Olīvu lapu polifenolu ultraskaņas ekstrakcija

Olīvu lapu ekstrakti ir spēcīgs uztura bagātinātājs un terapeitisks, jo tas satur spēcīgus antioksidantus, piemēram, polifenolus oleuropeīnu, hidroksitirosolu un verbaskosīdu. Ultraskaņas ekstrakcija ir ļoti efektīva metode, lai atbrīvotu un izolētu bioaktīvos savienojumus, piemēram, polifenolus, flavonus un terpenoīdus no olīvu lapām.

Bioaktīvo savienojumu ultraskaņas ekstrakcija no olīvu lapām

Ultraskaņas olīvu lapu ekstrakcija, izmantojot zondes tipa sonikatoru, piedāvā tādas priekšrocības kā efektivitāte, palielināta raža, bioaktivitātes saglabāšana, ilgtspējība, viegla darbība un rentabilitāte salīdzinājumā ar parastajām ekstrakcijas metodēm. Šie ieguvumi padara to par pievilcīgu iespēju pētniekiem un nozarēm, kas vēlas iegūt bioaktīvos savienojumus no olīvu lapām dažādiem lietojumiem, tostarp farmaceitiskiem līdzekļiem, uztura bagātinātājiem un funkcionāliem pārtikas produktiem.

Detalizēti izpētīsim ultraskaņas olīvu lapu ekstrakcijas priekšrocības:

• Efektivitāte: Zondes tipa sonikatori nodrošina augstas intensitātes ultraskaņas viļņus tieši paraugam, veicinot ātru un efektīvu ekstrakciju. Tas nodrošina īsāku ekstrakcijas laiku, salīdzinot ar parastajām metodēm, samazinot enerģijas patēriņu un palielinot produktivitāti.
• Palielināta raža:Ultraskaņas viļņi traucē šūnu sienām un uzlabo intracelulāro savienojumu izdalīšanos, kas noved pie augstākas ekstrakcijas ražas. Pētījumi liecina, ka ultraskaņas ekstrakcija var ievērojami palielināt bioaktīvo savienojumu ekstrakcijas efektivitāti no augu materiāliem, salīdzinot ar parastajām metodēm.
• Bioaktivitātes saglabāšana: Ultraskaņas ekstrakcija darbojas zemākā temperatūrā, salīdzinot ar citām ekstrakcijas metodēm, samazinot karstumjutīgu savienojumu termiskās degradācijas risku. Tas palīdz saglabāt ekstrahēto savienojumu, piemēram, antioksidantu, fermentu un vitamīnu, bioaktivitāti un uzturvērtību, kas atrodas olīvu lapās.
• Zaļš un ilgtspējīgs: Ultraskaņas ekstrakcija tiek uzskatīta par zaļu un ilgtspējīgu ekstrakcijas metodi, jo tā parasti prasa mazāk šķīdinātāja un enerģijas, salīdzinot ar parastajām ekstrakcijas metodēm. Turklāt tas rada minimālus atkritumus, un to var viegli palielināt rūpnieciskiem lietojumiem.
  Darbības vienkāršība: Zondes tipa ultraskaņas aparāti ir salīdzinoši vienkārši darbināmi un prasa minimālu apkopi salīdzinājumā ar citām ekstrakcijas iekārtām. Tas padara tos piemērotus laboratorijas mēroga pētījumiem, kā arī rūpnieciska mēroga ražošanai.
• Izmaksu efektivitāte: Lai gan sākotnējie ieguldījumi ultraskaņas iekārtās var būt lielāki nekā parastās ekstrakcijas metodes, paaugstināta efektivitāte un produktivitāte laika gaitā bieži rada izmaksu ietaupījumus. Turklāt īsāks ieguves laiks samazina darbaspēka izmaksas un palielina caurlaidspēju.

Kas padara olīvu lapu ekstraktu tik izdevīgu?

