מיצוי עלי זית באמצעות אולטרסאונד להפקת תמציות פוליפנול בעלות תפוקה גבוהה

הפקו תמציות עלים זית עוצמתיות, העשירות באולאורופין, הידרוקסיטירוסול, ורבסקוסיד, פלבנואידים ופוליפנולים ביו-אקטיביים אחרים, באמצעות מכשירי סוניקציה מסוג "פרובה" של Hielscher. מיצוי אולטראסוני מאיץ את פירוק התאים והעברת המסה, ומסייע ליצרנים להשיג תפוקות גבוהות, זמני עיבוד קצרים ואיכות תמצית ניתנת לשחזור באמצעות מים, תערובות אתנול-מים או ממסים מתאימים אחרים.

מיצוי קולי של תרכובות ביו-אקטיביות מעלי זית

ממבחני היתכנות במעבדה, דרך אצוות פיילוט ועד לייצור תעשייתי רציף, מכשירי האולטראסאונד של Hielscher מעניקים לכם שליטה מדויקת על משרעת, טמפרטורה, צריכת אנרגיה ומשך העיבוד. בזכות זאת, מיצוי אולטראסוני הוא פתרון יעיל לפיתוח תוספי תזונה, תמציות צמחיות, מזונות פונקציונליים, מוצרי קוסמטיקה ומרכיבים פרמצבטיים.

היתרונות של מיצוי עלי זית באמצעות אולטרסאונד בפירוט:

• תפוקת מיצוי גבוהה יותר: שחרור יעיל של חומרים פנוליים תאיים מעלי זית באמצעות קוויטציה אקוסטית.
• זמן עיבוד קצר יותר: קיצור משך תהליך החילוץ בהשוואה למקובל בשיטות של השרייה וחילוץ בממס.
• תהליך עדין, המתאים לשימוש בממסים: יש להשתמש במים, אתנול מימי, גליצרול, שמנים או ממסים אחרים המתאימים לתהליך.
• ציוד הניתן להרחבה: פתחו את התהליך שלכם באמצעות מכשירי סוניקציה במעבדה והרחיבו אותו באופן ליניארי למערכות זרימה תעשייתיות.
• איכות שניתן לשחזר: הבקרה הדיגיטלית ותיעוד הנתונים תורמים לייצור עקבי של תמציות.
• רב-תכליתי: מיועד ליצרני תוספי תזונה, יצרני תמציות צמחיות, בתי בד לזיתות, מחקר ופיתוח בתחום התרופות&מעבדות פיתוח, ספקים של מרכיבים קוסמטיים וחברות בתחום הטכנולוגיה המזון.

מה הופך תמצית עלי זית לכל כך מועילה?

עלי זית (Olea europaea), פסולת חקלאית או תוצר לוואי, הם מקור נהדר לנוגדי חמצון טבעיים. עלי זית מכילים פוליפנולים שונים (הידועים גם בשם ביופנולים), כגון אולאורופאין ואולאצאין. פוליפנולים מופיעים באופן טבעי בצמחים ותורמים ליתרונות הבריאותיים של תמצית עלי זית. מלבד פוליפנולים, עלי עץ הזית עשירים בנוגדי חמצון, כגון איזומרים ליגסטרוסיד, הידרוקסיטירוסול, טירוסול וחומצה קפאית.
תמצית עלי זית היא תרכיז של פיטוכימיקלים בעלי זית ובכך מכילה כמות גבוהה של נוגדי חמצון רבי עוצמה. תמצית עלי זית משמשת באופן מסורתי לחיזוק המערכת החיסונית. לדוגמה, הוא מנוהל כדי להקל על הסימפטומים של הצטננות, שיעול, כאב גרון.
בנוסף, מחקרים מצביעים על כך שהפוליפנולים בתמצית עלי הזית עשויים להפחית את הסיכון למחלות לב וכלי דם, להוריד את רמות הכולסטרול, לסייע בירידה במשקל, להפגין פעילות אנטי-מיקרוביאלית ולשמש כגורם נוגד-סרטן.
מסיבה זו, תמציות מעלי זית (Olea europaea L. folium) משמשות כמרכיב פעיל בפורמולציות מוצרים של תרופות ותוספי תזונה. יתר על כן, תמציות עלי זית משמשות תוספי תזונה, טיפולים, קוסמטיקה, כמו גם מזון ומשקאות.

