Ekstraksi Ultrasonik Polifenol Daun Zaitun

Ekstrak daun zaitun adalah suplemen makanan yang ampuh dan terapeutik karena mengandung antioksidan kuat seperti polifenol oleuropein, hidroksitirosol dan verbascoside. Ekstraksi ultrasonik adalah teknik yang sangat efisien untuk melepaskan dan mengisolasi senyawa bioaktif seperti polifenol, flavon dan terpenoid dari daun zaitun.

Ekstraksi Ultrasonik Senyawa Bioaktif dari Daun Zaitun

Ekstraksi daun zaitun ultrasonik menggunakan sonicator tipe probe menawarkan keuntungan seperti efisiensi, peningkatan hasil, pelestarian bioaktivitas, keberlanjutan, kemudahan pengoperasian, dan efektivitas biaya dibandingkan dengan metode ekstraksi konvensional. Manfaat ini menjadikannya pilihan yang menarik bagi para peneliti dan industri yang ingin mengekstrak senyawa bioaktif dari daun zaitun untuk berbagai aplikasi, termasuk obat-obatan, nutraseutikal, dan makanan fungsional.

Mari kita jelajahi manfaat ekstraksi daun zaitun ultrasonik secara rinci:

• Efisiensi: Sonikator tipe probe mengirimkan gelombang ultrasonik intensitas tinggi langsung ke sampel, mempromosikan ekstraksi yang cepat dan efisien. Hal ini memungkinkan waktu ekstraksi yang lebih singkat dibandingkan dengan metode konvensional, mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan produktivitas.
• Peningkatan hasil:Gelombang ultrasonik mengganggu dinding sel dan meningkatkan pelepasan senyawa intraseluler, yang mengarah pada hasil ekstraksi yang lebih tinggi. Penelitian telah menunjukkan bahwa ekstraksi ultrasonik dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi ekstraksi senyawa bioaktif dari bahan tanaman dibandingkan dengan metode konvensional.
• Pelestarian Bioaktivitas: Ekstraksi ultrasonik beroperasi pada suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan teknik ekstraksi lainnya, mengurangi risiko degradasi termal senyawa yang sensitif terhadap panas. Ini membantu menjaga bioaktivitas dan kualitas nutrisi senyawa yang diekstraksi, seperti antioksidan, enzim, dan vitamin, yang ada dalam daun zaitun.
• Hijau dan Berkelanjutan: Ekstraksi ultrasonik dianggap sebagai metode ekstraksi hijau dan berkelanjutan karena biasanya membutuhkan lebih sedikit pelarut dan energi dibandingkan dengan teknik ekstraksi konvensional. Selain itu, ini menghasilkan limbah minimal dan dapat dengan mudah ditingkatkan untuk aplikasi industri.
  Kemudahan Pengoperasian: Sonikator tipe probe relatif mudah dioperasikan dan membutuhkan perawatan minimal dibandingkan dengan peralatan ekstraksi lainnya. Hal ini membuatnya cocok untuk penelitian skala laboratorium serta produksi skala industri.
• Efektivitas Biaya: Sementara investasi awal dalam peralatan ultrasonik mungkin lebih tinggi daripada metode ekstraksi konvensional, peningkatan efisiensi dan produktivitas sering menghasilkan penghematan biaya dari waktu ke waktu. Selain itu, waktu ekstraksi yang lebih singkat mengurangi biaya tenaga kerja dan meningkatkan throughput.

Apa yang Membuat Ekstrak Daun Zaitun Begitu Bermanfaat?