Olīvu (Olea europaea) lapas, lauksaimniecības atkritumi vai blakusprodukts, ir lielisks avots os dabiskie antioksidanti. Olīvu lapas satur dažādus polifenolus (pazīstamus arī kā biofenolus), piemēram, oleuropeīnu un oleaceīnu. Polifenoli augos sastopami dabiski un veicina olīvu lapu ekstrakta labvēlīgo ietekmi uz veselību. Bez polifenoliem olīvkoka lapas ir bagātas ar antioksidantiem, piemēram, ligstrozīdu izomēriem, hidroksitirosolu, tiroolu un kofeīnskābi.
Olīvu lapu ekstrakts ir fitoķīmisko vielu koncentrāts olīvu lapās un tādējādi satur lielu daudzumu spēcīgu antioksidantu. Olīvu lapu ekstraktu tradicionāli izmanto imūnsistēmas stiprināšanai. Piemēram, to lieto, lai mazinātu saaukstēšanās, klepus un kakla sāpju simptomus.
Turklāt pētījumi liecina, ka olīvu lapu ekstraktā esošie polifenoli var samazināt sirds un asinsvadu slimību risku, pazemināt holesterīna līmeni, palīdzēt svara zudumam, tiem piemīt pretmikrobu iedarbība un tie darbojas kā pretvēža līdzeklis.
Šī iemesla dēļ olīvu lapu (Olea europaea L. folium) ekstraktus izmanto kā aktīvo sastāvdaļu farmaceitisko līdzekļu un uztura bagātinātāju produktu sastāvā. Turklāt olīvu lapu ekstrakti tiek izmantoti uztura bagātinātājos, terapijā, kosmētikā, kā arī pārtikā un dzērienos.

Uzpūsta olīveļļa: Olīvu lapu ekstraktu izmanto arī, lai bagātinātu olīveļļas, piemēram, neapstrādātu augstākā labuma olīveļļu. Stiprināta ar olīvu lapu ekstraktu, olīveļļai ir bagātīgāks garšas profils, un olīveļļas ORAC vērtība ir palielināta. Ar olīvu lapām ievadītām olīveļļām ir uzlabots glabāšanas laiks un augstāka siltuma stabilitāte, jo antioksidanti iznīcina brīvos radikāļus un novērš sasmakumu.
Uzziniet vairāk par ultrasoniski atbalstītu olīvu macerāciju, lai ražotu neapstrādātu augstākā labuma olīveļļu!

Svarīgākās fitoķīmiskās vielas olīvu lapās

Fenola savienojumu sastāvs olīvu lapās ietver oleurosīdus (oleuropeīnu, verbaskosīdu), flavonus (luteolīnu, diosmetīnu, apigenīna-7-glikozi, luteolīna-7-glikozi, diosmetīna-7-glikozi), flavonolus (rutīnu), flavan-3-olus (katehīnu) un fenola atvasinājumus (tirosolu, hidroksitirosolu, vanilīnu, vanilskābi, kofeīnskābi). Oleuropeīns un hidroksitirosols ir vissvarīgākie fenola savienojumi olīvu lapās.

Oleuropein

Oleuropeīns, netoksisks olīvu iridoīds (monoterpenoīda veids), ir fenola rūgtā savienojuma veids. Lai gan oleuropeīns ir sastopams zaļā olīvu ādā, mīkstumā, sēklās un lapās, tas ir visbagātākais olīvu lapās. Ar 6–14% sausnas saturu tā ir visredzamākā bioaktīvā molekula olīvu lavās. Atkarībā no olīvu šķirnes, augsnes un ražas novākšanas laika oleuropeīna saturs var pat pieaugt līdz 17–23% sausnas.

hidroksitirosols

Hidroksitirosols ir oleuropeīna metabolīts. Abas molekulas ir pazīstamas ar savu spēcīgo antioksidantu aktivitāti, kas veicina dažas no olīveļļas antioksidantu, pretiekaisuma un slimību apkarošanas aktivitātēm. Hidroksitirosolam ir viena no augstākajām zināmajām ORAC (skābekļa radikāļu absorbcijas spējas) vērtībām, kas novērotas dabiskos antioksidantos.

Pilna spektra olīvu lapu ekstrakts satur daudzus polifenolus, antioksidantus un citas fitoķīmiskās vielas, kurām ir sinerģiska iedarbība. Ultraskaņas ekstrakcija ir uzticama ekstrakcijas metode, kas atbrīvo visas fitoķīmiskās vielas no olīvu lapām un tādējādi rada ļoti spēcīgu platjoslas ekstraktu.

Kas ir ultraskaņas un ultraskaņas ekstrakcija?

