Ultrasone extractie van olijfbladeren voor polyfenolextracten met een hoog rendement
Produceer krachtige olijfbladextracten die rijk zijn aan oleuropeïne, hydroxytyrosol, verbascoside, flavonoïden en andere bioactieve polyfenolen met behulp van Hielscher-sonicators met sonde. Ultrasone extractie versnelt de celafbraak en de massatransfer, waardoor fabrikanten hoge opbrengsten, korte verwerkingstijden en een reproduceerbare extractkwaliteit kunnen realiseren met behulp van water, ethanol-watermengsels of andere geschikte oplosmiddelen.
Ultrasone extractie van bioactieve bestanddelen uit olijfbladeren
Van haalbaarheidstests in het laboratorium tot proefproducties en industriële inline-productie: met de ultrasone apparaten van Hielscher hebt u nauwkeurige controle over de amplitude, temperatuur, energie-input en verwerkingstijd. Dit maakt ultrasone extractie tot een efficiënte oplossing voor de ontwikkeling van nutraceuticals, plantaardige extracten, functionele voedingsmiddelen, cosmetica en farmaceutische ingrediënten.
De voordelen van ultrasone extractie van olijfbladeren in detail:
- Hogere opbrengst bij de extractie: Maak fenolverbindingen in olijfbladeren op efficiënte wijze vrij met behulp van akoestische cavitatie.
- Kortere verwerkingstijd: De extractietijd is korter dan bij conventionele maceratie en extractie met oplosmiddelen.
- Een mild, oplosmiddelvriendelijk proces: Gebruik water, een ethanoloplossing, glycerol, oliën of andere oplosmiddelen die geschikt zijn voor het proces.
- Schaalbare apparatuur: Ontwikkel uw proces met behulp van ultrasone apparaten voor laboratoriumgebruik en breid dit lineair uit naar industriële doorstroomsystemen.
- Consistente kwaliteit: Digitale besturing en dataregistratie zorgen voor een consistente productie van extracten.
- Veelzijdig: Ontworpen voor fabrikanten van nutraceuticals, producenten van plantaardige extracten, olijfoliefabrieken en farmaceutische R&D&D-labs, leveranciers van cosmetische ingrediënten en foodtech-bedrijven.
Vertel ons eens over uw olijfbladeren als grondstof en uw productie van polyfenolen. Wij adviseren u de beste configuratie voor uw ultrasone apparatuur om de opbrengst aan polyfenolen te verhogen.
UIP4000hdT, een krachtige industriële ultrasone apparatuur van 4 kW voor botanische extractie
Wat maakt olijfbladextract zo heilzaam?
Olijfbladeren (Olea europaea), een afval- of bijproduct van de landbouw, zijn een geweldige bron van natuurlijke antioxidanten. Olijfbladeren bevatten verschillende polyfenolen (ook wel biofenolen genoemd), zoals oleuropeïne en oleaceïne. Polyfenolen komen van nature voor in planten en dragen bij aan de gezondheidsvoordelen van olijfbladextract. Naast polyfenolen zijn de bladeren van de olijfboom rijk aan antioxidanten, zoals ligstroside isomeren, hydroxytyrosol, tyrosol en cafeïnezuur.
Olijfbladextract is het concentraat van fytochemicaliën in olijfbladeren en bevat daardoor een grote hoeveelheid krachtige antioxidanten. Extract van olijfbladeren wordt traditioneel gebruikt om het immuunsysteem te versterken. Het wordt bijvoorbeeld toegediend om de symptomen van verkoudheid, hoesten en keelpijn te verlichten.
Bovendien wijzen onderzoeksresultaten erop dat de polyfenolen in olijfbladextract het risico op hart- en vaatziekten zouden kunnen verminderen, het cholesterolgehalte zouden kunnen verlagen, zouden kunnen helpen bij het afvallen, antimicrobiële effecten zouden kunnen hebben en als middel tegen kanker zouden kunnen werken.
