Hielscher tecnologia de ultra-som

Extração ultrassônica do extrato da folha de oliva

Extratos de folhas de oliva são um potente suplemento dietético e terapêutico, pois contém fortes antioxidantes como os polifenóis oleuropeína, hidroxityrosol e verbascoside. A extração ultrassônica é uma técnica altamente eficiente para liberar e isolar compostos bioativos como polifenóis, flavones e terpenóides de folhas de oliva.

Extrato da Folha de Oliveira

Ultrasonic extraction is used to release bioactive compounds such as oleuropein, hydroxytyrosol and other polyphenols from olive leaves.As folhas de oliva (Olea europaea), um resíduo agrícola ou subproduto, são uma ótima fonte de antioxidantes naturais. As folhas de oliva contêm vários polifenóis (também conhecidos como biofenóis), como oleuropeina e oleaceina. Os polifenóis ocorrem naturalmente nas plantas e contribuem para os benefícios para a saúde do extrato da folha de oliva. Além dos polifenóis, as folhas da oliveira são ricas em antioxidantes, como isômeros ligstroside, hidroxytyrosol, tyrosol e ácido cáfálico.
O extrato da folha de oliva é o concentrado de fitoquímicos em folhas de oliva e contém, assim, uma alta quantidade de poderosos antioxidantes. O extrato da folha de oliva é tradicionalmente usado para impulsionar o sistema imunológico. Por exemplo, é administrado para amenizar sintomas do resfriado comum, tosse e dor de garganta.
Além disso, pesquisas sugerem que os polifenóis no extrato de folhas de oliva podem reduzir o risco de doenças cardiovasculares, reduzir os níveis de colesterol, ajudar na perda de peso, apresentar efeitos antimicrobianos e agir como agente anticâncer.
Por essa razão, extratos de folhas de oliva (Olea europaea L. folium) são usados como ingrediente ativo nas formulações de produtos de produtos farmacêuticos e suplementos alimentares. Além disso, extratos de folhas de oliva são utilizados em suplementos nutricionais, terapêuticos, cosméticos, bem como alimentos e bebidas.
Azeite infundido: O extrato da folha de oliva também é usado para enriquecer azeites de oliva, como o azeite extra virgem. Fortificado com extrato de folha de oliva, o azeite tem um perfil de sabor mais rico e o valor ORAC do azeite é aumentado. Com azeites infundidos com folha de oliva apresentam melhor vida útil e maior estabilidade térmica à medida que os antioxidantes ressuem radicais livres e previnem a ranço.

Ultrasonic extraction increases the yield of olive oil and olive leaf extract.

UIP4000hdT, um processador ultrassônico poderoso de 4kW para extração botânica

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Compostos de folhas de oliva

A composição de compostos fenólicos em folhas de oliva inclui oleurosides (oleuropein, verbascoside), flavones (luteolina, diosmetina, apigenina-7-glicose, luteolina-7-glicose, diosmetina-7-glicose), flavonols (rutina), flavan-3-ols (catechin) e derivados fenolíticos (tyrosol, hidroxityrosol, vanillina, vanillicic ácido). Oleuropeina e hidroxityrosol são os compostos fenólicos mais importantes nas folhas de oliva.

Oleuropein

Oleuropein, um iridoide de oliva não tóxico (um tipo de monoterpenóide), é um tipo de composto amargo fenólico. Enquanto presente na pele de oliva verde, carne, sementes e folhas, a oleuropeina é a mais abundantemente encontrada em folhas de oliva. Com um teor de 6-14% de peso seco é a molécula bioativa mais proeminente em laves de oliva. Dependendo da cultivar de oliva, do solo e da colheita, o teor de oleuropeina pode até aumentar até 17-23% de peso seco.

Hidroxityrosol

Hidroxityrosol é um metabólito de oleuropeina. Ambas as moléculas são conhecidas por sua poderosa atividade antioxidante, que contribuem para algumas das atividades antioxidantes, anti-inflamatórias e de combate a doenças do azeite de oliva. O hidroxytyrosol tem um dos valores mais conhecidos de ORAC (capacidade de absorção radical de oxigênio) observados em antioxidantes naturais.

Um extrato de folha de oliva de espectro completo contém numerosos polifenóis, antioxidantes e outros fitoquímicos, que têm efeitos sinérgicos. A extração ultrassônica é uma técnica de extração confiável, que libera todos os fitoquímicos das folhas de oliva e produz, assim, um extrato de banda larga altamente potente.

UP100H com sonotrode MS14 para a extração de botânicos, como folhas de oliva

O que é Ultrassom e Extração Ultrassônica?