Ultraskaņa tiek definēta kā skaņas vibrācijas ar vairāk nekā 20 kHz, t.i. vairāk nekā 20 000 svārstību sekundē. Šī ir joma, kas atrodas virs cilvēka dzirdes spektra. Tādējādi ultraskaņa aptver ļoti lielu akustisko vibrāciju diapazonu, kas nozīmē, ka ultraskaņas jomā ietilpst daudzi dažādi pielietojumi. Vispazīstamākie lietošanas piemēri ietver attēlveidošanas procedūras pie ārsta, stāvvietas palīdzību automašīnās un materiālu nesagraujošo testēšanu. Minētajiem augstas frekvences piemēriem tiek izmantota nesagraujoša ultraskaņa.
Lieljaudas ultraskaņa tiek definēta kā augstas intensitātes, zemas frekvences skaņas viļņi ar frekvenci aptuveni 20-60kHz. Šie enerģētiski blīvie skaņas viļņi rada mainīgus augsta spiediena ciklus (kompresija) un zema spiediena ciklus (retināšana) šķidrumos. Zema spiediena cikla laikā augstas enerģijas ultraskaņas viļņi šķidrumā rada mazus vakuuma burbuļus vai tukšumus. Kad šie burbuļi sasniedz tilpumu, kur tie nevar absorbēt papildu enerģiju, tie pārsprāgst augsta spiediena cikla laikā. Šī burbuļu implosijas parādība ir pazīstama kā kavitācija.
Kavitācija rada lokālus karstos punktus šķidrumā vai vircā, kas var sasniegt temperatūru līdz 5000K un spiedienu līdz 2000atm. Turklāt kavitācijas burbuļu implosija rada šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280 m/s. Šie lokāli sastopamie ekstremālie apstākļi izraisa augu šūnu eksploziju, lai atbrīvotos bioaktīvās vielas, kas ir iekļuvušas augu šūnas iekšpusē. Tas nozīmē, ka akustiskā kavitācija traucē augu šūnas un noved pie lielākas intracelulāro molekulu difūzijas ekstrakcijas šķīdumā (šķīdinātājā), tādējādi uzlabojot masas pārnesi. Augstāka masas pārnešana nozīmē lielāku ekstrakcijas ātrumu. Tāpēc ultraskaņas zondes ir viens no visplašāk izmantotajiem instrumentiem, lai ražotu augstas kvalitātes ekstraktus no botāniskajiem produktiem, piemēram, garšaugiem, lapām, augļiem un citiem augu materiāliem.
Ultraskaņas ekstrakcija piedāvā dažādas priekšrocības, piemēram, pilnīgu ekstrakciju / ļoti augstu ražu, samazinātu ekstrakcijas laiku, uzlabotu efektivitāti, saderību ar jebkuru šķīdinātāju un netermisku ekstrakcijas metodi.

Attēlā parādīta īpaši augstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfija ar diodu matricas detektoru (UHPLC-DAD) ultrasoniski ekstrahētu olīvu lapu fenolu hromatogrammu. 1. un 2. maksimums tika konstatēts pie 325nm (sarkanās līnijas), bet 3. maksimums (zilā līnija) tika konstatēts pie 280nm.
attēls un pētījums: Giocometti, J. et al. (2018)

Olīvu lapu ekstrakti, kas iegūti ar ultraskaņu

Ekstremālajiem vides apstākļiem ultraskaņas kavitācijas "karstās vietas" zonā ir dažāda ietekme uz augu materiālu un tā ekstrahējamību. Tas ietver šūnu membrānas selektīvās caurlaidības pārvarēšanu, pastiprinātu vielu apmaiņu starp šūnu iekšpusi un šķīdinātāju, mehāniskos šūnu darbības traucējumus un intracelulāro vielu izdalīšanos (t. i., fitoķīmiskās vielas, piemēram, oleuropwin, hidroksitirosolu, galskābi utt.). Šie efekti rada augstu augstas kvalitātes ekstraktu ražu ļoti īsā ultraskaņas apstrādes laikā. 400 vatu ultraskaņas procesors, piemēram,Hielscher's UP400St var apstrādāt 10 litru botāniskās vircas partiju 5-8 minūšu laikā. Rūpnieciskie ultrasonikatori apstrādā vircu, kas sastāv no augu materiāla un šķīdinātāja nepārtrauktā plūsmā. Barotne tiek sūknēta caur ultraskaņas reaktoru un tur apstrādāta ar ultraskaņu. Rūpnieciskā mērogā UIP4000hdT (4kW) var sasniegt aptuveni 3L/min.
Sakarā ar augsto ekstrakta ražu un procesa ātrumu, ultraskaņas ekstrakcija ir īpaši efektīva. Tāpēc vairāki ekstraktu ražotāji ir ātri pielāgojuši ultraskaņu, kas ražo augstas kvalitātes ekstraktus, piemēram, CBD, kanabinoīdus, vaniļu, aļģes, ingveru un daudzus citus botāniskos ekstraktus. Ultraskaņas kavitācija var sasniegt ekstrakta ražu 95-99% aktīvā savienojuma, kas atrodas botānikā. Piemēram, pētījumi parādīja 99,27% ekstrakcijas efektivitāti, lai atbrīvotu kopējo fenolu daudzumu no olīvu lapām. (Luo, 2011) Ultraskaņas procesu var optimāli pielāgot izejvielai un vēlamajai ekstrakta kvalitātei, pielāgojot procesa parametrus (ultraskaņas amplitūdu, temperatūru, spiedienu, viskozitāti).
Ultraskaņas ekstrakcija ir saderīga ar gandrīz jebkura veida šķīdinātāju. Ultrasoniski atbalstītai olīvu lapu ekstrakcijai 80% ūdens etanols ir atzīts par visefektīvāko. Bet konkrētu fitoķīmisko savienojumu ekstrakcijas iznākumu var mainīt, izvēloties citu šķīdinātāju ar atšķirīgu polaritāti (piemēram, metanolu).
Vai vēlaties palielināt savu ekstra neapstrādātas olīveļļas ražu malaksācijas laikā? Tad noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par EVOO ultraskaņas malaksāciju!
 

