Ултразвучна екстракција полифенола из листова маслине

Екстракти листова маслине су моћан додатак исхрани и терапеутски јер садржи јаке антиоксиданте као што су полифеноли олеуропеин, хидрокситиросол и вербаскозид. Ултразвучна екстракција је веома ефикасна техника за ослобађање и изоловање биоактивних једињења као што су полифеноли, флавони и терпеноиди из листова маслине.

Ултразвучна екстракција биоактивних једињења из листова маслине

Ултразвучна екстракција листова маслине помоћу соникатора типа сонде нуди предности као што су ефикасност, повећани принос, очување биоактивности, одрживост, лакоћа рада и економичност у поређењу са конвенционалним методама екстракције. Ове предности га чине атрактивном опцијом за истраживаче и индустрије које желе да извуку биоактивна једињења из листова маслине за различите примене, укључујући фармацеутске производе, нутритивне производе и функционалну храну.

Хајде да детаљно истражимо предности ултразвучне екстракције листова маслине:

• Ефикасност: Соникатори типа сонде испоручују ултразвучне таласе високог интензитета директно у узорак, промовишући брзу и ефикасну екстракцију. Ово омогућава краће време екстракције у поређењу са конвенционалним методама, смањујући потрошњу енергије и повећавајући продуктивност.
• Повећани принос:Ултразвучни таласи ометају ћелијске зидове и појачавају ослобађање интрацелуларних једињења, што доводи до већег приноса екстракције. Истраживања су показала да ултразвучна екстракција може значајно повећати ефикасност екстракције биоактивних једињења из биљних материјала у поређењу са конвенционалним методама.
• Очување биоактивности: Ултразвучна екстракција ради на нижим температурама у поређењу са другим техникама екстракције, смањујући ризик од термичке деградације једињења осетљивих на топлоту. Ово помаже очувању биоактивности и нутритивног квалитета екстрахованих једињења, као што су антиоксиданси, ензими и витамини, присутни у листовима маслине.
• Зелено и одрживо: Ултразвучна екстракција се сматра зеленом и одрживом методом екстракције јер обично захтева мање растварача и енергије у поређењу са конвенционалним техникама екстракције. Поред тога, производи минималан отпад и лако се може повећати за индустријску примену.
  Лакоћа рада: Соникатори типа сонде су релативно једноставни за руковање и захтевају минимално одржавање у поређењу са другом опремом за екстракцију. То их чини погодним за лабораторијска истраживања као и за индустријску производњу.
• Исплативости: Иако почетна инвестиција у ултразвучну опрему може бити већа од конвенционалних метода екстракције, повећана ефикасност и продуктивност често резултирају уштедама током времена. Поред тога, краће време екстракције смањује трошкове рада и повећава проток.

Шта чини екстракт листова маслине тако корисним?

Листови маслине (Олеа еуропаеа), пољопривредни отпад или нуспроизвод, одличан су извор природних антиоксиданата. Листови маслине садрже различите полифеноле (познате и као биофеноли), као што су олеуропеин и олеацеин. Полифеноли се природно налазе у биљкама и доприносе здравственим предностима екстракта листова маслине. Осим полифенола, листови маслиновог дрвета су богати антиоксидансима, као што су изомери лигстрозида, хидрокситиросол, тирозол и кафеинска киселина.
Екстракт листова маслине је концентрат фитокемикалија у листовима маслине и стога садржи велику количину моћних антиоксиданата. Екстракт листова маслине традиционално се користи за јачање имунолошког система. На пример, даје се за ублажавање симптома обичне прехладе, кашља и упале грла.
Штавише, истраживања сугеришу да полифеноли у екстракту листова маслине могу смањити ризик од кардиоваскуларних болести, снизити ниво холестерола, помоћи у губитку тежине, показати антимикробно дејство и деловати као средство против рака.
Из тог разлога, екстракти листова маслине (Олеа еуропаеа Л. фолиум) се користе као активни састојак у формулацијама фармацеутских производа и дијететских суплемената. Штавише, екстракти листова маслине се користе у додацима исхрани, терапији, козметици, као и у храни и пићима.

Инфузирано маслиново уље: Екстракт листова маслине се такође користи за обогаћивање маслинових уља као што је екстра дјевичанско маслиново уље. Обогаћено екстрактом листова маслине, маслиново уље има богатији профил укуса и ОРАЦ вредност маслиновог уља је повећана. Са маслиновим уљем натопљеним маслиновим уљем, маслинова уља показују продужени рок трајања и већу топлотну стабилност јер антиоксиданси уклањају слободне радикале и спречавају ужегло.
Сазнајте више о ултразвучној мацерацији маслина за производњу екстра девичанског маслиновог уља!

