Ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov za pridobivanje polifenolnih ekstraktov z visokim izkoristkom
Z ultrazvočnimi aparati tipa sonda podjetja Hielscher proizvajajte močne izvlečke oljčnih listov, bogate z oleuropeinom, hidroksitirosolom, verbaskosidom, flavonoidi in drugimi bioaktivnimi polifenoli. Ultrazvočna ekstrakcija pospeši razgradnjo celic in prenos mase, kar proizvajalcem pomaga doseči visoke donose, kratke čase obdelave in ponovljivo kakovost ekstraktov z uporabo vode, mešanic etanola in vode ali drugih primernih topil.
Ultrazvočna ekstrakcija bioaktivnih spojin iz oljčnih listov
Od laboratorijskih preskusov izvedljivosti prek pilotnih serij do industrijske proizvodnje v tekočem procesu – ultrazvočni aparati podjetja Hielscher vam omogočajo natančen nadzor nad amplitudo, temperaturo, vnosom energije in časom obdelave. Zaradi tega je ultrazvočna ekstrakcija učinkovita rešitev za razvoj nutraceutikov, rastlinskih izvlečkov, funkcionalnih živil, kozmetike in farmacevtskih sestavin.
Podrobnosti o prednostih ultrazvočne ekstrakcije oljčnih listov:
- Večji izkoristek ekstrakcije: Z akustično kavitacijo učinkovito izločite fenolne spojine iz oljčnih listov.
- Krajši čas obdelave: Skrajšajte čas ekstrakcije v primerjavi z običajno maceracijo in ekstrakcijo s topili.
- Nežen postopek, prilagodljiv glede na topila: Uporabite vodo, vodno raztopino etanola, glicerol, olja ali druga topila, ki so združljiva s postopkom.
- Oprema, ki se lahko prilagaja potrebam: Razvijte svoj postopek z laboratorijskimi ultrazvočnimi napravami in ga linearno prilagodite industrijskim pretočnim sistemom.
- Ponovljiva kakovost: Digitalno krmiljenje in beleženje podatkov omogočata enakomerno proizvodnjo ekstraktov.
- Vsestranski: Namenjeno proizvajalcem prehranskih dopolnil, proizvajalcem rastlinskih izvlečkov, oljarjem in farmacevtskim raziskovalnim&raziskovalni laboratoriji, dobavitelji kozmetičnih sestavin in podjetja s področja prehrambene tehnologije.
Povejte nam kaj več o vaših oljčnih listih kot surovini in vaši proizvodnji polifenolov. Priporočamo vam najboljšo konfiguracijo ultrazvočnega aparata za povečanje donosa polifenolov.
UIP4000hdT, zmogljiv 4-kilovatni industrijski ultrazvočni aparat za botanično ekstrakcijo
Zakaj je izvleček oljčnih listov tako koristen?
Oljčni listi (Olea europaea), kmetijski odpadki ali stranski proizvod, so odličen vir naravnih antioksidantov. Oljčni listi vsebujejo različne polifenole (znane tudi kot biofenoli), kot so oleuropein in oleacein. Polifenoli se naravno pojavljajo v rastlinah in prispevajo k zdravstvenim koristim izvlečka oljčnih listov. Poleg polifenolov so listi oljke bogati z antioksidanti, kot so izomeri ligstrozidov, hidroksitirozol, tirozol in kofeinska kislina.
Izvleček oljčnih listov je koncentrat fitokemikalij v oljčnih listih in s tem vsebuje veliko količino močnih antioksidantov. Izvleček oljčnih listov se tradicionalno uporablja za krepitev imunskega sistema. Na primer, daje se za izboljšanje simptomov prehlada, kašlja in vnetega grla.
Poleg tega raziskave kažejo, da bi polifenoli v izvlečku oljčnih listov lahko zmanjšali tveganje za srčno-žilne bolezni, znižali raven holesterola, pomagali pri hujšanju, imeli protimikrobne učinke in delovali kot sredstvo proti raku.
Zato se izvlečki iz oljčnih listov (Olea europaea L. folium) uporabljajo kot aktivna sestavina v formulacijah farmacevtskih izdelkov in prehranskih dopolnil. Poleg tega se izvlečki oljčnih listov uporabljajo v prehranskih dopolnilih, terapevtikih, kozmetiki ter hrani in pijači.