Ultraskaņas ekstrakcijas sistēmu priekšrocības

Ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības ir augsta ekstrakcijas raža, brīva šķīdinātāja izvēle (piemēram, ūdens, etanols, ūdens-etanola maisījums, olīveļļa uc), kā arī vienkārša un droša darbība. Pateicoties intensīvajiem ultraskaņas mehāniskajiem spēkiem, ekoloģiskie un vieglie šķīdinātāji, piemēram, ūdens, etanols utt., Parasti ir pietiekami, lai sasniegtu ārkārtas ekstrakcijas ātrumu un ražu. Tā rezultātā ultraskaņas ekstrakcija saīsina ekstrakcijas laiku un ļauj samazināt šķīdinātāju izmantošanu vai maigāku, maigāku šķīdinātāju izmantošanu. Tas nozīmē, ka ultraskaņas ekstrakcija ļauj iegūt gan augstāku ekstrakcijas ātrumu, gan veselīgākus ekstraktus (piemēram, aukstā ūdens ekstraktus). Tā kā ultraskaņas apstrādes laikā procesa temperatūru var precīzi kontrolēt, tiek novērsta ekstraktu termiskā sadalīšanās pārmērīgi augstas temperatūras dēļ, kā arī vielu iztvaikošana.
Salīdzinājumā ar superkritisku CO₂ nosūcējs, ultraskaņas nosūcēja iegādes izmaksas ir zemas. Ultraskaņas procesori var arī iegūt punktus ekspluatācijas izmaksu, vienkāršas, lietotājam draudzīgas darbības un darba drošības ziņā.

Ultrasonics – mazākiem daudzumiem līdz rūpnieciskai ražošanai

Ultraskaņas apstrādes īpaša iezīme ir ekstrakcijas procesa lineārā mērogojamība. Priekšizpēti un mazāku partiju ražošanu var viegli veikt ar ērtu ultraskaņas ierīci atvērtā traukā. Tas ļauj viegli pārbaudīt ultraskaņas ekstrakcijas procesa efektivitāti un kvalitāti. Jebkurus nelielā mērogā iegūtus rezultātus var pilnībā reproducēt un palielināt. Ultraskaņas nosūcēja digitālā vadība un ultraskaņas parametru automātiskā datu reģistrēšana iekšējā SD kartē ļauj precīzi uzraudzīt procesu un nemainīgu kvalitātes standartu reproducējamību. Hielscher Ultrasonics' produktu portfelis piedāvā ultraskaņas nosūcējus katram mērogam – no 50 vatiem rokas ierīces līdz 16 000 vatu rūpnieciskajai ultraskaņai inline ražošanai. Pateicoties Hielscher Ultrasonics gadu desmitiem ilgajai pieredzei ultraskaņas ekstrakcijā un vairāku simtu ultraskaņas ekstrakcijas sistēmu uzstādīšanai visā pasaulē, tiek garantēti kompetenti un visaptveroši padomi.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

UIP4000hdT sonikators olīvu lapu inline apstrādei, lai iegūtu augstas kvalitātes ekstraktus