Ультразвуковая экстракция листьев оливы для получения высококонцентрированных экстрактов полифенолов

С помощью ультразвуковых аппаратов Hielscher с зондовым типом насадки можно получать высокоактивные экстракты листьев оливы, богатые олеуропеином, гидрокситирозолом, вербаскозидом, флавоноидами и другими биологически активными полифенолами. Ультразвуковая экстракция ускоряет разрушение клеток и массообмен, помогая производителям достигать высоких выходов, сокращать время обработки и обеспечивать воспроизводимое качество экстракта при использовании воды, смесей этанола с водой или других подходящих растворителей.

Ультразвуковая экстракция биологически активных соединений из листьев оливы

От лабораторных испытаний на осуществимость до пилотных партий и промышленного серийного производства — ультразвуковые аппараты Hielscher обеспечивают точный контроль над амплитудой, температурой, потребляемой энергией и временем обработки. Благодаря этому ультразвуковая экстракция является эффективным решением для разработки нутрицевтиков, растительных экстрактов, функциональных продуктов питания, косметики и фармацевтических ингредиентов.

Подробное описание преимуществ ультразвуковой экстракции листьев оливы:

• Более высокий выход экстракции: Эффективное извлечение внутриклеточных фенольных соединений из листьев оливы с помощью акустической кавитации.
• Сокращение времени обработки: Сократить время экстракции по сравнению с традиционными методами мацерации и экстракции растворителем.
• Мягкий процесс с возможностью использования растворителей: Используйте воду, водный раствор этанола, глицерин, масла или другие растворители, совместимые с технологическим процессом.
• Масштабируемое оборудование: Разработайте свой технологический процесс с помощью лабораторных ультразвуковых аппаратов и линейно масштабируйте его до промышленных проточных систем.
• Стабильное качество: Цифровое управление и регистрация данных обеспечивают стабильное производство экстракта.
• Разносторонний: Предназначено для производителей нутрицевтиков, производителей растительных экстрактов, оливковых заводов, фармацевтических исследовательских&исследовательские лаборатории, поставщики косметических ингредиентов и компании, занимающиеся пищевыми технологиями.

Что делает экстракт листьев оливы таким полезным?

Листья оливы (Olea europaea), отходы сельского хозяйства или побочный продукт, являются отличным источником природных антиоксидантов. Листья оливы содержат различные полифенолы (также известные как биофенолы), такие как олеуропеин и олеацеин. Полифенолы естественным образом содержатся в растениях и способствуют пользе экстракта листьев оливы для здоровья. Помимо полифенолов, листья оливкового дерева богаты антиоксидантами, такими как изомеры лигстрозида, гидрокситирозол, тирозол и кофейная кислота.
Экстракт листьев оливы является концентратом фитохимических веществ в листьях оливы и поэтому содержит большое количество мощных антиоксидантов. Экстракт листьев оливы традиционно используется для укрепления иммунной системы. Например, его назначают для облегчения симптомов простуды, кашля и боли в горле.
Кроме того, исследования показывают, что полифенолы, содержащиеся в экстракте листьев оливы, могут снижать риск сердечно-сосудистых заболеваний, понижать уровень холестерина, способствовать похудению, обладать антимикробным действием и выступать в качестве противоракового средства.
По этой причине экстракты из листьев оливы (Olea europaea L. folium) используются в качестве активного ингредиента в рецептурах фармацевтических препаратов и биологически активных добавок. Кроме того, экстракты листьев оливы используются в пищевых добавках, терапии, косметике, а также в продуктах питания и напитках.

Экстракт листьев оливы богат полифенолами, такими как олеуропеин, кофейная кислота, гидрокситирозол, вербаскозид, рутин, кверцитин и т.д.

Настоянное оливковое масло: Экстракт листьев оливы также используется для обогащения оливкового масла, такого как оливковое масло первого холодного отжима. Обогащенное экстрактом листьев оливы, оливковое масло имеет более насыщенный вкусовой профиль, а значение ORAC оливкового масла увеличивается. Благодаря оливковому маслу, настоянному на оливковых листьях, увеличенный срок хранения и более высокая термостойкость, поскольку антиоксиданты поглощают свободные радикалы и предотвращают прогорклость.
Узнайте больше об ультразвуковой мацерации оливок для производства оливкового масла первого холодного отжима!

Важнейшие фитохимические вещества в листьях оливы

Состав фенольных соединений в листьях оливы включает олеурозиды (олеуропеин, вербаскозид), флавоны (лютеолин, диосметин, апигенин-7-глюкоза, лютеолин-7-глюкоза, диосметин-7-глюкоза), флавонолы (рутин), флаван-3-олы (катехин) и фенольные производные (тирозол, гидрокситирозол, ванилин, ваниллиновая кислота, кофейная кислота). Олеуропеин и гидрокситирозол являются наиболее важными фенольными соединениями в листьях оливы.

олеуропеин

Олеуропеин — нетоксичный иридоид оливы (разновидность монотерпеноидов) — представляет собой фенольное горькое соединение. Хотя олеуропеин содержится в кожице, мякоти, косточках и листьях зелёных оливок, в наибольших количествах он присутствует именно в листьях оливы. Содержание олеуропеина составляет 6–14% от сухого веса, что делает его наиболее значимой биологически активной молекулой в листьях оливы. В зависимости от сорта оливы, почвы и времени сбора урожая содержание олеуропеина может достигать 17–23% от сухого веса.

гидрокситирозол

Гидрокситирозол является метаболитом олеуропеина. Обе молекулы известны своей мощной антиоксидантной активностью, которая, в частности, обусловливает некоторые антиоксидантные, противовоспалительные и лечебные свойства оливкового масла. Гидрокситирозол обладает одним из самых высоких известных значений ORAC (способности поглощения кислородных радикалов) среди природных антиоксидантов.

Экстракт листьев оливы полного спектра действия содержит многочисленные полифенолы, антиоксиданты и другие фитохимические вещества, которые обладают синергетическим эффектом. Ультразвуковая экстракция является надежным методом экстракции, который высвобождает все фитохимические вещества из листьев оливы и таким образом производит высокоэффективный широкополосный экстракт.

Экстракты листьев оливы, полученные методом ультразвуковой обработки

Экстремальные условия окружающей среды в “горячая точка” Зона ультразвуковой кавитации оказывает разнообразное воздействие на растительный материал и степень извлечения его компонентов. К ним относятся преодоление избирательной проницаемости клеточной мембраны, усиление обмена веществ между внутренней средой клетки и растворителем, механическое разрушение клеток и высвобождение внутриклеточных веществ (например, фитохимических соединений, таких как олеуропеин, гидрокситирозол, галловая кислота и т. д.). Эти эффекты приводят к получению высокого выхода высококачественных экстрактов за очень короткое время ультразвуковой обработки. Ультразвуковой процессор мощностью 400 Вт, такой какUP400St от Hielscher может перерабатывать 10-литровую партию растительной суспензии за 5-8 минут. Промышленные ультразвуковые аппараты обрабатывают пульпу, состоящую из растительного материала и растворителя, в непрерывном потоке. Среда прокачивается через ультразвуковой реактор и там подвергается ультразвуковой обработке. В промышленном масштабе UIP4000hdT (4 кВт) может достигать около 3 л/мин.
Благодаря высокому выходу экстракта и скорости процесса, ультразвуковая экстракция особенно эффективна. Таким образом, ультразвук был быстро адаптирован несколькими производителями экстрактов, которые производят высококачественные экстракты, например, КБД, каннабиноиды, ваниль, водоросли, имбирь и многие другие растительные экстракты. Ультразвуковая кавитация позволяет достичь выхода экстракта 95-99% активного соединения, содержащегося в растительных компонентах. Например, исследования показали эффективность экстракции 99,27% для высвобождения общих фенольных соединений из листьев оливы. (Ло, 2011) Ультразвуковой процесс может быть оптимально адаптирован к сырью и желаемому качеству экстракта путем регулировки параметров процесса (амплитуды ультразвука, температуры, давления, вязкости).

На рисунке показана ультравысокопроизводительная жидкостная хроматография с диодным матричным детектором (UHPLC-DAD) хроматограммы экстрагированных ультразвуком фенолов листьев оливы. Пики 1 и 2 были обнаружены на 325 нм (красные линии), а пик 3 (синяя линия) был обнаружен на 280 нм.
фото и исследование: Giocometti, J. et al. (2018)

Ультразвуковая экстракция совместима практически с любым видом растворителя. Для экстракции листьев оливы с помощью ультразвука было признано наиболее эффективным 80% водный этанол. Но выход экстракции для конкретных фитохимических соединений можно изменить, выбрав другой растворитель с другой полярностью (например, метанол).
Заинтересованы в увеличении выхода оливкового масла первого холодного отжима во время маллаксации? Тогда нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой маллаксации EVOO!
 

