Ultrazvočna ekstrakcija polifenolov oljčnih listov
Izvlečki oljčnih listov so močno prehransko dopolnilo in terapevtsko dopolnilo, saj vsebuje močne antioksidante, kot so polifenoli oleuropein, hidroksitirozol in verbaskozid. Ultrazvočna ekstrakcija je zelo učinkovita tehnika za sproščanje in izolacijo bioaktivnih spojin, kot so polifenoli, flavoni in terpenoidi iz oljčnih listov.
Ultrazvočna ekstrakcija bioaktivnih spojin iz oljčnih listov
Ultrazvočna ekstrakcija oljčnih listov z uporabo sondnega zvočnika ponuja prednosti, kot so učinkovitost, povečan donos, ohranjanje bioaktivnosti, trajnost, enostavnost delovanja in stroškovna učinkovitost v primerjavi z običajnimi metodami ekstrakcije. Zaradi teh prednosti je privlačna možnost za raziskovalce in industrije, ki želijo ekstrahirati bioaktivne spojine iz oljčnih listov za različne aplikacije, vključno s farmacevtskimi izdelki, nutracevtiki in funkcionalnimi živili.
Raziščimo prednosti ultrazvočne ekstrakcije oljčnih listov podrobno:
- Učinkovitost: Sondni zvočni zvočniki dovajajo ultrazvočne valove visoke intenzivnosti neposredno v vzorec, kar spodbuja hitro in učinkovito ekstrakcijo. To omogoča krajši čas ekstrakcije v primerjavi s konvencionalnimi metodami, zmanjšuje porabo energije in povečuje produktivnost.
- Povečan donos:Ultrazvočni valovi motijo celične stene in povečajo sproščanje znotrajceličnih spojin, kar vodi do višjih donosov ekstrakcije. Študije so pokazale, da lahko ultrazvočna ekstrakcija znatno poveča učinkovitost ekstrakcije bioaktivnih spojin iz rastlinskih materialov v primerjavi s konvencionalnimi metodami.
- Ohranjanje bioaktivnosti: Ultrazvočna ekstrakcija deluje pri nižjih temperaturah v primerjavi z drugimi tehnikami ekstrakcije, kar zmanjšuje tveganje toplotne razgradnje toplotno občutljivih spojin. To pomaga ohranjati bioaktivno in prehransko kakovost ekstrahiranih spojin, kot so antioksidanti, encimi in vitamini, ki so prisotni v oljčnih listih.
- Zeleno in trajnostno: Ultrazvočna ekstrakcija velja za zeleno in trajnostno metodo ekstrakcije, saj običajno zahteva manj topila in energije v primerjavi z običajnimi tehnikami ekstrakcije. Poleg tega proizvaja minimalne odpadke in ga je mogoče enostavno povečati za industrijsko uporabo.
Enostavnost upravljanja: Sonicatorji so razmeroma enostavni za uporabo in zahtevajo minimalno vzdrževanje v primerjavi z drugo opremo za ekstrakcijo. Zaradi tega so primerni za laboratorijske raziskave in industrijsko proizvodnjo. - Stroškovna učinkovitost: Medtem ko je začetna naložba v ultrazvočno opremo lahko višja od običajnih metod ekstrakcije, povečana učinkovitost in produktivnost sčasoma pogosto povzročita prihranke pri stroških. Poleg tega krajši časi ekstrakcije zmanjšujejo stroške dela in povečujejo prepustnost.
UIP4000hdT, 4kW zmogljiv ultrazvočni procesor 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 lahko polifenoli v izvlečku oljčnih listov zmanjšajo tveganje za bolezni srca in ožilja, znižajo raven holesterola, pomagajo pri izgubi teže, kažejo protimikrobne učinke in delujejo 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.
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 oleuroside (oleuropein, verbascoside), flavone (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukozo, luteolin-7-glukozo, diosmetin-7-glukozo), flavonole (rutin), flavan-3-ole (katehin) in fenolne derivate (tirozol, hidroksitirozol, vanilin, vanilinska kislina, kofeinska kislina). Oleuropein in hidroksitirozol sta najpomembnejši fenolni spojini v oljčnih listih.
oleuropein
Oleuropein, nestrupeni oljčni iridoid (vrsta monoterpenoida), je vrsta fenolne grenke spojine. Medtem ko je oleuropein prisoten v zeleni oljčni kožici, mesu, semenih in listih, je najbolj razširjen v oljčnih listih. Z vsebnostjo 6–14% suhe teže je najvidnejša bioaktivna molekula v oljčnih čipih. Glede na sorto oljk, tla in čas žetve se lahko vsebnost oleuropeina dvigne celo do 17–23% suhe teže.
hidroksitirozol
Hidroksitirozol je presnovek oleuropeina. Obe molekuli sta znani po svoji močni antioksidativni aktivnosti, ki prispeva k nekaterim antioksidativnim, protivnetnim in bojnim aktivnostim oljčnega olja. Hidroksitirozol ima eno najvišjih znanih vrednosti ORAC (sposobnost absorpcije kisikovih radikalov), ki so jih opazili 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.
