올리브 잎 폴리페놀의 초음파 추출

올리브 잎 추출물은 폴리페놀인 올러유러핀, 하이드록시타이로솔 및 버바스코사이드와 같은 강력한 항산화제를 함유하고 있어 강력한 건강 보조 식품이자 치료제입니다. 초음파 추출은 올리브 잎에서 폴리페놀, 플라본 및 테르페노이드와 같은 생체 활성 화합물을 방출하고 분리하는 매우 효율적인 기술입니다.

올리브 잎에서 Bioactive Compounds의 초음파 추출

프로브 형 초음파 발생기를 사용한 초음파 올리브 잎 추출은 기존 추출 방법에 비해 효율성, 수율 증가, 생물 활성 보존, 지속 가능성, 작동 용이성 및 비용 효율성과 같은 이점을 제공합니다. 이러한 이점으로 인해 제약, 기능 식품 및 기능성 식품을 포함한 다양한 응용 분야에서 올리브 잎에서 생체 활성 화합물을 추출하려는 연구자 및 산업에 매력적인 옵션입니다.

초음파 올리브 잎 추출의 이점을 자세히 살펴 보겠습니다.

• 능률: 프로브형 초음파 발생기는 고강도 초음파를 샘플에 직접 전달하여 빠르고 효율적인 추출을 촉진합니다. 이를 통해 기존 방법에 비해 추출 시간을 단축하여 에너지 소비를 줄이고 생산성을 높일 수 있습니다.
• 수율 증가:초음파는 세포벽을 파괴하고 세포 내 화합물의 방출을 촉진하여 추출 수율을 높입니다. 연구에 따르면 초음파 추출은 기존 방법에 비해 식물 재료에서 생체 활성 화합물의 추출 효율을 크게 높일 수 있습니다.
• 생체 활성의 보존: 초음파 추출은 다른 추출 기술에 비해 낮은 온도에서 작동하여 열에 민감한 화합물의 열 분해 위험을 줄입니다. 이는 올리브 잎에 존재하는 항산화제, 효소 및 비타민과 같은 추출된 화합물의 생체 활성과 영양 품질을 보존하는 데 도움이 됩니다.
• 친환경적이고 지속 가능: 초음파 추출은 일반적으로 기존 추출 기술에 비해 용매와 에너지가 덜 필요하기 때문에 친환경적이고 지속 가능한 추출 방법으로 간주됩니다. 또한 폐기물을 최소화하고 산업 응용 분야에 맞게 쉽게 확장할 수 있습니다.
  작동 용이성 : 프로브 형 초음파 발생기는 작동이 비교적 간단하고 다른 추출 장비에 비해 최소한의 유지 보수가 필요합니다. 따라서 실험실 규모의 연구뿐만 아니라 산업 규모의 생산에도 적합합니다.
• 비용 효율성: 초음파 장비에 대한 초기 투자는 기존 추출 방법보다 높을 수 있지만 효율성과 생산성이 향상되어 시간이 지남에 따라 비용이 절감되는 경우가 많습니다. 또한 추출 시간이 짧아 인건비가 절감되고 처리량이 증가합니다.

올리브 잎 추출물이 유익한 이유는 무엇입니까?