O ultrassom é definido como vibrações sonoras com mais de 20kHz, ou seja, mais de 20.000 oscilações por segundo. Esta é a área que está acima do espectro auditivo humano. O ultrassom cobre assim uma gama muito grande de vibrações acústicas, o que significa que inúmeras aplicações diferentes caem no campo do ultrassom. Os exemplos mais conhecidos de uso incluem procedimentos de imagem no médico, assistência de estacionamento em carros e testes não destrutivos de materiais. Para os exemplos mencionados de alta frequência, o ultrassom não destrutivo é usado.
O ultrassom de alta potência é definido como ondas sonoras de alta intensidade e baixa frequência com uma frequência de aproximadamente 20-60kHz. Essas ondas sonoras densas em energia geram ciclos alternados de alta pressão (compressão) e ciclos de baixa pressão (rarefação) em líquidos. Durante um ciclo de baixa pressão, as ondas ultrassônicas de alta energia criam pequenas bolhas de vácuo ou vazios no líquido. Quando essas bolhas atingem um volume onde não conseguem absorver mais energia, elas explodem durante um ciclo de alta pressão. Este fenômeno de implosão de bolhas é conhecido como cavitação.
A cavitação cria pontos quentes locais no líquido ou chorume, que podem atingir temperaturas de até 5000K e pressões de até 2000atm. Além disso, a implosão das bolhas de cavitação cria jatos de líquido a velocidades de até 280 m/s. Essas condições extremas que ocorrem localmente fazem com que as células vegetais explodam, de modo que substâncias bioativas que estão presas no interior da célula vegetal sejam liberadas. Isso significa que a cavitação acústica interrompe as células vegetais e leva a uma maior difusão de moléculas intracelulares na solução de extração (solvente), aumentando assim a transferência de massa. Maior transferência de massa significa maior taxa de extração. Portanto, as sondas ultrassônicas são uma das ferramentas mais utilizadas para produzir extratos de alta qualidade de botânicos como ervas, folhas, frutas e outros materiais vegetais.
A extração ultrassônica oferece várias vantagens, como extração completa/rendimentos muito altos, tempo de extração reduzido, melhor eficiência, compatibilidade com qualquer solvente e ser um método de extração não térmica.

The UHPLC plot shows the oleuropein, verbascoside and luteolin-4'-O-glucoside in the ultrasonically extracted olive leaf extract.

A figura mostra a cromatografia líquida de alto desempenho com um cromatograma de detector de diodo -array (UHPLC-DAD) de fenólicos ultrasonicamente extraídos da folha de oliva. Os picos 1 e 2 foram detectados a 325nm (linhas vermelhas), enquanto o pico 3 (linha azul) foi detectado a 280nm.
foto e estudo: Giocometti, J. et al. (2018)

Processador ultrassônico UIP2000hdT (2kW) com reator em lote agitado

extractor de ultra-som UIP2000hdT (2 kW) com reator em lote


Olive leaf extracts are rich in polyphenols such as oleuropein, caffeic acid, hydroxytyrosol, verbascoside, rutin, quercitin amongst others. Ultrasonic extraction is the most efficient technique to extract polyphenols from olive leaves.

O extrato da folha de oliva é rico em polifenóis como oleuropeina, ácido cafeína, hidroxityrosol, verbascoside, rutin, quercitina etc.
Fonte: Omar et al. 2017

Extratos de Folha de Oliveira Produzidos pela Sonicação

As condições ambientais extremas na zona "ponto quente" da cavitação ultrassônica têm vários efeitos sobre o material vegetal e sua extrabilidade. Isso inclui a superação da permeabilidade seletiva da membrana celular, o aumento da troca de substâncias entre o interior da célula e o solvente, a interrupção celular mecânica e a liberação de substâncias intracelulares (ou seja, fito-químicos como oleuropwin, hidroxityrosol, ácido gálico etc.). Esses efeitos resultam em um alto rendimento de extratos de alta qualidade dentro de um tempo de sônica muito curto. Um processador ultrassônico de 400 watts, comoUltrasonic extractor UP400St (400 watts) with agitator for the extraction of larger batchesO UP400St da Hielscher pode processar um lote de 10 litros de chorume botânico dentro de 5-8 minutos. Os ultrassonicadores industriais processam o chorume constituído por material vegetal e solvente em fluxo contínuo. O meio é bombeado através de um reator ultrassônico e sonicado lá. Em escala industrial, um UIP4000hdT (4kW) pode alcançar aproximadamente 3L/min.
Devido ao alto rendimento do extrato e à velocidade do processo, a extração ultrassônica é particularmente eficiente. Portanto, a sônica foi rapidamente adaptada por vários fabricantes de extratos que produzem extratos de alta qualidade, por exemplo, CBD, canabinóides, baunilha, algas, gengibre e inúmeros outros extratos botânicos. A cavitação ultrassônica pode alcançar um rendimento extrato de 95-99% do composto ativo contido nos botânicos. Por exemplo, a pesquisa mostrou uma eficiência extrativa de 99,27% para a liberação de fenólicos totais de folhas de oliva. (Luo, 2011) O processo de ultrassom pode ser adaptado de forma ideal à matéria-prima e à qualidade do extrato desejado ajustando os parâmetros do processo (amplitude ultrassônica, temperatura, pressão, viscosidade).
A extração ultrassônica é compatível com quase qualquer tipo de solvente. Para extração de folhas de oliva ultrasonicamente assistidas, 80% de etanol aquoso foi encontrado mais eficaz. Mas o rendimento de extração de compostos fitoquímicos específicos pode ser alterado escolhendo outro solvente com diferentes polaridade (por exemplo, metanol).
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Vantagens dos Sistemas de Extração Ultrassônica