Daun zaitun (Olea europaea), limbah pertanian atau produk sampingan, adalah sumber antioksidan alami yang bagus. Daun zaitun mengandung berbagai polifenol (juga dikenal sebagai biofenol), seperti oleuropein dan oleacein. Polifenol terjadi secara alami pada tanaman dan berkontribusi pada manfaat kesehatan dari ekstrak daun zaitun. Selain polifenol, daun pohon zaitun kaya akan antioksidan, seperti isomer ligstroside, hidroksitirosol, tirosol, dan asam kafeat.
Ekstrak daun zaitun adalah konsentrat fitokimia dalam daun zaitun dan mengandung antioksidan kuat dalam jumlah tinggi. Ekstrak daun zaitun secara tradisional digunakan untuk meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Misalnya, diberikan untuk memperbaiki gejala flu biasa, batuk, dan sakit tenggorokan.
Selain itu, penelitian menunjukkan bahwa polifenol dalam ekstrak daun zaitun dapat mengurangi risiko penyakit kardiovaskular, menurunkan kadar kolesterol, membantu menurunkan berat badan, menunjukkan efek antimikroba, dan bertindak sebagai agen anti-kanker.
Untuk alasan ini, ekstrak dari daun zaitun (Olea europaea L. folium) digunakan sebagai bahan aktif dalam formulasi produk farmasi dan suplemen makanan. Selain itu, ekstrak daun zaitun digunakan dalam suplemen nutrisi, terapi, kosmetik, serta makanan dan minuman.

Minyak Zaitun yang Diinfuskan: Ekstrak daun zaitun juga digunakan untuk memperkaya minyak zaitun seperti minyak zaitun extra virgin. Diperkaya dengan ekstrak daun zaitun, minyak zaitun memiliki profil rasa yang lebih kaya dan nilai ORAC dari minyak zaitun meningkat. Dengan minyak zaitun yang diresapi daun zaitun menunjukkan umur simpan yang lebih baik dan stabilitas panas yang lebih tinggi karena antioksidan mengais radikal bebas dan mencegah.
Pelajari lebih lanjut tentang maserasi zaitun berbantuan ultrasonik untuk produksi minyak zaitun extra virgin!

Fitokimia Paling Penting dalam Daun Zaitun

Komposisi senyawa fenolik dalam daun zaitun meliputi oleurosides (oleuropein, verbascoside), flavon (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukosa, luteolin-7-glukosa, diosmetin-7-glukosa), flavonol (rutin), flavan-3-ol (katekin) dan turunan fenolik (tirosol, hidroksitirosol, vanillin, asam vanilat, asam kafeat). Oleuropein dan hidroksitirosol adalah senyawa fenolik terpenting dalam daun zaitun.

oleropain

Oleuropein, iridoid zaitun tidak beracun (sejenis monoterpenoid), adalah sejenis senyawa pahit fenolik. Meskipun terdapat pada kulit zaitun hijau, daging, biji, dan daun, oleuropein adalah yang paling banyak ditemukan dalam daun zaitun. Dengan kandungan berat kering 6-14%, ini adalah molekul bioaktif yang paling menonjol dalam laves zaitun. Tergantung pada kultivar zaitun, tanah dan waktu panen, kandungan oleuropein bahkan dapat naik hingga 17-23% berat kering.

hidroksitirosol

Hydroxytyrosol adalah metabolit oleuropein. Kedua molekul tersebut dikenal karena aktivitas antioksidannya yang kuat, yang berkontribusi pada beberapa aktivitas antioksidan, anti-inflamasi, dan melawan penyakit dari minyak zaitun. Hydroxytyrosol memiliki salah satu nilai ORAC (kapasitas absorbansi radikal oksigen) tertinggi yang diamati dalam antioksidan alami.

Ekstrak daun zaitun spektrum penuh mengandung banyak polifenol, antioksidan, dan fitokimia lainnya, yang memiliki efek sinergis. Ekstraksi ultrasonik adalah teknik ekstraksi yang andal, yang melepaskan semua fitokimia dari daun zaitun dan menghasilkan ekstrak broadband yang sangat kuat.

Apa itu Ekstraksi Ultrasonik dan Ultrasonik?

