμογές εμπίπτουν στον τομέα των υπερήχων. Τα πιο γνωστά παραδείγματα χρήσης περιλαμβάνουν απεικονιστικές διαδικασίες στο γιατρό, βοήθεια στάθμευσης σε αυτοκίνητα και μη καταστροφικό έλεγχο υλικών. Για τα παραδείγματα που αναφέρθηκαν υψηλής συχνότητας, χρησιμοποιείται μη καταστρεπτικός υπέρηχος.
Ο υπέρηχος υψηλής ισχύος ορίζεται ως ηχητικά κύματα υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας με συχνότητα περίπου 20-60kHz. Αυτά τα ενεργειακά πυκνά ηχητικά κύματα παράγουν εναλλασσόμενους κύκλους υψηλής πίεσης (συμπίεση) και κύκλους χαμηλής πίεσης (αραίωση) σε υγρά. Κατά τη διάρκεια ενός κύκλου χαμηλής πίεσης, τα υψηλής ενέργειας υπερηχητικά κύματα δημιουργούν μικρές φυσαλίδες κενού ή κενά στο υγρό. Όταν αυτές οι φυσαλίδες φτάσουν σε όγκο όπου δεν μπορούν να απορροφήσουν περαιτέρω ενέργεια, εκρήγνυνται κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο κατάρρευσης φυσαλίδων είναι γνωστό ως σπηλαίωση.
Η σπηλαίωση δημιουργεί τοπικά θερμά σημεία στο υγρό ή τον πολτό, τα οποία μπορούν να φτάσουν θερμοκρασίες έως 5000K και πιέσεις έως 2000atm. Επιπλέον, η κατάρρευση των φυσαλίδων σπηλαίωσης δημιουργεί πίδακες υγρού σε ταχύτητες έως και 280 m / s. Αυτές οι τοπικά απαντώμενες ακραίες συνθήκες προκαλούν έκρηξη 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 ενδοκυτταρικών μορίων στο διάλυμα εκχύλισης (διαλύτης), ενισχύοντας έτσι τη μεταφορά μάζας. Υψηλότερη μεταφορά μάζας σημαίνει υψηλότερος ρυθμός εκχύλισης. Ως εκ τούτου, υπερήχων ανιχνευτές 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 πλήρη εκχύλιση / πολύ υψηλές αποδόσεις, μειωμένο χρόνο εκχύλισης, βελτιωμένη απόδοση, συμβατότητα με οποιοδήποτε διαλύτη, και είναι μια μη θερμική μέθοδος εκχύλισης.

Το σχήμα δείχνει την υγρή χρωματογραφία εξαιρετικά υψηλής απόδοσης με χρωματογράφημα ανιχνευτή συστοιχίας διόδων (UHPLC-DAD) φαινολικών φύλλων ελιάς που εκχυλίζονται με υπερήχους. Οι κορυφές 1 και 2 ανιχνεύθηκαν στα 325nm (κόκκινες γραμμές), ενώ οι κορυφές 3 (μπλε γραμμή) ανιχνεύθηκαν στα 280nm.
εικόνα και μελέτη: Giocometti, J. et al. (2018)

Εκχυλίσματα φύλλων ελιάς που παράγονται με υπερήχους

Οι ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες στη ζώνη "hot spot" της υπερηχητικής σπηλαίωσης έχουν διάφορες επιπτώσεις στο φυτικό υλικό και την εκχυλισιμότητά του. Αυτό περιλαμβάνει την υπέρβαση της επιλεκτικής διαπερατότητας της κυτταρικής μεμβράνης, την αυξημένη ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του διαλύτη, τη μηχανική διάσπαση των κυττάρων και την απελευθέρωση ενδοκυτταρικών ουσιών (δηλαδή φυτοχημικών όπως oleuropwin, υδροξυτυροσόλη, γαλλικό οξύ κ.λπ.). Αυτά τα αποτελέσματα οδηγούν σε υψηλή απόδοση εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας μέσα σε πολύ σύντομο χρόνο υπερήχων. Ένας επεξεργαστής υπερήχων 400 watt, όπωςΤο UP400St της Hielscher μπορεί να επεξεργαστεί μια παρτίδα 10 λίτρων βοτανικού πολτού μέσα σε 5-8 λεπτά. Οι βιομηχανικοί υπερήχων επεξεργάζονται τον πολτό 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 εκχυλίσματος και της ταχύτητας διαδικασίας, η εκχύλιση με υπερήχους είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική. Ως εκ τούτου, κατεργασία με υπερήχους έχει προσαρμοστεί γρήγορα από πολλούς κατασκευαστές εκχυλισμάτων 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 95-99% της δραστικής ένωσης που περιέχεται στα βότανα. Για παράδειγμα, η έρευνα έδειξε αποτελεσματικότητα εκχύλισης 99,27% για την απελευθέρωση ολικών φαινολικών από φύλλα ελιάς. (Luo, 2011) Η διαδικασία υπερήχων μπορεί να προσαρμοστεί βέλτιστα στην πρώτη ύλη και στην επιθυμητή ποιότητα εκχυλίσματος ρυθμίζοντας τις παραμέτρους της διαδικασίας (πλάτος υπερήχων, θερμοκρασία, πίεση, ιξώδες).
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι συμβατή με σχεδόν οποιοδήποτε είδος διαλύτη. Για υπερήχων υποβοηθούμενη εκχύλιση 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 αυξήσετε τις αποδόσεις του εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου σας κατά τη διάρκεια της μάλαξης; Στη συνέχεια, κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την υπερηχητική μάλαξη του EVOO!
 