תמצית עלי זית עשירה בפוליפנולים כגון אולאורופין, חומצה קפאית, הידרוקסיטירוסול, ורבסקוסיד, רוטין, קוורצטין ועוד.

שמן זית מושר: תמצית עלי זית משמשת גם להעשרת שמני זית כגון שמן זית כתית מעולה. מועשר בתמצית עלי זית, לשמן הזית פרופיל טעמים עשיר יותר וערך ORAC של שמן הזית גדל. עם עלי זית, שמני זית המכילים חיי מדף משופרים ויציבות חום גבוהה יותר, שכן נוגדי חמצון מסלקים רדיקלים חופשיים ומונעים התעפשות.
למידע נוסף על הקריית זית בסיוע אולטרה-סאונד לייצור שמן זית כתית מעולה!

הפיטוכימיקלים החשובים ביותר בעלי זית

הרכב התרכובות הפנוליות בעלי הזית כולל אולאורוסידים (אולאורופין, ורבסקוסיד), פלבונים (לוטאולין, דיוסמטיין, אפיגנין-7-גלוקוז, לוטאולין-7-גלוקוז, דיוסמטיין-7-גלוקוז), פלבנולים (רוטין), פלבן-3-ולים (קטכין) ונגזרות פנוליות (טירוסול, הידרוקסיטירוסול, ונילין, חומצה ונילית, חומצה קפאית). אולאורופין והידרוקסיטירוסול הם התרכובות הפנוליות החשובות ביותר בעלים של הזית.

אולאורופאין

אולאורופין, אירידואיד זית שאינו רעיל (סוג של מונוטרפנואיד), הוא סוג של תרכובת פנולית מרה. אף שהוא קיים בקליפת הזית הירוק, בבשרו, בזרעיו ובעליו, האולאורופין נמצא בכמות הגדולה ביותר בעלים של הזית. עם תכולה של 6–14% ממשקל יבש, הוא המולקולה הביו-אקטיבית הבולטת ביותר בעלים של הזית. בהתאם לזן הזית, לקרקע ולזמן הקטיף, תכולת האולאורופין יכולה להגיע אפילו ל-17–23% ממשקל יבש.

הידרוקסיטירוסול

הידרוקסיטירוסול הוא מטבוליט של אולאורופין. שתי המולקולות ידועות בפעילותן האנטי-חמצונית העוצמתית, התורמת לחלק מהפעילות האנטי-חמצונית, האנטי-דלקתית והלוחמת במחלות של שמן הזית. להידרוקסיטירוסול יש את אחד הערכים הגבוהים ביותר של ORAC (יכולת ספיגת רדיקלים חופשיים) שנצפו בנוגדי חמצון טבעיים.

תמצית עלי זית בספקטרום מלא מכילה פוליפנולים רבים, נוגדי חמצון ופיטוכימיקלים אחרים, בעלי השפעות סינרגטיות. מיצוי קולי הוא טכניקת מיצוי אמינה, המשחררת את כל הפיטוכימיקלים מעלי הזית ומייצרת בכך תמצית פס רחב חזקה ביותר.