Најважније фитокемикалије у листовима маслине

Састав фенолних једињења у листовима маслине укључује олеурозиде (олеуропеин, вербаскозид), флавоне (лутеолин, диосметин, апигенин-7-глукоза, лутеолин-7-глукоза, диосметин-7-глукоза), флавоноле (рутин), флаван-3- ол (катехин) и деривати фенолне киселине (тирозол, хидрокситиросол, ванилин, ванилинска киселина, кафеинска киселина). Олеуропеин и хидрокситиросол су најважнија фенолна једињења у листовима маслине.

олеуропеин

Олеуропеин, нетоксични маслинов иридоид (врста монотерпеноида), је врста фенолног горког једињења. Иако је присутан у кожи зелене маслине, месу, семенкама и листовима, олеуропеин је најзаступљенији у листовима маслине. Са садржајем од 6–14% суве масе, то је најистакнутији биоактивни молекул у маслиновим рибама. У зависности од сорте маслине, земљишта и времена бербе, садржај олеуропеина може порасти чак и до 17–23% суве тежине.

хидрокситиросол

Хидрокситиросол је метаболит олеуропеина. Оба молекула су позната по свом снажном антиоксидативном деловању, које доприносе неким од антиоксидативних, антиинфламаторних активности и активности маслиновог уља у борби против болести. Хидрокситиросол има једну од највећих познатих вредности ОРАЦ (капацитета апсорпције радикала кисеоника) уочених у природним антиоксидансима.

Екстракт листа маслине пуног спектра садржи бројне полифеноле, антиоксиданте и друге фитокемикалије, које имају синергистички ефекат. Ултразвучна екстракција је поуздана техника екстракције, која ослобађа све фитокемикалије из листова маслине и на тај начин производи веома моћан широкопојасни екстракт.

Шта је ултразвук и ултразвучна екстракција?

Ултразвук се дефинише као звучне вибрације са више од 20кХз, односно више од 20.000 осцилација у секунди. Ово је област која је изнад спектра људског слуха. Ултразвук тако покрива веома велики опсег акустичних вибрација, што значи да бројне различите примене спадају у област ултразвука. Најпознатији примери употребе укључују процедуре снимања код лекара, помоћ при паркирању у аутомобилима и испитивање материјала без разарања. За наведене примере користи се високофреквентни, недеструктивни ултразвук.
Ултразвук велике снаге се дефинише као звучни таласи високог интензитета, ниске фреквенције са фреквенцијом од цца. 20-60кХз. Ови енергетски густи звучни таласи генеришу наизменичне циклусе високог притиска (компресија) и циклусе ниског притиска (разређивање) у течностима. Током циклуса ниског притиска, ултразвучни таласи високе енергије стварају мале вакуумске мехуриће или празнине у течности. Када ови мехурићи достигну запремину у којој не могу да апсорбују даљу енергију, они пуцају током циклуса високог притиска. Овај феномен имплозије мехурића познат је као кавитација.
Кавитација ствара локалне вруће тачке у течности или каши, које могу достићи температуре до 5000К и притиске до 2000атм. Поред тога, имплозија кавитационих мехурића ствара млазове течности при брзинама до 280 м/с. Ови локални екстремни услови изазивају пуцање биљних ћелија, тако да се ослобађају биоактивне супстанце које су заробљене у унутрашњости биљне ћелије. То значи да акустична кавитација омета биљне ћелије и доводи до веће дифузије интрацелуларних молекула у раствор за екстракцију (растварач), чиме се повећава пренос масе. Већи пренос масе значи већу брзину екстракције. Због тога су ултразвучне сонде један од најчешће коришћених алата за производњу висококвалитетних екстраката из биљака као што су биље, лишће, воће и други биљни материјали.
Ултразвучна екстракција нуди различите предности као што су потпуна екстракција / веома високи приноси, смањено време екстракције, побољшана ефикасност, компатибилност са било којим растварачем и нетермална екстракција.

