Ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov za polifenolne ekstrakte z visokim izkoristkom
S sonikatorji s sondo podjetja Hielscher proizvajajte visoko učinkovite ekstrakte oljčnih listov, bogate z oleuropeinom, hidroksitirozolom, verbaskozidom, flavonoidi in drugimi bioaktivnimi polifenoli. Ultrazvočna ekstrakcija pospešuje razgradnjo celic in prenos snovi ter proizvajalcem pomaga doseči visoke izkoristke, kratke čase obdelave in ponovljivo kakovost ekstrakta z uporabo vode, mešanic etanola in vode ali drugih primernih topil.
Ultrazvočna ekstrakcija bioaktivnih spojin iz oljčnih listov
Od laboratorijskih preizkusov izvedljivosti do pilotnih šarž in industrijske proizvodnje v pretočni liniji vam ultrazvočni procesorji podjetja Hielscher omogočajo natančen nadzor nad amplitudo, temperaturo, vnosom energije in časom obdelave. Zato je ultrazvočna ekstrakcija učinkovita rešitev za nutracevtike, rastlinske ekstrakte, funkcionalna živila, kozmetiko in razvoj farmacevtskih sestavin.
Podrobne prednosti ultrazvočne ekstrakcije oljčnih listov:
- Višji izkoristek ekstrakcije: Z akustično kavitacijo učinkovito sprostite znotrajcelične fenolne spojine iz oljčnih listov.
- Krajši čas obdelave: Skrajšajte čas ekstrakcije v primerjavi s konvencionalno maceracijo in ekstrakcijo s topili.
- Blag postopek s prilagodljivo izbiro topila: Uporabljajte vodo, vodni etanol, glicerol, olja ali druga topila, združljiva s postopkom.
- Oprema za povečevanje obsega: Razvijte svoj postopek z laboratorijskimi sonikatorji in ga linearno prenesite na industrijske pretočne sisteme.
- Ponovljiva kakovost: Digitalni nadzor in beleženje podatkov podpirata enakomerno proizvodnjo ekstraktov.
- Vsestranskost: Zasnovano za proizvajalce nutracevtikov, proizvajalce rastlinskih ekstraktov, oljarne, farmacevtske raziskovalne in razvojne laboratorije, dobavitelje kozmetičnih sestavin ter podjetja na področju živilske tehnologije.
Povejte nam več o svojih oljčnih listih kot surovini in o svoji proizvodnji polifenolov. Priporočili vam bomo najboljšo konfiguracijo sonikatorja za višje izkoristke polifenolov.
UIP4000hdT, zmogljiv industrijski sonikator z močjo 4kW za ekstrakcijo rastlinskih snovi
Zakaj je ekstrakt oljčnih listov tako koristen?
Listi oljke (Olea europaea), ki so kmetijski odpadek ali stranski proizvod, so odličen vir naravnih antioksidantov. Oljčni listi vsebujejo različne polifenole (znane tudi kot biofenoli), kot sta oleuropein in oleacein. Polifenoli so naravno prisotni v rastlinah in prispevajo h koristnim učinkom ekstrakta oljčnih listov na zdravje. Poleg polifenolov so listi oljke bogati z antioksidanti, kot so izomeri ligstrozida, hidroksitirozol, tirozol in kavna kislina.
Ekstrakt oljčnih listov je koncentrat fitokemikalij iz oljčnih listov in zato vsebuje veliko količino močnih antioksidantov. Ekstrakt oljčnih listov se tradicionalno uporablja za krepitev imunskega sistema. Na primer, uporablja se za lajšanje simptomov prehlada, kašlja in bolečega grla.
Poleg tega raziskave nakazujejo, da bi polifenoli v ekstraktu oljčnih listov lahko zmanjšali tveganje za bolezni srca in ožilja, znižali raven holesterola, pomagali pri hujšanju, izkazovali protimikrobne učinke in delovali kot sredstvo proti raku.
Zato se ekstrakti oljčnih listov (Olea europaea L. folium) uporabljajo kot učinkovina v formulacijah farmacevtskih izdelkov in prehranskih dopolnil. Poleg tega se ekstrakti oljčnih listov uporabljajo v prehranskih dopolnilih, terapevtskih pripravkih, kozmetiki ter živilih in pijačah.
Ekstrakt oljčnih listov je bogat s polifenoli, kot so oleuropein, kavna kislina, hidroksitirozol, verbaskozid, rutin, quercitin itd.
Oljčno olje, obogateno z oljčnimi listi: Ekstrakt oljčnih listov se uporablja tudi za obogatitev oljčnih olj, kot je ekstra deviško oljčno olje. Oljčno olje, obogateno z ekstraktom oljčnih listov, ima bogatejši profil okusa in višjo vrednost ORAC. Oljčna olja, obogatena z oljčnimi listi, imajo daljšo obstojnost in večjo toplotno stabilnost, saj antioksidanti lovijo 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, verbaskozid), flavone (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glucose, luteolin-7-glucose, diosmetin-7-glucose), flavonole (rutin), flavan-3-ole (katehin) in fenolne derivate (tirozol, hidroksitirozol, vanilin, vanilinska kislina, kavna kislina). Oleuropein in hidroksitirozol sta najpomembnejši fenolni spojini v oljčnih listih.
Oleuropein
Oleuropein, netoksičen iridoid oljke (vrsta monoterpenoida), je vrsta fenolne grenke spojine. Čeprav je prisoten v kožici zelenih oljk, mesu, semenih in listih, ga je največ v oljčnih listih. Z vsebnostjo 6–14% suhe mase je najizraziteje zastopana bioaktivna molekula v oljčnih listih. Glede na sorto oljke, tla in čas obiranja lahko vsebnost oleuropeina naraste celo do 17–23% suhe mase.
Hidroksitirozol
Hidroksitirozol je presnovek oleuropeina. Obe molekuli sta znani po svojem močnem antioksidativnem delovanju, ki prispeva k nekaterim antioksidativnim, protivnetnim in boleznim zoperstavljenim učinkom oljčnega olja. Hidroksitirozol ima eno najvišjih znanih vrednosti ORAC (sposobnost absorpcije kisikovih radikalov), ugotovljenih pri naravnih antioksidantih.
Ekstrakt oljčnih listov s polnim spektrom vsebuje številne polifenole, antioksidante in druge fitokemikalije, ki delujejo sinergistično. Ultrazvočna ekstrakcija je zanesljiva ekstrakcijska tehnika, ki iz oljčnih listov sprosti vse fitokemikalije in tako proizvede visoko učinkovit ekstrakt širokega spektra.
Ultrazvočni ekstraktor UIP2000hdT (2kW) s šaržnim reaktorjem
Ekstrakti oljčnih listov, proizvedeni s sonikacijo
Ekstremne razmere v območju »vroče točke« ultrazvočne kavitacije imajo različne učinke na rastlinski material in njegovo primernost za ekstrakcijo. Ti vključujejo premagovanje selektivne prepustnosti celične membrane, povečano izmenjavo snovi med notranjostjo celice in topilom, mehansko razgradnjo celic in sproščanje znotrajceličnih snovi (tj. fitokemikalij, kot so oleuropein, hidroksitirozol, galna kislina itd.). Ti učinki zagotavljajo visok izkoristek visokokakovostnih ekstraktov v zelo kratkem času sonikacije. Ultrazvočni procesor z močjo 400 vatov, kot je 
UP400St podjetja Hielscher, lahko obdela 10-litrsko šaržo rastlinske suspenzije v 5–8 minutah. Industrijski ultrazvočni procesorji obdelujejo suspenzijo rastlinskega materiala in topila v neprekinjenem toku. Medij se črpa skozi ultrazvočni reaktor in se tam sonificira. V industrijskem obsegu lahko UIP4000hdT (4kW) doseže približno 3L/min.
Zaradi visokega izkoristka ekstrakta in hitrosti postopka je ultrazvočna ekstrakcija še posebej učinkovita. Zato so sonikacijo hitro uvedli številni proizvajalci ekstraktov, ki proizvajajo visokokakovostne ekstrakte, npr. CBD, kanabinoide, vaniljo, alge, ingver in številne druge rastlinske ekstrakte. Ultrazvočna kavitacija lahko doseže izkoristek ekstrakcije 95–99% aktivne spojine, vsebovane v rastlinskem materialu. Raziskave so na primer pokazale 99,27% učinkovitost ekstrakcije pri sproščanju skupnih fenolnih spojin iz oljčnih listov. (Luo, 2011) Ultrazvočni postopek je mogoče optimalno prilagoditi surovini in želeni kakovosti ekstrakta s prilagajanjem procesnih parametrov (ultrazvočna amplituda, temperatura, tlak, viskoznost).
