Olīvu lapu ekstrakcija ar ultraskaņu polifenolu ekstraktu iegūšanai ar augstu iznākumu

Iegūstiet iedarbīgus olīvu lapu ekstraktus, kas bagāti ar oleiropeīnu, hidroksitirozolu, verbaskozīdu, flavonoīdiem un citiem bioaktīviem polifenoliem, izmantojot Hielscher zondes tipa ultraskaņas apstrādes ierīces. Ekstrakcija ar ultraskaņu paātrina šūnu sagraušanu un masas pārnesi, palīdzot ražotājiem sasniegt augstu iznākumu, īsu apstrādes laiku un reproducējamu ekstrakta kvalitāti, izmantojot ūdeni, etanola un ūdens maisījumus vai citus piemērotus šķīdinātājus.

Bioaktīvo savienojumu ekstrakcija no olīvu lapām ar ultraskaņu

No procesa īstenojamības pārbaudēm laboratorijā līdz izmēģinājuma partijām un rūpnieciskai ražošanai plūsmā – Hielscher ultraskaņas apstrādes ierīces nodrošina precīzu amplitūdas, temperatūras, ievadītās enerģijas un apstrādes laika kontroli. Tas padara ekstrakciju ar ultraskaņu par efektīvu risinājumu nutraceutisko produktu, augu ekstraktu, funkcionālo pārtikas produktu, kosmētikas un farmaceitisko sastāvdaļu izstrādei.

Olīvu lapu ekstrakcijas ar ultraskaņu priekšrocības sīkāk:

• Augstāks ekstrakcijas iznākums: Efektīvi atbrīvojiet olīvu lapu šūnās esošos fenola savienojumus, izmantojot akustisko kavitāciju.
• Īsāks apstrādes laiks: Saīsiniet ekstrakcijas laiku salīdzinājumā ar tradicionālo macerāciju un ekstrakciju ar šķīdinātājiem.
• Saudzīgs process ar plašu šķīdinātāju izvēli: Izmantojiet ūdeni, etanola ūdens šķīdumu, glicerīnu, eļļas vai citus ar procesu saderīgus šķīdinātājus.
• Mērogojamas iekārtas: Izstrādājiet procesu ar laboratorijas ultraskaņas apstrādes ierīcēm un lineāri palieliniet tā mērogu līdz rūpnieciskām caurplūdes sistēmām.
• Reproducējama kvalitāte: Digitālā vadība un datu reģistrēšana palīdz nodrošināt nemainīgu ekstraktu ražošanas kvalitāti.
• Daudzpusīgs pielietojums: Paredzēts nutraceutisko produktu ražotājiem, augu ekstraktu ražotājiem, olīveļļas spiestuvēm, farmācijas pētniecības un izstrādes laboratorijām, kosmētikas sastāvdaļu piegādātājiem un pārtikas tehnoloģiju uzņēmumiem.

Kas padara olīvu lapu ekstraktu tik labvēlīgu veselībai?

Olīvkoka (Olea europaea) lapas, kas ir lauksaimniecības atkritumi vai blakusprodukts, ir lielisks dabisko antioksidantu avots. Olīvu lapas satur dažādus polifenolus (pazīstamus arī kā biofenolus), piemēram, oleiropeīnu un oleaceīnu. Polifenoli dabiski sastopami augos un veicina olīvu lapu ekstrakta labvēlīgo ietekmi uz veselību. Papildus polifenoliem olīvkoka lapās ir daudz antioksidantu, piemēram, ligstrozīda izomēru, hidroksitirozola, tirozola un kafijskābes.
Olīvu lapu ekstrakts ir olīvu lapās esošo fitoķīmisko vielu koncentrāts, tāpēc tas satur lielu daudzumu spēcīgu antioksidantu. Olīvu lapu ekstraktu tradicionāli lieto imūnsistēmas stiprināšanai. Piemēram, to lieto saaukstēšanās simptomu, klepus un kakla sāpju mazināšanai.
Turklāt pētījumi liecina, ka olīvu lapu ekstraktā esošie polifenoli varētu mazināt sirds un asinsvadu slimību risku, pazemināt holesterīna līmeni, palīdzēt samazināt svaru, izrādīt pretmikrobu iedarbību un darboties kā pretvēža līdzeklis.
Šī iemesla dēļ olīvu lapu (Olea europaea L. folium) ekstraktus izmanto kā aktīvo sastāvdaļu zāļu un uztura bagātinātāju sastāvos. Turklāt olīvu lapu ekstraktus izmanto uztura bagātinātājos, ārstniecības līdzekļos, kosmētikā, kā arī pārtikā un dzērienos.

