Ultraljudsextraktion av olivblad för polyfenolextrakt med hög utbyte

Framställ kraftfulla extrakt av olivblad, rika på oleuropein, hydroxytyrosol, verbascosid, flavonoider och andra bioaktiva polyfenoler med hjälp av Hielschers sondultraljudsapparater. Ultraljudsextraktion påskyndar cellnedbrytning och massöverföring, vilket hjälper tillverkare att uppnå höga utbyten, korta bearbetningstider och reproducerbar extraktkvalitet med hjälp av vatten, etanol-vattenblandningar eller andra lämpliga lösningsmedel.

Ultraljud extraktion av bioaktiva föreningar från olivblad

Från genomförbarhetstester i laboratoriet till pilotbatcher och industriell kontinuerlig produktion ger Hielschers ultraljudsapparater dig exakt kontroll över amplitud, temperatur, energitillförsel och bearbetningstid. Detta gör ultraljudsextraktion till en effektiv lösning för utveckling av kosttillskott, växtextrakt, funktionella livsmedel, kosmetika och farmaceutiska ingredienser.

Fördelarna med ultraljudsextraktion av olivblad i detalj:

Högre utvinningsgrad: Frigör fenolföreningar från olivblad på ett effektivt sätt med hjälp av akustisk kavitation.
Kortare handläggningstid: Förkorta extraktionstiden jämfört med traditionell maceration och lösningsmedelsextraktion.
En skonsam process med flexibel användning av lösningsmedel: Använd vatten, vattenlöslig etanol, glycerol, oljor eller andra lösningsmedel som är förenliga med processen.
Skalbar utrustning: Utveckla din process med ultraljudsapparater för laboratoriebruk och skala upp den linjärt till industriella genomströmningssystem.
Reproducerbar kvalitet: Digital styrning och dataloggning säkerställer en jämn produktion av extrakt.
Mångsidig: Avsedd för tillverkare av kosttillskott, producenter av växtextrakt, olivpresser och läkemedelsforskning&D-laboratorier, leverantörer av kosmetiska ingredienser och företag inom livsmedelsteknik.

Få en rekommenderad utrustning för ultraljudsextraktion av olivblad!
Berätta om era olivblad som råvara och er produktion av polyfenoler. Vi rekommenderar den bästa ultraljudskonfigurationen för att öka utbytet av polyfenoler.

I den här demonstrationen visar vi upp precisionen och effektiviteten hos sond-typ ultraljudsbehandling för att extrahera bioaktiva beståndsdelar från olivblad. I videon använder vi sonikator UP400St för att extrahera bioaktiva föreningar som polyfenoler och flavonoider inklusive oleuropein, hydroxytyrosol, luteolin, bland många andra fytokemikalier. Ultraljudsbehandling extraherar höga utbyten av högkvalitativa bioaktiva föreningar med hjälp av milda, giftfria lösningsmedel såsom vatten, surgjort vatten eller vattenhaltig etanol.

Vad gör olivbladsextrakt så fördelaktigt?

Olivblad (Olea europaea), ett jordbruksavfall eller en biprodukt, är en stor källa till naturliga antioxidanter. Olivblad innehåller olika polyfenoler (även kända som biofenoler), såsom oleuropein och oleacein. Polyfenoler förekommer naturligt i växter och bidrar till hälsofördelarna med olivbladsextrakt. Förutom polyfenoler är olivträdets blad rika på antioxidanter, såsom ligstrosidisomerer, hydroxytyrosol, tyrosol och koffeinsyra.
Olivbladsextrakt är koncentratet av fytokemikalier i olivblad och innehåller därmed en hög mängd kraftfulla antioxidanter. Olivbladsextrakt används traditionellt för att stärka immunförsvaret. Det administreras till exempel för att lindra symtom på förkylning, hosta och halsont.
Dessutom tyder forskning på att polyfenolerna i olivbladsextrakt kan minska risken för hjärt- och kärlsjukdomar, sänka kolesterolvärdena, underlätta viktminskning, ha antimikrobiella effekter och fungera som ett medel mot cancer.
Av denna anledning används extrakt från olivblad (Olea europaea L. folium) som en aktiv ingrediens i produktformuleringar av läkemedel och kosttillskott. Dessutom används olivbladsextrakt i kosttillskott, terapier, kosmetika samt mat och dryck.

