Extracția cu ultrasunete a frunzelor de măslin pentru obținerea de extracte de polifenoli cu randament ridicat
Obțineți extracte puternice din frunze de măslin, bogate în oleuropeină, hidroxitirosol, verbascosidă, flavonoide și alți polifenoli bioactivi, cu ajutorul sonicatoarelor cu sondă Hielscher. Extracția cu ultrasunete accelerează distrugerea celulelor și transferul de masă, ajutând producătorii să obțină randamente ridicate, timpi de procesare scurți și o calitate reproductibilă a extractului folosind apă, amestecuri de etanol-apă sau alți solvenți adecvați.
Extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din frunze de măsline
De la testele de fezabilitate de laborator până la loturile pilot și producția industrială în linie, aparatele cu ultrasunete Hielscher vă oferă un control precis asupra amplitudinii, temperaturii, energiei consumate și duratei de procesare. Acest lucru face ca extracția cu ultrasunete să fie o soluție eficientă pentru dezvoltarea de produse nutraceutice, extracte botanice, alimente funcționale, produse cosmetice și ingrediente farmaceutice.
Avantajele extracției cu ultrasunete a frunzelor de măslin, în detaliu:
- Randament de extracție mai mare: Eliberați eficient compușii fenolici intracelulari din frunzele de măslin prin cavitație acustică.
- Timp de procesare mai scurt: Reducerea duratei de extracție în comparație cu macerarea convențională și extracția cu solvenți.
- Proces blând, adaptabil la diferite solvenți: Utilizați apă, etanol apos, glicerol, uleiuri sau alți solvenți compatibili cu procesul.
- Echipamente scalabile: Dezvoltați-vă procesul cu ajutorul sonicatoarelor de laborator și extindeți-l în mod liniar la sistemele industriale cu flux continuu.
- Calitate reproductibilă: Controlul digital și înregistrarea datelor asigură o producție constantă de extract.
- Versatil: Conceput pentru producătorii de produse nutraceutice, producătorii de extracte din plante, fabricile de ulei de măsline și cercetarea farmaceutică&Laboratoare de cercetare și dezvoltare, furnizori de ingrediente cosmetice și companii din domeniul tehnologiei alimentare.
Povestiți-ne despre frunzele de măslin pe care le folosiți ca materie primă și despre producția dumneavoastră de polifenoli. Vă recomandăm cea mai bună configurație a aparatului de sonicare pentru a obține un randament mai mare de polifenoli.
UIP4000hdT, un sonicator industrial puternic de 4 kW pentru extracția botanică
Ce face extractul de frunze de măsline atât de benefic?
Frunzele de măslin (Olea europaea), un deșeu agricol sau un produs secundar, sunt o sursă excelentă de antioxidanți naturali. Frunzele de măslin conțin diferiți polifenoli (cunoscuți și sub numele de biofenoli), cum ar fi oleuropeina și oleaceina. Polifenolii apar în mod natural în plante și contribuie la beneficiile pentru sănătate ale extractului de frunze de măsline. Pe lângă polifenoli, frunzele măslinului sunt bogate în antioxidanți, cum ar fi izomerii ligstrozidici, hidroxitirozolul, tirozolul și acidul cafeic.
Extractul de frunze de măsline este concentratul fitochimicalelor din frunzele de măslin și conține astfel o cantitate mare de antioxidanți puternici. Extractul de frunze de măsline este folosit în mod tradițional pentru a stimula sistemul imunitar. De exemplu, este administrat pentru a ameliora simptomele răcelii comune, tusei și durerilor în gât.
În plus, studiile sugerează că polifenolii din extractul de frunze de măslin ar putea reduce riscul de boli cardiovasculare, ar putea scădea nivelul colesterolului, ar putea contribui la pierderea în greutate, ar putea avea efecte antimicrobiene și ar putea acționa ca agent anticancerigen.
Din acest motiv, extractele din frunze de măslin (Olea europaea L. folium) sunt utilizate ca ingredient activ în formulările produselor farmaceutice și suplimentele alimentare. În plus, extractele de frunze de măsline sunt utilizate în suplimente nutritive, terapeutice, cosmetice, precum și alimente și băuturi.
Extractul de frunze de măsline este bogat în polifenoli, cum ar fi oleuropeina, acidul cafeic, hidroxitirozolul, verbascozida, rutina, quercitina etc.