Ultrasonografi didefinisikan sebagai getaran suara dengan lebih dari 20kHz, yaitu lebih dari 20.000 osilasi per detik. Ini adalah area yang berada di atas spektrum pendengaran manusia. Ultrasonografi dengan demikian mencakup rentang getaran akustik yang sangat besar, yang berarti bahwa banyak aplikasi berbeda termasuk dalam bidang ultrasound. Contoh penggunaan yang paling terkenal termasuk prosedur pencitraan di dokter, bantuan parkir di mobil dan pengujian bahan non-destruktif. Untuk contoh yang disebutkan frekuensi tinggi, ultrasound non-destruktif digunakan.
Ultrasonografi berdaya tinggi didefinisikan sebagai gelombang suara frekuensi rendah intensitas tinggi dengan frekuensi sekitar 20-60kHz. Gelombang suara padat energi ini menghasilkan siklus tekanan tinggi (kompresi) dan siklus tekanan rendah (rarefaction) yang bergantian dalam cairan. Selama siklus tekanan rendah, gelombang ultrasonik energi tinggi menciptakan gelembung vakum kecil atau rongga dalam cairan. Ketika gelembung ini mencapai volume di mana mereka tidak dapat menyerap energi lebih lanjut, mereka meledak selama siklus tekanan tinggi. Fenomena ledakan gelembung ini dikenal sebagai kavitasi.
Kavitasi menciptakan titik panas lokal dalam cairan atau bubur, yang dapat mencapai suhu hingga 5000K dan tekanan hingga 2000atm. Selain itu, ledakan gelembung kavitasi menciptakan semburan cairan dengan kecepatan hingga 280 m/s. Kondisi ekstrem yang terjadi secara lokal ini menyebabkan sel tumbuhan meledak, sehingga zat bioaktif yang terperangkap di bagian dalam sel tumbuhan dilepaskan. Ini berarti, kavitasi akustik mengganggu sel tumbuhan dan menyebabkan difusi molekul intraseluler yang lebih tinggi ke dalam larutan ekstraksi (pelarut), sehingga meningkatkan perpindahan massa. Perpindahan massa yang lebih tinggi berarti tingkat ekstraksi yang lebih tinggi. Oleh karena itu, probe ultrasonik adalah salah satu alat yang paling banyak digunakan untuk menghasilkan ekstrak berkualitas tinggi dari tumbuhan seperti herbal, daun, buah-buahan dan bahan tanaman lainnya.
Ekstraksi ultrasonik menawarkan berbagai keuntungan seperti ekstraksi lengkap / hasil yang sangat tinggi, waktu ekstraksi yang berkurang, efisiensi yang ditingkatkan, kompatibilitas dengan pelarut apa pun, dan menjadi metode ekstraksi non-termal.

Gambar tersebut menunjukkan kromatografi cair berkinerja ultratinggi dengan kromatografi detektor dioda-array (UHPLC-DAD) dari fenolik daun zaitun yang diekstraksi secara ultrasonik. Puncak 1 dan 2 terdeteksi pada 325nm (garis merah), sedangkan puncak 3 (garis biru) terdeteksi pada 280nm.
gambar dan studi: Giocometti, J. et al. (2018)

Ekstrak Daun Zaitun Diproduksi oleh Sonikasi

Kondisi lingkungan yang ekstrim di zona "hot spot" dari kavitasi ultrasonik memiliki berbagai efek pada bahan tanaman dan ekstrakbilitasnya. Ini termasuk mengatasi permeabilitas selektif membran sel, peningkatan pertukaran zat antara interior sel dan pelarut, gangguan sel mekanis dan pelepasan zat intraseluler (yaitu fito-kimia seperti oleuropwin, hidroksitirosol, asam galat dll.). Efek ini menghasilkan hasil ekstrak berkualitas tinggi yang tinggi dalam waktu sonikasi yang sangat singkat. Prosesor ultrasonik 400 watt sepertiUP400St Hielscher dapat memproses bubur botani 10 liter dalam waktu 5-8 menit. Ultrasonicators industri memproses bubur yang terdiri dari bahan tanaman dan pelarut dalam aliran kontinu. Media dipompa melalui reaktor ultrasonik dan disonikasi di sana. Pada skala industri, UIP4000hdT (4kW) dapat mencapai sekitar 3L / menit.
Karena hasil ekstrak dan kecepatan proses yang tinggi, ekstraksi ultrasonik sangat efisien. Oleh karena itu, sonikasi telah dengan cepat diadaptasi oleh beberapa produsen ekstrak yang menghasilkan ekstrak berkualitas tinggi, misalnya CBD, cannabinoid, vanila, ganggang, jahe, dan banyak ekstrak botani lainnya. Kavitasi ultrasonik dapat mencapai hasil ekstrak 95-99% senyawa aktif yang terkandung dalam tumbuhan. Misalnya, penelitian menunjukkan efisiensi ekstraksi 99,27% untuk pelepasan total fenolik dari daun zaitun. (Luo, 2011) Proses ultrasound dapat disesuaikan secara optimal dengan bahan baku dan kualitas ekstrak yang diinginkan dengan menyesuaikan parameter proses (amplitudo ultrasonik, suhu, tekanan, viskositas).
Ekstraksi ultrasonik kompatibel dengan hampir semua jenis pelarut. Untuk ekstraksi daun zaitun yang dibantu ultrasonik, etanol berair 80% telah ditemukan paling berkhasiat. Tetapi hasil ekstraksi untuk senyawa fitokimia tertentu dapat diubah dengan memilih pelarut lain dengan polaritas yang berbeda (misalnya metanol).
Tertarik untuk meningkatkan hasil minyak zaitun extra virgin Anda selama malaxation? Kemudian klik di sini untuk mempelajari lebih lanjut tentang malaxasi ultrasonik EVOO!
 