Olivbladsextrakt är rika på polyfenoler som oleuropein, koffeinsyra, hydroxytyrosol, verbascosid, rutin, quercitin bland andra. Ultraljudsextraktion är den mest effektiva tekniken för att extrahera polyfenoler från olivblad.

Olivbladsextrakt är rikt på polyfenoler som oleuropein, koffeinsyra, hydroxytyrosol, verbascosid, rutin, quercitin etc.

Infuserad olivolja: Olivbladsextrakt används också för att berika olivoljor som extra jungfruolja. Olivoljan är berikad med olivbladsextrakt och har en rikare smakprofil och olivoljans ORAC-värde ökar. Med olivbladsinfuserade olivoljor uppvisar förbättrade hållbarheter och högre värmestabilitet eftersom antioxidanter rensar bort fria radikaler och förhindrar härskning.
Lär dig mer om ultraljudsassisterad olivmaceration för produktion av extra jungfruolja!

De viktigaste fytokemikalierna i olivblad

Sammansättningen av fenolföreningar i olivblad omfattar oleurosider (oleuropein, verbascosid), flavoner (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukos, luteolin-7-glukos, diosmetin-7-glukos), flavonoler (rutin), flavan-3-oler (katekin) och fenolderivat (tyrosol, hydroxytyrosol, vanillin, vanillinsyra, kaffesyra). Oleuropein och hydroxytyrosol är de viktigaste fenolföreningarna i olivblad.

oleuropein oleuropein

Oleuropein, ett giftfritt iridoid från olivträdet (en typ av monoterpenoid), är en fenolisk bitterförening. Även om oleuropein förekommer i skal, fruktkött, kärnor och blad hos gröna oliver, är det i olivbladen som det förekommer i störst mängd. Med en halt på 6–14 % av torrvikten är det den mest framträdande bioaktiva molekylen i olivblad. Beroende på olivsort, jordmån och skördetid kan oleuropeinhalten till och med stiga till 17–23 % av torrvikten.

hydroxytyrosol

Hydroxytyrosol är en metabolit av oleuropein. Båda molekylerna är kända för sin kraftfulla antioxidantverkan, vilket bidrar till vissa av olivoljans antioxidativa, antiinflammatoriska och sjukdomsbekämpande egenskaper. Hydroxytyrosol har ett av de högsta kända ORAC-värdena (oxygen radical absorbance capacity) som observerats hos naturliga antioxidanter.

Ett fullspektrum olivbladsextrakt innehåller många polyfenoler, antioxidanter och andra fytokemikalier, som har synergistiska effekter. Ultraljud extraktion är en pålitlig extraktionsteknik, som frigör alla fytokemikalier från olivbladen och producerar därmed en mycket potent bredband extrakt.

Ultraljudshomogenisator UP400St för omrörd satsextraktion av växter

Olivbladsextrakt som produceras genom ultraljudsbehandling

De extrema miljöförhållandena i “Het plats” zonen för ultraljudskavitationen har olika effekter på växtmaterialet och dess extraherbarhet. Detta inkluderar att övervinna cellmembranets selektiva permeabilitet, det ökade utbytet av ämnen mellan cellens inre och lösningsmedlet, den mekaniska celluppbrytningen och frisättningen av intracellulära ämnen (dvs. fytokemikalier såsom oleuropein, hydroxytyrosol, gallussyra etc.). Dessa effekter resulterar i en hög utbyte av högkvalitativa extrakt inom en mycket kort sonikeringstid. En 400 watts ultraljudsprocessor såsomHielscher's UP400St kan bearbeta en 10 liters sats botanisk uppslamning inom 5-8 minuter. De industriella ultraljudsapparaterna bearbetar slurryn som består av växtmaterial och lösningsmedel i kontinuerligt flöde. Mediet pumpas genom en ultraljudsreaktor och sonikeras där. I industriell skala kan en UIP4000hdT (4kW) uppnå ca 3L/min.
På grund av det höga extraktutbytet och processhastigheten är ultraljudsextraktion särskilt effektiv. Därför har ultraljudsbehandling snabbt anpassats av flera extrakttillverkare som producerar högkvalitativa extrakt, t.ex. CBD, cannabinoider, vanilj, alger, ingefära och många andra botaniska extrakt. Ultraljud kavitation kan uppnå ett extraktutbyte på 95-99% av den aktiva föreningen som finns i botanikerna. Till exempel visade forskning en extraktionseffektivitet på 99,27 % för frisättningen av totala fenoler från olivblad. (Luo, 2011) Ultraljudsprocessen kan anpassas optimalt till råmaterialet och den önskade extraktkvaliteten genom att justera processparametrarna (ultraljudsamplitude, temperatur, tryck, viskositet).