Daarom worden extracten van olijfbladeren (Olea europaea L. folium) gebruikt als actief ingrediënt in productformules van geneesmiddelen en voedingssupplementen. Verder worden extracten van olijfbladeren gebruikt in voedingssupplementen, therapeutica, cosmetica, voedingsmiddelen en dranken.
Olijfbladextract is rijk aan polyfenolen zoals oleuropeïne, cafeïnezuur, hydroxytyrosol, verbascoside, rutine, quercitine enz.
Geïnfuseerde olijfolie: Olijfbladextract wordt ook gebruikt om olijfolie, zoals extra vierge olijfolie, te verrijken. Verrijkt met olijfbladextract heeft de olijfolie een rijker smaakprofiel en wordt de ORAC-waarde van de olijfolie verhoogd. Olijfolie verrijkt met olijfbladextract heeft een betere houdbaarheid en een hogere hittestabiliteit omdat antioxidanten vrije radicalen neutraliseren en ranzigheid voorkomen.
Kom meer te weten over ultrasoon geassisteerde olijfmaceratie voor de productie van extra olijfolie van eerste persing!
De belangrijkste fytochemicaliën in olijfbladeren
De samenstelling van fenolverbindingen in olijfbladeren omvat oleurosiden (oleuropeïne, verbascoside), flavonen (luteoline, diosmetine, apigenine-7-glucose, luteoline-7-glucose, diosmetine-7-glucose), flavonolen (rutine), flavan-3-olen (catechine) en fenolische derivaten (tyrosol, hydroxytyrosol, vanilline, vanillinezuur, cafeïnezuur). Oleuropeïne en hydroxytyrosol zijn de belangrijkste fenolverbindingen in olijfbladeren.
oleuropeïne
Oleuropeïne, een niet-giftig iridoïde uit olijven (een soort monoterpenoïde), is een fenolische, bittere stof. Hoewel oleuropeïne voorkomt in de schil, het vruchtvlees, de pitten en de bladeren van groene olijven, komt het het meest voor in olijfbladeren. Met een gehalte van 6–14% drooggewicht is het de meest prominente bioactieve molecule in olijfbladeren. Afhankelijk van de olijvensoort, de bodem en het oogstmoment kan het oleuropeïnegehalte zelfs oplopen tot 17–23% drooggewicht.
hydroxytyrosol
Hydroxytyrosol is een metaboliet van oleuropeïne. Beide moleculen staan bekend om hun krachtige antioxiderende werking, die bijdraagt aan de antioxiderende, ontstekingsremmende en ziektebestrijdende eigenschappen van olijfolie. Hydroxytyrosol heeft een van de hoogste bekende ORAC-waarden (zuurstofradicaalabsorptiecapaciteit) die bij natuurlijke antioxidanten zijn waargenomen.
Een vol-spectrum olijfbladextract bevat talloze polyfenolen, antioxidanten en andere fytochemicaliën, die synergetische effecten hebben. Ultrasone extractie is een betrouwbare extractietechniek, die alle fytochemicaliën uit de olijfbladeren vrijmaakt en zo een zeer krachtig breedbandextract oplevert.
Ultrasone extractor UIP2000hdT (2kW) met batchreactor
Extracten van olijfblad geproduceerd door Sonicatie
De extreme omgevingsomstandigheden in de “hotspot” De factoren in de zone van de ultrasone cavitatie hebben diverse effecten op het plantmateriaal en de mate waarin het kan worden geëxtraheerd. Dit omvat het overwinnen van de selectieve doorlaatbaarheid van het celmembraan, de verhoogde uitwisseling van stoffen tussen het celinterieur en het oplosmiddel, de mechanische celverstoring en het vrijkomen van intracellulaire stoffen (d.w.z. fytochemicaliën zoals oleuropeïne, hydroxytyrosol, galluszuur enz.). Deze effecten resulteren in een hoge opbrengst aan hoogwaardige extracten binnen een zeer korte ultrasone bewerkingstijd. Een ultrasone processor van 400 watt, zoals
Hielscher's UP400St kan een batch van 10 liter botanische slurry binnen 5-8 minuten verwerken. De industriële ultrasone machines verwerken de slurry bestaande uit plantaardig materiaal en oplosmiddel in een continue stroom. Het medium wordt door een ultrasone reactor gepompt en daar gesoneerd. Op industriële schaal kan een UIP4000hdT (4kW) ongeveer 3L/min. bereiken.