Olīvu lapu ekstrakts ir bagāts ar polifenoliem, piemēram, oleiropeīnu, kafijskābi, hidroksitirozolu, verbaskozīdu, rutīnu, kvercetīnu u. c.

Ar olīvu lapu vielām bagātināta olīveļļa: Olīvu lapu ekstraktu izmanto arī olīveļļu, piemēram, neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas, bagātināšanai. Ar olīvu lapu ekstraktu bagātinātai olīveļļai ir bagātīgāks garšas profils un paaugstināta ORAC vērtība. Ar olīvu lapu vielām bagātinātām olīveļļām ir ilgāks glabāšanas laiks un augstāka termiskā stabilitāte, jo antioksidanti saista brīvos radikāļus un novērš sasmakšanu.
Uzziniet vairāk par olīvu macerāciju ar ultraskaņas palīdzību neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas ražošanai!

Svarīgākās fitoķīmiskās vielas olīvu lapās

Olīvkoku lapu fenolu savienojumu sastāvā ietilpst oleurozīdi (oleuropeīns, verbaskozīds), flavoni (luteolīns, diosmetīns, apigenīna-7-glikoze, luteolīna-7-glikoze, diosmetīna-7-glikoze), flavonoli (rutīns), flavān-3-oli (katehīns) un fenolu atvasinājumi (tirozols, hidroksitirozols, vanilīns, vanilīnskābe, kafijskābe). Oleuropeīns un hidroksitirozols ir vissvarīgākie fenolu savienojumi olīvkoku lapās.

Oleuropeīns

Oleuropeīns ir netoksisks olīvkoku iridoīds (monoterpenoīdu veids), kas pieder pie fenolu rūgtvielām. Lai gan oleuropeīns ir sastopams zaļo olīvu mizā, mīkstumā, sēklās un lapās, vislielākajā daudzumā tas ir atrodams olīvkoku lapās. Tā saturs ir 6–14% no sausnas masas, un tā ir visvairāk sastopamā bioaktīvā molekula olīvkoku lapās. Atkarībā no olīvkoku šķirnes, augsnes un ražas novākšanas laika oleuropeīna saturs var pat sasniegt 17–23% no sausnas masas.

Hidroksitirozols

Hidroksitirozols ir oleuropeīna metabolīts. Abas molekulas ir pazīstamas ar savu spēcīgo antioksidatīvo aktivitāti, kas daļēji veicina olīveļļas antioksidatīvo, pretiekaisuma un slimību apkarošanas iedarbību. Hidroksitirozolam ir viena no augstākajām zināmajām ORAC (skābekļa radikāļu absorbcijas spējas) vērtībām, kas novērotas dabiskajiem antioksidantiem.

Pilna spektra olīvkoku lapu ekstrakts satur daudzus polifenolus, antioksidantus un citas fitoķīmiskās vielas, kurām ir sinerģiska iedarbība. Ekstrakcija ar ultraskaņu ir uzticama ekstrakcijas metode, kas atbrīvo visas fitoķīmiskās vielas no olīvkoku lapām un tādējādi nodrošina ļoti iedarbīgu plaša spektra ekstraktu.