Slika prikazuje kromatogram ultrazvočno ekstrahiranih fenolnih spojin iz oljčnih listov, pridobljen s tekočinsko kromatografijo ultra visoke zmogljivosti z detektorjem z diodnim nizom (UHPLC-DAD). Vrhova 1 in 2 sta bila zaznana pri 325nm (rdeči črti), vrh 3 (modra črta) pa pri 280nm.
slika in raziskava: Giocometti, J. et al. (2018)
Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva s skoraj vsako vrsto topila. Pri ultrazvočno podprti ekstrakciji oljčnih listov se je 80% vodni etanol izkazal za najučinkovitejšega. Vendar je mogoče izkoristek ekstrakcije posameznih fitokemičnih spojin spremeniti z izbiro drugega topila z drugačno polarnostjo (npr. metanola).
Želite povečati izkoristek ekstra deviškega oljčnega olja med malaksacijo? Kliknite tukaj in preberite več o ultrazvočni malaksaciji ekstra deviškega oljčnega olja (EVOO)!
Prednosti ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov
Prednosti ultrazvočne ekstrakcije so visok izkoristek ekstrakcije, prosta izbira topila (npr. voda, etanol, mešanica vode in etanola, oljčno olje itd.) ter preprosto in varno upravljanje. Zaradi intenzivnih mehanskih sil sonikacije običajno zadostujejo okolju prijazna in blaga topila, kot sta voda in etanol, za doseganje izjemne hitrosti in izkoristka ekstrakcije. Ultrazvočna ekstrakcija zato skrajša čas ekstrakcije in omogoča manjšo porabo topil ali uporabo blažjih, nežnejših topil. To pomeni, da ultrazvočna ekstrakcija omogoča tako višje hitrosti ekstrakcije kot bolj zdrave ekstrakte (npr. ekstrakte s hladno vodo). Ker je mogoče med sonikacijo natančno nadzorovati procesno temperaturo, se preprečita toplotni razpad ekstraktov zaradi previsokih temperatur in izhlapevanje snovi.
V primerjavi z ekstraktorjem s superkritičnim CO₂ so stroški nakupa ultrazvočnega ekstraktorja nizki. Ultrazvočni procesorji imajo prednosti tudi glede obratovalnih stroškov, preprostega in uporabniku prijaznega upravljanja ter varnosti pri delu.
- Popolnejša ekstrakcija
- Višji izkoristki
- Hiter postopek
- Združljivost s katerim koli topilom
- Netermični postopek
- Preprosto in varno upravljanje
- Majhne potrebe po vzdrževanju
Ultrazvočna ekstrakcija za manjše količine vse do industrijske proizvodnje
Posebnost ultrazvočne obdelave je možnost linearnega povečevanja obsega ekstrakcijskega postopka. Študije izvedljivosti in proizvodnjo manjših šarž je mogoče preprosto izvajati s priročno ultrazvočno napravo v odprti posodi. To omogoča preprosto preverjanje učinkovitosti in kakovosti ultrazvočnega ekstrakcijskega postopka. Vse rezultate, pridobljene v majhnem obsegu, je mogoče v celoti ponoviti in prenesti na večji obseg. Digitalni nadzor ultrazvočnega ekstraktorja in samodejno beleženje ultrazvočnih parametrov na notranjo kartico SD omogočata natančno spremljanje postopka in ponovljivo doseganje stalnih standardov kakovosti. Ponudba izdelkov Hielscher Ultrasonics vključuje ultrazvočne ekstraktorje za vsak obseg – od ročnih naprav z močjo 50 vatov do industrijskih ultrazvočnih sistemov z močjo 16.000 vatov za proizvodnjo v pretočni liniji. Zaradi desetletij izkušenj podjetja Hielscher Ultrasonics na področju ultrazvočne ekstrakcije in namestitve več sto ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov po vsem svetu je zagotovljeno strokovno in celovito svetovanje.
Spodnja tabela podaja okvirno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih procesorjev:
| Prostornina šarže | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | večji | sklop naprav UIP16000 |
Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!
Kaj sta ultrazvok in ultrazvočna ekstrakcija?