Vanwege de hoge opbrengst van het extract en de snelheid van het proces is ultrasone extractie bijzonder efficiënt. Daarom is sonicatie snel aangepast door verschillende fabrikanten van extracten die extracten van hoge kwaliteit produceren, zoals CBD, cannabinoïden, vanille, algen, gember en talloze andere botanische extracten. Ultrasone cavitatie kan een extractopbrengst bereiken van 95-99% van de werkzame stof in de botanische extracten. Onderzoek toonde bijvoorbeeld een extractierendement van 99,27% voor het vrijkomen van totale fenolen uit olijfbladeren. (Luo, 2011) Het ultrasone proces kan optimaal worden aangepast aan de grondstof en de gewenste extractkwaliteit door de procesparameters aan te passen (ultrasone amplitude, temperatuur, druk, viscositeit).
De figuur toont het chromatogram van ultrahigh-performance vloeistofchromatografie met een diode-arraydetector (UHPLC-DAD) van ultrasoon geëxtraheerde fenolen uit olijfbladeren. Pieken 1 en 2 werden gedetecteerd bij 325 nm (rode lijnen), terwijl piek 3 (blauwe lijn) werd gedetecteerd bij 280 nm.
foto en studie: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultrasone extractie is compatibel met bijna elk soort oplosmiddel. Voor ultrasoon geassisteerde extractie van olijfbladeren is 80% waterige ethanol het meest effectief gebleken. Maar het extractierendement voor specifieke fytochemische verbindingen kan veranderd worden door een ander oplosmiddel met een andere polariteit te kiezen (bijv. methanol).
Geïnteresseerd in het verhogen van de opbrengst van je extra vierge olijfolie tijdens malaxatie? Klik dan hier voor meer informatie over ultrasone malaxatie van EVOO!
Voordelen van ultrasone extractiesystemen
De voordelen van ultrasone extractie zijn de hoge extractieopbrengst, de vrije keuze van het oplosmiddel (bijv. water, ethanol, water-ethanolmengsel, olijfolie, enz. Door de intensieve mechanische krachten van sonicatie zijn ecologische en milde oplosmiddelen zoals water, ethanol etc. meestal voldoende om een buitengewone extractiesnelheid en opbrengst te bereiken. Als gevolg hiervan verkort ultrasone extractie de extractietijd en maakt het een verminderd gebruik van oplosmiddelen of het gebruik van mildere, zachtere oplosmiddelen mogelijk. Dit betekent dat ultrasone extractie zowel hogere extractiesnelheden als gezondere extracten (bijvoorbeeld koudwaterextracten) mogelijk maakt. Aangezien de procestemperatuur nauwkeurig kan worden geregeld tijdens de sonificatie, wordt thermische ontbinding van de extracten door te hoge temperaturen en verdamping van de stoffen voorkomen.
In vergelijking met een extractor op basis van superkritisch CO₂ zijn de aanschafkosten van een ultrasone extractor laag. De ultrasone extractors scoren ook goed op het gebied van bedrijfskosten, eenvoudige en gebruiksvriendelijke bediening en arbeidsveiligheid.