Ar ultraskaņas apstrādi iegūti olīvkoku lapu ekstrakti

Ekstremālie vides apstākļi ultraskaņas kavitācijas «karstā punkta» zonā dažādi ietekmē augu materiālu un vielu ekstrahējamību no tā. Šī ietekme ietver šūnu membrānas selektīvās caurlaidības pārvarēšanu, pastiprinātu vielu apmaiņu starp šūnas iekšieni un šķīdinātāju, mehānisku šūnu sagraušanu un šūnu iekšienē esošo vielu atbrīvošanu (t. i., tādu fitoķīmisko vielu kā oleuropeīns, hidroksitirozols, gallskābe utt.). Šī ietekme nodrošina augstu augstas kvalitātes ekstraktu iznākumu ļoti īsā ultraskaņas apstrādes laikā. 400 vatu ultraskaņas procesors, piemēram, Hielscher UP400St, var apstrādāt 10 litru augu suspensijas partiju 5–8 minūtēs. Rūpnieciskās ultraskaņas iekārtas apstrādā suspensiju, kas sastāv no augu materiāla un šķīdinātāja, nepārtrauktā plūsmā. Apstrādājamo vidi sūknē caur ultraskaņas reaktoru, kur tā tiek apstrādāta ar ultraskaņu. Rūpnieciskā mērogā UIP4000hdT (4kW) var sasniegt aptuveni 3L/min.
Pateicoties augstajam ekstrakta iznākumam un procesa ātrumam, ekstrakcija ar ultraskaņu ir īpaši efektīva. Tāpēc daudzi ekstraktu ražotāji, kas ražo augstas kvalitātes ekstraktus, piemēram, CBD, kanabinoīdu, vaniļas, aļģu, ingvera un daudzus citus augu ekstraktus, ir strauji ieviesuši apstrādi ar ultraskaņu. Ultraskaņas kavitācija var nodrošināt ekstrakcijas iznākumu 95–99% apmērā no augu materiālā esošā aktīvā savienojuma daudzuma. Piemēram, pētījumā konstatēta 99,27% ekstrakcijas efektivitāte kopējo fenolu atbrīvošanai no olīvkoku lapām. (Luo, 2011) Ultraskaņas procesu var optimāli pielāgot izejvielai un vēlamajai ekstrakta kvalitātei, regulējot procesa parametrus (ultraskaņas amplitūdu, temperatūru, spiedienu, viskozitāti).

Attēlā redzama ar ultraskaņu ekstrahētu olīvkoku lapu fenolu īpaši augstas efektivitātes šķidruma hromatogrāfijas ar diožu matricas detektoru (UHPLC-DAD) hromatogramma. Pīķi 1 un 2 tika detektēti pie 325nm (sarkanās līnijas), savukārt pīķis 3 (zilā līnija) tika detektēts pie 280nm.
attēls un pētījums: Giocometti, J. et al. (2018)

Ekstrakcija ar ultraskaņu ir saderīga ar gandrīz jebkura veida šķīdinātāju. Konstatēts, ka ar ultraskaņu veicinātai olīvkoku lapu ekstrakcijai visefektīvākais ir 80% etanola ūdens šķīdums. Tomēr konkrētu fitoķīmisko savienojumu ekstrakcijas iznākumu var mainīt, izvēloties citu šķīdinātāju ar atšķirīgu polaritāti (piemēram, metanolu).
Vēlaties palielināt neapstrādātas augstākā labuma olīveļļas iznākumu malaksācijas laikā? Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par EVOO malaksāciju ar ultraskaņu!
 

Ultraskaņas ekstrakcijas sistēmu priekšrocības

Ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības ir augsts ekstrakcijas iznākums, brīva šķīdinātāja izvēle (piemēram, ūdens, etanols, ūdens un etanola maisījums, olīveļļa utt.), kā arī vienkārša un droša ekspluatācija. Pateicoties intensīvajiem mehāniskajiem spēkiem, kas rodas apstrādē ar ultraskaņu, ar videi draudzīgiem un saudzīgiem šķīdinātājiem, piemēram, ūdeni, etanolu utt., parasti pietiek, lai sasniegtu izcilu ekstrakcijas ātrumu un iznākumu. Tādējādi ultraskaņas ekstrakcija saīsina ekstrakcijas laiku un ļauj samazināt šķīdinātāju patēriņu vai izmantot maigākus, saudzīgākus šķīdinātājus. Tas nozīmē, ka ultraskaņas ekstrakcija ļauj gan sasniegt lielāku ekstrakcijas ātrumu, gan iegūt veselīgākus ekstraktus (piemēram, auksta ūdens ekstraktus). Tā kā apstrādes ar ultraskaņu laikā procesa temperatūru var precīzi kontrolēt, tiek novērsta ekstraktu termiskā sadalīšanās pārmērīgi augstas temperatūras dēļ, kā arī vielu iztvaikošana.
Salīdzinājumā ar superkritiskā CO₂ ekstraktoru ultraskaņas ekstraktora iegādes izmaksas ir zemas. Ultraskaņas procesoriem ir priekšrocības arī ekspluatācijas izmaksu, vienkāršas un lietotājam ērtas vadības un darba drošības ziņā.

