Extracția cu ultrasunete din frunze de măslin pentru extracte polifenolice cu randament ridicat

Produceți extracte puternice din frunze de măslin, bogate în oleuropeină, hidroxitirosol, verbascozidă, flavonoide și alți polifenoli bioactivi, cu sonicatoarele cu sondă Hielscher. Extracția cu ultrasunete accelerează dezintegrarea celulelor și transferul de masă, ajutând producătorii să obțină randamente ridicate, timpi scurți de procesare și o calitate reproductibilă a extractelor, folosind apă, amestecuri etanol-apă sau alți solvenți adecvați.

Extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din frunzele de măslin

De la testele de fezabilitate de laborator la loturile pilot și producția industrială inline, ultrasonicatoarele Hielscher vă oferă un control precis asupra amplitudinii, temperaturii, aportului de energie și timpului de procesare. Acest lucru face din extracția cu ultrasunete o soluție eficientă pentru nutraceutice, extracte botanice, alimente funcționale, cosmetice și dezvoltarea de ingrediente farmaceutice.

Beneficiile extracției cu ultrasunete din frunze de măslin în detaliu:

• Randament de extracție mai ridicat: Eliberați eficient compușii fenolici intracelulari din frunzele de măslin prin cavitație acustică.
• Timp de procesare mai scurt: Reduceți timpul de extracție comparativ cu macerarea convențională și extracția cu solvenți.
• Proces blând, flexibil în privința solventului: Folosiți apă, etanol apos, glicerol, uleiuri sau alți solvenți compatibili cu procesul.
• Echipamente scalabile: Dezvoltați-vă procesul cu sonicatoare de laborator și scalați-l liniar la sisteme industriale cu flux continuu.
• Calitate reproductibilă: Controlul digital și înregistrarea datelor susțin o producție constantă a extractelor.
• Versatil: Conceput pentru producătorii de nutraceutice, producătorii de extracte botanice, morile de ulei de măslin, laboratoarele farmaceutice de cercetare-dezvoltare, furnizorii de ingrediente cosmetice și companiile din domeniul tehnologiei alimentare.

Ce face extractul din frunze de măslin atât de benefic?

Frunzele de măslin (Olea europaea), un deșeu agricol sau subprodus, sunt o sursă excelentă de antioxidanți naturali. Frunzele de măslin conțin diverși polifenoli (cunoscuți și ca biofenoli), precum oleuropeina și oleaceina. Polifenolii apar în mod natural în plante și contribuie la beneficiile pentru sănătate ale extractului din frunze de măslin. Pe lângă polifenoli, frunzele măslinului sunt bogate în antioxidanți, precum izomerii ligstrozidei, hidroxitirosolul, tirosolul și acidul cafeic.
Extractul din frunze de măslin este concentratul de fitochimicale din frunzele de măslin și conține astfel o cantitate mare de antioxidanți puternici. Extractul din frunze de măslin este utilizat în mod tradițional pentru întărirea sistemului imunitar. De exemplu, este administrat pentru ameliorarea simptomelor răcelii comune, ale tusei și ale durerilor de gât.
Mai mult, cercetările sugerează că polifenolii din extractul din frunze de măslin ar putea reduce riscul de boli cardiovasculare, scădea nivelul colesterolului, ajuta la pierderea în greutate, prezenta efecte antimicrobiene și acționa ca agent anticancerigen.
Din acest motiv, extractele din frunze de măslin (Olea europaea L. folium) sunt utilizate ca ingredient activ în formulările de produse farmaceutice și suplimente alimentare. În plus, extractele din frunze de măslin sunt utilizate în suplimente nutritive, produse terapeutice, cosmetice, precum și în alimente și băuturi.

Extractul din frunze de măslin este bogat în polifenoli precum oleuropeina, acidul cafeic, hidroxitirosolul, verbascozida, rutina, quercitina etc.

Ulei de măslin infuzat: Extractul din frunze de măslin este folosit și pentru îmbogățirea uleiurilor de măslin, precum uleiul de măslin extravirgin. Fortificat cu extract din frunze de măslin, uleiul de măslin are un profil aromatic mai bogat, iar valoarea ORAC a uleiului de măslin crește. Uleiurile de măslin infuzate cu frunze de măslin prezintă o durată de valabilitate îmbunătățită și o stabilitate termică mai ridicată, deoarece antioxidanții neutralizează radicalii liberi și previn râncezirea.
Aflați mai multe despre macerarea măslinelor asistată de ultrasunete pentru producția de ulei de măslin extravirgin!

Cele mai importante fitochimicale din frunzele de măslin

Compoziția compușilor fenolici din frunzele de măslin include oleurozide (oleuropeină, verbascozidă), flavone (luteolină, diosmetină, apigenin-7-glucoză, luteolin-7-glucoză, diosmetin-7-glucoză), flavonoli (rutină), flavan-3-oli (catechină) și derivați fenolici (tirosol, hidroxitirosol, vanilină, acid vanilic, acid cafeic). Oleuropeina și hidroxitirosolul sunt cei mai importanți compuși fenolici din frunzele de măslin.

Oleuropeina

Oleuropeina, un iridoid netoxic al măslinului (un tip de monoterpenoid), este un tip de compus fenolic amar. Deși este prezentă în coaja, pulpa și semințele măslinelor verzi, precum și în frunze, oleuropeina se găsește în cea mai mare abundență în frunzele de măslin. Cu un conținut de 6–14% din greutatea uscată, este cea mai proeminentă moleculă bioactivă din frunzele de măslin. În funcție de soiul de măslin, sol și momentul recoltării, conținutul de oleuropeină poate crește chiar până la 17–23% din greutatea uscată.

Hidroxitirosolul

Hidroxitirosolul este un metabolit al oleuropeinei. Ambele molecule sunt cunoscute pentru activitatea lor antioxidantă puternică, care contribuie la unele dintre activitățile antioxidante, antiinflamatoare și de combatere a bolilor ale uleiului de măslin. Hidroxitirosolul are una dintre cele mai ridicate valori ORAC (capacitatea de absorbție a radicalilor de oxigen) cunoscute, observate la antioxidanții naturali.

Un extract din frunze de măslin cu spectru complet conține numeroși polifenoli, antioxidanți și alte fitochimicale, 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 cu spectru larg, foarte puternic.

Extracte din frunze de măslin produse prin sonicare

Condițiile extreme din zona de „hot spot” a cavitației ultrasonice au diverse efecte asupra materialului vegetal și asupra extractibilității acestuia. Acestea includ depășirea permeabilității selective a membranei celulare, schimbul crescut de substanțe între interiorul celulei și solvent, dezintegrarea mecanică a celulelor și eliberarea substanțelor intracelulare (adică fitochimicale precum oleuropeina, hidroxitirosolul, acidul galic etc.). Aceste efecte duc la un randament ridicat de extracte de înaltă calitate într-un timp de sonicare foarte scurt. Un procesor ultrasonic de 400 de wați, precumUP400St de la Hielscher, poate procesa un lot de 10 litri de suspensie botanică în 5–8 minute. Ultrasonicatoarele industriale procesează în flux continuu suspensia formată din material vegetal și solvent. Mediul este pompat printr-un reactor ultrasonic și sonicat acolo. La scară industrială, un UIP4000hdT (4kW) poate atinge aprox. 3L/min.
Datorită randamentului ridicat de extract și vitezei procesului, extracția cu ultrasunete este deosebit de eficientă. Prin urmare, sonicarea a fost adoptată rapid de numeroși producători de extracte care produc extracte de înaltă calitate, de ex. CBD, canabinoide, vanilie, alge, ghimbir și numeroase alte extracte botanice. Cavitația ultrasonică poate atinge un randament de extracție de 95–99% din compusul activ conținut în materialele 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 la materia primă și la calitatea dorită a extractului prin ajustarea parametrilor de proces (amplitudine ultrasonică, temperatură, presiune, vâscozitate).

Figura prezintă cromatograma obținută prin cromatografie de lichide de ultra-înaltă performanță cu detector cu șir de diode (UHPLC-DAD) a compușilor fenolici din frunze de măslin extrași cu ultrasunete. Vârfurile 1 și 2 au fost detectate la 325nm (liniile 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 tip de solvent. Pentru extracția din frunze de măslin asistată de ultrasunete, etanolul apos 80% s-a dovedit cel mai eficace. Însă randamentul de extracție pentru anumiți compuși fitochimici poate fi modificat prin alegerea unui alt solvent cu polaritate diferită (de ex. metanol).
Vă interesează creșterea randamentului de ulei de măslin extravirgin în timpul malaxării? Atunci 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 ex. apă, etanol, amestec apă-etanol, ulei de măslin etc.), precum și operarea simplă și sigură. Datorită forțelor mecanice intense ale sonicării, solvenții ecologici și blânzi, precum apa, etanolul etc., sunt de obicei suficienți pentru a obține o rată și un randament de extracție extraordinare. Ca urmare, extracția cu ultrasunete scurtează timpul de extracție și permite o utilizare redusă a solvenților sau utilizarea unor solvenți mai blânzi, mai delicați. Aceasta înseamnă că extracția cu ultrasunete permite atât rate de extracție mai ridicate, cât și extracte mai sănătoase (de ex. extracte în apă rece). Deoarece temperatura procesului poate fi controlată precis în timpul sonicării, se evită descompunerea termică a extractelor din cauza temperaturilor excesiv de ridicate, precum și evaporarea substanțelor.
Comparativ cu un extractor cu CO₂ supercritic, costurile de achiziție ale unui extractor cu ultrasunete sunt reduse. Procesoarele ultrasonice se remarcă și în ceea ce privește costurile de operare, operarea simplă și ușor de utilizat și siguranța în muncă.

Extracția cu ultrasunete de la cantități mai 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 cu un dispozitiv ultrasonic practic într-un recipient deschis. Astfel, eficiența și calitatea procesului de extracție cu ultrasunete pot fi testate cu ușurință. Toate rezultatele obținute la scară mică pot fi reproduse integral și scalate. Controlul digital al extractorului cu ultrasunete și înregistrarea automată a parametrilor ultrasonici pe un card SD intern permit monitorizarea precisă a procesului și reproductibilitatea unor standarde de calitate constante. Portofoliul de produse Hielscher Ultrasonics oferă extractoare cu ultrasunete pentru orice scară – de la dispozitive de 50 de wați ținute în mână până la sisteme industriale cu ultrasunete de 16.000 de wați pentru producția inline. Datorită experienței de câteva decenii a Hielscher Ultrasonics în extracția cu ultrasunete și instalării a câteva sute de sisteme de extracție cu ultrasunete în întreaga lume, este garantată o consultanță competentă și cuprinzătoare.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:

Ce sunt ultrasunetele și extracția cu ultrasunete?

Ultrasunetele sunt definite ca vibrații sonore de peste 20kHz, adică peste 20.000 de oscilații pe secundă. Acesta este domeniul situat deasupra spectrului auditiv uman. Ultrasunetele acoperă astfel o gamă foarte largă de vibrații acustice, ceea ce înseamnă că numeroase aplicații diferite se încadrează în domeniul ultrasunetelor. Printre cele mai cunoscute exemple de utilizare se numără procedurile imagistice la medic, asistența la parcare a automobilelor 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 intensitate ridicată și frecvență joasă, cu o frecvență de aprox. 20–60kHz. Aceste unde sonore cu densitate energetică ridicată generează în lichide cicluri alternante de presiune înaltă (compresie) și de presiune joasă (rarefiere). În timpul unui ciclu de presiune joasă, undele ultrasonice de mare energie creează în lichid mici bule de vid sau goluri. Când aceste bule ating un volum la care nu mai pot absorbi energie suplimentară, ele se sparg în timpul unui ciclu de presiune înaltă. Acest fenomen de implozie a bulelor este cunoscut sub numele de cavitație.
Cavitația creează în lichid sau în suspensie puncte fierbinți locale, care pot atinge temperaturi de până la 5000K și presiuni de până la 2000atm. În plus, implozia bulelor de cavitație creează jeturi de lichid cu viteze de până la 280 m/s. Aceste condiții extreme care apar local determină spargerea celulelor vegetale, astfel încât substanțele bioactive închise în interiorul celulei vegetale sunt eliberate. Aceasta înseamnă că cavitația acustică dezintegrează celulele vegetale și duce la o difuzie mai ridicată a moleculelor intracelulare în soluția de extracție (solvent), intensificând astfel transferul de masă. Un transfer de masă mai ridicat înseamnă o rată de extracție mai ridicată. Prin urmare, sonicatoarele cu sondă sunt unele dintre cele mai utilizate instrumente pentru producerea de extracte de înaltă calitate din materiale botanice precum ierburi, frunze, fructe și alte materiale vegetale.
Extracția cu ultrasunete oferă diverse avantaje, precum extracția completă / randamente foarte ridicate, timp de extracție redus, eficiență îmbunătățită, compatibilitate cu orice solvent și faptul că este o metodă de extracție netermică.

Sonicatorul UIP4000hdT pentru procesarea inline a frunzelor de măslin în vederea producerii de extracte de înaltă calitate