- Volledigere extractie
- hogere opbrengsten
- snelle procedure
- Compatibel met elk oplosmiddel
- niet-thermisch proces
- eenvoudig en veilig te bedienen
- gering onderhoud
Ultrasone extractie voor kleine hoeveelheden tot en met industriële productie
Een bijzonder kenmerk van ultrasone verwerking is de lineaire schaalbaarheid van het extractieproces. Haalbaarheidsstudies en de productie van kleinere batches kunnen eenvoudig worden uitgevoerd met een handzaam ultrasoon apparaat in een open vat. Hierdoor kunnen de efficiëntie en kwaliteit van het ultrasone extractieproces gemakkelijk worden getest. Alle resultaten die op kleine schaal worden verkregen, kunnen volledig worden gereproduceerd en opgeschaald. De digitale besturing van de ultrasone extractor en de automatische datalogging van de ultrasone parameters op een interne SD-kaart maken een nauwkeurige monitoring van het proces en de reproduceerbaarheid van constante kwaliteitsnormen mogelijk. Hielscher Ultrasonics’ Ons productassortiment omvat ultrasone extractors voor elke schaal – van draagbare apparaten van 50 watt tot industriële ultrasone apparatuur van 16.000 watt voor inlineproductie. Met dank aan Hielscher Ultrasonics’ Met tientallen jaren ervaring op het gebied van ultrasone extractie en de installatie van honderden ultrasone extractiesystemen wereldwijd, bent u verzekerd van deskundig en uitgebreid advies.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml/min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag het ons!
Wat is ultrageluid en ultrasone extractie?
Ultrasoon geluid wordt gedefinieerd als geluidstrillingen van meer dan 20 kHz, dat wil zeggen meer dan 20.000 trillingen per seconde. Dit is het gebied boven het menselijke gehoorspectrum. Ultrasoon geluid bestrijkt dus een zeer groot bereik van akoestische trillingen, wat betekent dat er veel verschillende toepassingen zijn op het gebied van ultrasoon geluid. De bekendste voorbeelden zijn beeldvormende procedures bij de dokter, parkeerhulp in auto's en het niet-destructief testen van materialen. Voor de genoemde voorbeelden wordt hoogfrequent, niet-destructief ultrageluid gebruikt.
Ultrageluid met hoog vermogen wordt gedefinieerd als geluidsgolven met hoge intensiteit en lage frequentie met een frequentie van ongeveer 20-60 kHz. Deze energie-intensieve geluidsgolven genereren afwisselend hoge drukcycli (compressie) en lage drukcycli (rarefactie) in vloeistoffen. Tijdens een lagedrukcyclus creëren de ultrasone golven met hoge energie kleine vacuümbellen of holtes in de vloeistof. Wanneer deze bellen een volume bereiken waarin ze geen energie meer kunnen absorberen, barsten ze tijdens een hogedrukcyclus. Dit fenomeen van bellenimplosie staat bekend als cavitatie.
Cavitatie creëert lokale hete plekken in de vloeistof of slurry, die temperaturen tot 5000 K en drukken tot 2000 atm kunnen bereiken. Bovendien creëert de implosie van de cavitatiebellen vloeistofstralen met snelheden tot 280 m/s. Deze lokaal voorkomende extreme omstandigheden zorgen ervoor dat plantencellen barsten, waardoor bioactieve stoffen vrijkomen die zich in het inwendige van de plantencel bevinden. Dit betekent dat akoestische cavitatie de plantencellen verstoort en leidt tot een hogere diffusie van intracellulaire moleculen in de extractieoplossing (oplosmiddel), waardoor de massaoverdracht toeneemt. Een hogere massaoverdracht betekent een hogere extractiesnelheid. Daarom zijn ultrasone sondes een van de meest gebruikte hulpmiddelen om extracten van hoge kwaliteit te produceren uit plantaardige producten zoals kruiden, bladeren, vruchten en andere plantaardige materialen.
Ultrasone extractie biedt verschillende voordelen, zoals volledige extractie / zeer hoge opbrengsten, kortere extractietijd, verbeterde efficiëntie, compatibiliteit met elk oplosmiddel en het feit dat het een niet-thermische extractiemethode is.
UIP4000hdT sonicator voor inline verwerking van olijfbladeren om extracten van hoge kwaliteit te produceren
Krachtige ultrasone homogenisatoren van lab naar piloot en industrieel schaal.
