고수율 폴리페놀 추출을 위한 초음파 올리브 잎 추출법

Hielscher 프로브형 초음파 분쇄기를 사용하여 올레우로페인, 하이드록시티로솔, 베르바스코사이드, 플라보노이드 및 기타 생리활성 폴리페놀이 풍부한 고효능 올리브 잎 추출물을 생산하십시오. 초음파 추출은 세포 파괴와 물질 전달을 촉진하여, 제조업체가 물, 에탄올-물 혼합물 또는 기타 적합한 용매를 사용하여 높은 수율, 짧은 처리 시간 및 재현성 있는 추출물 품질을 달성할 수 있도록 돕습니다.

올리브 잎에서 Bioactive Compounds의 초음파 추출

실험실 타당성 테스트부터 파일럿 배치 및 산업용 인라인 생산에 이르기까지, Hielscher 초음파 장비는 진폭, 온도, 에너지 입력량 및 처리 시간을 정밀하게 제어할 수 있게 해줍니다. 덕분에 초음파 추출 기술은 기능성 식품, 식물 추출물, 기능성 식품, 화장품 및 의약품 원료 개발에 있어 효율적인 솔루션이 됩니다.

초음파를 이용한 올리브 잎 추출의 장점 상세 설명:

• 더 높은 추출 수율: 음향 캐비테이션을 이용하여 올리브 잎에서 세포 내 페놀성 화합물을 효율적으로 추출한다.
• 처리 시간 단축: 기존의 침출 및 용매 추출 방식에 비해 추출 시간을 단축합니다.
• 온화하고 용매 사용이 유연한 공정: 물, 에탄올 수용액, 글리세롤, 오일 또는 기타 공정과 호환되는 용매를 사용하십시오.
• 확장 가능한 장비: 실험실용 초음파 분산기를 활용해 공정을 개발하고, 이를 산업용 연속 처리 시스템으로 점진적으로 확장하십시오.
• 일관된 품질: 디지털 제어 및 데이터 기록 기능을 통해 일관된 추출물 생산이 가능합니다.
• 다재 다능 한: 기능성 식품 제조업체, 식물 추출물 생산업체, 올리브 가공업체, 제약 연구 개발(R&D) 부문을 위해 설계되었습니다.&D 랩스, 화장품 원료 공급업체 및 푸드테크 기업.

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 연구 결과에 따르면, 올리브 잎 추출물에 함유된 폴리페놀은 심혈관 질환의 위험을 줄이고, 콜레스테롤 수치를 낮추며, 체중 감량을 돕고, 항균 효과를 나타내며, 항암 작용을 할 수 있는 것으로 나타났습니다.
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.

올리브 잎 추출물은 올러유러핀, 카페인산, 하이드록시타이로솔, 버바스코사이드, 루틴, 퀘르시틴 등과 같은 폴리페놀이 풍부합니다.

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 잎에 함유된 페놀성 화합물의 구성 성분으로는 올레우로사이드(올레우로페인, 베르바스코사이드), 플라본(루테올린, 디오스메틴, 아피게닌-7-글루코사이드, 루테올린-7-글루코사이드, 디오스메틴-7-글루코사이드), 플라보놀(루틴), 플라반-3-올(카테킨) 및 페놀 유도체(티로솔, 하이드록시티로솔, 바닐린, 바닐산, 카페산)가 포함됩니다. 올레우로페인과 하이드록시티로솔은 올리브 잎에서 가장 중요한 페놀 화합물입니다.

올러유러핀

올레우로페인은 무독성 올리브 이리도이드(모노테르페노이드의 일종)로, 페놀성 쓴맛 화합물의 일종입니다. 올레우로페인은 녹색 올리브의 껍질, 과육, 씨앗, 잎에 모두 존재하지만, 특히 올리브 잎에 가장 풍부하게 함유되어 있습니다. 건중량의 6~14%를 차지하는 올레우로페인은 올리브 잎에서 가장 두드러진 생리활성 물질입니다. 올리브 품종, 토양 및 수확 시기에 따라 올레우로페인 함량은 건중량의 17~23%까지 증가할 수도 있습니다.

하이드록시타이로솔

하이드록시티로솔은 올레우로페인의 대사산물입니다. 이 두 분자는 모두 강력한 항산화 작용으로 잘 알려져 있으며, 이는 올리브 오일의 항산화, 항염증 및 질병 예방 효과에 기여합니다. 하이드록시티로솔은 천연 항산화제 중 가장 높은 ORAC(산소 라디칼 소거 능력) 값을 보이는 물질 중 하나입니다.

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.

Sonication에 의해 생산 된 올리브 잎 추출물

~의 극한 환경 조건 “핫 스폿” 초음파 캐비테이션 영역은 식물성 원료와 그 추출성에 다양한 영향을 미칩니다. 여기에는 세포막의 선택적 투과성 극복, 세포 내부와 용매 간의 물질 교환 증가, 기계적 세포 파괴 및 세포 내 물질(예: 올레우로페인, 하이드록시티로솔, 갈산 등의 식물 화학 물질)의 방출이 포함됩니다. 이러한 효과로 인해 매우 짧은 초음파 처리 시간 내에 고품질 추출물을 높은 수율로 얻을 수 있습니다. 400와트 초음파 처리기와 같은Hielscher의 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.

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)

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 CO₂ 추출기에 비해 초음파 추출기의 도입 비용은 저렴합니다. 또한 초음파 처리기는 운영 비용, 간편하고 사용자 친화적인 조작, 그리고 작업 안전성 면에서도 장점을 가지고 있습니다.

소량 생산부터 산업용 대량 생산까지 적용 가능한 초음파 추출

초음파 처리의 특별한 특징은 추출 공정의 선형적 확장성입니다. 실용성 평가 및 소량 생산은 개방형 용기에서 휴대용 초음파 장비를 사용하여 쉽게 수행할 수 있습니다. 이를 통해 초음파 추출 공정의 효율성과 품질을 손쉽게 검증할 수 있습니다. 소규모 실험에서 얻은 모든 결과는 완벽하게 재현 및 확대 적용이 가능합니다. 초음파 추출기의 디지털 제어 기능과 내장 SD 카드에 초음파 파라미터를 자동으로 기록하는 기능을 통해 공정을 정밀하게 모니터링하고 일관된 품질 기준을 재현할 수 있습니다. Hielscher Ultrasonics’ 당사의 제품 포트폴리오는 모든 규모의 시설에 적합한 초음파 추출기를 제공합니다 – 50와트 휴대용 기기부터 인라인 생산용 16,000와트 산업용 초음파 장비에 이르기까지. Hielscher Ultrasonics 덕분에’ 초음파 추출 분야에서 수십 년간 쌓아온 경험과 전 세계에 수백 대의 초음파 추출 시스템을 설치한 실적을 바탕으로, 전문적이고 포괄적인 상담을 보장합니다.

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

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.
 

UIP4000hdT 초음파 발생기 고품질 추출물을 생산하기 위한 올리브 잎의 인라인 가공