The UHPLC plot shows the oleuropein, verbascoside and luteolin-4'-O-glucoside in the ultrasonically extracted olive leaf extract.

Figuren visar den ultrahögpresterande vätskekromatografin med en UHPLC-DAD-kromatogram (diode-array detector) av ultraljudsextraherade olivbladsfenoler. Topp 1 och 2 detekterades vid 325 nm (röda linjer), medan topp 3 (blå linje) detekterades vid 280 nm.
bild och studie: Giocometti, J. et al. (2018)

Ultraljudsextraktion är kompatibel med nästan alla typer av lösningsmedel. För ultraljudsassisterad extraktion av olivblad har 80 % vattenhaltig etanol visat sig vara mest effektiv. Men extraktionsutbytet för specifika fytokemiska föreningar kan ändras genom att välja ett annat lösningsmedel med annan polaritet (t.ex. metanol).
Är du intresserad av att öka dina extra avkastningar av jungfruolivolja under malaxation? Klicka då här för att lära dig mer om ultraljudsmalaxation av EVOO!

I den här presentationen introducerar vi dig till tillverkning av botaniska extrakt. Vi förklarar utmaningarna med att producera högkvalitativa botaniska extrakt och hur en ultraljudsbehandling kan hjälpa dig att övervinna dessa utmaningar. Den här presentationen kommer att visa dig hur ultraljudsextraktion fungerar. Du kommer att lära dig, vilka fördelar du kan förvänta dig att använda en sonikator för extraktion och hur du kan implementera en ultraljud extraktor i din extrakt produktion.

Fördelar med ultraljudsextraktionssystem

Fördelarna med ultraljudsextraktion är det höga extraktionsutbytet, det fria valet av lösningsmedel (t.ex. vatten, etanol, vatten-etanolblandning, olivolja, etc.), samt den enkla och säkra driften. På grund av de intensiva mekaniska krafterna vid ultraljudsbehandling, ekologiska och milda lösningsmedel såsom vatten, etanol etc. är vanligtvis tillräckliga för att uppnå en extraordinär extraktionshastighet och utbyte. Som ett resultat förkortar ultraljudsextraktion extraktionstiden och möjliggör en minskad användning av lösningsmedel eller användning av mildare, skonsammare lösningsmedel. Detta innebär att ultraljud extraktion möjliggör både, högre extraktionshastigheter och hälsosammare extrakt (t.ex. kallvattenextrakt). Eftersom processtemperaturen kan kontrolleras exakt under ultraljudsbehandlingen, undviks termisk nedbrytning av extrakten på grund av alltför höga temperaturer samt avdunstning av ämnena.
Jämfört med en extraktor som använder superkritisk koldioxid är anskaffningskostnaderna för en ultraljudsextraktor låga. Ultraljudsprocessorerna har också fördelar när det gäller driftskostnader, enkel och användarvänlig hantering samt arbetssäkerhet.

Fördelar med ultraljud extraktion

Mer fullständig extraktion
Högre avkastning
Snabb process
Kompatibel med alla lösningsmedel
icke-termisk process
Enkel och säker att använda
Lågt underhåll

Ultraljudsextraktion för mindre volymer upp till industriell produktion

En särskild egenskap hos ultraljudsbehandling är att extraktionsprocessen kan skalas upp linjärt. Genomförbarhetsstudier och produktion av mindre satser kan enkelt genomföras med en praktisk ultraljudsenhet i ett öppet kärl. Detta gör det enkelt att testa effektiviteten och kvaliteten hos ultraljudsextraktionsprocessen. Alla resultat som erhålls i liten skala kan reproduceras fullt ut och skalas upp. Den digitala styrningen av ultraljudsextraheraren och den automatiska dataloggningen av ultraljudsparametrarna på ett internt SD-kort möjliggör noggrann övervakning av processen och reproducerbarhet av konstanta kvalitetsstandarder. Hielscher Ultrasonics’ Vårt produktsortiment omfattar ultraljudsextraktionsapparater för alla storlekar – från handhållna enheter på 50 watt till industriellt ultraljud på 16 000 watt för löpande produktion. Tack vare Hielscher Ultrasonics’ Med årtionden av erfarenhet inom ultraljudsextraktion och installation av flera hundra ultraljudsextraktionssystem världen över kan vi garantera kompetent och heltäckande rådgivning.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

Batchvolym	Flöde	Rekommenderade enheter
1 till 500 ml	10 till 200 ml/min	UP100H
10 till 2000 ml	20 till 400 ml/min	UP200Ht, UP400St
0.1 till 20L	0.2 till 4L/min	UIP2000hdT
10 till 100L	2 till 10L/min	UIP4000hdT
N.A.	10 till 100 L/min	UIP16000
N.A.	Större	kluster av UIP16000

Kontakta oss! / Fråga oss!

