Ultrazvučna ekstrakcija lista masline za izvlačenje visokog prinosa polifenola

Produce potent olive leaf extracts rich in oleuropein, hydroxytyrosol, verbascoside, flavonoids, and other bioactive polyphenols with Hielscher probe-type sonicators. Ultrasonic extraction accelerates cell disruption and mass transfer, helping manufacturers achieve high yields, short processing times, and reproducible extract quality using water, ethanol-water mixtures, or other suitable solvents.

Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva iz lišća masline

From laboratory feasibility tests to pilot batches and industrial inline production, Hielscher ultrasonicators give you precise control over amplitude, temperature, energy input, and processing time. This makes ultrasonic extraction an efficient solution for nutraceuticals, botanical extracts, functional foods, cosmetics, and pharmaceutical ingredient development.

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije maslinovog lista u detalje:

• Veći prinos ekstrakcije: Učinkovito oslobađanje unutarstaničnih fenolika iz maslinovih listova pomoću akustične kavitacije.
• Kraće vrijeme obrade: Smanjenje vremena ekstrakcije u usporedbi s konvencionalnom maceracijom i ekstrakcijom otapalom.
• Blagi, otapal-fleksibilan proces: Koristite vodu, vodeni etanol, glicerol, ulja ili druge procesno kompatibilne otapala.
• Oprema skalabilna: Razvijajte svoj proces s laboratorijskim sonikatorima i skalirajte linearno na industrijske sustave protoka.
• Ponovljiva kvaliteta: Digitalna kontrola i evidencija podataka podržavaju dosljednu proizvodnju ekstrakta.
• Svestran: Designed for nutraceutical manufacturers, botanical extract producers, olive mills, pharmaceutical R&D labs, cosmetic ingredient suppliers, and food-tech companies.

Što ekstrakt maslinovog lista čini tako korisnim?

Listovi masline (Olea europaea), poljoprivredni otpad ili nusproizvod, odličan su izvor prirodnih antioksidansa. Listovi masline sadrže različite polifenole (poznate i kao biofenoli), poput oleuropeina i oleaceina. Polifenoli se prirodno nalaze u biljkama i pridonose zdravstvenim dobrobitima ekstrakta maslinova lista. Osim polifenola, listovi masline su bogati antioksidansima, kao što su izomeri ligstrozida, hidroksitirozol, tirozol i kafeinska kiselina.
Ekstrakt lišća masline je koncentrat fitokemikalija u lišću masline i stoga sadrži veliku količinu snažnih antioksidansa. Ekstrakt lista masline tradicionalno se koristi za jačanje imunološkog sustava. Na primjer, primjenjuje se za ublažavanje simptoma prehlade, kašlja i upale grla.
Nadalje, istraživanja sugeriraju da polifenoli u ekstraktu lista masline mogu smanjiti rizik od kardiovaskularnih bolesti, sniziti razinu kolesterola, pomoći u mršavljenju, imati antimikrobno djelovanje i djelovati kao antikancerogeni agens.
Zbog toga se ekstrakti lišća masline (Olea europaea L. folium) koriste kao aktivni sastojak u formulacijama farmaceutskih proizvoda i dodataka prehrani. Nadalje, ekstrakti lista masline koriste se u dodacima prehrani, terapiji, kozmetici, te hrani i pićima.

Ekstrakt lista masline je bogat polifenolima kao što su oleuropein, kafeinska kiselina, hidroksitirozol, verbaskozid, rutin, kvercitin itd.

Infuzirano maslinovo ulje: Ekstrakt maslinovog lista također se koristi za obogaćivanje maslinovih ulja kao što je ekstra djevičansko maslinovo ulje. Obogaćeno ekstraktom maslinovog lista, maslinovo ulje ima bogatiji profil okusa i povećana je ORAC vrijednost maslinovog ulja. Maslinova ulja s dodatkom maslinovog lišća pokazuju poboljšani rok trajanja i veću toplinsku stabilnost jer antioksidansi uklanjaju slobodne radikale i sprječavaju užeglost.
Saznajte više o ultrazvučno potpomognutoj maceraciji maslina za proizvodnju ekstra djevičanskog maslinovog ulja!