Veelgestelde vragen over ultrasone extractie van olijfbladeren
Wat is ultrasone extractie van olijfbladeren?
Ultrasone extractie van olijfbladeren is een proces waarbij krachtige ultrasone trillingen worden gebruikt om bioactieve stoffen uit olijfbladeren vrij te maken in een oplosmiddel. Een sonicator met sonde genereert akoestische cavitatie, die plantencellen verstoort en de massaoverdracht verbetert. Dit helpt bij het extraheren van waardevolle verbindingen zoals oleuropeïne, hydroxytyrosol, verbascoside, luteoline, rutine en andere polyfenolen uit olijfbladeren.
Waarom wordt er gebruikgemaakt van ultrasone trillingen om oleuropeïne uit olijfbladeren te extraheren?
Ultrasoon geluid bevordert de afgifte van oleuropeïne door de bladstructuur mechanisch te verstoren en het contact tussen het plantmateriaal en het oplosmiddel te vergroten. In vergelijking met conventionele maceratie kan ultrasone extractie de verwerkingstijd verkorten, de extractie-efficiëntie verbeteren en hogere opbrengsten opleveren onder gecontroleerde, milde temperatuuromstandigheden.
Hoe wordt hydroxytyrosol gewonnen?
Hydroxytyrosol wordt gewonnen uit olijfbladeren, olijven of bijproducten van olijfmolens door het plantmateriaal te mengen met een geschikt oplosmiddel, meestal water of een waterige ethanoloplossing, en zo de fenolverbindingen uit de plantencellen vrij te maken. Ultrasone extractie verbetert dit proces door gebruik te maken van akoestische cavitatie om de cellen open te breken, de massaoverdracht te vergroten en hydroxytyrosol te extraheren onder milde, temperatuurgecontroleerde omstandigheden. Lees het succesverhaal van een Spaans bedrijf dat gespecialiseerd is in de productie van biostimulanten en dat gebruikmaakt van Hielscher-ultrasone apparaten voor de extractie van polyfenolen, waaronder hydroxytyrosol, uit olijvenpulp!
Welke oplosmiddelen kunnen worden gebruikt voor de extractie van olijfbladeren met behulp van ultrasone trillingen?
Ultrasone extractie is geschikt voor tal van oplosmiddelen, waaronder water, ethanol, een water-ethanolmengsel, glycerol en oliën. Voor polyfenolen uit olijfbladeren worden vaak water-ethanolmengsels gebruikt, omdat deze een breed scala aan fenolverbindingen kunnen oplossen. Welk oplosmiddel het meest geschikt is, hangt af van de beoogde verbindingen, wettelijke voorschriften, de verdere verwerking en de samenstelling van het eindproduct.
Kan olijfbladextract worden geproduceerd zonder hoge temperaturen?
Ja. Ultrasone extractie is een niet-thermische extractiemethode waarbij de temperatuur tijdens het proces wordt geregeld. Omdat het extractie-effect voornamelijk wordt veroorzaakt door akoestische cavitatie en mechanische schuifkrachten, kunnen bioactieve stoffen efficiënt worden vrijgemaakt zonder overmatige verhitting. Dit is nuttig voor het behoud van warmtegevoelige antioxidanten en fytochemicaliën.
Is ultrasone extractie geschikt voor de industriële productie van olijfbladextract?
Ja. Ultrasone apparaten met een sonde kunnen worden gebruikt voor laboratoriumtests, proefprojecten, batchproductie en continue inline-extractie. De ultrasone systemen van Hielscher zijn schaalbaar, waardoor procesparameters die op een kleinere eenheid zijn ontwikkeld, kunnen worden overgedragen naar grotere industriële ultrasone reactoren voor continue productie.
Welke Hielscher-sonicator is geschikt voor de extractie van olijfbladeren?