Ultrazvok je opredeljen kot zvočno nihanje s frekvenco nad 20kHz, tj. več kot 20.000 nihajev na sekundo. To je območje nad slušnim spektrom človeka. Ultrazvok tako zajema zelo širok razpon zvočnih nihanj, kar pomeni, da na področje ultrazvoka spadajo številne različne uporabe. Med najbolj znanimi primeri uporabe so slikovne preiskave pri zdravniku, pomoč pri parkiranju v avtomobilih in neporušno preskušanje materialov. Za navedene primere se uporablja visokofrekvenčni, neporušni ultrazvok.
Ultrazvok visoke moči je opredeljen kot visokointenzivno, nizkofrekvenčno zvočno valovanje s frekvenco približno 20–60kHz. Ti zvočni valovi z visoko gostoto energije v tekočinah ustvarjajo izmenjujoče se cikle visokega tlaka (stiskanje) in nizkega tlaka (redčenje). Med ciklom nizkega tlaka visokoenergijski ultrazvočni valovi v tekočini ustvarijo majhne vakuumske mehurčke ali votline. Ko ti mehurčki dosežejo prostornino, pri kateri ne morejo več absorbirati energije, med ciklom visokega tlaka implodirajo. Ta pojav implozije mehurčkov je znan kot kavitacija.
Kavitacija v tekočini ali suspenziji ustvari lokalne vroče točke, ki lahko dosežejo temperature do 5000K in tlake do 2000atm. Poleg tega implozija kavitacijskih mehurčkov ustvarja curke tekočine s hitrostmi do 280 m/s. Te lokalno nastajajoče ekstremne razmere povzročijo, da rastlinske celice počijo, pri čemer se sprostijo bioaktivne snovi, ujete v njihovi notranjosti. To pomeni, da akustična kavitacija razgrajuje rastlinske celice in povečuje difuzijo znotrajceličnih molekul v ekstrakcijsko raztopino (topilo), s čimer izboljša prenos snovi. Večji prenos snovi pomeni višjo hitrost ekstrakcije. Zato so ultrazvočne sonde eno najpogosteje uporabljenih orodij za proizvodnjo visokokakovostnih ekstraktov iz rastlinskih surovin, kot so zelišča, listi, plodovi in drugi rastlinski materiali.
Ultrazvočna ekstrakcija ponuja različne prednosti, kot so popolna ekstrakcija / zelo visoki izkoristki, krajši čas ekstrakcije, izboljšana učinkovitost, združljivost s katerim koli topilom in netermična metoda ekstrakcije.
Sonikator UIP4000hdT za obdelavo oljčnih listov v pretočni liniji za proizvodnjo visokokakovostnih ekstraktov
Ultrazvočni homogenizatorji visoke moči od laboratorijskega do pilotnega in industrijskega merila.
Pogosta vprašanja o ultrazvočni ekstrakciji oljčnih listov
Kaj je ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov?
Ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov je postopek, pri katerem se z ultrazvokom visoke moči iz oljčnih listov v topilo sproščajo bioaktivne spojine. Sonikatorji s sondo ustvarjajo akustično kavitacijo, ki razgrajuje rastlinske celice in izboljšuje prenos snovi. To pomaga pri ekstrakciji dragocenih spojin, kot so oleuropein, hidroksitirozol, verbaskozid, luteolin, rutin in drugi polifenoli oljčnih listov.
Zakaj uporabljati ultrazvok za ekstrakcijo oleuropeina iz oljčnih listov?
Ultrazvok izboljšuje sproščanje oleuropeina z mehansko razgradnjo strukture listov in povečanjem stika med rastlinskim materialom in topilom. V primerjavi s konvencionalno maceracijo lahko ultrazvočna ekstrakcija skrajša čas obdelave, izboljša učinkovitost ekstrakcije in pomaga doseči višje izkoristke v nadzorovanih razmerah pri blagih temperaturah.
Kako se ekstrahira hidroksitirozol?
Hidroksitirozol se ekstrahira iz oljčnih listov, plodov oljke ali stranskih proizvodov oljarn z mešanjem rastlinskega materiala s primernim topilom, običajno vodo ali vodnim etanolom, in sproščanjem fenolnih spojin iz rastlinskih celic. Ultrazvočna ekstrakcija ta postopek izboljšuje z uporabo akustične kavitacije za odpiranje celic, povečanje prenosa snovi in ekstrakcijo hidroksitirozola v blagih razmerah z nadzorovano temperaturo. Preberite zgodbo o uspehu španskega podjetja, specializiranega za proizvodnjo biostimulatorjev, ki uporablja sonikatorje podjetja Hielscher za ekstrakcijo polifenolov, vključno s hidroksitirozolom, iz oljčnih tropin!