Najvažnije fitokemikalije u lišću masline

The composition of phenolic compounds in olive leaves includes oleurosides (oleuropein, verbascoside), flavones (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glucose, luteolin-7-glucose, diosmetin-7-glucose), flavonols (rutin), flavan-3-ols (catechin) and phenolic derivatives (tyrosol, hydroxytyrosol, vanillin, vanillic acid, caffeic acid). Oleuropein and hydroxytyrosol are the most important phenolic compounds in olive leaves.

oleuropein

Oleuropein, a non-toxic olive iridoid (a type of monoterpenoid), is a type of phenolic bitter compound. Whilst present in green olive skin, flesh, seeds, and leaves, oleuropein is the most abundantly found in olive leaves. With a content of 6–14% dry weight it is the most prominent bioactive molecule in olive leaves. Depending on olive cultivar, soil and harvest time, the oleuropein content can even rise up to 17–23% dry weight.

hidroksitirozol

Hidroksitirosol je metabolit oleuropeina. Obje molekule su poznate po svojoj snažnoj antioksidativnoj aktivnosti, koja doprinosi nekim od antioksidativnih, protuupalnih i aktivnosti u borbi protiv bolesti maslinovog ulja. Hidroksitirosol ima jednu od najviših poznatih ORAC (kapacitet apsorpcije oksidativnih radikala) vrijednosti zabilježenih kod prirodnih antioksidansa.

Ekstrakt lista masline punog spektra sadrži brojne polifenole, antioksidanse i druge fitokemikalije koje imaju sinergističko djelovanje. Ultrazvučna ekstrakcija je pouzdana tehnika ekstrakcije, koja oslobađa sve fitokemikalije iz lišća masline i na taj način proizvodi vrlo snažan širokopojasni ekstrakt.

Ekstrakti lišća masline proizvedeni sonikacijom

Ekstremni okolišni uvjeti u “vruća točka” zone of the ultrasonic cavitation have various effects on the plant material and its extractability. This includes overcoming the selective permeability of the cell membrane, the increased exchange of substances between the cell interior and the solvent, the mechanical cell disruption and the release of intracellular substances (i.e. phyto-chemicals such as oleuropein, hydroxytyrosol, gallic acid etc.). These effects result in a high yield of high quality extracts within a very short sonication time. A 400 watt ultrasonic processor such asHielscherov UP400St može obraditi šaržu botaničke gnojnice od 10 litara unutar 5-8 minuta. Industrijski ultrasonicators proces kaša koja se sastoji od biljnog materijala i otapala u kontinuiranom protoku. Medij se pumpa kroz ultrazvučni reaktor i tamo sonicira. Na industrijskoj razini, UIP4000hdT (4kW) može postići približno. 3L/min.
Zbog visokog prinosa ekstrakta i brzine procesa, ultrazvučna ekstrakcija je posebno učinkovita. Stoga je sonikaciju brzo prilagodilo više proizvođača ekstrakata koji proizvode visokokvalitetne ekstrakte, npr. CBD, kanabinoide, vaniliju, alge, đumbir i brojne druge botaničke ekstrakte. Ultrazvučna kavitacija može postići prinos ekstrakta od 95-99% aktivnog spoja sadržanog u biljci. Na primjer, istraživanje je pokazalo učinkovitost ekstrakcije od 99,27% za otpuštanje ukupnih fenola iz lišća masline. (Luo, 2011.) Proces ultrazvuka može se optimalno prilagoditi sirovini i željenoj kvaliteti ekstrakta podešavanjem parametara procesa (ultrazvučna amplituda, temperatura, tlak, viskoznost).

Slika prikazuje tekuću kromatografiju ultravisoke učinkovitosti s detektorom s nizom dioda (UHPLC-DAD) kromatogram ultrazvučno ekstrahiranih fenola maslinovog lista. Vrhovi 1 i 2 detektirani su na 325 nm (crvene linije), dok je vrh 3 (plava linija) detektiran na 280 nm.
slika i studija: Giocometti, J. et al. (2018)

Ultrazvučna ekstrakcija je kompatibilna s gotovo svim vrstama otapala. Za ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju lista masline, 80% vodeni etanol se pokazao najučinkovitijim. Ali prinos ekstrakcije za određene fitokemijske spojeve može se promijeniti odabirom drugog otapala s drugačijim polaritetom (npr. metanol).
Zanima vas povećanje prinosa vašeg ekstra djevičanskog maslinovog ulja tijekom malaksacije? Zatim kliknite ovdje kako biste saznali više o ultrazvučnoj malaksaciji EVOO-a!
 