תמציות עלי זית המיוצרות על ידי סוניקציה

התנאים הסביבתיים הקיצוניים ב- “נקודה חמה” לאזור הקוויטציה האולטראסונית יש השפעות שונות על החומר הצמחי ועל יכולת מיצויו. זה כולל התגברות על החדירות הסלקטיבית של קרום התא, חילוף חומרים מוגבר בין פנים התא לממס, פירוק מכני של התאים ושחרור חומרים תאיים (כלומר, פיטוכימיקלים כגון אולאורופין, הידרוקסיטירוסול, חומצה גאלית וכו'). השפעות אלו מביאות לתפוקה גבוהה של תמציות באיכות גבוהה בתוך זמן סוניקציה קצר מאוד. מעבד אולטראסוני של 400 וואט כגוןUP400St של Hielscher יכול לעבד אצווה של 10 ליטר של תרחיף בוטני תוך 5-8 דקות. האולטרסאונד התעשייתי מעבד את התרחיף המורכב מחומר צמחי וממס בזרימה רציפה. התווך נשאב דרך כור על-קולי ומופעל שם. בקנה מידה תעשייתי, UIP4000hdT (4kW) יכול להשיג כ- 3L/min.
בשל תפוקת התמצית הגבוהה ומהירות התהליך, מיצוי קולי יעיל במיוחד. לכן, סוניקציה הותאמה במהירות על ידי יצרני תמציות מרובים המייצרים תמציות באיכות גבוהה, למשל CBD, קנבינואידים, וניל, אצות, זנגביל, ותמציות בוטניות רבות אחרות. קוויטציה קולית יכולה להשיג תפוקת תמצית של 95-99% מהחומר הפעיל הכלול בצמחים. לדוגמה, מחקרים הראו יעילות מיצוי של 99.27% לשחרור פנולים מוחלטים מעלי זית. (לואו, 2011) ניתן להתאים את תהליך האולטרסאונד בצורה אופטימלית לחומר הגלם ולאיכות התמצית הרצויה על ידי התאמת פרמטרי התהליך (משרעת קולית, טמפרטורה, לחץ, צמיגות).

האיור מראה את הכרומטוגרפיה הנוזלית בעלת הביצועים האולטרה-גבוהים עם כרומטוגרמה של גלאי מערך דיודות (UHPLC-DAD) של פנולים בעלי זית שחולצו באולטרה-סאונד. פסגות 1 ו-2 זוהו ב-325 ננומטר (קווים אדומים), ואילו שיא 3 (קו כחול) זוהה ב-280 ננומטר.
תמונה ומחקר: Giocometti, J. et al. (2018)

מיצוי קולי תואם כמעט כל סוג של ממס. עבור מיצוי עלי זית בסיוע אולטרה-סאונד, אתנול מימי 80% נמצא יעיל ביותר. אבל ניתן לשנות את תפוקת המיצוי של תרכובות פיטוכימיות ספציפיות על ידי בחירת ממס אחר בעל קוטביות שונה (למשל מתנול).
מעוניינים להגדיל את תנובת שמן הזית כתית מעולה שלכם במהלך מלאקסציה? לאחר מכן לחץ כאן כדי ללמוד עוד על malaxation קולי של EVOO!
 

היתרונות של מערכות חילוץ קולי

היתרונות של מיצוי קולי הם תפוקת מיצוי גבוהה, הבחירה החופשית של ממס (למשל מים, אתנול, תערובת מים-אתנול, שמן זית וכו '), כמו גם הפעולה הפשוטה והבטוחה. בשל הכוחות המכניים האינטנסיביים של סוניקציה, ממיסים אקולוגיים ומתונים כגון מים, אתנול וכו 'מספיקים בדרך כלל כדי להשיג קצב מיצוי ותשואה יוצאי דופן. כתוצאה מכך, מיצוי אולטראסוני מקצר את זמן המיצוי ומאפשר שימוש מופחת בממסים או שימוש בממסים עדינים ועדינים יותר. משמעות הדבר היא כי מיצוי קולי מאפשר גם שיעורי מיצוי גבוהים יותר וגם תמציות בריאות יותר (למשל תמציות מים קרים). מכיוון שניתן לשלוט במדויק בטמפרטורת התהליך במהלך הסוניקציה, נמנעים פירוק תרמי של התמציות עקב טמפרטורות גבוהות מדי וכן אידוי החומרים.
בהשוואה למתקן מיצוי CO₂ סופר-קריטי, עלויות הרכישה של מתקן מיצוי קולי נמוכות. מתקני המיצוי הקוליים מציגים יתרונות גם מבחינת עלויות תפעול, תפעול פשוט וידידותי למשתמש ובטיחות בעבודה.