Πλεονεκτήματα των συστημάτων εκχύλισης υπερήχων

Τα πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους είναι η υψηλή απόδοση εκχύλισης, η ελεύθερη επιλογή διαλύτη (π.χ. νερό, αιθανόλη, μίγμα νερού-αιθανόλης, ελαιόλαδο κ.λπ.), καθώς και η απλή και ασφαλής λειτουργία. Λόγω των εντατικών μηχανικών δυνάμεων της κατεργασίας με υπερήχους, οικολογικοί και ήπιοι διαλύτες όπως νερό, αιθανόλη κ.λπ. είναι συνήθως επαρκείς για να επιτύχουν ένα εξαιρετικό ρυθμό εκχύλισης και απόδοσης. Ως αποτέλεσμα, η εκχύλιση με υπερήχους συντομεύει το χρόνο εκχύλισης και επιτρέπει τη μειωμένη χρήση διαλυτών ή τη χρήση ηπιότερων, ηπιότερων διαλυτών. Αυτό σημαίνει ότι η εκχύλιση με υπερήχους επιτρέπει και τα δύο, υψηλότερα ποσοστά εκχύλισης και υγιέστερα εκχυλίσματα (π.χ. εκχυλίσματα κρύου νερού). Δεδομένου ότι η θερμοκρασία της διαδικασίας μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια κατά τη διάρκεια της υπερήχων, αποφεύγεται η θερμική αποσύνθεση των εκχυλισμάτων λόγω υπερβολικά υψηλών θερμοκρασιών καθώς και η εξάτμιση των ουσιών.
Σε σύγκριση με ένα υπερκρίσιμο CO₂ Extractor, το κόστος απόκτησης ενός υπερηχητικού απαγωγέα είναι χαμηλά. Οι επεξεργαστές υπερήχων μπορούν επίσης να κερδίσουν πόντους όσον αφορά το λειτουργικό κόστος, την απλή, φιλική προς το χρήστη λειτουργία και την επαγγελματική ασφάλεια.

Υπερήχων – για μικρότερες ποσότητες έως και βιομηχανικής παραγωγής

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της επεξεργασίας υπερήχων είναι η γραμμική επεκτασιμότητα της διαδικασίας εκχύλισης. Οι μελέτες σκοπιμότητας και η παραγωγή μικρότερων παρτίδων μπορούν εύκολα να πραγματοποιηθούν με μια εύχρηστη συσκευή υπερήχων σε ανοιχτό δοχείο. Αυτό καθιστά εύκολο να ελέγξετε την αποτελεσματικότητα και την ποιότητα της διαδικασίας εκχύλισης με υπερήχους. Οποιαδήποτε αποτελέσματα λαμβάνονται σε μικρή κλίμακα μπορούν να αναπαραχθούν πλήρως και να αναβαθμιστούν. Ο ψηφιακός έλεγχος του υπερηχητικού απορροφητήρα 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. Hielscher Υπέρηχοι' χαρτοφυλάκιο προϊόντων προσφέρει υπερήχων εξολκέες για κάθε κλίμακα – Από συσκευές χειρός 50 watt έως βιομηχανικούς υπερήχους 16.000 watt για ενσωματωμένη παραγωγή. Χάρη στις δεκαετίες εμπειρίας Hielscher Ultrasonics στην εκχύλιση με υπερήχους και την εγκατάσταση αρκετών εκατοντάδων συστημάτων εκχύλισης υπερήχων παγκοσμίως, είναι εγγυημένη η κατάλληλη και ολοκληρωμένη συμβουλή.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:

UIP4000hdT υπερήχων για την εμβόλιμη επεξεργασία των φύλλων ελιάς για την παραγωγή εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας