Extracția cu ultrasunete de polifenoli frunze de măsline

Extractele de frunze de măsline sunt un supliment alimentar puternic și terapeutic, deoarece conțin antioxidanți puternici, cum ar fi polifenolii oleuropeină, hidroxitirozol și verbascozid. Extracția cu ultrasunete este o tehnică extrem de eficientă pentru eliberarea și izolarea compușilor bioactivi, ar fi polifenolii, flavonele și terpenoidele din frunzele de măsline.

Extracția cu ultrasunete a compușilor bioactivi din frunze de măsline

Extracția cu ultrasunete a frunzelor de măsline folosind un sonicator de tip sondă oferă avantaje, ar fi eficiența, randamentul crescut, conservarea bioactivității, durabilitatea, ușurința de operare și rentabilitatea în comparație cu metodele convenționale de extracție. Aceste beneficii îl fac o opțiune atractivă pentru cercetătorii și industriile care doresc să extragă compuși bioactivi din frunze de măsline pentru diverse aplicații, inclusiv produse farmaceutice, nutraceutice și alimente funcționale.

Să explorăm în detaliu beneficiile extracției cu ultrasunete a frunzelor de măsline:

• Eficiență: Sonda de tip sonicators furnizează unde ultrasonice de înaltă intensitate direct la probă, promovând extracția rapidă și eficientă. Acest lucru permite timpi de extracție mai scurți în comparație cu metodele convenționale, reducând consumul de energie și crescând productivitatea.
• Randament crescut:Undele ultrasonice perturbă pereții celulari și sporesc eliberarea compușilor intracelulari, ceea ce duce la randamente mai mari de extracție. Studiile au arătat că extracția cu ultrasunete poate crește semnificativ eficiența extracției compușilor bioactivi din materiale vegetale în comparație cu metodele convenționale.
• Conservarea bioactivității: Extracția cu ultrasunete funcționează la temperaturi mai scăzute în comparație cu alte tehnici de extracție, reducând riscul de degradare termică a compușilor sensibili la căldură. Acest lucru ajută la păstrarea bioactivității și a calității nutriționale a compușilor extrași, cum ar fi antioxidanții, enzimele și vitaminele, prezente în frunzele de măslin.
• Verde și durabil: Extracția cu ultrasunete este considerată o metodă de extracție verde și durabilă, deoarece necesită de obicei mai puțin solvent și energie în comparație cu tehnicile convenționale de extracție. În plus, produce deșeuri minime și poate fi ușor scalat pentru aplicații industriale.
  Ușurința de operare: sonicatoarele de tip sondă sunt relativ simple de operat și necesită o întreținere minimă în comparație cu alte echipamente de extracție. Acest lucru le face potrivite pentru cercetarea la scară de laborator, precum și pentru producția la scară industrială.
• Rentabilitate: În timp ce investiția inițială în echipamente cu ultrasunete poate fi mai mare decât metodele convenționale de extracție, eficiența crescută și productivitatea duce adesea la economii de costuri în timp. În plus, timpii de extracție mai scurți reduc costurile forței de muncă și cresc randamentul.

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, cercetările sugerează că polifenolii din extractul de frunze de măsline ar putea reduce riscul bolilor cardiovasculare, ar putea reduce nivelul colesterolului, ar putea ajuta la scăderea în greutate, ar putea prezenta efecte antimicrobiene și ar putea acționa ca agent anti-cancer.
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.

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 măsline include oleurozide (oleuropeină, verbascozidă), flavone (luteolină, diosmetină, apigenină-7-glucoză, luteolină-7-glucoză, diosmetin-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 de măsline netoxic (un tip de monoterpenoid), este un tip de compus amar fenolic. În timp ce este prezentă în pielea, carnea, semințele și frunzele verzi de măsline, oleuropeina este cea mai abundentă găsită în frunzele de măslin. Cu un conținut de 6-14% greutate uscată, este cea mai proeminentă moleculă bioactivă din lavele de măsline. În funcție de soiul de măsline, sol și timpul de recoltare, conținutul de oleuropeină poate crește chiar până la 17-23% greutate uscată.

hidroxitirozol

Hidroxitirozolul este un metabolit al oleuropeinei. Ambele molecule sunt cunoscute pentru activitatea lor antioxidantă puternică, care contribuie la unele dintre activitățile antioxidante, antiinflamatorii și de combatere a bolilor din uleiul de măsline. Hidroxitirozolul are una dintre cele mai mari valori cunoscute ORAC (capacitatea de absorbție a radicalilor de oxigen) observate în 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.

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.

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)

Extracte de frunze de măsline produse prin sonicare

Condițiile extreme de mediu din zona "hot spot" a cavitației cu ultrasunete au diverse efecte asupra materialului vegetal și extractibilitatea acestuia. Aceasta include depășirea permeabilității selective a membranei celulare, schimbul crescut de substanțe între interiorul celulei și solvent, perturbarea mecanică a celulelor și eliberarea de substanțe intracelulare (adică fitochimicale, cum ar fi oleuropwin, hidroxitirozol, acid galic etc.). Aceste efecte au ca rezultat un randament ridicat de extracte de înaltă calitate într-un timp foarte scurt sonicare. Un procesor cu ultrasunete de 400 wați, cum ar fiHielscher'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).
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.
Comparativ cu un CO supercritic₂ extractor, costurile de achiziție ale unui extractor cu ultrasunete sunt scăzute. Procesoarele cu ultrasunete pot înscrie, de asemenea, puncte în ceea ce privește costurile de operare, operarea simplă, ușor de utilizat și siguranța la locul de muncă.

Ultrasonics – pentru 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 efectuate cu ușurință cu un dispozitiv cu ultrasunete la îndemână într-un vas deschis. Acest lucru face ușor pentru a testa eficiența și calitatea procesului de extracție cu ultrasunete. Orice rezultate obținute la scară mică pot fi reproduse complet și scalate. Controlul digital al extractorului cu ultrasunete și înregistrarea automată a datelor parametrilor ultrasonici pe un card SD intern permit monitorizarea precisă a procesului și reproductibilitatea standardelor de calitate constante. Hielscher Ultrasonics' portofoliul de produse oferă extractoare cu ultrasunete pentru fiecare scară – De la dispozitive portabile de 50 wați la ultrasunete industriale de 16.000 wați pentru producția inline. Datorită Hielscher Ultrasonics' decenii de experiență în extracția cu ultrasunete și instalarea de câteva sute de sisteme de extracție cu ultrasunete la nivel mondial, sfaturi competente și cuprinzătoare este garantat.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:

UIP4000hdT sonicator pentru prelucrarea în linie a frunzelor de măsline pentru a produce extracte de înaltă calitate