Izvleček oljčnih listov je bogat s polifenoli, kot so oleuropein, kofeinska kislina, hidroksitirozol, verbaskozid, rutin, kvercitin itd.
Infundirano oljčno olje: Izvleček oljčnih listov se uporablja tudi za obogatitev oljčnih olj, kot je ekstra deviško oljčno olje. Oljčno olje, obogateno z izvlečkom oljčnih listov, ima bogatejši profil okusa in poveča vrednost ORAC oljčnega olja. Oljčna olja z oljčnimi listi kažejo izboljšan rok uporabnosti in večjo toplotno stabilnost, saj antioksidanti čistijo proste radikale in preprečujejo žarkost.
Preberite več o ultrazvočno podprti maceraciji oljk za proizvodnjo ekstra deviškega oljčnega olja!
Najpomembnejše fitokemikalije v oljčnih listih
Sestava fenolnih spojin v oljčnih listih vključuje oleurozide (oleuropein, verbaskosid), flavone (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukoza, luteolin-7-glukoza, diosmetin-7-glukoza), flavonoli (rutin), flavan-3-oli (katehin) in fenolni derivati (tirozol, hidroksitirozol, vanilin, vanilinska kislina, kofeinska kislina). Oleuropein in hidroksitirozol sta najpomembnejši fenolni spojini v oljčnih listih.
oleuropein
Oleuropein, nestrupen olivni iridoid (vrsta monoterpenoida), je vrsta fenolne grenke spojine. Čeprav je prisoten v lupini, mesu, semenih in listih zelenih oljk, ga je največ v olivnih listih. Z vsebnostjo 6–14 % suhe teže je najpomembnejša bioaktivna molekula v oljčnih listih. Odvisno od sorte oljk, tal in časa obiranja se lahko vsebnost oleuropeina poveča celo do 17–23 % suhe teže.
hidroksitirozol
Hidroksitirosol je presnovek oleuropeina. Obe molekuli sta znani po močnem antioksidativnem delovanju, ki prispeva k nekaterim antioksidativnim, protivnetnim in bolezni preprečujočim lastnostim oljčnega olja. Hidroksitirosol ima eno najvišjih znanih vrednosti ORAC (zmogljivost absorpcije kisikovih radikalov), ki so bile zabeležene pri naravnih antioksidantih.
Izvleček oljčnih listov s polnim spektrom vsebuje številne polifenole, antioksidante in druge fitokemikalije, ki imajo sinergistične učinke. Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva tehnika ekstrakcije, ki sprošča vse fitokemikalije iz oljčnih listov in s tem proizvaja zelo močan širokopasovni ekstrakt.
Ultrazvočni ekstraktor UIP2000hdT (2kW) s šaržnim reaktorjem
Izvlečki oljčnih listov, proizvedeni z ultrazvočnim razbijanjem
Izjemno težke okoljske razmere v “vroča točka” območje ultrazvočne kavitacije ima različne učinke na rastlinski material in njegovo ekstrakcijo. To vključuje premagovanje selektivne prepustnosti celične membrane, povečano izmenjavo snovi med notranjostjo celice in topilom, mehansko razgradnjo celic in sproščanje intracelularnih snovi (tj. fitokemikalij, kot so oleuropein, hidroksitirosol, galna kislina itd.). Ti učinki omogočajo visok izkoristek visokokakovostnih ekstraktov v zelo kratkem času sonikacije. 400-vatni ultrazvočni procesor, kot je
Hielscherjev UP400St lahko predela 10-litrsko serijo botanične gnojevke v 5-8 minutah. Industrijski ultrazvočni aparati obdelujejo gnojevko, ki je sestavljena iz rastlinskega materiala in topila, v neprekinjenem toku. Medij se črpa skozi ultrazvočni reaktor in se tam ultrazvočno. V industrijskem merilu lahko UIP4000hdT (4kW) doseže približno 3 l/min.
Zaradi visokega donosa ekstrakta in hitrosti procesa je ultrazvočna ekstrakcija še posebej učinkovita. Zato je ultrazvočno razbijanje hitro prilagodilo več proizvajalcev ekstraktov, ki proizvajajo visokokakovostne izvlečke, npr. CBD, kanabinoide, vanilijo, alge, ingver in številne druge botanične izvlečke. Ultrazvočna kavitacija lahko doseže donos ekstrakta 95-99% aktivne spojine, ki jo vsebujejo rastline. Na primer, raziskave so pokazale 99,27-odstotno učinkovitost ekstrakcije za sproščanje skupnih fenolov iz oljčnih listov. (Luo, 2011) Ultrazvočni postopek se lahko optimalno prilagodi surovini in želeni kakovosti ekstrakta s prilagajanjem procesnih parametrov (ultrazvočna amplituda, temperatura, tlak, viskoznost).