Ulei de măsline infuzat: Extractul de frunze de măsline este, de asemenea, utilizat pentru a îmbogăți uleiurile de măsline, cum ar fi uleiul de măsline extra virgin. Îmbogățit cu extract de frunze de măsline, uleiul de măsline are un profil de aromă mai bogat, iar valoarea ORAC a uleiului de măsline crește. Cu frunze de măsline, uleiurile de măsline infuzate prezintă o durată de depozitare îmbunătățită și o stabilitate mai mare a căldurii, deoarece antioxidanții curăță radicalii liberi și previn râncezirea.
Aflați mai multe despre macerarea de măsline asistată ultrasonically pentru producția de ulei de măsline extra virgin!
Cele mai importante substanțe fitochimice din frunzele de măsline
Compoziția compușilor fenolici din frunzele de măslin include oleurozide (oleuropeină, verbascosidă), flavone (luteolină, diosmetină, apigenină-7-glucoză, luteolină-7-glucoză, diosmetină-7-glucoză), flavonoli (rutină), flavan-3-oli (catechină) și derivați fenolici (tirozol, hidroxitirozol, vanilină, acid vanilic, acid cafeic). Oleuropeina și hidroxitirozolul sunt cei mai importanți compuși fenolici din frunzele de măslin.
oleuropeină
Oleuropeina, un iridoid netoxic din măsline (un tip de monoterpenoid), este un compus fenolic amar. Deși se găsește în coaja, pulpa, sâmburii și frunzele măslinelor verzi, oleuropeina este prezentă în cantități cele mai mari în frunzele de măslin. Cu un conținut de 6–14% din greutatea uscată, este cea mai importantă moleculă bioactivă din frunzele de măslin. În funcție de soiul de măslin, sol și perioada de recoltare, conținutul de oleuropeină poate ajunge chiar la 17–23% din greutatea uscată.
hidroxitirozol
Hidroxitirosolul este un metabolit al oleuropeinei. Ambele molecule sunt cunoscute pentru puternica lor activitate antioxidantă, care contribuie la unele dintre proprietățile antioxidante, antiinflamatorii și de combatere a bolilor ale uleiului de măsline. Hidroxitirosolul are una dintre cele mai ridicate valori ORAC (capacitatea de absorbție a radicalilor de oxigen) cunoscute, observate la antioxidanții naturali.
Un extract de frunze de măsline cu spectru complet conține numeroși polifenoli, antioxidanți și alte substanțe fitochimice, care au efecte sinergice. Extracția cu ultrasunete este o tehnică de extracție fiabilă, care eliberează toate fitochimicalele din frunzele de măslin și produce astfel un extract de bandă largă foarte puternic.
Extractor cu ultrasunete UIP2000hdT (2kW) cu reactor în lot
Extracte de frunze de măsline produse prin sonicare
Condițiile de mediu extreme din “Punct fierbinte” Zona de cavitație ultrasonică are diverse efecte asupra materialului vegetal și asupra capacității sale de extracție. Acestea includ depășirea permeabilității selective a membranei celulare, schimbul crescut de substanțe între interiorul celulei și solvent, ruperea mecanică a celulei și eliberarea substanțelor intracelulare (adică fitochimicale precum oleuropeina, hidroxitirosolul, acidul galic etc.). Aceste efecte au ca rezultat un randament ridicat de extracte de înaltă calitate într-un timp de sonicare foarte scurt. Un procesor ultrasonic de 400 de wați, cum ar fi
Hielscher's UP400St poate procesa un lot de 10 litri de suspensie botanică în 5-8 minute. Ultrasonicators industriale procesează suspensia constând din material vegetal și solvent în flux continuu. Mediul este pompat printr-un reactor cu ultrasunete și sonicated acolo. La scară industrială, un UIP4000hdT (4kW) poate atinge aproximativ 3L / min.
Datorită randamentului ridicat de extract și vitezei procesului, extracția cu ultrasunete este deosebit de eficientă. Prin urmare, sonicare a fost rapid adaptat de mai mulți producători de extracte care produc extracte de înaltă calitate, de exemplu CBD, canabinoide, vanilie, alge, ghimbir, și numeroase alte extracte botanice. Cavitația cu ultrasunete poate obține un randament de extract de 95-99% din compusul activ conținut în botanice. De exemplu, cercetările au arătat o eficiență de extracție de 99,27% pentru eliberarea fenolilor totali din frunzele de măslin. (Luo, 2011) Procesul cu ultrasunete poate fi adaptat optim materiei prime și calității dorite a extractului prin ajustarea parametrilor procesului (amplitudine ultrasonică, temperatură, presiune, vâscozitate).