De keuze van de juiste ultrasone processor hangt af van de batchgrootte, het gehalte aan vaste stoffen, het oplosmiddel, de gewenste doorvoercapaciteit en of het om een batch- of inline-proces gaat. Kleinere systemen zoals de UP200Ht of UP400St zijn geschikt voor extractie in laboratorium- en proefopstelling. Grotere systemen zoals de UIP2000hdT, UIP4000hdT en UIP16000 zijn ontworpen voor proef-, productie- en industriële inline-extractie.
Welke stoffen kunnen met behulp van ultrasone trillingen uit olijfbladeren worden geëxtraheerd?
Door middel van ultrasone extractie kan een breed spectrum aan fytochemicaliën uit olijfbladeren worden vrijgemaakt, waaronder oleuropeïne, hydroxytyrosol, tyrosol, verbascoside, luteoline, rutine, cafeïnezuur, flavonen, flavonolen en andere fenolverbindingen. De uiteindelijke samenstelling van het extract hangt af van de olijvensoort, de kwaliteit van de bladeren, het oplosmiddel, de temperatuur, de intensiteit van de ultrasone behandeling en de extractietijd.
Hoe verhoudt ultrasone extractie zich tot conventionele maceratie?
Bij conventionele maceratie zijn vaak lange extractietijden en grotere hoeveelheden oplosmiddel nodig. Ultrasone extractie versnelt het proces door plantencellen te breken en de massaoverdracht te vergroten. Dit kan de extractietijd verkorten, het benodigde oplosmiddel verminderen en de extractieopbrengst verbeteren, terwijl het proces eenvoudig opschaalbaar blijft.
Kan ultrasone extractie worden toegepast bij olijfolie met olijfblad-extract?
Ja. Ultrasone bewerking kan worden ingezet om de infusie van olijfolie met bestanddelen uit olijfbladeren te bevorderen. Dit kan olijfolie verrijken met antioxidanten en polyfenolen, de oxidatieve stabiliteit verbeteren en olijfolieproducten met toegevoegde waarde opleveren die een sterker functioneel profiel hebben.
Hoe kan ik een ultrasoon extractieproces voor olijfbladeren opschalen?
Opschaling begint met laboratoriumproeven om de verhouding tussen oplosmiddel en vaste stoffen, de amplitude, de temperatuur en de extractietijd te bepalen. Zodra de beoogde kwaliteit en opbrengst van het extract zijn bevestigd, kan het proces worden overgezet naar proef- of industriële ultrasone systemen. De ultrasone apparaten van Hielscher ondersteunen een lineaire opschaling van kleine batches naar inline-productie met hoge doorvoercapaciteit.
Literatuur / Referenties
- Sari, Hafize Ayla; Ekinci, Raci (2017): The effect of ultrasound application and addition of leaves in the malaxation of olive oil extraction on the olive oil yield, oxidative stability and organoleptic quality. Food Sci. Technol, Campinas, 37(3): 493-499, July-Sept. 2017.
- Domenico Cifá, Mihaela Skrt, Paola Pittia, Carla Di Mattia, Nataša Poklar Ulrih (2018): Enhanced yield of oleuropein from olive leaves using ultrasound‐assisted extraction. Food Science and Nutrition Vol. 6, Issue 4. June 2018.
- Pu-jun Xie, Li-xin Huang, Cai-hong Zhang, Feng You, Cheng-zhang Wang, Hao Zho (2015): Reduced-Pressure Boiling Extraction of Oleuropein Coupled with Ultrasonication from Olive Leaves (Olea europaea L.). Advances in Materials Science and Engineering 2015.
- Omar, Syed Haris (2010): Oleuropein in olive and its pharmacological effects. Sci Pharm. 2010;78(2):133-54.
- Omar, Syed Haris; Kerr, Philip G.; Scott, Christopher J.; Hamlin, Adam S.; Obied, Hassan K. (2017): Olive (Olea europaea L.) Biophenols: A Nutriceutical against Oxidative Stress in SH-SY5Y Cells. Molecules 2017, 22(11), 1858.