Vad är ultraljud och ultraljudsextraktion?

Ultraljud definieras som ljudvibrationer med mer än 20 kHz, det vill säga mer än 20 000 svängningar per sekund. Detta är det område som ligger ovanför det mänskliga hörselspektrumet. Ultraljud täcker alltså ett mycket stort spektrum av akustiska vibrationer, vilket innebär att många olika tillämpningar faller inom ultraljudsområdet. De mest kända exemplen på användning är avbildningsprocedurer hos läkaren, parkeringshjälp i bilar och oförstörande testning av material. För de nämnda exemplen används högfrekvent, icke-destruktivt ultraljud.
Ultraljud med hög effekt definieras som högintensiva, lågfrekventa ljudvågor med en frekvens på cirka 20-60 kHz. Dessa energitäta ljudvågor genererar omväxlande högtryckscykler (kompression) och lågtryckscykler (sällsynthet) i vätskor. Under en lågtryckscykel skapar ultraljudsvågorna med hög energi små vakuumbubblor eller hålrum i vätskan. När dessa bubblor når en volym där de inte kan absorbera ytterligare energi, spricker de under en högtryckscykel. Detta fenomen med bubbelimplosion är känt som kavitation.
Kavitation skapar lokala hot spots i vätskan eller uppslamningen, som kan nå temperaturer på upp till 5000K och tryck på upp till 2000atm. Dessutom skapar implosionen av kavitationsbubblorna vätskestrålar med hastigheter på upp till 280 m/s. Dessa lokalt förekommande extrema förhållanden får växtceller att spricka, så att bioaktiva ämnen som är instängda i växtcellens inre frigörs. Detta innebär att akustisk kavitation stör växtceller och leder till högre diffusion av intracellulära molekyler till extraktionslösningen (lösningsmedlet), vilket ökar massöverföringen. Högre massöverföring innebär högre extraktionshastighet. Därför är ultraljudssonder ett av de mest använda verktygen för att producera högkvalitativa extrakt från växter som örter, blad, frukter och andra växtmaterial.
Ultraljud extraktion erbjuder olika fördelar såsom fullständig extraktion / mycket höga utbyten, minskad extraktionstid, förbättrad effektivitet, kompatibilitet med alla lösningsmedel och att vara en icke-termisk extraktionsmetod.

Sonicator UIP4000hdt installation på en italiensk olivkvarn, en så kallad frantoio, för att producera högre utbyten av polyfenolrik extra jungfruolja

UIP4000hdT ultraljudsapparat För kontinuerlig bearbetning av olivblad för att producera extrakt av hög kvalitet

Relaterade ämnen

Vanliga frågor om ultraljudsextraktion av olivblad

Vad är ultraljudsextraktion av olivblad?

Ultraljudsextraktion av olivblad är en process där man använder kraftfullt ultraljud för att frigöra bioaktiva ämnen från olivblad till ett lösningsmedel. Sonicatorer av sondtyp genererar akustisk kavitation, vilket bryter ned växtcellerna och förbättrar massöverföringen. Detta hjälper till att extrahera värdefulla föreningar såsom oleuropein, hydroxytyrosol, verbascosid, luteolin, rutin och andra polyfenoler från olivblad.

Varför använder man ultraljud för att extrahera oleuropein ur olivblad?

Ultraljud förbättrar frisättningen av oleuropein genom att mekaniskt bryta ned bladstrukturen och öka kontakten mellan växtmaterialet och lösningsmedlet. Jämfört med konventionell maceration kan ultraljudsextraktion minska bearbetningstiden, förbättra extraktionseffektiviteten och ge högre utbyten under kontrollerade, milda temperaturförhållanden.

Hur utvinns hydroxytyrosol?