농업 폐기물 또는 부산물인 올리브(Olea europaea) 잎은 천연 항산화제의 훌륭한 공급원입니다. 올리브 잎에는 올러유러핀(oleuropein) 및 올레아세인(oleacein)과 같은 다양한 폴리페놀(바이오페놀이라고도 함)이 포함되어 있습니다. 폴리페놀은 식물에서 자연적으로 발생하며 올리브 잎 추출물의 건강상의 이점에 기여합니다. 폴리페놀 외에도 올리브 나무의 잎에는 리그스트로사이드 이성질체, 하이드록시타이로솔, 티로솔 및 카페산과 같은 항산화제가 풍부합니다.
올리브 잎 추출물은 올리브 잎에 있는 식물 화학 물질의 농축물이며 강력한 항산화제를 다량 함유하고 있습니다. 올리브 잎 추출물은 전통적으로 면역 체계를 강화하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 감기, 기침 및 인후통의 증상을 개선하기 위해 투여됩니다.
또한 연구에 따르면 올리브 잎 추출물의 폴리페놀은 심혈관 질환의 위험을 줄이고, 콜레스테롤 수치를 낮추고, 체중 감량에 도움이 되고, 항균 효과를 나타내고, 항암제 역할을 할 수 있습니다.
이러한 이유로 올리브 잎(Olea europaea L. folium)에서 추출한 추출물은 의약품 및 건강 보조 식품의 제품 제형에 활성 성분으로 사용됩니다. 또한 올리브 잎 추출물은 영양 보충제, 치료제, 화장품, 식품 및 음료에 사용됩니다.

인퓨즈드 올리브 오일: 올리브 잎 추출물은 엑스트라 버진 올리브 오일과 같은 올리브 오일을 풍부하게 하는 데에도 사용됩니다. 올리브 잎 추출물로 강화된 올리브 오일은 풍미가 더 풍부하고 올리브 오일의 ORAC 값이 증가합니다. 올리브 잎이 주입된 올리브 오일은 항산화제가 자유 라디칼을 제거하고 산패를 방지하기 때문에 유통 기한이 향상되고 열 안정성이 높습니다.
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올리브 잎에 함유된 가장 중요한 파이토케미컬

올리브 잎의 페놀 화합물 조성에는 올유로사이드(올러유러핀, 베르바스코사이드), 플라본(루테올린, 디오스메틴, 아피제닌-7-포도당, 루테올린-7-포도당, 디오스메틴-7-포도당), 플라보놀(루틴), 플라반-3-올(카테킨) 및 페놀 유도체(티로졸, 하이드록시타이로솔, 바닐린, 바닐산, 카페산)가 포함됩니다. 올러유러핀(Oleuropein)과 하이드록시타이로솔(hydroxytyrosol)은 올리브 잎에서 가장 중요한 페놀 화합물입니다.

올러유러핀

무독성 올리브 이리도이드(모노테르페노이드의 일종)인 올러유러핀은 페놀 쓴 화합물의 일종입니다. 녹색 올리브 피부, 과육, 씨앗 및 잎에 존재하지만 올러유러핀은 올리브 잎에서 가장 풍부하게 발견됩니다. 건조 중량이 6-14%인 이 성분은 올리브 라베에서 가장 두드러진 생체 활성 분자입니다. 올리브 품종, 토양 및 수확 시기에 따라 올러유러핀 함량은 건조 중량의 17-23%까지 증가할 수 있습니다.

하이드록시타이로솔

하이드록시타이로솔은 올러유러핀의 대사 산물입니다. 두 분자 모두 강력한 항산화 활성으로 알려져 있으며, 이는 올리브 오일의 항산화, 항염증 및 질병 퇴치 활동에 기여합니다. 하이드록시타이로솔은 천연 항산화제에서 관찰된 가장 높은 알려진 ORAC(산소 라디칼 흡수 능력) 값 중 하나를 가지고 있습니다.

풀 스펙트럼 올리브 잎 추출물에는 시너지 효과가 있는 수많은 폴리페놀, 항산화제 및 기타 식물 화학 물질이 포함되어 있습니다. 초음파 추출은 올리브 잎에서 모든 식물 화학 물질을 방출하고 매우 강력한 광대역 추출물을 생성하는 신뢰할 수있는 추출 기술입니다.

초음파 및 초음파 추출이란 무엇입니까?

