Ultrahangos olajfa-levél-kivonás nagy hozamú polifenol-kivonatok előállításához
A Hielscher szondás ultrahangos készülékeivel hatékony olíva levél kivonatokat állíthat elő, amelyek gazdagok oleuropeinben, hidroxi-tirozolban, verbaskosidban, flavonoidokban és egyéb bioaktív polifenolokban. Az ultrahangos extrakció felgyorsítja a sejtek szétesését és az anyagátvitelt, segítve a gyártókat a magas hozam, a rövid feldolgozási idő és a reprodukálható kivonatminőség elérésében víz, etanol-víz keverékek vagy más alkalmas oldószerek felhasználásával.
Bioaktív vegyületek ultrahangos extrakciója olajbogyó levelekből
A laboratóriumi megvalósíthatósági vizsgálatoktól a kísérleti tételeken át az ipari sorozatgyártásig a Hielscher ultrahangos készülékei pontos szabályozást biztosítanak az amplitúdó, a hőmérséklet, az energiafelvétel és a feldolgozási idő tekintetében. Ezért az ultrahangos extrakció hatékony megoldás a táplálékkiegészítők, növényi kivonatok, funkcionális élelmiszerek, kozmetikumok és gyógyszeripari hatóanyagok fejlesztéséhez.
Az ultrahangos olajbogyólevél-kivonás előnyei részletesen:
- Magasabb kivonási hozam: Az akusztikus kavitáció segítségével hatékonyan szabadítsuk fel az olajfa levelekből a sejten belüli fenolos vegyületeket.
- Rövidebb feldolgozási idő: Csökkenti az extrakciós időt a hagyományos macerációhoz és oldószeres extrakcióhoz képest.
- Kíméletes, oldószerrel rugalmas eljárás: Használjon vizet, vizes etanolt, glicerint, olajokat vagy más, a folyamattal összeférhető oldószereket.
- Skálázható berendezések: Fejlessze ki a folyamatot laboratóriumi ultrahangos berendezésekkel, majd fokozatosan bővítse ki ipari átfolyó rendszerekre.
- Megismételhető minőség: A digitális vezérlés és az adatrögzítés biztosítja az egyenletes kivonat-előállítást.
- Sokoldalú: Táplálékkiegészítő-gyártók, növényi kivonat-előállítók, olajbogyó-feldolgozók és gyógyszeripari kutatók számára készült&D-laboratóriumok, kozmetikai összetevő-beszállítók és élelmiszeripari technológiai vállalatok.
Meséljen nekünk az olajfa-levelek felhasználásáról és a polifenol-előállításáról! Javasoljuk Önnek a legjobb ultrahangos berendezés-konfigurációt a polifenol-hozam növelése érdekében.
UIP4000hdT, egy 4 kW teljesítményű ipari ultrahangos készülék botanikai extrakcióhoz
Mitől olyan előnyös az olívalevél kivonat?
Az olajbogyó (Olea europaea) levelek, mezőgazdasági hulladék vagy melléktermék, a természetes antioxidánsok nagyszerű forrása. Az olajbogyó levelek különböző polifenolokat (más néven biofenolokat) tartalmaznak, például oleuropeint és oleaceint. A polifenolok természetesen előfordulnak a növényekben, és hozzájárulnak az olajlevél-kivonat egészségügyi előnyeihez. A polifenolok mellett az olajfa levelei antioxidánsokban gazdagok, mint például ligstrozid izomerek, hidroxitirozol, tirozol és koffeinsav.
Az olívalevél-kivonat az olajbogyó levelekben található fitokemikáliák koncentrátuma, és ezáltal nagy mennyiségű erős antioxidánst tartalmaz. Az olívalevél kivonatot hagyományosan az immunrendszer erősítésére használják. Például a közönséges hideg, köhögés és torokfájás tüneteinek enyhítésére adják be.
