Ултразвучна екстракција листова маслине за добијање полифенолних екстраката са високим приносом

Производите снажне екстракте листова маслине богате олеуропеином, хидрокситирозолом, вербаскозидом, флавоноидима и другим биоактивним полифенолима помоћу Hielscher соникатора са сондом. Ултразвучна екстракција убрзава разарање ћелија и пренос масе, помажући произвођачима да постигну високе приносе, кратко време обраде и поновљив квалитет екстракта уз употребу воде, смеша етанола и воде или других погодних растварача.

Ултразвучна екстракција биоактивних једињења из листова маслине

Од лабораторијских испитивања изводљивости до пилот-шаржи и индустријске производње у линији, Hielscher ултразвучни уређаји омогућавају вам прецизну контролу амплитуде, температуре, уноса енергије и времена обраде. Због тога је ултразвучна екстракција ефикасно решење за нутрацеутике, биљне екстракте, функционалну храну, козметику и развој фармацеутских састојака.

Детаљан преглед предности ултразвучне екстракције листова маслине:

• Већи принос екстракције: Ефикасно ослободите унутарћелијска фенолна једињења из листова маслине помоћу акустичне кавитације.
• Краће време обраде: Скратите време екстракције у поређењу са конвенционалном мацерацијом и екстракцијом растварачима.
• Благ поступак са флексибилним избором растварача: Користите воду, водени раствор етанола, глицерол, уља или друге раствараче компатибилне са поступком.
• Опрема која омогућава повећање размере: Развијте свој поступак помоћу лабораторијских соникатора и линеарно повећајте размеру до индустријских проточних система.
• Поновљив квалитет: Дигитално управљање и бележење података подржавају производњу екстраката уједначеног квалитета.
• Свестрана примена: Намењено произвођачима нутрацеутика, произвођачима биљних екстраката, уљарама за прераду маслина, фармацеутским лабораторијама за истраживање и развој, добављачима козметичких састојака и компанијама у области прехрамбене технологије.

Шта екстракт листова маслине чини толико благотворним?

Листови маслине (Olea europaea), пољопривредни отпад или нуспроизвод, одличан су извор природних антиоксиданаса. Листови маслине садрже различите полифеноле (познате и као биофеноли), као што су олеуропеин и олеацеин. Полифеноли се природно јављају у биљкама и доприносе благотворном дејству екстракта листова маслине на здравље. Поред полифенола, листови маслине богати су антиоксидансима, као што су изомери лигстрозида, хидрокситирозол, тирозол и кафеинска киселина.
Екстракт листова маслине је концентрат фитохемикалија из листова маслине и стога садржи велику количину снажних антиоксиданаса. Екстракт листова маслине традиционално се користи за јачање имунског система. На пример, примењује се за ублажавање симптома обичне прехладе, кашља и бола у грлу.
Поред тога, истраживања указују на то да би полифеноли у екстракту листова маслине могли да смање ризик од кардиоваскуларних болести, снизе ниво холестерола, помогну при губитку телесне масе, испоље антимикробно дејство и делују као средство против рака.
Из тог разлога, екстракти листова маслине (Olea europaea L. folium) користе се као активни састојак у формулацијама фармацеутских производа и дијететских суплемената. Поред тога, екстракти листова маслине користе се у додацима исхрани, терапеутским средствима, козметици, као и у храни и напицима.

Екстракт листова маслине богат је полифенолима као што су олеуропеин, кафеинска киселина, хидрокситирозол, вербаскозид, рутин, кверцетин итд.

Маслиново уље обогаћено инфузијом: Екстракт листова маслине користи се и за обогаћивање маслинових уља, као што је екстра девичанско маслиново уље. Маслиново уље обогаћено екстрактом листова маслине има богатији профил укуса и повећану ORAC вредност. Маслинова уља обогаћена инфузијом листова маслине имају дужи рок трајања и већу термичку стабилност, јер антиоксиданси неутралишу слободне радикале и спречавају ужеглост.
Сазнајте више о ултразвучно потпомогнутој мацерацији маслина за производњу екстра девичанског маслиновог уља!