На слици је приказана течна хроматографија ултрависоких перформанси са хроматограмом детектора диоде (УХПЛЦ-ДАД) ултразвучно екстрахованих фенола из листова маслине. Врхови 1 и 2 су детектовани на 325 нм (црвене линије), док је пик 3 (плава линија) детектован на 280 нм.
слика и студија: Гиоцометти, Ј. ет ал. (2018)

Екстракти листова маслине произведени соникацијом

Екстремни услови животне средине у зони „вруће тачке” ултразвучне кавитације имају различите ефекте на биљни материјал и његову могућност екстракције. Ово укључује превазилажење селективне пермеабилности ћелијске мембране, повећану размену супстанци између унутрашњости ћелије и растварача, механичко оштећење ћелије и ослобађање интрацелуларних супстанци (тј. фито-хемикалија као што су олеуропвин, хидрокситирозол, гална киселина итд.) . Ови ефекти резултирају високим приносом висококвалитетних екстраката у врло кратком времену соникације. Ултразвучни процесор од 400 вати као нпрХиелсцхеров УП400Ст може да обради 10 литара ботаничке суспензије у року од 5-8 минута. Индустријски ултрасоникатори обрађују суспензију која се састоји од биљног материјала и растварача у континуираном току. Медијум се пумпа кроз ултразвучни реактор и тамо се обрађује соникацијом. У индустријском обиму, УИП4000хдТ (4кВ) може постићи прибл. 3Л/мин.
Због високог приноса екстракта и брзине процеса, ултразвучна екстракција је посебно ефикасна. Због тога је ултразвук брзо прилагођен од стране више произвођача екстракта који производе висококвалитетне екстракте, нпр. ЦБД, канабиноиде, ванилу, алге, ђумбир и бројне друге ботаничке екстракте. Ултразвучна кавитација може да постигне принос екстракта од 95-99% активног једињења садржаног у ботаничком препарату. На пример, истраживање је показало ефикасност екстракције од 99,27% за ослобађање укупних фенола из листова маслине. (Луо, 2011) Ултразвучни процес се може оптимално прилагодити сировини и жељеном квалитету екстракта подешавањем параметара процеса (ултразвучна амплитуда, температура, притисак, вискозитет).
Ултразвучна екстракција је компатибилна са скоро свим врстама растварача. За ултразвучну екстракцију листова маслине, 80% водени етанол се сматра најефикаснијим. Али принос екстракције за специфична фитокемијска једињења може се променити избором другог растварача другачијег поларитета (нпр. метанола).
Заинтересовани сте за повећање приноса екстра девичанског маслиновог уља током малаксације? Затим кликните овде да сазнате више о ултразвучној малаксацији ЕВОО-а!
 

Предности ултразвучних система за екстракцију

Предности ултразвучне екстракције су висок принос екстракције, слободан избор растварача (нпр. вода, етанол, мешавина воде и етанола, маслиново уље, итд.), као и једноставан и безбедан рад. Због интензивних механичких сила соникације, еколошки и благи растварачи као што су вода, етанол итд. су обично довољни да се постигне изузетна брзина екстракције и принос. Као резултат, ултразвучна екстракција скраћује време екстракције и омогућава смањену употребу растварача или употребу блажих, нежнијих растварача. То значи да ултразвучна екстракција омогућава и веће стопе екстракције и здравије екстракте (нпр. екстракте хладне воде). Пошто се температура процеса може прецизно контролисати током соникације, избегава се термичка разградња екстраката услед превисоких температура, као и испаравање супстанци.
У поређењу са суперкритичним ЦО₂ екстрактор, трошкови набавке ултразвучног екстрактора су ниски. Ултразвучни процесори такође могу да постигну поене у погледу оперативних трошкова, једноставног рада и заштите на раду.

ултразвук – за мање количине до индустријске производње

Посебна карактеристика ултразвучне обраде је линеарна скалабилност процеса екстракције. Студије изводљивости и производња мањих серија лако се могу извести са практичним ултразвучним уређајем у отвореном суду. Ово олакшава тестирање ефикасности и квалитета процеса ултразвучне екстракције. Сви резултати добијени у малом обиму могу се у потпуности репродуковати и повећати. Дигитална контрола ултразвучног екстрактора и аутоматско евидентирање ултразвучних параметара на интерној СД картици омогућавају прецизно праћење процеса и поновљивост константних стандарда квалитета. Портфолио производа компаније Хиелсцхер Ултрасоницс нуди ултразвучне екстракторе за сваку вагу – од 50 вати ручних уређаја до 16.000 вати индустријског ултразвука за инлине производњу. Захваљујући деценијама искуства компаније Хиелсцхер Ултрасоницс у ултразвучној екстракцији и инсталацији неколико стотина ултразвучних система за екстракцију широм света, компетентан и свеобухватан савет је загарантован.

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:

УИП4000хдТ соницатор за инлине прераду листова маслине за производњу висококвалитетних екстраката