Ezenkívül a kutatások arra utalnak, hogy az olíva levél kivonatban található polifenolok csökkenthetik a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát, csökkenthetik a koleszterinszintet, segíthetnek a fogyásban, antimikrobiális hatást fejthetnek ki, valamint rákellenes hatással bírhatnak.
Ezért az olajfalevél kivonatait (Olea europaea L. folium) hatóanyagként használják gyógyszerek és étrend-kiegészítők termékösszetételében. Ezenkívül az olajlevél-kivonatokat táplálékkiegészítőkben, terápiákban, kozmetikumokban, valamint élelmiszerekben és italokban használják.
Az olívalevél kivonat gazdag polifenolokban, például oleuropeinban, koffeinsavban, hidroxitirozolban, verbaszkozidban, rutinban, kvercitinben stb.
Infúziós olívaolaj: Az olívalevél-kivonatot olívaolajok, például extra szűz olívaolaj gazdagítására is használják. Az olívalevél-kivonattal dúsított olívaolaj gazdagabb ízprofillal rendelkezik, és az olívaolaj ORAC-értéke nő. Az olajlevéllel dúsított olívaolajok jobb eltarthatóságot és nagyobb hőstabilitást mutatnak, mivel az antioxidánsok megkötik a szabad gyököket és megakadályozzák az avasodást.
Tudjon meg többet az ultrahanggal segített olíva macerációról extra szűz olívaolaj előállításához!
Az olajbogyó levelek legfontosabb fitokemikáliái
Az olajbogyólevelek fenolos vegyületei között megtalálhatók az oleurozidok (oleuropein, verbascosid), a flavonok (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glükóz, luteolin-7-glükóz, diosmetin-7-glükóz), flavonolokat (rutin), flavan-3-olokat (katechin) és fenolos származékokat (tirozol, hidroxi-tirozol, vanillin, vanillinsav, koffeinsav). Az oleuropein és a hidroxi-tirozol az olajfa levelek legfontosabb fenolos vegyületei.
oleuropein
Az oleuropein, egy nem mérgező olajbogyó-iridoid (egyfajta monoterpenoid), egyfajta fenolos keserű vegyület. Bár a zöld olajbogyó héjában, húsában, magjában és leveleiben egyaránt megtalálható, az oleuropein a legnagyobb mennyiségben az olajbogyó leveleiben fordul elő. 6–14% szárazanyag-tartalommal ez az olajfa levelek legjelentősebb bioaktív molekulája. Az olajfa fajtájától, a talajtól és a betakarítás idejétől függően az oleuropein-tartalom akár 17–23% szárazanyag-tartalomra is emelkedhet.
hidroxitirozol
A hidroxi-tirozol az oleuropein metabolitja. Mindkét molekula erős antioxidáns hatásáról ismert, ami hozzájárul az olívaolaj antioxidáns, gyulladáscsökkentő és betegségellenes tulajdonságaihoz. A hidroxi-tirozol az egyik legmagasabb ORAC-értékkel (oxigénradikál-elnyelő képesség) rendelkezik a természetes antioxidánsok közül.
A teljes spektrumú olívalevél-kivonat számos polifenolt, antioxidánst és egyéb fitokemikáliát tartalmaz, amelyek szinergikus hatásúak. Az ultrahangos extrakció megbízható extrakciós technika, amely felszabadítja az összes fitokemikáliát az olajbogyó levelekből, és ezáltal rendkívül erős szélessávú kivonatot hoz létre.