Figura prezintă cromatografia lichidă ultra-performantă cu un detector de diode (UHPLC-DAD) cromatogramă de fenolici din frunze de măsline extrase ultrasonically. Vârfurile 1 și 2 au fost detectate la 325nm (linii roșii), în timp ce vârful 3 (linia albastră) a fost detectat la 280nm.
imagine și studiu: Giocometti, J. et al. (2018)
Extracția cu ultrasunete este compatibilă cu aproape orice fel de solvent. Pentru extracția frunzelor de măsline asistată ultrasonically, 80% etanol apos a fost găsit cel mai eficient. Dar randamentul extracției pentru compuși fitochimici specifici poate fi modificat prin alegerea unui alt solvent cu polaritate diferită (de exemplu, metanol).
Sunteți interesat să creșteți producția de ulei de măsline extra virgin în timpul malaxării? Apoi faceți clic aici pentru a afla mai multe despre malaxarea cu ultrasunete a EVOO!
Avantajele sistemelor de extracție cu ultrasunete
Avantajele extracției cu ultrasunete sunt randamentul ridicat de extracție, alegerea liberă a solventului (de exemplu, apă, etanol, amestec apă-etanol, ulei de măsline etc.), precum și funcționarea simplă și sigură. Datorită forțelor mecanice intensive de sonicare, solvenți ecologici și ușori, ar fi apa, etanol etc. sunt de obicei suficiente pentru a obține o rată extraordinară de extracție și randament. Ca urmare, extracția cu ultrasunete scurtează timpul de extracție și permite o utilizare redusă a solvenților sau utilizarea de solvenți mai blânzi, mai blând. Acest lucru înseamnă că extracția cu ultrasunete permite ambele, rate de extracție mai mari și extracte mai sănătoase (de exemplu, extracte de apă rece). Deoarece temperatura procesului poate fi controlată cu precizie în timpul sonicare, se evită descompunerea termică a extractelor datorită temperaturilor excesiv de ridicate, precum și evaporarea substanțelor.
În comparație cu un extractor cu CO₂ supercritic, costurile de achiziție ale unui extractor cu ultrasunete sunt reduse. De asemenea, procesoarele cu ultrasunete se remarcă prin costuri de exploatare reduse, o utilizare simplă și intuitivă, precum și prin siguranța la locul de muncă.
- Extracție mai completă
- randamente mai mari
- proces rapid
- Compatibil cu orice solvent
- proces non-termic
- ușor și sigur de operat
- întreținere redusă
Extracție cu ultrasunete pentru cantități mici până la producția industrială
O caracteristică specială a procesării cu ultrasunete este scalabilitatea liniară a procesului de extracție. Studiile de fezabilitate și producția de loturi mai mici pot fi realizate cu ușurință folosind un dispozitiv portabil cu ultrasunete într-un recipient deschis. Acest lucru facilitează testarea eficienței și calității procesului de extracție cu ultrasunete. Orice rezultate obținute la scară mică pot fi reproduse integral și extinse la scară mai mare. Controlul digital al extractorului cu ultrasunete și înregistrarea automată a datelor privind parametrii ultrasonici pe un card SD intern permit monitorizarea precisă a procesului și reproducerea unor standarde de calitate constante. Hielscher Ultrasonics’ portofoliul de produse include extractoare cu ultrasunete pentru orice dimensiune – de la dispozitive portabile de 50 de wați până la aparate industriale cu ultrasunete de 16.000 de wați pentru producția în linie. Mulțumită Hielscher Ultrasonics’ Datorită experienței de zeci de ani în domeniul extracției cu ultrasunete și al instalării a câteva sute de sisteme de extracție cu ultrasunete la nivel mondial, vă garantăm o consultanță competentă și completă.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
| Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
| 10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
Contactează-ne! / Întreabă-ne!
Ce este ultrasunete și extracție cu ultrasunete?