Преимущества ультразвуковых экстракционных систем

Преимуществами ультразвуковой экстракции являются высокий выход экстракции, свободный выбор растворителя (например, воды, этанола, водно-этаноловой смеси, оливкового масла и т. д.), а также простая и безопасная эксплуатация. Из-за интенсивных механических сил ультразвуковой обработки, экологических и мягких растворителей, таких как вода, этанол и т. д., обычно достаточно для достижения исключительной скорости экстракции и выхода. В результате, ультразвуковая экстракция сокращает время экстракции и позволяет сократить использование растворителей или использовать более мягкие и щадящие растворители. Это означает, что ультразвуковая экстракция позволяет использовать как более высокую скорость экстракции, так и более здоровые экстракты (например, экстракты холодной воды). Поскольку во время ультразвуковой обработки можно точно контролировать температуру процесса, это позволяет избежать термического разложения экстрактов из-за чрезмерно высоких температур, а также испарения веществ.
По сравнению с экстрактором на основе сверхкритического CO₂, стоимость приобретения ультразвукового экстрактора значительно ниже. Ультразвуковые процессоры также выгодно отличаются с точки зрения эксплуатационных расходов, простоты и удобства в использовании, а также безопасности труда.

Ультразвуковая экстракция — от небольших партий до промышленного производства

Особенностью ультразвуковой обработки является линейная масштабируемость процесса экстракции. Технико-экономические обоснования и производство небольших партий можно легко осуществлять с помощью компактного ультразвукового устройства в открытой емкости. Это позволяет без труда проверить эффективность и качество процесса ультразвуковой экстракции. Любые результаты, полученные в малом масштабе, можно полностью воспроизвести и масштабировать. Цифровое управление ультразвуковым экстрактором и автоматическая запись данных ультразвуковых параметров на внутреннюю SD-карту позволяют точно контролировать процесс и обеспечивать воспроизводимость постоянных стандартов качества. Hielscher Ultrasonics’ В ассортименте продукции представлены ультразвуковые экстракторы для предприятий любого масштаба – от портативных устройств мощностью 50 Вт до промышленного ультразвукового оборудования мощностью 16 000 Вт для поточного производства. Благодаря компании Hielscher Ultrasonics’ Благодаря многолетнему опыту в области ультразвуковой экстракции и установке нескольких сотен ультразвуковых экстракционных систем по всему миру мы гарантируем квалифицированную и исчерпывающую консультацию.

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:

Что такое ультразвук и ультразвуковая экстракция?

Ультразвук определяется как звуковые колебания с частотой более 20 кГц, т.е. более 20 000 колебаний в секунду. Это область, которая находится над спектром человеческого слуха. Таким образом, ультразвук охватывает очень большой диапазон акустических колебаний, а это означает, что в область ультразвука попадает множество различных применений. Наиболее известными примерами использования являются процедуры визуализации у врача, помощь при парковке в автомобилях и неразрушающий контроль материалов. Для приведенных примеров используется высокочастотный, неразрушающий ультразвук.
Мощный ультразвук определяется как высокоинтенсивные низкочастотные звуковые волны с частотой около 20-60 кГц. Эти энергоемкие звуковые волны генерируют в жидкостях чередующиеся циклы высокого давления (сжатие) и циклы низкого давления (разрежение). Во время цикла низкого давления высокоэнергетические ультразвуковые волны создают небольшие вакуумные пузырьки или пустоты в жидкости. Когда эти пузырьки достигают объема, при котором они не могут поглощать дальнейшую энергию, они лопаются во время цикла высокого давления. Это явление имплозии пузырей известно как кавитация.
Кавитация создает локальные горячие точки в жидкости или суспензии, которые могут достигать температуры до 5000 К и давления до 2000 атм. Кроме того, имплозия кавитационных пузырьков создает струи жидкости со скоростью до 280 м/с. Эти локально возникающие экстремальные условия вызывают разрыв растительных клеток, в результате чего высвобождаются биологически активные вещества, которые находятся внутри растительной клетки. Это означает, что акустическая кавитация разрушает клетки растений и приводит к более высокой диффузии внутриклеточных молекул в раствор для экстракции (растворитель), тем самым усиливая массообмен. Более высокий массоперенос означает более высокую скорость экстракции. Таким образом, ультразвуковые зонды являются одним из наиболее широко используемых инструментов для получения высококачественных экстрактов из растительных компонентов, таких как травы, листья, фрукты и другие растительные материалы.
Ультразвуковая экстракция имеет различные преимущества, такие как полная экстракция / очень высокий выход, сокращение времени экстракции, повышенная эффективность, совместимость с любым растворителем и нетермический метод экстракции.
 

Ультразвуковой аппарат UIP4000HDT для поточной обработки оливковых листьев с получением высококачественных экстрактов