As vantagens da extração ultrassônica são o alto rendimento de extração, a livre escolha do solvente (por exemplo, água, etanol, mistura água-etanol, azeite de oliva, etc.), bem como a operação simples e segura. Devido às forças mecânicas intensivas da sônicação, solventes ecológicos e leves como água, etanol etc. são geralmente suficientes para alcançar uma extraordinária taxa de extração e rendimento. Como resultado, a extração ultrassônica encurta o tempo de extração e permite um uso reduzido de solventes ou o uso de solventes mais suaves e suaves. Isso significa que a extração ultrassônica permite tanto, maiores taxas de extração e extratos mais saudáveis (por exemplo, extratos de água fria). Uma vez que a temperatura do processo pode ser precisamente controlada durante a sônica, a decomposição térmica dos extratos devido a temperaturas excessivamente altas, bem como a evaporação das substâncias são evitadas.
Comparado a um CO supercrítica2 extrator, os custos de aquisição de um extrator ultrassônico são baixos. Os processadores ultrassônicos também podem marcar pontos em termos de custos operacionais, operação simples, fácil de usar e segurança ocupacional.

Vantagens de Ultrasonic Extração

  • extracção mais completa
  • Os rendimentos mais elevados
  • processo rápido
  • Compatível com qualquer solvente
  • processo não térmico
  • Fácil e seguro para operar
  • Baixa manutenção

Ultrasonics – para quantidades menores até a produção industrial

Uma característica especial do processamento ultrassônico é a escalabilidade linear do processo de extração. Estudos de viabilidade e a produção de lotes menores podem ser facilmente realizados com um dispositivo ultrassônico útil em um vaso aberto. Isso facilita o teste da eficiência e qualidade do processo de extração ultrassônica. Qualquer resultado obtido em pequena escala pode ser totalmente reproduzido e ampliado. O controle digital do extrator ultrassônico e o registro automático de dados dos parâmetros ultrassônicos em uma placa SD interna permitem o monitoramento preciso do processo e a reprodutibilidade de padrões de qualidade constantes. O portfólio de produtos da Hielscher Ultrasonics oferece extratores ultrassônicos para cada escala – de dispositivos portáteis de 50 watts a 16.000 watts de ultrassom industrial para produção inline. Graças às décadas de experiência da Hielscher Ultrasonics na extração ultrassônica e à instalação de centenas de sistemas de extração ultrassônica em todo o mundo, é garantido um conselho competente e abrangente.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para dispersão, emulsificação e extração celular.

Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de Laboratório para piloto e Industrial escala.

Literatura / Referências



Fatos, vale a pena conhecer

Benefícios para a saúde do Extrato da Folha de Oliva

Os principais componentes nas folhas de oliva são secoiridoids (um tipo de monoterpenóides) como oleuropeina, ligstroside, metiloleuropein e oleoside; flavanoides como apigenina, kaempferol, luteolina e crisoeriol; e compostos fenólicos como ácido cafeína, tiranol e hidroxityrosol. Extratos de folhas de oliva têm efeitos anti-inflamatórios e têm sido encontrados para melhorar doenças crônicas (por exemplo, diabetes, artrite), doenças cardiovasculares, doenças neurodegenerativas e ativar mecanismos de ação contra o câncer. Por exemplo, os efeitos benéficos da oleuropeina em pacientes com diabetes estão ligados a uma redução do estresse oxidativo, redução da pressão arterial, inibição de uma formação avançada de produtos finais de glicização (AGE), diminuição dos níveis de glicose no sangue, aumento da insulina induzida pela glicose e liberação de GLP-1, aumento da absorção periférica da glicose entre outros efeitos celulares e metabólicos.