Ultraskaņas ekstrakcija no nelieliem daudzumiem līdz rūpnieciskai ražošanai

Īpaša apstrādes ar ultraskaņu iezīme ir ekstrakcijas procesa mēroga lineāra palielināšana. Priekšizpēti un nelielu partiju ražošanu var viegli veikt ar parocīgu ultraskaņas ierīci atvērtā traukā. Tas ļauj viegli pārbaudīt ultraskaņas ekstrakcijas procesa efektivitāti un kvalitāti. Jebkurus nelielā mērogā iegūtus rezultātus var pilnībā atkārtot un reproducēt lielākā mērogā. Ultraskaņas ekstraktora digitālā vadība un ultraskaņas parametru automātiska reģistrēšana iekšējā SD kartē ļauj precīzi uzraudzīt procesu un atkārtoti nodrošināt nemainīgus kvalitātes standartus. Hielscher Ultrasonics produktu klāsts piedāvā ultraskaņas ekstraktorus jebkuram mērogam – no 50 vatu rokas ierīcēm līdz 16 000 vatu rūpnieciskām ultraskaņas iekārtām ražošanai plūsmā. Pateicoties Hielscher Ultrasonics gadu desmitiem ilgajai pieredzei ultraskaņas ekstrakcijā un vairāku simtu ultraskaņas ekstrakcijas sistēmu uzstādīšanai visā pasaulē, tiek garantētas kompetentas un visaptverošas konsultācijas.

Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas iekārtu aptuveno apstrādes jaudu:

Kas ir ultraskaņa un ultraskaņas ekstrakcija?

Ultraskaņu definē kā skaņas svārstības ar frekvenci virs 20kHz, t. i., vairāk nekā 20 000 svārstību sekundē. Šis frekvenču diapazons atrodas virs cilvēka dzirdes diapazona. Tādējādi ultraskaņa aptver ļoti plašu akustisko svārstību diapazonu, un tas nozīmē, ka ultraskaņas jomā ietilpst daudzi dažādi lietojumi. Vispazīstamākie izmantošanas piemēri ir medicīniskās attēldiagnostikas procedūras, automašīnu novietošanas palīgsistēmas un materiālu nesagraujošā testēšana. Minētajos piemēros izmanto augstfrekvences, nesagraujošu ultraskaņu.
Lieljaudas ultraskaņu definē kā augstas intensitātes zemfrekvences skaņas viļņus ar frekvenci aptuveni 20–60kHz. Šie skaņas viļņi ar augstu enerģijas blīvumu šķidrumos pārmaiņus rada augsta spiediena ciklus (saspiešanu) un zema spiediena ciklus (retināšanu). Zema spiediena cikla laikā augstas enerģijas ultraskaņas viļņi šķidrumā rada mazus vakuuma burbulīšus vai dobumus. Kad šie burbulīši sasniedz tilpumu, pie kura tie vairs nevar absorbēt papildu enerģiju, tie augsta spiediena cikla laikā sabrūk. Šo burbulīšu implozijas parādību sauc par kavitāciju.
Kavitācija šķidrumā vai suspensijā rada lokālus karstos punktus, kuros temperatūra var sasniegt līdz 5000K un spiediens – līdz 2000atm. Turklāt kavitācijas burbulīšu implozija rada šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280 m/s. Šie lokālie ekstremālie apstākļi izraisa augu šūnu pārplīšanu, atbrīvojot augu šūnu iekšienē ieslēgtās bioaktīvās vielas. Tas nozīmē, ka akustiskā kavitācija sagrauj augu šūnas un palielina šūnu iekšienē esošo molekulu difūziju ekstrakcijas šķīdumā (šķīdinātājā), tādējādi uzlabojot masas pārnesi. Intensīvāka masas pārnese nozīmē lielāku ekstrakcijas ātrumu. Tāpēc ultraskaņas zondes ir viens no visplašāk izmantotajiem rīkiem augstas kvalitātes ekstraktu iegūšanai no augu izejvielām, piemēram, garšaugiem, lapām, augļiem un citiem augu materiāliem.
Ultraskaņas ekstrakcija piedāvā dažādas priekšrocības, piemēram, pilnīgu ekstrakciju / ļoti augstu iznākumu, īsāku ekstrakcijas laiku, uzlabotu efektivitāti, saderību ar jebkuru šķīdinātāju, turklāt tā ir netermiska ekstrakcijas metode.
 

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