Ultrahangos elszívó UIP2000hdT (2kW) szakaszos reaktorral
Szonikációval előállított olíva levél kivonatok
A szélsőséges környezeti viszonyok a “forró pont” Az ultrahangos kavitáció zónája különböző hatásokat gyakorol a növényi anyagra és annak kivonhatóságára. Ide tartozik a sejtmembrán szelektív áteresztőképességének leküzdése, a sejt belseje és az oldószer közötti fokozott anyagcsere, a sejtek mechanikai felbomlása és az intracelluláris anyagok (pl. fitokemikáliák, mint az oleuropein, a hidroxi-tirozol, a galluszsav stb.) felszabadulása. Ezek a hatások nagyon rövid ultrahangos kezelési idő alatt kiváló minőségű kivonatok nagy hozamát eredményezik. Egy 400 wattos ultrahangos feldolgozó, mint például
A Hielscher UP400St 5-8 perc alatt képes feldolgozni egy 10 literes növényi szuszpenziót. Az ipari ultrahangos készülékek folyamatos áramlásban feldolgozzák a növényi anyagból és oldószerből álló szuszpenziót. A közeget ultrahangos reaktoron keresztül szivattyúzzák és ott ultrahanggal kezelik. Ipari méretekben az UIP4000hdT (4kW) kb. 3L / perc.
A nagy extraktumhozam és a folyamatsebesség miatt az ultrahangos extrakció különösen hatékony. Ezért az ultrahangos kezelést gyorsan adaptálta több kivonatgyártó, amelyek kiváló minőségű kivonatokat állítanak elő, pl. CBD, kannabinoidok, vanília, algák, gyömbér, és számos más botanikai kivonat. Az ultrahangos kavitáció elérheti a botanikai hatóanyagok 95-99% -ának kivonathozamát. Például a kutatások 99,27% -os extrakciós hatékonyságot mutattak az olajbogyó levelekből származó összes fenolos felszabaduláshoz. (Luo, 2011) Az ultrahang folyamat optimálisan adaptálható a nyersanyaghoz és a kívánt extraktminőséghez a folyamat paramétereinek (ultrahangos amplitúdó, hőmérséklet, nyomás, viszkozitás) beállításával.
Az ábra az ultrahanggal extrahált olajlevél-fenolok ultranagy teljesítményű folyadékkromatográfiáját mutatja dióda-tömb detektor (UHPLC-DAD) kromatogrammal. Az 1. és 2. csúcsot 325 nm-en (piros vonalak), míg a 3. csúcsot (kék vonal) 280 nm-en észlelték.
kép és tanulmány: Giocometti, J. et al. (2018)
Az ultrahangos extrakció szinte bármilyen oldószerrel kompatibilis. Az ultrahanggal segített olívalevél extrakcióhoz 80% -os vizes etanolt találtak a leghatékonyabbnak. Az egyes fitokémiai vegyületek extrakciós hozama azonban megváltoztatható egy másik, eltérő polaritású oldószer (pl. metanol) kiválasztásával.
Érdekli az extra szűz olívaolaj hozamának növelése malaxáció idején? Akkor kattintson ide, ha többet szeretne megtudni az EVOO ultrahangos malaxációjáról!
Az ultrahangos extrakciós rendszerek előnyei
Az ultrahangos extrakció előnyei a magas extrakciós hozam, az oldószer szabad választása (pl. Víz, etanol, víz-etanol keverék, olívaolaj, stb.), Valamint az egyszerű és biztonságos működés. Az ultrahangos intenzív mechanikai erők miatt az ökológiai és enyhe oldószerek, például víz, etanol stb. Általában elegendőek a rendkívüli extrakciós sebesség és hozam eléréséhez. Ennek eredményeként, ultrahangos extrakció lerövidíti az extrakciós időt, és lehetővé teszi az oldószerek csökkentett használatát vagy enyhébb, szelídebb oldószerek használatát. Ez azt jelenti, hogy az ultrahangos extrakció lehetővé teszi mind a magasabb extrakciós sebességet, mind az egészségesebb kivonatokat (pl. Hidegvizes kivonatok). Mivel a folyamat hőmérséklete pontosan szabályozható az ultrahangos kezelés során, elkerülhető a kivonatok termikus bomlása a túl magas hőmérséklet miatt, valamint az anyagok elpárolgása.