מיצוי באמצעות אולטרסאונד לכמויות קטנות ועד לייצור תעשייתי

מאפיין ייחודי של עיבוד קולי הוא היכולת להגדיל את תהליך החילוץ באופן ליניארי. ניתן לבצע בקלות מחקרי היתכנות וייצור של אצוות קטנות יותר באמצעות מכשיר קולי נוח לשימוש במיכל פתוח. דבר זה מקל על בדיקת היעילות והאיכות של תהליך החילוץ הקולי. כל תוצאה המתקבלת בקנה מידה קטן ניתנת לשחזור מלא ולהגדלה. הבקרה הדיגיטלית של המכשיר האולטראסוני ורישום הנתונים האוטומטי של הפרמטרים האולטראסוניים על כרטיס SD פנימי מאפשרים ניטור מדויק של התהליך ושחזור של סטנדרטים קבועים של איכות. Hielscher Ultrasonics’ מגוון המוצרים כולל מכונות מיצוי קולי המתאימות לכל סדר גודל – ממכשירים ניידים בהספק של 50 וואט ועד מכשירי אולטרסאונד תעשייתיים בהספק של 16,000 וואט לייצור בקו ייצור. הודות לחברת Hielscher Ultrasonics’ הודות לעשרות שנות ניסיון בתחום החילוץ הקולי ולהתקנת מאות מערכות חילוץ קולי ברחבי העולם, אנו מבטיחים ייעוץ מקצועי ומקיף.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:

מהו אולטרסאונד ומיצוי אולטראסוני?

אולטרסאונד מוגדר כתנודות קול עם יותר מ 20kHz, כלומר יותר מ -20,000 תנודות בשנייה. זהו האזור שנמצא מעל ספקטרום השמיעה האנושי. אולטרסאונד מכסה אפוא טווח גדול מאוד של תנודות אקוסטיות, מה שאומר שיישומים רבים ושונים נופלים לתחום האולטרסאונד. הדוגמאות הידועות ביותר לשימוש כוללות הליכי הדמיה אצל הרופא, סיוע חניה במכוניות ובדיקות לא הרסניות של חומרים. עבור הדוגמאות שהוזכרו בתדירות גבוהה, אולטרסאונד לא הרסני משמש.
אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מוגדר כגלי קול בעוצמה גבוהה, בתדר נמוך בתדר של כ-20-60kHz. גלי קול צפופים אנרגטיים אלה יוצרים לסירוגין מחזורי לחץ גבוה (דחיסה) ומחזורי לחץ נמוך (rarefaction) בנוזלים. במהלך מחזור לחץ נמוך, הגלים העל-קוליים בעלי האנרגיה הגבוהה יוצרים בועות ואקום קטנות או חללים בנוזל. כאשר בועות אלה מגיעות לנפח שבו הן אינן יכולות לספוג אנרגיה נוספת, הן מתפוצצות במהלך מחזור לחץ גבוה. תופעת קריסת הבועה הזו ידועה בשם קוויטציה.
קביטציה יוצרת נקודות חמות מקומיות בנוזל או בבוץ, שיכולות להגיע לטמפרטורות של עד 5000K וללחצים של עד 2000ATM. בנוסף, קריסת בועות הקוויטציה יוצרת סילוני נוזל במהירות של עד 280 מטר לשנייה. תנאים קיצוניים מקומיים אלה גורמים לתאי הצמח להתפוצץ, כך שחומרים ביו-אקטיביים הכלואים בפנים תא הצמח משתחררים. משמעות הדבר היא שקוויטציה אקוסטית משבשת את תאי הצמח ומובילה לדיפוזיה גבוהה יותר של מולקולות תוך-תאיות לתמיסת המיצוי (ממס), ובכך מגבירה את העברת המסה. העברת מסה גבוהה יותר פירושה שיעור מיצוי גבוה יותר. לכן, בדיקות קוליות הן אחד הכלים הנפוצים ביותר לייצור תמציות באיכות גבוהה מצמחים כגון עשבי תיבול, עלים, פירות וחומרים צמחיים אחרים.
מיצוי אולטראסוני מציע יתרונות שונים כגון מיצוי מלא / תפוקות גבוהות מאוד, זמן מיצוי קצר יותר, יעילות משופרת, תאימות לכל ממס, והיותה שיטת מיצוי לא תרמית.
 

UIP4000hdT sonicator לעיבוד מוטבע של עלי זית לייצור תמציות איכותיות