Ultrasunetele sunt definite ca vibrații sonore cu mai mult de 20kHz, adică mai mult de 20.000 de oscilații pe secundă. Aceasta este zona care se află deasupra spectrului auzului uman. Ultrasunetele acoperă astfel o gamă foarte largă de vibrații acustice, ceea ce înseamnă că numeroase aplicații diferite se încadrează în domeniul ultrasunetelor. Cele mai cunoscute exemple de utilizare includ procedurile imagistice la medic, asistența la parcare în mașini și testarea nedistructivă a materialelor. Pentru exemplele menționate se utilizează ultrasunete de înaltă frecvență, nedistructive.
Ultrasunetele de mare putere sunt definite ca unde sonore de înaltă intensitate, de joasă frecvență, cu o frecvență de aproximativ 20-60kHz. Aceste unde sonore dense energetic generează cicluri alternative de înaltă presiune (compresie) și cicluri de joasă presiune (rarefiere) în lichide. În timpul unui ciclu de joasă presiune, undele ultrasonice de înaltă energie creează bule mici de vid sau goluri în lichid. Când aceste bule ating un volum în care nu pot absorbi mai multă energie, ele se sparg în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Acest fenomen de implozie cu bule este cunoscut sub numele de cavitație.
Cavitația creează puncte fierbinți locale în lichid sau suspensie, care pot atinge temperaturi de până la 5000K și presiuni de până la 2000atm. În plus, implozia bulelor de cavitație creează jeturi de lichid la viteze de până la 280 m / s. Aceste condiții extreme care apar la nivel local determină spargerea celulelor vegetale, astfel încât substanțele bioactive care sunt prinse în interiorul celulei plantei sunt eliberate. Aceasta înseamnă că cavitația acustică perturbă celulele plantelor și duce la o difuzie mai mare a moleculelor intracelulare în soluția de extracție (solvent), sporind astfel transferul de masă. Transfer de masă mai mare înseamnă o rată de extracție mai mare. Prin urmare, sondele cu ultrasunete sunt unul dintre instrumentele cele mai utilizate pe scară largă pentru a produce extracte de înaltă calitate din plante, ar fi ierburi, frunze, fructe și alte materiale vegetale.
Extracția cu ultrasunete oferă diverse avantaje, ar fi extracția completă / randamente foarte mari, timp redus de extracție, eficiență îmbunătățită, compatibilitate cu orice solvent, și fiind o metodă de extracție non-termică.
UIP4000hdT sonicator pentru prelucrarea în linie a frunzelor de măsline pentru a produce extracte de înaltă calitate
Omogenizatoare cu ultrasunete de mare putere de la Laborator spre pilot și industrial cântar.
Întrebări frecvente despre extracția cu ultrasunete a frunzelor de măslin
Ce este extracția cu ultrasunete a frunzelor de măslin?
Extracția ultrasonică a frunzelor de măslin este un proces care utilizează ultrasunete de mare putere pentru a elibera compuși bioactivi din frunzele de măslin într-un solvent. Sonicatorul de tip sondă generează cavitație acustică, care distruge celulele vegetale și îmbunătățește transferul de masă. Acest lucru ajută la extragerea compușilor valoroși, precum oleuropeina, hidroxitirosolul, verbascosida, luteolina, rutina și alți polifenoli din frunze de măslin.
De ce se utilizează ultrasunetele pentru extragerea oleuropeinei din frunzele de măslin?
Ultrasunetele îmbunătățesc eliberarea oleuropeinei prin ruperea mecanică a structurii frunzelor și prin intensificarea contactului dintre materialul vegetal și solvent. În comparație cu macerarea convențională, extracția cu ultrasunete poate reduce durata procesului, poate îmbunătăți eficiența extracției și poate asigura randamente mai mari în condiții de temperatură controlată și moderată.
Cum se extrage hidroxitirosolul?
Hidroxitirosolul este extras din frunze de măslin, fructe de măslin sau subproduse ale morilor de măsline prin amestecarea materialului vegetal cu un solvent adecvat, de obicei apă sau etanol apos, și eliberarea compușilor fenolici din celulele vegetale. Extracția cu ultrasunete îmbunătățește acest proces prin utilizarea cavitației acustice pentru a sparge celulele, a crește transferul de masă și a extrage hidroxitirosolul în condiții blânde, cu temperatură controlată. Citiți povestea de succes a unei companii spaniole specializate în producția de biostimulatori, care utilizează sonicatoare Hielscher pentru extragerea polifenolilor, inclusiv a hidroxitirosolului din tescovina de măsline!