Keuntungan dari Sistem Ekstraksi Ultrasonik

Keuntungan dari ekstraksi ultrasonik adalah hasil ekstraksi yang tinggi, pilihan pelarut bebas (misalnya air, etanol, campuran air-etanol, minyak zaitun, dll.), Serta pengoperasian yang sederhana dan aman. Karena kekuatan mekanik sonikasi yang intensif, pelarut ekologis dan ringan seperti air, etanol dll biasanya cukup untuk mencapai tingkat dan hasil ekstraksi yang luar biasa. Akibatnya, ekstraksi ultrasonik mempersingkat waktu ekstraksi dan memungkinkan pengurangan penggunaan pelarut atau penggunaan pelarut yang lebih ringan dan lebih lembut. Ini berarti bahwa ekstraksi ultrasonik memungkinkan keduanya, tingkat ekstraksi yang lebih tinggi dan ekstrak yang lebih sehat (misalnya ekstrak air dingin). Karena suhu proses dapat dikontrol dengan tepat selama sonikasi, dekomposisi termal ekstrak karena suhu yang terlalu tinggi serta penguapan zat dihindari.
Dibandingkan dengan CO superkritis₂ ekstraktor, biaya akuisisi ekstraktor ultrasonik rendah. Prosesor ultrasonik juga dapat mencetak poin dalam hal biaya pengoperasian, pengoperasian yang sederhana, ramah pengguna, dan keselamatan kerja.

Ultrasonics – untuk Jumlah yang Lebih Kecil hingga Produksi Industri

Fitur khusus dari pemrosesan ultrasonik adalah skalabilitas linier dari proses ekstraksi. Studi kelayakan dan produksi batch yang lebih kecil dapat dengan mudah dilakukan dengan perangkat ultrasonik yang praktis di bejana terbuka. Hal ini memudahkan untuk menguji efisiensi dan kualitas proses ekstraksi ultrasonik. Setiap hasil yang diperoleh dalam skala kecil dapat sepenuhnya direproduksi dan ditingkatkan. Kontrol digital ekstraktor ultrasonik dan pencatatan data otomatis dari parameter ultrasonik pada kartu SD internal memungkinkan pemantauan proses yang tepat dan reproduktifitas standar kualitas konstan. Portofolio produk Hielscher Ultrasonics menawarkan ekstraktor ultrasonik untuk setiap timbangan – dari perangkat genggam 50 watt hingga ultrasound industri 16.000 watt untuk produksi inline. Berkat pengalaman Hielscher Ultrasonics selama puluhan tahun dalam ekstraksi ultrasonik dan pemasangan beberapa ratus sistem ekstraksi ultrasonik di seluruh dunia, saran yang kompeten dan komprehensif dijamin.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Sonosisor UIP4000hdT untuk pemrosesan daun zaitun inline untuk menghasilkan ekstrak berkualitas tinggi