초음파는 20kHz 이상, 즉 초당 20,000회 이상의 진동을 가진 소리 진동으로 정의됩니다. 이것은 인간의 청력 스펙트럼 위에 있는 영역입니다. 따라서 초음파는 매우 넓은 범위의 음향 진동을 다루며, 이는 수많은 다양한 응용 분야가 초음파 분야에 속한다는 것을 의미합니다. 가장 잘 알려진 사용 사례로는 의사의 영상 촬영 절차, 자동차 주차 보조, 재료의 비파괴 검사 등이 있습니다. 언급 된 예의 경우 고주파, 비파괴 초음파가 사용됩니다.
고출력 초음파는 약 20-60kHz의 주파수를 가진 고강도, 저주파 음파로 정의됩니다. 이러한 에너지 밀도가 높은 음파는 액체에서 고압 사이클(압축)과 저압 사이클(희박)을 번갈아 발생시킵니다. 저압 사이클 동안 고에너지 초음파는 액체에 작은 진공 기포 또는 공극을 생성합니다. 이러한 기포가 더 이상 에너지를 흡수할 수 없는 부피에 도달하면 고압 사이클 중에 파열됩니다. 이 기포 내파 현상은 캐비테이션으로 알려져 있습니다.
캐비테이션은 최대 5000K의 온도와 최대 2000atm의 압력에 도달할 수 있는 액체 또는 슬러리에 국부적인 핫스팟을 생성합니다. 또한 캐비테이션 기포의 내파는 최대 280m/s의 속도로 액체 제트를 생성합니다. 이러한 국지적으로 발생하는 극한 조건은 식물 세포를 파열시켜 식물 세포 내부에 갇혀 있는 생체 활성 물질이 방출되도록 합니다. 이는 음향 캐비테이션이 식물 세포를 파괴하고 세포 내 분자가 추출 용액(용매)으로 더 많이 확산되도록 하여 질량 전달을 향상시킨다는 것을 의미합니다. 질량 전달이 높을수록 추출 속도가 빨라집니다. 따라서 초음파 프로브는 허브, 잎, 과일 및 기타 식물 재료와 같은 식물로부터 고품질 추출물을 생산하는 데 가장 널리 사용되는 도구 중 하나입니다.
초음파 추출은 완전한 추출 / 매우 높은 수율, 추출 시간 단축, 효율성 향상, 모든 용매와의 호환성 및 비열 추출 방법과 같은 다양한 이점을 제공합니다.

이 그림은 초음파로 추출된 올리브 잎 페놀의 다이오드 어레이 검출기(UHPLC-DAD) 크로마토그램을 사용한 초고성능 액체 크로마토그래피를 보여줍니다. 피크 1과 2는 325nm(빨간색 선)에서 검출되었고 피크 3(파란색 선)은 280nm에서 감지되었습니다.
사진 및 연구: Giocometti, J. et al. (2018)