Ce solvenți pot fi folosiți pentru extracția cu ultrasunete a frunzelor de măslin?
Extracția cu ultrasunete este compatibilă cu numeroși solvenți, printre care apa, etanolul, soluțiile apoase de etanol, glicerolul și uleiurile. În cazul polifenolilor din frunze de măslin, se utilizează frecvent amestecuri de apă și etanol, deoarece acestea pot dizolva o gamă largă de compuși fenolici. Alegerea celui mai potrivit solvent depinde de compușii vizați, de cerințele normative, de etapele ulterioare de procesare și de compoziția produsului final.
Se poate produce extractul de frunze de măslin fără a se recurge la temperaturi ridicate?
Da. Extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție netermică, în care temperatura este controlată pe parcursul procesului. Deoarece efectul de extracție este determinat în principal de cavitația acustică și de forța de forfecare mecanică, compușii bioactivi pot fi eliberați eficient fără o încălzire excesivă. Acest lucru este util pentru conservarea antioxidanților și a substanțelor fitochimice sensibile la căldură.
Este extracția cu ultrasunete potrivită pentru producția industrială de extract din frunze de măslin?
Da. Aparatele cu ultrasunete de tip sondă pot fi utilizate pentru teste de laborator, încercări pilot, producție în serie și extracție continuă în linie. Sistemele cu ultrasunete Hielscher sunt scalabile, permițând transferul parametrilor de proces dezvoltați pe o unitate mai mică către reactoare industriale cu ultrasunete de dimensiuni mai mari, pentru producție continuă.
Care aparat de sonicare Hielscher este potrivit pentru extracția frunzelor de măslin?
Alegerea sonicatorului potrivit depinde de dimensiunea lotului, conținutul de substanțe solide, solventul utilizat, capacitatea de producție dorită și de tipul procesului (în lot sau în linie). Sistemele mai mici, precum UP200Ht sau UP400St, sunt potrivite pentru extracția de laborator și pilot. Sistemele mai mari, precum UIP2000hdT, UIP4000hdT și UIP16000, sunt proiectate pentru extracția pilot, de producție și industrială în linie.
Ce compuși pot fi extrași din frunzele de măslin cu ajutorul ultrasunetelor?
Extracția cu ultrasunete poate elibera o gamă largă de compuși fitochimici din frunzele de măslin, printre care oleuropeina, hidroxitirosolul, tirosolul, verbascosidul, luteolina, rutina, acidul cafeic, flavonele, flavonolii și alți compuși fenolici. Compoziția finală a extractului depinde de soiul de măslin, de calitatea frunzelor, de solvent, de temperatură, de intensitatea sonicației și de timpul de extracție.
Cum se compară extracția cu ultrasunete cu macerarea convențională?
Macerarea convențională necesită adesea timpi de extracție îndelungați și volume mai mari de solvent. Extracția cu ultrasunete intensifică procesul prin ruperea celulelor vegetale și intensificarea transferului de masă. Acest lucru poate scurta durata extracției, reduce cantitatea necesară de solvent și îmbunătăți randamentul extracției, menținând în același timp procesul ușor de scalabilizat.
Se poate folosi extracția cu ultrasunete pentru uleiul de măsline aromatizat cu frunze de măslin?
Da. Prelucrarea cu ultrasunete poate fi utilizată pentru a facilita infuzarea uleiului de măsline cu compuși din frunze de măslin. Acest proces poate îmbogăți uleiul de măsline cu antioxidanți și polifenoli, poate îmbunătăți stabilitatea oxidativă și poate duce la obținerea unor produse din ulei de măsline cu valoare adăugată, cu un profil funcțional mai pronunțat.
Cum pot extinde la scară industrială un proces de extracție cu ultrasunete a frunzelor de măslin?
Extinderea la scară industrială începe cu teste de laborator pentru a stabili solventul, raportul de solide, amplitudinea, temperatura și durata extracției. Odată ce calitatea și randamentul dorit al extractului sunt confirmate, procesul poate fi transferat către sisteme ultrasonice pilot sau industriale. Aparatele ultrasonice Hielscher permit o extindere liniară de la loturi mici la producția în linie cu capacitate mare.
Literatură / Referințe
- 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.