Најважније фитохемикалије у листовима маслине

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

Олеуропеин

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

Хидрокситирозол

Хидрокситирозол је метаболит олеуропеина. Оба молекула су позната по снажној антиоксидативној активности, која доприноси неким антиоксидативним и противупалним дејствима маслиновог уља, као и његовим дејствима у борби против болести. Хидрокситирозол има једну од највиших познатих вредности ORAC (капацитет апсорпције кисеоничних радикала) забележених код природних антиоксиданаса.

Екстракт листа маслине пуног спектра садржи бројне полифеноле, антиоксидансе и друге фитохемикалије које имају синергијска дејства. Ултразвучна екстракција је поуздана техника екстракције која ослобађа све фитохемикалије из листова маслине и тиме производи веома потентан екстракт широког спектра.

Екстракти листа маслине добијени соникацијом

Екстремни услови средине у зони „вруће тачке“ ултразвучне кавитације имају различита дејства на биљни материјал и могућност екстракције његових састојака. То обухвата превазилажење селективне пропустљивости ћелијске мембране, повећану размену супстанци између унутрашњости ћелије и растварача, механичко разарање ћелија и ослобађање унутарћелијских супстанци (тј. фитохемикалија као што су олеуропеин, хидрокситирозол, гална киселина итд.). Ова дејства доводе до високог приноса висококвалитетних екстраката за веома кратко време соникације. Ултразвучни процесор снаге 400 вати као што јеUP400St компаније Hielscher може да обради шаржу биљне суспензије запремине 10 литара за 5–8 минута. Индустријски ултразвучни уређаји обрађују суспензију која се састоји од биљног материјала и растварача у континуалном протоку. Медијум се пумпа кроз ултразвучни реактор и у њему се подвргава соникацији. На индустријском нивоу, UIP4000hdT (4kW) може да постигне приближно 3L/min.
Због високог приноса екстракта и брзине процеса, ултразвучна екстракција је посебно ефикасна. Зато су соникацију брзо усвојили бројни произвођачи висококвалитетних екстраката, нпр. CBD-а, канабиноида, ваниле, алги, ђумбира и бројних других биљних екстраката. Ултразвучном кавитацијом може се постићи екстракциони принос од 95–99% активног једињења садржаног у биљном материјалу. На пример, истраживање је показало ефикасност екстракције од 99,27% при ослобађању укупних фенолних једињења из листова маслине. (Luo, 2011) Ултразвучни процес може се оптимално прилагодити сировини и жељеном квалитету екстракта подешавањем параметара процеса (амплитуде ултразвука, температуре, притиска, вискозности).

На слици је приказан хроматограм фенолних једињења из листова маслине екстрахованих ултразвуком, добијен течном хроматографијом ултрависоких перформанси са детектором са низом диода (UHPLC-DAD). Пикови 1 и 2 детектовани су на 325nm (црвене линије), док је пик 3 (плава линија) детектован на 280nm.
слика и студија: Giocometti, J. et al. (2018)

Ултразвучна екстракција је компатибилна са готово сваком врстом растварача. Утврђено је да је за ултразвучно потпомогнуту екстракцију листа маслине најефикаснији 80% водени раствор етанола. Међутим, принос екстракције одређених фитохемијских једињења може се променити избором другог растварача другачије поларности (нпр. метанола).
Желите да повећате принос екстра девичанског маслиновог уља током малаксације? Кликните овде да сазнате више о ултразвучној малаксацији екстра девичанског маслиновог уља (EVOO)!
 

Предности система за ултразвучну екстракцију

Предности ултразвучне екстракције су висок принос екстракције, слободан избор растварача (нпр. вода, етанол, смеша воде и етанола, маслиново уље итд.), као и једноставан и безбедан рад. Захваљујући интензивним механичким силама соникације, еколошки прихватљиви и благи растварачи, као што су вода, етанол итд., обично су довољни за постизање изузетне брзине и приноса екстракције. Због тога ултразвучна екстракција скраћује време екстракције и омогућава смањену употребу растварача или употребу блажих растварача са нежнијим дејством. То значи да ултразвучна екстракција омогућава и веће брзине екстракције и здравије екстракте (нпр. екстракте добијене хладном водом). Пошто се температура процеса може прецизно контролисати током соникације, избегавају се термичко разлагање екстраката услед превисоких температура, као и испаравање супстанци.
У поређењу са екстрактором који користи суперкритични CO₂, трошкови набавке ултразвучног екстрактора су ниски. Ултразвучни процесори такође имају предности у погледу оперативних трошкова, једноставног руковања прилагођеног кориснику и безбедности на раду.