Sonication에 의해 생산 된 올리브 잎 추출물

초음파 캐비테이션의 "핫스팟"영역의 극한 환경 조건은 식물 재료와 그 추출성에 다양한 영향을 미칩니다. 여기에는 세포막의 선택적 투과성, 세포 내부와 용매 사이의 물질 교환 증가, 기계적 세포 파괴 및 세포 내 물질(즉, 올뢰로프윈, 하이드록시타이로졸, 갈산 등과 같은 식물 화학 물질)의 방출을 극복하는 것이 포함됩니다. 이러한 효과는 매우 짧은 초음파 처리 시간 내에 고품질 추출물의 높은 수율을 가져옵니다. 400와트 초음파 프로세서(예:Hielscher의 UP400St는 5-8 분 이내에 10 리터의 식물 슬러리를 처리 할 수 있습니다. 산업용 초음파 발생기는 식물 재료와 용매로 구성된 슬러리를 연속 흐름으로 처리합니다. 매체는 초음파 반응기를 통해 펌핑되고 거기에서 초음파 처리됩니다. 산업 규모에서 UIP4000hdT (4kW)는 약 3L / min을 달성 할 수 있습니다.
추출물 수율이 높고 공정 속도가 빠르기 때문에 초음파 추출이 특히 효율적입니다. 따라서 초음파 처리는 CBD, 카나비노이드, 바닐라, 조류, 생강 및 기타 수많은 식물 추출물과 같은 고품질 추출물을 생산하는 여러 추출물 제조업체에 의해 빠르게 채택되었습니다. 초음파 캐비테이션은 식물에 함유 된 활성 화합물의 95-99 %의 추출물 수율을 달성 할 수 있습니다. 예를 들어, 연구에 따르면 올리브 잎에서 총 페놀 방출에 대한 추출 효율이 99,27 %입니다. (뤄, 2011) 초음파 공정은 공정 매개변수(초음파 진폭, 온도, 압력, 점도)를 조정하여 원료와 원하는 추출물 품질에 맞게 최적으로 조정할 수 있습니다.
초음파 추출은 거의 모든 종류의 용매와 호환됩니다. 초음파를 이용한 올리브 잎 추출의 경우 80% 수성 에탄올이 가장 효과적인 것으로 밝혀졌습니다. 그러나 특정 식물 화학 화합물에 대한 추출 수율은 극성이 다른 다른 용매(예: 메탄올)를 선택하여 변경할 수 있습니다.
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초음파 추출 시스템의 장점

초음파 추출의 장점은 높은 추출 수율, 용매 (예 : 물, 에탄올, 물-에탄올 혼합물, 올리브 오일 등)의 자유로운 선택뿐만 아니라 간단하고 안전한 작동입니다. 초음파 처리의 집중적 인 기계적 힘으로 인해 물, 에탄올 등과 같은 생태 학적 및 온화한 용매는 일반적으로 탁월한 추출 속도와 수율을 달성하기에 충분합니다. 결과적으로 초음파 추출은 추출 시간을 단축하고 용매 사용을 줄이거나 더 부드럽고 부드러운 용매를 사용할 수 있습니다. 이는 초음파 추출이 더 높은 추출 속도와 더 건강한 추출물 (예 : 냉수 추출물)을 모두 허용한다는 것을 의미합니다. 초음파 처리 중에 공정 온도를 정밀하게 제어 할 수 있기 때문에 과도하게 높은 온도로 인한 추출물의 열 분해와 물질의 증발을 피할 수 있습니다.
초임계 CO와 비교₂ 추출기, 초음파 추출기의 구입 비용이 저렴합니다. 초음파 프로세서는 또한 운영 비용, 간단하고 사용자 친화적 인 작동 및 직업 안전 측면에서 점수를 얻을 수 있습니다.

초음파 – 산업 생산까지 소량 생산

초음파 처리의 특별한 특징은 추출 공정의 선형 확장 성입니다. 타당성 조사 및 더 작은 배치의 생산은 개방형 용기에서 편리한 초음파 장치를 사용하여 쉽게 수행 할 수 있습니다. 이를 통해 초음파 추출 공정의 효율성과 품질을 쉽게 테스트 할 수 있습니다. 작은 규모로 얻은 모든 결과는 완전히 재현하고 확대 할 수 있습니다. 초음파 추출기의 디지털 제어와 내부 SD 카드의 초음파 파라미터의 자동 데이터 로깅을 통해 공정을 정밀하게 모니터링하고 일정한 품질 표준의 재현성을 확인할 수 있습니다. Hielscher 초음파의 제품 포트폴리오는 모든 규모에 맞는 초음파 추출기를 제공합니다. – 50W 핸드헬드 장치에서 16,000W 산업용 초음파까지 인라인 생산을 위한 것입니다. Hielscher 초음파의 초음파 추출에 대한 수십 년의 경험과 전 세계 수백 개의 초음파 추출 시스템 설치 덕분에 유능하고 포괄적 인 조언이 보장됩니다.

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

UIP4000hdT 초음파 발생기 고품질 추출물을 생산하기 위한 올리브 잎의 인라인 가공