Slika prikazuje tekočinsko kromatografijo z ultra visoko ločljivostjo s kromatogramom ultrazvočno ekstrahiranih fenolov iz oljčnih listov z detektorjem z diodnim nizom (UHPLC-DAD). Vrhovi 1 in 2 so bili zaznani pri 325 nm (rdeče črte), medtem ko je bil vrh 3 (modra črta) zaznan pri 280 nm.
slika in študija: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva s skoraj vsemi vrstami topil. Za ultrazvočno podprto ekstrakcijo oljčnih listov je bilo ugotovljeno, da je 80% vodni etanol najbolj učinkovit. Toda donos ekstrakcije za določene fitokemične spojine se lahko spremeni z izbiro drugega topila z drugačno polarnostjo (npr. metanol).
Vas zanima povečanje pridelka ekstra deviškega oljčnega olja med malaksacijo? Nato kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni malaksaciji EVOO!
Prednosti ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov
Prednosti ultrazvočne ekstrakcije so visok donos ekstrakcije, prosta izbira topila (npr. voda, etanol, mešanica vode in etanola, oljčno olje itd.) ter enostavno in varno delovanje. Zaradi intenzivnih mehanskih sil ultrazvočne razbijanje običajno zadostujejo ekološka in blaga topila, kot so voda, etanol itd., Da dosežejo izjemno hitrost ekstrakcije in donos. Posledično ultrazvočna ekstrakcija skrajša čas ekstrakcije in omogoča zmanjšano uporabo topil ali uporabo blažjih, nežnejših topil. To pomeni, da ultrazvočna ekstrakcija omogoča tako višje stopnje ekstrakcije kot bolj zdrave izvlečke (npr. Ekstrakti hladne vode). Ker je mogoče med ultrazvočno razbijanjem natančno nadzorovati temperaturo procesa, se izognemo toplotni razgradnji ekstraktov zaradi previsokih temperatur in izhlapevanju snovi.
V primerjavi z ekstraktorjem s superkritičnim CO₂ so nabavni stroški ultrazvočnega ekstraktorja nizki. Ultrazvočni procesorji se odlikujejo tudi po nizkih obratovalnih stroških, preprostem in uporabniku prijaznem upravljanju ter varnosti pri delu.
- Popolnejša ekstrakcija
- Višji donos
- Hiter postopek
- Združljiv z vsemi topili
- netoplotni postopek
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
Ultrazvočna ekstrakcija za manjše količine do industrijske proizvodnje
Posebna značilnost ultrazvočne obdelave je linearna prilagodljivost postopka ekstrakcije. Študije izvedljivosti in proizvodnjo manjših serij je mogoče enostavno izvesti s priročno ultrazvočno napravo v odprti posodi. To omogoča enostavno preverjanje učinkovitosti in kakovosti postopka ultrazvočne ekstrakcije. Vsi rezultati, pridobljeni v majhnem obsegu, se lahko v celoti reproducirajo in povečajo. Digitalno krmiljenje ultrazvočnega ekstraktorja in avtomatsko beleženje podatkov o ultrazvočnih parametrih na notranji SD-kartici omogočata natančno spremljanje procesa in ponovljivost konstantnih standardov kakovosti. Hielscher Ultrasonics’ Naš asortiment izdelkov vključuje ultrazvočne ekstraktorje za vse obsege – od ročnih naprav z močjo 50 vatov do industrijskih ultrazvočnih naprav z močjo 16.000 vatov za proizvodnjo v tekočem traku. Zahvaljujoč podjetju Hielscher Ultrasonics’ Z več desetletnimi izkušnjami na področju ultrazvočne ekstrakcije in namestitvijo več sto ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov po vsem svetu vam zagotavljamo strokovno in celovito svetovanje.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Kaj je ultrazvok in ultrazvočna ekstrakcija?