A szuperkritikus CO₂-kivonóhoz képest az ultrahangos kivonó beszerzési költségei alacsonyak. Az ultrahangos berendezések az üzemeltetési költségek, az egyszerű, felhasználóbarát kezelhetőség és a munkavédelem tekintetében is előnyöket kínálnak.
- Teljesebb extrakció
- magasabb hozamok
- gyors folyamat
- Bármilyen oldószerrel kompatibilis
- nem termikus folyamat
- könnyen és biztonságosan kezelhető
- Alacsony karbantartási igény
Ultrahangos extrakció kis mennyiségektől az ipari gyártásig
Az ultrahangos feldolgozás egyik különleges jellemzője az extrakciós folyamat lineáris skálázhatósága. A megvalósíthatósági tanulmányok és a kisebb tételek előállítása könnyedén elvégezhető egy kézreálló ultrahangos készülékkel nyitott edényben. Ez lehetővé teszi az ultrahangos extrakciós folyamat hatékonyságának és minőségének egyszerű tesztelését. A kis léptékben elért eredmények teljes mértékben reprodukálhatók és nagy léptékűre bővíthetők. Az ultrahangos extrakciós készülék digitális vezérlése és az ultrahangos paraméterek automatikus adatnaplózása egy belső SD-kártyára lehetővé teszi a folyamat pontos nyomon követését és az állandó minőségi szabványok reprodukálhatóságát. Hielscher Ultrasonics’ Termékválasztékunk minden méretű üzem számára kínál ultrahangos extrakciós berendezéseket – az 50 wattos kézi készülékektől a 16 000 wattos ipari ultrahangos berendezésekig a folyamatos gyártáshoz. A Hielscher Ultrasonicsnak köszönhetően’ Az ultrahangos extrakció terén szerzett több évtizedes tapasztalatunknak, valamint a világszerte több száz ultrahangos extrakciós rendszer telepítésének köszönhetően garantáljuk a szakszerű és átfogó tanácsadást.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Mi az ultrahang és ultrahangos extrakció?
Az ultrahangot 20 kHz-nél nagyobb hangrezgésként definiálják, azaz másodpercenként több mint 20 000 oszcilláció. Ez az a terület, amely az emberi hallásspektrum felett van. Az ultrahang így az akusztikus rezgések nagyon széles skáláját fedi le, ami azt jelenti, hogy számos különböző alkalmazás tartozik az ultrahang területére. A legismertebb felhasználási példák közé tartoznak az orvosi képalkotó eljárások, az autók parkolása és az anyagok roncsolásmentes vizsgálata. Az említett példákhoz nagyfrekvenciás, roncsolásmentes ultrahangot használnak.
A nagy teljesítményű ultrahang nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú hanghullámok, amelyek frekvenciája kb. 20-60kHz. Ezek az energiasűrű hanghullámok váltakozó nagynyomású ciklusokat (kompresszió) és alacsony nyomású ciklusokat (ritkaság) generálnak folyadékokban. Alacsony nyomású ciklus alatt a nagy energiájú ultrahangos hullámok kis vákuumbuborékokat vagy üregeket hoznak létre a folyadékban. Amikor ezek a buborékok elérik azt a térfogatot, ahol nem tudnak további energiát elnyelni, nagynyomású ciklus alatt felrobbannak. Ezt a buborék implóziós jelenséget kavitációnak nevezik.
A kavitáció helyi forró pontokat hoz létre a folyadékban vagy a szuszpenzióban, amelyek akár 5000 K hőmérsékletet és akár 2000 atm nyomást is elérhetnek. Ezenkívül a kavitációs buborékok implóziója akár 280 m / s sebességű folyadéksugarakat hoz létre. Ezek a helyileg előforduló szélsőséges körülmények a növényi sejtek felszakadását okozzák, így a növényi sejt belsejében csapdába esett bioaktív anyagok szabadulnak fel. Ez azt jelenti, hogy az akusztikus kavitáció megzavarja a növényi sejteket, és az intracelluláris molekulák nagyobb diffúziójához vezet az extrakciós oldatba (oldószer), ezáltal növelve a tömegátadást. A nagyobb tömegátadás nagyobb extrakciós sebességet jelent. Ezért az ultrahangos szondák az egyik legszélesebb körben használt eszköz a botanikai anyagok, például gyógynövények, levelek, gyümölcsök és egyéb növényi anyagok kiváló minőségű kivonatainak előállítására.