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.
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)
Ultrazvočni ekstraktor UIP2000hdT (2kW) s šaržnim reaktorjem
Izvleček oljčnih listov je bogat s polifenoli, kot so oleuropein, kofeinska kislina, hidroksitirozol, verbaskozid, rutin, kvercitin itd.
Vir: Omar et al. 2017
Izvlečki oljčnih listov, proizvedeni z ultrazvočnim razbijanjem
Ekstremne okoljske razmere v območju "vroče točke" ultrazvočne kavitacije imajo različne učinke na rastlinski material in njegovo ekstrakcijo. To vključuje premagovanje selektivne prepustnosti celične membrane, povečano izmenjavo snovi med notranjostjo celice in topilom, mehanske motnje celic in sproščanje znotrajceličnih snovi (tj. fitokemikalij, kot so oleuropwin, hidroksitirozol, galna kislina itd.). Ti učinki imajo za posledico visok donos visokokakovostnih izvlečkov v zelo kratkem času ultrazvočnega razbijanja. 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).
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 superkritičnim CO2 ekstraktor, stroški nakupa ultrazvočnega ekstraktorja so nizki. Ultrazvočni procesorji lahko dosežejo tudi točke v smislu obratovalnih stroškov, enostavnega, uporabniku prijaznega delovanja in varnosti pri delu.
- Popolnejša ekstrakcija
- Višji donos
- Hiter postopek
- Združljiv z vsemi topili
- netoplotni postopek
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
ultrazvok – za manjše količine do industrijske proizvodnje
Posebnost ultrazvočne obdelave je linearna razširljivost procesa ekstrakcije. Študije izvedljivosti in izdelavo manjših serij je mogoče enostavno izvesti s priročno ultrazvočno napravo v odprti posodi. To omogoča enostavno testiranje učinkovitosti in kakovosti postopka ultrazvočne ekstrakcije. Vse rezultate, pridobljene v majhnem obsegu, je mogoče v celoti reproducirati in povečati. Digitalno krmiljenje ultrazvočnega ekstraktorja in samodejno beleženje podatkov ultrazvočnih parametrov na notranji kartici SD omogočata natančno spremljanje procesa in ponovljivost stalnih standardov kakovosti. Portfelj izdelkov Hielscher Ultrasonics ponuja ultrazvočne ekstraktorje za vsako lestvico – Od 50 vatnih ročnih naprav do 16.000 vatov industrijskega ultrazvoka za inline proizvodnjo. Zahvaljujoč desetletnim izkušnjam podjetja Hielscher Ultrasonics pri ultrazvočni ekstrakciji in namestitvi več sto ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov po vsem svetu je zagotovljeno kompetentno 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!
UIP4000hdT zvočnik za inline predelavo oljčnih listov za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov
Ultrazvočni homogenizatorji visoke moči iz laboratorij k Pilot in industrijska lestvica.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Zdravstvene koristi izvlečka oljčnih listov
Glavne sestavine oljčnih listov so sekoiridoidi (vrsta monoterpenoidov), kot so oleuropein, ligstrozid, metiloleuropein in oleozid; flavanoidi, kot so apigenin, kaempferol, luteolin in krizoeriol; in fenolne spojine, kot so kofeinska kislina, tirozol in hidroksitirozol. Izvlečki oljčnih listov imajo protivnetne učinke in je bilo ugotovljeno, da izboljšujejo kronične bolezni (npr. sladkorno bolezen, artritis), bolezni srca in ožilja, nevrodegenerativne bolezni in aktivirajo mehanizme delovanja proti raku. Na primer, koristni učinki oleuropeina pri bolnikih s sladkorno boleznijo so povezani z zmanjšanjem oksidativnega stresa, znižanjem krvnega tlaka, zaviranjem nastajanja naprednih končnih produktov glikacije (AGE), znižanjem ravni glukoze v krvi, povečanjem insulina, ki ga povzroča glukoza, in sproščanjem GLP-1, povečanjem perifernega privzema glukoze med drugimi celičnimi in presnovnimi učinki.
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.