Ultrazvok je opredeljen kot zvočne vibracije z več kot 20 kHz, tj. več kot 20.000 nihanj na sekundo. To je področje, ki je nad spektrom človeškega sluha. Ultrazvok tako pokriva zelo širok razpon akustičnih vibracij, kar pomeni, da na področje ultrazvoka spadajo številne različne aplikacije. Najbolj znani primeri uporabe so slikovni postopki pri zdravniku, pomoč pri parkiranju v avtomobilih in neporušitveno testiranje materialov. Za omenjene primere se uporablja visokofrekvenčni, nedestruktivni ultrazvok.
Ultrazvok visoke moči je opredeljen kot visokointenzivni, nizkofrekvenčni zvočni valovi s frekvenco približno 20-60kHz. Ti energijsko gosti zvočni valovi ustvarjajo izmenične visokotlačne cikle (stiskanje) in nizkotlačne cikle (redčenje) v tekočinah. Med nizkotlačnim ciklom visokoenergijski ultrazvočni valovi ustvarjajo majhne vakuumske mehurčke ali praznine v tekočini. Ko ti mehurčki dosežejo prostornino, kjer ne morejo absorbirati nadaljnje energije, se med ciklom visokega tlaka razpočijo. Ta pojav implozije mehurčkov je znan kot kavitacija.
Kavitacija ustvarja lokalne vroče točke v tekočini ali gnojevki, ki lahko dosežejo temperaturo do 5000 K in pritisk do 2000 atm. Poleg tega implozija kavitacijskih mehurčkov ustvarja curke tekočine s hitrostjo do 280 m / s. Ti lokalni ekstremni pogoji povzročijo razpok rastlinskih celic, tako da se sproščajo bioaktivne snovi, ki so ujete v notranjosti rastlinske celice. To pomeni, da akustična kavitacija moti rastlinske celice in vodi do večje difuzije znotrajceličnih molekul v raztopino za ekstrakcijo (topilo), s čimer se poveča prenos mase. Večji prenos mase pomeni večjo hitrost ekstrakcije. Zato so ultrazvočne sonde eno najbolj razširjenih orodij za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov iz rastlin, kot so zelišča, listi, sadje in drugi rastlinski materiali.
Ultrazvočna ekstrakcija ponuja različne prednosti, kot so popolna ekstrakcija / zelo visoki donosi, skrajšan čas ekstrakcije, izboljšana učinkovitost, združljivost s katerim koli topilom in netermična metoda ekstrakcije.
UIP4000hdT zvočnik za inline predelavo oljčnih listov za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov
Ultrazvočni homogenizatorji visoke moči iz laboratorij k Pilot in industrijska lestvica.
Pogosta vprašanja o ultrazvočni ekstrakciji oljčnih listov
Kaj je ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov?
Ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov je postopek, pri katerem se z visokozmogljivim ultrazvokom iz oljčnih listov v topilo sproščajo bioaktivne spojine. Sonicator s sondo ustvarja akustično kavitacijo, ki razbije rastlinske celice in izboljša prenos mase. To pomaga pri ekstrakciji dragocenih spojin, kot so oleuropein, hidroksitirosol, verbaskosid, luteolin, rutin in drugi polifenoli oljčnih listov.
Zakaj za ekstrakcijo oleuropeina iz oljčnih listov uporabljamo ultrazvok?
Ultrazvok izboljša sproščanje oleuropeina, saj mehansko razbije strukturo listov in poveča stik med rastlinskim materialom in topilom. V primerjavi s klasično maceracijo lahko ultrazvočna ekstrakcija skrajša čas obdelave, izboljša učinkovitost ekstrakcije in omogoči višje donose v nadzorovanih, blagih temperaturnih pogojih.
Kako se pridobiva hidroksitirosol?
Hidroksitirosol se pridobiva iz oljčnih listov, oljk ali stranskih proizvodov oljarne tako, da se rastlinski material zmeša z ustreznim topilom, običajno vodo ali vodno raztopino etanola, in se iz rastlinskih celic sprostijo fenolni spojini. Ultrazvočna ekstrakcija izboljša ta proces z uporabo akustične kavitacije za razbijanje celic, povečanje prenosa mase in ekstrakcijo hidroksitirosola v blagih pogojih z nadzorovano temperaturo. Preberite zgodbo o uspehu španskega podjetja, specializiranega za proizvodnjo biostimulantov, ki za ekstrakcijo polifenolov, vključno s hidroksitirosolom iz oljčnih tropin, uporablja ultrazvočne naprave podjetja Hielscher!
Katera topila se lahko uporabljajo za ultrazvočno ekstrakcijo oljčnih listov?
Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva z mnogimi topili, vključno z vodo, etanolom, vodno-etanolno mešanico, glicerolom in olji. Pri polifenolih iz oljčnih listov se pogosto uporabljajo vodno-etanolne mešanice, saj lahko raztopijo širok spekter fenolnih spojin. Izbira najboljšega topila je odvisna od ciljnih spojin, zakonodajnih zahtev, nadaljnje predelave in sestave končnega izdelka.
Ali je mogoče izvleček oljčnih listov pridobiti brez visokih temperatur?
Da. Ultrazvočna ekstrakcija je netermalna metoda ekstrakcije, pri kateri se med postopkom nadzoruje temperatura. Ker je ekstrakcijski učinek v glavnem posledica akustične kavitacije in mehanskega strižnega delovanja, se bioaktivne spojine lahko učinkovito sproščajo brez prekomernega segrevanja. To je koristno za ohranjanje toplotno občutljivih antioksidantov in fitokemikalij.
Ali je ultrazvočna ekstrakcija primerna za industrijsko proizvodnjo izvlečka oljčnih listov?
Da. Ultrazvočne naprave s sondo se lahko uporabljajo za laboratorijske teste, pilotne poskuse, serijsko proizvodnjo in neprekinjeno ekstrakcijo v proizvodni liniji. Ultrazvočni sistemi podjetja Hielscher so prilagodljivi, kar omogoča prenos procesnih parametrov, razvitih na manjši enoti, na večje industrijske ultrazvočne reaktorje za neprekinjeno proizvodnjo.
Kateri Hielscherjev ultrazvočni aparat je primeren za ekstrakcijo oljčnih listov?
Izbira ustreznega ultrazvočnega aparata je odvisna od velikosti serije, vsebnosti trdnih snovi, topila, želenega pretoka ter od tega, ali gre za serijski ali vgrajeni postopek. Manjši sistemi, kot sta UP200Ht ali UP400St, so primerni za laboratorijsko in pilotno ekstrakcijo. Večji sistemi, kot so UIP2000hdT, UIP4000hdT in UIP16000, so zasnovani za pilotno, proizvodno in industrijsko inline ekstrakcijo.
Katere snovi je mogoče z ultrazvokom izločiti iz oljčnih listov?
Ultrazvočna ekstrakcija lahko sprosti širok spekter fitokemikalij iz oljčnih listov, vključno z oleuropeinom, hidroksitirosolom, tirosolom, verbaskosidom, luteolinom, rutinom, kofeinsko kislino, flavoni, flavonoli in drugimi fenolnimi spojinami. Končna sestava ekstrakta je odvisna od sorte oljk, kakovosti listov, topila, temperature, intenzivnosti ultrazvoka in časa ekstrakcije.
Kako se ultrazvočna ekstrakcija primerja s klasično maceracijo?
Pri običajni maceraciji so pogosto potrebni daljši časi ekstrakcije in večje količine topil. Ultrazvočna ekstrakcija pospeši proces z razbijanjem rastlinskih celic in povečanjem prenosa snovi. To lahko skrajša čas ekstrakcije, zmanjša porabo topila in izboljša izkoristek ekstrakcije, hkrati pa omogoča enostavno prilagajanje obsega procesa.
Ali je mogoče ultrazvočno ekstrakcijo uporabiti za oljčno olje z dodatkom oljčnih listov?
Da. Ultrazvočno obdelavo je mogoče uporabiti za spodbujanje infuzije oljčnega olja s sestavinami iz oljčnih listov. S tem se oljčno olje obogati z antioksidanti in polifenoli, izboljša se njegova oksidativna stabilnost, hkrati pa se ustvarijo oljčni izdelki z dodano vrednostjo in izrazitejšim funkcionalnim profilom.
Kako lahko povečam obseg postopka ekstrakcije oljčnih listov z ultrazvokom?
Povečanje obsega se začne z laboratorijskimi poskusi, v katerih se določijo topilo, razmerje trdnih snovi, amplituda, temperatura in čas ekstrakcije. Ko sta potrjena ciljna kakovost ekstrakta in izkoristek, se postopek lahko prenese na pilotne ali industrijske ultrazvočne sisteme. Ultrazvočni aparati podjetja Hielscher omogočajo linearno povečanje obsega od majhnih serij do visokozmogljive proizvodnje v proizvodni liniji.
Literatura / Reference
- 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.