Hydroxytyrosol utvinns ur olivblad, olivfrukter eller biprodukter från olivpressar genom att växtmaterialet blandas med ett lämpligt lösningsmedel, vanligtvis vatten eller vattenhaltig etanol, varvid fenolföreningarna frigörs från växtcellerna. Ultraljudsextraktion förbättrar denna process genom att använda akustisk kavitation för att bryta upp cellerna, öka massöverföringen och extrahera hydroxytyrosol under milda, temperaturkontrollerade förhållanden. Läs om framgångssagan för ett spanskt företag som specialiserat sig på tillverkning av biostimulanter och som använder Hielschers ultraljudsapparater för extraktion av polyfenoler, däribland hydroxytyrosol, ur olivpressrester!

Vilka lösningsmedel kan användas vid ultraljudsextraktion av olivblad?

Ultraljudsextraktion är kompatibel med många lösningsmedel, däribland vatten, etanol, vatten-etanol-blandningar, glycerol och oljor. För polyfenoler från olivblad används ofta vatten-etanol-blandningar, eftersom de kan lösa upp ett brett spektrum av fenolföreningar. Vilket lösningsmedel som är bäst beror på vilka föreningar man vill utvinna, gällande lagkrav, efterföljande bearbetning och slutproduktens sammansättning.

Kan olivbladsextrakt framställas utan höga temperaturer?

Ja. Ultraljudsextraktion är en icke-termisk extraktionsmetod där temperaturen hålls under kontroll under bearbetningen. Eftersom extraktionseffekten främst beror på akustisk kavitation och mekanisk skjuvning kan bioaktiva ämnen frigöras effektivt utan överdriven uppvärmning. Detta är användbart för att bevara värmekänsliga antioxidanter och fytokemikalier.

Är ultraljudsextraktion lämplig för industriell produktion av olivbladsextrakt?

Ja. Ultraljudsapparater av sondtyp kan användas för laboratorietester, pilotförsök, satsvis produktion och kontinuerlig extraktion i produktionslinjen. Hielschers ultraljudssystem är skalbara, vilket gör det möjligt att överföra processparametrar som utvecklats på en mindre enhet till större industriella ultraljudsreaktorer för kontinuerlig produktion.

Vilken Hielscher-ultraljudsapparat är lämplig för extraktion av olivblad?

Valet av rätt ultraljudsapparat beror på satsstorlek, torrsubstanshalt, lösningsmedel, önskad genomströmning samt om processen är satsvis eller kontinuerlig. Mindre system som UP200Ht eller UP400St är lämpliga för extraktion i laboratorie- och pilotskala. Större system som UIP2000hdT, UIP4000hdT och UIP16000 är konstruerade för pilot-, produktions- och industriell inline-extraktion.

Vilka ämnen kan extraheras ur olivblad med hjälp av ultraljud?

Ultraljudsextraktion kan frigöra ett brett spektrum av fytokemikalier från olivblad, däribland oleuropein, hydroxytyrosol, tyrosol, verbascosid, luteolin, rutin, kaffesyra, flavoner, flavonoler och andra fenolföreningar. Den slutliga sammansättningen av extraktet beror på olivsorten, bladkvaliteten, lösningsmedlet, temperaturen, ultraljudsintensiteten och extraktionstiden.

Hur skiljer sig ultraljudsextraktion från traditionell maceration?

Vid konventionell maceration krävs ofta långa extraktionstider och större mängder lösningsmedel. Ultraljudsextraktion intensifierar processen genom att bryta ned växtcellerna och öka massöverföringen. Detta kan förkorta extraktionstiden, minska behovet av lösningsmedel och förbättra utbytet, samtidigt som processen förblir lätt att skala upp.

Kan ultraljudsextraktion användas för olivolja med olivblad?

Ja. Ultraljudsbehandling kan användas för att underlätta infusionen av ämnen från olivblad i olivolja. Detta kan berika olivoljan med antioxidanter och polyfenoler, förbättra den oxidativa stabiliteten och skapa olivoljeprodukter med mervärde och en starkare funktionell profil.

Hur skalar jag upp en ultraljudsbaserad extraktionsprocess för olivblad?

Uppskalningen inleds med laboratorieförsök för att fastställa lösningsmedel, fastämnesförhållande, amplitud, temperatur och extraktionstid. När önskad extraktkvalitet och utbyte har bekräftats kan processen överföras till pilot- eller industriella ultraljudssystem. Hielschers ultraljudsapparater möjliggör en linjär uppskalning från små satser till kontinuerlig produktion med hög genomströmning.

Litteratur / Referenser

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.