Az ultrahangos extrakció különböző előnyöket kínál, mint például a teljes extrakció / nagyon magas hozam, csökkentett extrakciós idő, jobb hatékonyság, kompatibilitás bármely oldószerrel, és nem termikus extrakciós módszer.
UIP4000hdT szonikátor olajbogyólevelek gyártósori feldolgozásához kiváló minőségű kivonatok előállítása céljából
Gyakran feltett kérdések az ultrahangos olajbogyólevél-kivonásról
Mi az ultrahangos olajbogyólevél-kivonás?
Az olajfa-levél ultrahangos kivonása olyan eljárás, amely nagy teljesítményű ultrahang segítségével szabadítja fel az olajfa-levelekből származó bioaktív vegyületeket egy oldószerbe. A szondás ultrahangos készülék akusztikus kavitációt generál, amely felbomlasztja a növényi sejteket és javítja a tömegátvitelt. Ez elősegíti olyan értékes vegyületek kivonását, mint az oleuropein, a hidroxi-tirozol, a verbascosid, a luteolin, a rutin és más olajfa levél polifenolok.
Miért érdemes ultrahangot használni az oleuropein kivonásához az olajbogyólevelekből?
Az ultrahang a levélszerkezet mechanikus felbontásával és a növényi anyag és az oldószer közötti érintkezés fokozásával elősegíti az oleuropein felszabadulását. A hagyományos áztatáshoz képest az ultrahangos extrakció csökkentheti a feldolgozási időt, javíthatja az extrakciós hatékonyságot, és szabályozott, enyhe hőmérsékleti körülmények között nagyobb hozamot tesz lehetővé.
Hogyan nyerik ki a hidroxi-tirozolt?
A hidroxi-tirozolt az olajbogyó leveleiből, az olajbogyóból vagy az olajmalom melléktermékeiből nyerik ki úgy, hogy a növényi anyagot megfelelő oldószerrel – általában vízzel vagy vizes etanollal – keverik össze, és így kivonják a fenolos vegyületeket a növényi sejtekből. Az ultrahangos kivonás javítja ezt a folyamatot azáltal, hogy akusztikus kavitációt alkalmaz a sejtek felnyitására, a tömegátvitel fokozására és a hidroxi-tirozol enyhe, hőmérséklet-szabályozott körülmények közötti kivonására. Olvassa el egy spanyol vállalat sikertörténetét, amely biostimulánsok gyártására szakosodott, és Hielscher ultrahangos készülékeket használ a polifenolok – köztük a hidroxi-tirozol – kivonásához az olíva-törkölyből!
Milyen oldószereket lehet használni az olajbogyólevél ultrahangos kivonásához?
Az ultrahangos extrakció számos oldószerrel alkalmazható, ideértve a vizet, az etanolt, a vizes etanololdatot, a glicerint és az olajokat. Az olajfa-levél polifenolok esetében általában víz-etanol keverékeket használnak, mivel ezek a fenolos vegyületek széles körét képesek oldani. A legmegfelelőbb oldószer kiválasztása a célvegyületektől, a jogszabályi előírásoktól, a további feldolgozási lépésektől és a végtermék összetételétől függ.
Előállítható-e az olajfa-levélkivonat magas hőmérséklet nélkül?