Ултразвучна екстракција од мањих количина до индустријске производње

Посебна одлика ултразвучне обраде је линеарна скалабилност процеса екстракције. Студије изводљивости и производња мањих шаржи могу се лако спровести помоћу практичног ултразвучног уређаја у отвореној посуди. То олакшава испитивање ефикасности и квалитета процеса ултразвучне екстракције. Сви резултати добијени у малом обиму могу се у потпуности репродуковати и пренети на већи обим. Дигитално управљање ултразвучним екстрактором и аутоматско бележење података о ултразвучним параметрима на интерну SD картицу омогућавају прецизно праћење процеса и поновљиво постизање уједначених стандарда квалитета. Портфолио производа компаније Hielscher Ultrasonics нуди ултразвучне екстракторе за сваки обим – од ручних уређаја снаге 50 вати до индустријских ултразвучних уређаја снаге 16.000 вати за производњу у линији. Захваљујући вишедеценијском искуству компаније Hielscher Ultrasonics у ултразвучној екстракцији и уградњи неколико стотина система за ултразвучну екстракцију широм света, загарантовано је стручно и свеобухватно саветовање.

Табела у наставку даје увид у приближан капацитет обраде наших ултразвучних уређаја:

Шта су ултразвук и ултразвучна екстракција?

Ултразвук се дефинише као звучне вибрације са фреквенцијом већом од 20kHz, тј. више од 20.000 осцилација у секунди. То је област изнад опсега људског слуха. Ултразвук тако обухвата веома широк опсег акустичких вибрација, што значи да бројне различите примене спадају у област ултразвука. Најпознатији примери примене укључују дијагностичко снимање код лекара, помоћ при паркирању аутомобила и испитивање материјала без разарања. За наведене примере користи се високофреквентни ултразвук који не изазива разарање.
Ултразвук велике снаге дефинише се као звучни таласи високог интензитета и ниске фреквенције, са фреквенцијом од приближно 20–60kHz. Ови звучни таласи велике густине енергије стварају у течностима наизменичне циклусе високог притиска (компресија) и ниског притиска (разређивање). Током циклуса ниског притиска, ултразвучни таласи високе енергије стварају мале вакуумске мехуриће или шупљине у течности. Када ови мехурићи достигну запремину при којој више не могу да апсорбују енергију, пуцају током циклуса високог притиска. Ова појава имплозије мехурића позната је као кавитација.
Кавитација ствара локалне вруће тачке у течности или суспензији, у којима температуре могу достићи до 5000K, а притисци до 2000atm. Поред тога, имплозија кавитационих мехурића ствара млазеве течности при брзинама до 280 m/s. Ови локални екстремни услови изазивају пуцање биљних ћелија, чиме се ослобађају биоактивне супстанце заробљене у унутрашњости биљне ћелије. То значи да акустичка кавитација разара биљне ћелије и доводи до повећане дифузије унутарћелијских молекула у екстракциони раствор (растварач), чиме се побољшава пренос масе. Већи пренос масе значи већу брзину екстракције. Због тога су ултразвучне сонде један од најчешће коришћених алата за производњу висококвалитетних екстраката из биљних сировина као што су зачинско и лековито биље, лишће, плодови и други биљни материјали.
Ултразвучна екстракција нуди различите предности, као што су потпуна екстракција / веома високи приноси, скраћено време екстракције, побољшана ефикасност, компатибилност са било којим растварачем и нетермички поступак екстракције.
 

Соникатор UIP4000hdT за проточну обраду листова маслине ради производње висококвалитетних екстраката