Katera topila se lahko uporabljajo za ultrazvočno ekstrakcijo oljčnih listov?
Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva s številnimi topili, vključno z vodo, etanolom, vodnim etanolom, glicerolom in olji. Za polifenole oljčnih listov se običajno uporabljajo mešanice vode in etanola, saj lahko raztapljajo širok nabor fenolnih spojin. Najboljše topilo je odvisno od ciljnih spojin, regulativnih zahtev, nadaljnjih postopkov obdelave in formulacije končnega izdelka.
Ali je mogoče ekstrakt oljčnih listov proizvajati brez visokih temperatur?
Da. Ultrazvočna ekstrakcija je netermična metoda ekstrakcije, kadar se med obdelavo nadzoruje temperatura. Ker ekstrakcijski učinek povzročata predvsem akustična kavitacija in mehanski strig, je mogoče bioaktivne spojine učinkovito sproščati brez čezmernega segrevanja. To je koristno za ohranjanje toplotno občutljivih antioksidantov in fitokemikalij.
Ali je ultrazvočna ekstrakcija primerna za industrijsko proizvodnjo ekstrakta oljčnih listov?
Da. Ultrazvočni procesorji s sondo se lahko uporabljajo za laboratorijsko preskušanje, pilotne preizkuse, šaržno proizvodnjo in neprekinjeno ekstrakcijo v pretočni liniji. Ultrazvočni sistemi podjetja Hielscher omogočajo povečevanje obsega, zato je mogoče procesne parametre, razvite na manjši enoti, prenesti na večje industrijske ultrazvočne reaktorje za neprekinjeno proizvodnjo.
Kateri sonikator podjetja Hielscher je primeren za ekstrakcijo oljčnih listov?
Ustrezen sonikator je odvisen od velikosti šarže, vsebnosti trdnih snovi, topila, ciljne zmogljivosti obdelave in tega, ali je postopek šaržen ali poteka v pretočni liniji. 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 in proizvodno ekstrakcijo ter industrijsko ekstrakcijo v pretočni liniji.
Katere spojine je mogoče z ultrazvokom ekstrahirati iz oljčnih listov?
Ultrazvočna ekstrakcija lahko sprosti širok spekter fitokemikalij iz oljčnih listov, vključno z oleuropeinom, hidroksitirozolom, tirozolom, verbaskozidom, luteolinom, rutinom, kavno kislino, flavoni, flavonoli in drugimi fenolnimi spojinami. Končna sestava ekstrakta je odvisna od sorte oljke, kakovosti listov, topila, temperature, intenzivnosti sonikacije in časa ekstrakcije.
Kakšna je ultrazvočna ekstrakcija v primerjavi s konvencionalno maceracijo?
Konvencionalna maceracija pogosto zahteva dolge čase ekstrakcije in večje prostornine topila. Ultrazvočna ekstrakcija intenzivira postopek z razgradnjo rastlinskih celic in povečanjem prenosa snovi. To lahko skrajša čas ekstrakcije, zmanjša potrebe po topilu in izboljša izkoristek ekstrakcije, hkrati pa omogoča preprosto povečevanje obsega postopka.
Ali se lahko ultrazvočna ekstrakcija uporablja za oljčno olje, obogateno z oljčnimi listi?
Da. Ultrazvočna obdelava se lahko uporablja za podporo obogatitvi oljčnega olja s spojinami oljčnih listov. To lahko obogati oljčno olje z antioksidanti in polifenoli, izboljša oksidativno stabilnost ter omogoči izdelavo izdelkov iz oljčnega olja z dodano vrednostjo in izrazitejšim funkcionalnim profilom.
Kako povečam obseg postopka ultrazvočne ekstrakcije oljčnih listov?
Povečevanje obsega se začne z laboratorijskimi preizkusi za določitev topila, deleža trdnih snovi, amplitude, temperature in časa ekstrakcije. Ko sta ciljna kakovost in izkoristek ekstrakta potrjena, je mogoče postopek prenesti na pilotne ali industrijske ultrazvočne sisteme. Ultrazvočni procesorji podjetja Hielscher podpirajo linearno povečevanje obsega od majhnih šarž do proizvodnje v pretočni liniji z visoko zmogljivostjo obdelave.
Literatura / Viri
- 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.