Igen. Az ultrahangos extrakció egy nem termikus extrakciós módszer, amennyiben a feldolgozás során szabályozzák a hőmérsékletet. Mivel az extrakciós hatást elsősorban az akusztikus kavitáció és a mechanikai nyíróerő okozza, a bioaktív vegyületek túlzott felmelegedés nélkül is hatékonyan kivonhatók. Ez hasznos a hőérzékeny antioxidánsok és fitokemikáliák megőrzése szempontjából.
Alkalmas-e az ultrahangos extrakció az olajbogyólevél-kivonat ipari előállítására?
Igen. A szondás ultrahangos berendezések laboratóriumi vizsgálatokhoz, kísérleti tesztekhez, szakaszos gyártáshoz és folyamatos, gyártósorba integrált extrakcióhoz egyaránt használhatók. A Hielscher ultrahangos rendszerei méretezhetők, így a kisebb berendezésen kidolgozott folyamatparaméterek átvihetők nagyobb ipari ultrahangos reaktorokba a folyamatos gyártáshoz.
Melyik Hielscher ultrahangos készülék alkalmas olajfa-levél kivonására?
A megfelelő ultrahangos berendezés kiválasztása a tétel méretétől, a szilárdanyag-tartalomtól, az oldószertől, a kívánt átbocsátási teljesítménytől, valamint attól függ, hogy a folyamat szakaszos vagy folyamatos-e. A kisebb rendszerek, mint például az UP200Ht vagy az UP400St, laboratóriumi és kísérleti kivonásra alkalmasak. A nagyobb rendszerek, mint például az UIP2000hdT, az UIP4000hdT és az UIP16000, kísérleti, gyártási és ipari inline extrakcióra lettek tervezve.
Milyen vegyületeket lehet ultrahang segítségével kivonni az olajfa levelekből?
Az ultrahangos extrakcióval az olajfa-levél fitokemikáliáinak széles spektruma nyerhető ki, ideértve az oleuropeint, a hidroxi-tirozolt, a tirozolt, a verbaskosidot, a luteolint, a rutint, a koffeinsavat, a flavonokat, a flavonolokat és egyéb fenolos vegyületeket. A végső kivonat összetétele az olajbogyó fajtájától, a levél minőségétől, az oldószertől, a hőmérséklettől, az ultrahangos kezelés intenzitásától és az extrakciós időtől függ.
Hogyan viszonyul az ultrahangos kivonás a hagyományos macerációhoz?
A hagyományos maceráció gyakran hosszú extrakciós időt és nagyobb mennyiségű oldószert igényel. Az ultrahangos extrakció a növényi sejtek felbomlasztásával és az anyagátvitel fokozásával gyorsítja a folyamatot. Ez lerövidítheti az extrakciós időt, csökkentheti az oldószer-igényt és javíthatja az extrakciós hozamot, miközben a folyamat méretezhetősége is megmarad.
Alkalmazható-e az ultrahangos kivonás az olajbogyólevél-kivonattal dúsított olívaolaj előállításához?
Igen. Az ultrahangos feldolgozás alkalmazható az olívaolaj olajlevél-kivonatokkal való dúsításának elősegítésére. Ezzel az olívaolaj antioxidánsokkal és polifenolokkal dúsítható, javítható az oxidációs stabilitása, és hozzáadott értékű olívaolaj-termékek hozhatók létre, amelyek funkcionális tulajdonságai kiemelkedőbbek.
Hogyan lehet méretarányosan kiterjeszteni az ultrahangos olajbogyólevél-kivonási eljárást?
A méretnövelés laboratóriumi kísérletekkel kezdődik, amelyek során meghatározzák az oldószer-szárazanyag arányt, az amplitúdót, a hőmérsékletet és az extrakciós időt. Miután a kívánt kivonatminőséget és hozamot igazolták, a folyamat átvihető kísérleti vagy ipari ultrahangos rendszerekre. A Hielscher ultrahangos készülékei támogatják a lineáris méretnövelést a kis tételektől a nagy teljesítményű, folyamatos gyártásig.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.