Prednosti ultrazvučnih sustava ekstrakcije

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije su visok prinos ekstrakcije, slobodan izbor otapala (npr. voda, etanol, mješavina vode i etanola, maslinovo ulje, itd.), kao i jednostavan i siguran rad. Zbog intenzivnih mehaničkih sila sonikacije, ekološka i blaga otapala kao što su voda, etanol itd. obično su dovoljna za postizanje izvanredne stope ekstrakcije i prinosa. Kao rezultat toga, ultrazvučna ekstrakcija skraćuje vrijeme ekstrakcije i omogućuje smanjenu upotrebu otapala ili upotrebu blažih, nježnijih otapala. To znači da ultrazvučna ekstrakcija omogućuje i veće stope ekstrakcije i zdravije ekstrakte (npr. ekstrakte hladne vode). Budući da se temperatura procesa može precizno kontrolirati tijekom sonikacije, izbjegava se toplinska razgradnja ekstrakata zbog previsokih temperatura, kao i isparavanje tvari.
U usporedbi s ekstraktorom s nadkritičnim CO₂, nabavni troškovi ultrazvučnog ekstraktora su niski. Ultrazvučni procesori također mogu osvojiti bodove u pogledu operativnih troškova, jednostavne, korisnički pristupačne uporabe i sigurnosti na radu.

Ultrazvučna ekstrakcija za manje količine do industrijske proizvodnje

Posebna značajka ultrazvučne obrade je linearna skalabilnost procesa ekstrakcije. Studije izvedivosti i proizvodnja manjih serija lako se mogu provoditi pomoću praktičnog ultrazvučnog uređaja u otvorenoj posudi. To olakšava testiranje učinkovitosti i kvalitete ultrazvučnog procesa ekstrakcije. Bilo koji rezultati dobiveni u maloj skali mogu se u potpunosti reproducirati i povećati. Digitalna kontrola ultrazvučnog ekstraktora i automatsko bilježenje ultrazvučnih parametara na internoj SD kartici omogućuju precizno praćenje procesa i ponovljivost konstantnih standarda kvalitete. Hielscher Ultrasonics’ asortiman proizvoda nudi ultrazvučne ekstraktore za svaku skalu – od prenosivih uređaja od 50 vata do industrijskog ultrazvuka od 16.000 vata za inline proizvodnju. Zahvaljujući Hielscher Ultrasonics’ desetljećima iskustva u ultrazvučnoj ekstrakciji i instalaciji nekoliko stotina sustava za ultrazvučnu ekstrakciju širom svijeta, zajamčeno je kompetentno i sveobuhvatno savjetovanje.

Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Što je ultrazvuk i ultrazvučna ekstrakcija?

Ultrazvuk se definira kao zvučne vibracije s više od 20 kHz, odnosno više od 20 000 oscilacija u sekundi. Ovo je područje koje je iznad spektra ljudskog sluha. Ultrazvuk tako pokriva vrlo širok raspon akustičnih vibracija, što znači da brojne različite primjene spadaju u područje ultrazvuka. Najpoznatiji primjeri korištenja uključuju postupke snimanja kod liječnika, pomoć pri parkiranju automobila i nedestruktivno ispitivanje materijala. Za spomenute primjere koristi se visokofrekventni, nedestruktivni ultrazvuk.
Ultrazvuk velike snage definira se kao zvučni valovi visokog intenziteta niske frekvencije s frekvencijom od cca. 20-60kHz. Ovi energetski gusti zvučni valovi generiraju izmjenične cikluse visokog tlaka (kompresija) i cikluse niskog tlaka (razrjeđivanje) u tekućinama. Tijekom ciklusa niskog tlaka, ultrazvučni valovi visoke energije stvaraju male vakuumske mjehuriće ili šupljine u tekućini. Kada ti mjehurići dosegnu volumen u kojem ne mogu apsorbirati dodatnu energiju, pucaju tijekom ciklusa visokog tlaka. Ovaj fenomen implozije mjehurića poznat je kao kavitacija.
Kavitacija stvara lokalne vruće točke u tekućini ili kaši, koje mogu doseći temperature do 5000 K i tlakove do 2000 atm. Osim toga, implozija kavitacijskih mjehurića stvara mlazove tekućine pri brzinama do 280 m/s. Ovi lokalni ekstremni uvjeti uzrokuju pucanje biljnih stanica, pri čemu se oslobađaju bioaktivne tvari koje su zarobljene u unutrašnjosti biljne stanice. To znači da akustična kavitacija ometa biljne stanice i dovodi do veće difuzije unutarstaničnih molekula u ekstrakcijsku otopinu (otapalo), čime se povećava prijenos mase. Veći prijenos mase znači veću brzinu ekstrakcije. Stoga su ultrazvučne sonde jedan od najčešće korištenih alata za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz biljaka kao što su bilje, lišće, voće i drugi biljni materijali.
Ultrazvučna ekstrakcija nudi razne prednosti kao što su potpuna ekstrakcija/vrlo visoki prinosi, smanjeno vrijeme ekstrakcije, poboljšana učinkovitost, kompatibilnost s bilo kojim otapalom i metoda ne-termalne ekstrakcije.
 

UIP4000hdT sonikator za inline obradu lišća masline za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata