การสกัดอัลตราโซนิกของโพลีฟีนอลใบมะกอก

สารสกัดจากใบมะกอกเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและการรักษาที่มีศักยภาพ เนื่องจากมีสารต้านอนุมูลอิสระที่แข็งแกร่ง เช่น โพลีฟีนอล โอเลโรฟิน ไฮดรอกซีไทโรซอล และเวอร์บาสโคไซด์ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการปลดปล่อยและแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นโพลีฟีนอลฟลาโวนและเทอร์พีนอยด์จากใบมะกอก

การสกัดอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากใบมะกอก

การสกัดใบมะกอกอัลตราโซนิกโดยใช้เครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบมีข้อดีเช่นประสิทธิภาพผลผลิตที่เพิ่มขึ้นการรักษาฤทธิ์ทางชีวภาพความยั่งยืนความสะดวกในการใช้งานและความคุ้มค่าเมื่อเทียบกับวิธีการสกัดทั่วไป ประโยชน์เหล่านี้ทําให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสําหรับนักวิจัยและอุตสาหกรรมที่ต้องการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากใบมะกอกสําหรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงยา โภชนาการ และอาหารเพื่อสุขภาพ

ลองสํารวจประโยชน์ของการสกัดใบมะกอกอัลตราโซนิกโดยละเอียด:

• ประสิทธิภาพ: เครื่องโซนิคเตอร์ชนิดโพรบส่งคลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงไปยังตัวอย่างโดยตรงส่งเสริมการสกัดที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ทําให้เวลาในการสกัดสั้นลงเมื่อเทียบกับวิธีการทั่วไป ช่วยลดการใช้พลังงานและเพิ่มผลผลิต
• ผลผลิตที่เพิ่มขึ้น:คลื่นอัลตราโซนิกทําลายผนังเซลล์และเพิ่มการปลดปล่อยสารประกอบภายในเซลล์ ซึ่งนําไปสู่ผลผลิตการสกัดที่สูงขึ้น การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากวัสดุจากพืชได้อย่างมีนัยสําคัญเมื่อเทียบกับวิธีการทั่วไป
• การเก็บรักษากิจกรรมทางชีวภาพ: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกทํางานที่อุณหภูมิต่ํากว่าเมื่อเทียบกับเทคนิคการสกัดอื่น ๆ ช่วยลดความเสี่ยงของการย่อยสลายทางความร้อนของสารประกอบที่ไวต่อความร้อน สิ่งนี้ช่วยรักษาออกฤทธิ์ทางชีวภาพและคุณภาพทางโภชนาการของสารประกอบที่สกัดออกมา เช่น สารต้านอนุมูลอิสระ เอนไซม์ และวิตามินที่มีอยู่ในใบมะกอก
• สีเขียวและยั่งยืน: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกถือเป็นวิธีการสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วจะใช้ตัวทําละลายและพลังงานน้อยกว่าเมื่อเทียบกับเทคนิคการสกัดแบบเดิม นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดของเสียน้อยที่สุดและสามารถขยายขนาดได้อย่างง่ายดายสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรม
  ใช้งานง่าย: เครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบนั้นค่อนข้างใช้งานง่ายและต้องการการบํารุงรักษาน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับอุปกรณ์สกัดอื่น ๆ ทําให้เหมาะสําหรับการวิจัยในห้องปฏิบัติการและการผลิตในระดับอุตสาหกรรม
• ความคุ้มค่า: ในขณะที่การลงทุนเริ่มต้นในอุปกรณ์อัลตราโซนิกอาจสูงกว่าวิธีการสกัดแบบเดิม แต่ประสิทธิภาพและผลผลิตที่เพิ่มขึ้นมักจะส่งผลให้ประหยัดต้นทุนเมื่อเวลาผ่านไป นอกจากนี้ เวลาในการสกัดที่สั้นลงยังช่วยลดต้นทุนแรงงานและเพิ่มปริมาณงาน

อะไรทําให้สารสกัดจากใบมะกอกมีประโยชน์มาก?

ใบมะกอก (Olea europaea) ซึ่งเป็นของเสียทางการเกษตรหรือผลพลอยได้เป็นแหล่งที่ดีสําหรับสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติ ใบมะกอกมีโพลีฟีนอลหลายชนิด (หรือที่เรียกว่าไบโอฟีนอล) เช่น โอเลโรเปียนและโอเลซีน โพลีฟีนอลเกิดขึ้นตามธรรมชาติในพืชและมีส่วนช่วยในสารสกัดจากใบมะกอกมีประโยชน์ต่อสุขภาพ นอกจากโพลีฟีนอลแล้ว ใบของต้นมะกอกยังอุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น ลิกสโตรไซด์ไอโซเมอร์ ไฮดรอกซีไทโรซอล ไทโรซอล และกรดคาเฟอิก
สารสกัดจากใบมะกอกเป็นสารสกัดเข้มข้นของสารพฤกษเคมีในใบมะกอกและมีสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพในปริมาณสูง สารสกัดจากใบมะกอกมักใช้เพื่อเพิ่มระบบภูมิคุ้มกัน ตัวอย่างเช่น ใช้เพื่อปรับปรุงอาการของไข้หวัด ไอ และเจ็บคอ
นอกจากนี้ การวิจัยชี้ให้เห็นว่าโพลีฟีนอลในสารสกัดจากใบมะกอกอาจลดความเสี่ยงของโรคหัวใจและหลอดเลือด ลดระดับคอเลสเตอรอล ช่วยลดน้ําหนัก แสดงฤทธิ์ต้านจุลชีพ และทําหน้าที่เป็นสารต้านมะเร็ง
ด้วยเหตุนี้สารสกัดจากใบมะกอก (Olea europaea L. folium) จึงถูกใช้เป็นสารออกฤทธิ์ในสูตรผลิตภัณฑ์ของยาและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร นอกจากนี้ สารสกัดจากใบมะกอกยังใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร การรักษา เครื่องสําอาง ตลอดจนอาหารและเครื่องดื่ม

น้ํามันมะกอกผสม: สารสกัดจากใบมะกอกยังใช้เพื่อเสริมสร้างน้ํามันมะกอก เช่น น้ํามันมะกอกบริสุทธิ์ เสริมด้วยสารสกัดจากใบมะกอก น้ํามันมะกอกมีรสชาติที่เข้มข้นขึ้น และค่า ORAC ของน้ํามันมะกอกจะเพิ่มขึ้น น้ํามันมะกอกที่ผสมใบมะกอกมีอายุการเก็บรักษาที่ดีขึ้นและเสถียรภาพทางความร้อนที่สูงขึ้นเนื่องจากสารต้านอนุมูลอิสระกําจัดอนุมูลอิสระและป้องกันอาการหืน
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการหมักมะกอกด้วยอัลตราโซนิกสําหรับการผลิตน้ํามันมะกอกบริสุทธิ์!

พฤกษเคมีที่สําคัญที่สุดในใบมะกอก

องค์ประกอบของสารประกอบฟีนอลิกในใบมะกอก ได้แก่ โอลูโรไซด์ (โอลยูโรฟิน, เวอร์บาสโคไซด์), ฟลาโวน (ลูทีโอลิน, ไดออสเมติน, อะพิเจนิน-7-กลูโคส, ลูทีโอลิน-7-กลูโคส, ไดออสเมติน-7-กลูโคส), ฟลาโวนอล (รูติน), ฟลาวาน-3-ออล (คาเทชิน) และอนุพันธ์ของฟีนอลซิก (ไทโรซอล, ไฮดรอกซีไทโรซอล, วานิลลิน, กรดวานิลลิก, กรดคาเฟอิก) โอเลอโรเปียนและไฮดรอกซีไทโรซอลเป็นสารประกอบฟีนอลิกที่สําคัญที่สุดในใบมะกอก

โอเลโรฟินน์

Oleuropein ซึ่งเป็นอิริดอยด์มะกอกปลอดสารพิษ (โมโนเทอร์เพนอยด์ชนิดหนึ่ง) เป็นสารประกอบฟีนอลิกขมชนิดหนึ่ง แม้ว่าจะมีอยู่ในผิว เนื้อ เมล็ด และใบมะกอกเขียว แต่โอเลโรเปียนเป็นสารที่พบมากที่สุดในใบมะกอก ด้วยน้ําหนักแห้ง 6-14% จึงเป็นโมเลกุลออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่โดดเด่นที่สุดในลาฟมะกอก ขึ้นอยู่กับพันธุ์มะกอกดินและเวลาเก็บเกี่ยวปริมาณโอเลวโรเปียนสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 17-23% น้ําหนักแห้ง

ไฮดรอกซีไทโรซอล

ไฮดรอกซีไทโรซอลเป็นสารเมตาบอไลต์ของโอเลอโรฟินน์ โมเลกุลทั้งสองเป็นที่รู้จักจากฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพซึ่งมีส่วนช่วยในกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระต้านการอักเสบและต่อสู้กับโรคของน้ํามันมะกอก ไฮดรอกซีไทโรซอลมีค่า ORAC (ความสามารถในการดูดซับอนุมูลออกซิเจน) ที่ทราบสูงสุดที่พบในสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติ

สารสกัดจากใบมะกอกเต็มสเปกตรัมประกอบด้วยโพลีฟีนอล สารต้านอนุมูลอิสระ และสารพฤกษเคมีอื่นๆ จํานวนมาก ซึ่งมีผลเสริมฤทธิ์กัน การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคการสกัดที่เชื่อถือได้ซึ่งปล่อยสารพฤกษเคมีทั้งหมดออกจากใบมะกอกและผลิตสารสกัดบรอดแบนด์ที่มีศักยภาพสูง

อัลตราซาวนด์และการสกัดอัลตราโซนิกคืออะไร?

อัลตราซาวนด์หมายถึงการสั่นสะเทือนของเสียงที่มีมากกว่า 20kHz กล่าวคือ การสั่นมากกว่า 20,000 ครั้งต่อวินาที นี่คือพื้นที่ที่อยู่เหนือสเปกตรัมการได้ยินของมนุษย์ อัลตราซาวนด์จึงครอบคลุมการสั่นสะเทือนของเสียงที่หลากหลายมากซึ่งหมายความว่าการใช้งานที่แตกต่างกันมากมายอยู่ในด้านอัลตราซาวนด์ ตัวอย่างการใช้งานที่รู้จักกันดีที่สุด ได้แก่ ขั้นตอนการถ่ายภาพที่แพทย์ ความช่วยเหลือในการจอดรถในรถยนต์ และการทดสอบวัสดุแบบไม่ทําลาย สําหรับตัวอย่างที่กล่าวถึงจะใช้อัลตราซาวนด์ความถี่สูงที่ไม่ทําลาย
อัลตราซาวนด์กําลังสูงหมายถึงคลื่นเสียงความถี่ต่ําที่มีความเข้มสูงที่มีความถี่ประมาณ 20-60kHz คลื่นเสียงที่มีพลังงานหนาแน่นเหล่านี้สร้างวงจรความดันสูง (การบีบอัด) และรอบความดันต่ํา (หายาก) สลับกันในของเหลว ในระหว่างรอบความดันต่ําคลื่นอัลตราโซนิกพลังงานสูงจะสร้างฟองอากาศสูญญากาศขนาดเล็กหรือช่องว่างในของเหลว เมื่อฟองอากาศเหล่านี้ถึงปริมาตรที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานเพิ่มเติมได้ฟองอากาศจะระเบิดในระหว่างวงจรความดันสูง ปรากฏการณ์การระเบิดของฟองสบู่นี้เรียกว่าโพรงอากาศ
โพรงอากาศสร้างจุดร้อนเฉพาะที่ในของเหลวหรือสารละลาย ซึ่งสามารถเข้าถึงอุณหภูมิสูงถึง 5000K และแรงดันสูงถึง 2000atm นอกจากนี้ การระเบิดของฟองอากาศยังสร้างไอพ่นของของเหลวที่ความเร็วสูงถึง 280 ม./วินาที สภาวะที่รุนแรงที่เกิดขึ้นในท้องถิ่นเหล่านี้ทําให้เซลล์พืชแตก เพื่อให้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ติดอยู่ภายในเซลล์พืชถูกปล่อยออกมา ซึ่งหมายความว่าโพรงอากาศแบบอะคูสติกจะขัดขวางเซลล์พืชและนําไปสู่การแพร่กระจายของโมเลกุลภายในเซลล์ที่สูงขึ้นในสารละลายสกัด (ตัวทําละลาย) ซึ่งจะช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวล การถ่ายเทมวลที่สูงขึ้นหมายถึงอัตราการสกัดที่สูงขึ้น ดังนั้นโพรบอัลตราโซนิกจึงเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสารสกัดคุณภาพสูงจากพฤกษศาสตร์เช่นสมุนไพรใบผลไม้และวัสดุจากพืชอื่น ๆ
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีข้อดีหลายประการเช่นการสกัดที่สมบูรณ์ / ผลผลิตที่สูงมาก, ลดเวลาในการสกัด, ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น, ความเข้ากันได้กับตัวทําละลายใด ๆ และเป็นวิธีการสกัดแบบไม่ใช้ความร้อน

รูปนี้แสดงโครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงพิเศษพร้อมโครมาโตแกรมเครื่องตรวจจับไดโอดอาร์เรย์ (UHPLC-DAD) ของฟีนอลิกใบมะกอกที่สกัดด้วยอัลตราโซนิก ตรวจพบจุดสูงสุด 1 และ 2 ที่ 325nm (เส้นสีแดง) ในขณะที่จุดสูงสุด 3 (เส้นสีน้ําเงิน) ถูกตรวจพบที่ 280nm
ภาพและการศึกษา: Giocometti, J. et al. (2018)

สารสกัดจากใบมะกอกที่ผลิตโดย Sonication

สภาพแวดล้อมที่รุนแรงในโซน "ฮอตสปอต" ของโพรงอากาศอัลตราโซนิกมีผลต่อวัสดุพืชและการสกัดได้ ซึ่งรวมถึงการเอาชนะการซึมผ่านแบบเลือกของเยื่อหุ้มเซลล์การแลกเปลี่ยนสารที่เพิ่มขึ้นระหว่างภายในเซลล์และตัวทําละลายการหยุดชะงักของเซลล์เชิงกลและการปลดปล่อยสารภายในเซลล์ (เช่นสารเคมีทางพฤกษเคมีเช่น oleuropwin, hydroxytyrosol, gallic acid เป็นต้น) ผลกระทบเหล่านี้ส่งผลให้ได้ผลผลิตสูงของสารสกัดคุณภาพสูงภายในเวลาที่สั้นมาก โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก 400 วัตต์เช่นUP400St ของ Hielscher สามารถแปรรูปสารละลายทางพฤกษศาสตร์ขนาด 10 ลิตรได้ภายใน 5-8 นาที เครื่องอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมประมวลผลสารละลายที่ประกอบด้วยวัสดุจากพืชและตัวทําละลายในการไหลอย่างต่อเนื่อง ตัวกลางถูกสูบผ่านเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกและโซนิกที่นั่น ในระดับอุตสาหกรรม UIP4000hdT (4kW) สามารถทําได้ประมาณ 3L / นาที
เนื่องจากผลผลิตสารสกัดสูงและความเร็วในการประมวลผลการสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ ดังนั้น sonication จึงได้รับการดัดแปลงอย่างรวดเร็วโดยผู้ผลิตสารสกัดหลายรายซึ่งผลิตสารสกัดคุณภาพสูง เช่น CBD, cannabinoids, วานิลลา, สาหร่าย, ขิง และสารสกัดจากพฤกษศาสตร์อื่น ๆ อีกมากมาย โพรงอากาศอัลตราโซนิกสามารถบรรลุผลผลิตสารสกัด 95-99% ของสารออกฤทธิ์ที่มีอยู่ในพฤกษศาสตร์ ตัวอย่างเช่น การวิจัยแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพการสกัด 99,27% สําหรับการปลดปล่อยฟีนอลิกทั้งหมดจากใบมะกอก (หลัว, 2011) กระบวนการอัลตราซาวนด์สามารถปรับให้เข้ากับวัตถุดิบและคุณภาพสารสกัดที่ต้องการได้อย่างเหมาะสมโดยการปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการ (แอมพลิจูดอัลตราโซนิกอุณหภูมิความดันความหนืด)
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเข้ากันได้กับตัวทําละลายเกือบทุกชนิด สําหรับการสกัดใบมะกอกด้วยอัลตราโซนิกพบว่าเอทานอลในน้ํา 80% มีประสิทธิภาพมากที่สุด แต่ผลผลิตการสกัดสําหรับสารประกอบพฤกษเคมีเฉพาะสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเลือกตัวทําละลายอื่นที่มีขั้วต่างกัน (เช่น เมทานอล)
สนใจที่จะเพิ่มผลผลิตน้ํามันมะกอกบริสุทธิ์พิเศษของคุณในระหว่างการ malaxation หรือไม่? จากนั้นคลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ malaxation อัลตราโซนิกของ EVOO!
 

ข้อดีของระบบสกัดอัลตราโซนิก

ข้อดีของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกคือผลผลิตการสกัดที่สูงทางเลือกฟรีของตัวทําละลาย (เช่นน้ําเอทานอลส่วนผสมของน้ํา - เอทานอลน้ํามันมะกอก ฯลฯ ) ตลอดจนการดําเนินงานที่ง่ายและปลอดภัย เนื่องจากแรงเชิงกลที่เข้มข้นของ sonication ตัวทําละลายทางนิเวศวิทยาและอ่อนๆ เช่น น้ํา เอทานอล ฯลฯ มักจะเพียงพอที่จะบรรลุอัตราการสกัดและผลผลิตที่ไม่ธรรมดา ด้วยเหตุนี้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงช่วยลดเวลาในการสกัดและช่วยลดการใช้ตัวทําละลายหรือการใช้ตัวทําละลายที่อ่อนโยนและอ่อนโยนกว่า ซึ่งหมายความว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกช่วยให้มีทั้งอัตราการสกัดที่สูงขึ้นและสารสกัดที่ดีต่อสุขภาพ (เช่นสารสกัดจากน้ําเย็น) เนื่องจากอุณหภูมิของกระบวนการสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําในระหว่างการ sonication จึงหลีกเลี่ยงการสลายตัวด้วยความร้อนของสารสกัดเนื่องจากอุณหภูมิสูงเกินไปรวมถึงการระเหยของสาร
เมื่อเทียบกับ CO วิกฤตยิ่งยวด₂ เครื่องสกัดต้นทุนการได้มาของเครื่องสกัดอัลตราโซนิกต่ํา โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกยังสามารถทําคะแนนในแง่ของต้นทุนการดําเนินงานที่เรียบง่ายใช้งานง่ายและความปลอดภัยในการทํางาน

อัลตราโซนิกส์ – สําหรับปริมาณที่น้อยลงจนถึงการผลิตทางอุตสาหกรรม

คุณสมบัติพิเศษของการประมวลผลอัลตราโซนิกคือความสามารถในการปรับขนาดเชิงเส้นของกระบวนการสกัด การศึกษาความเป็นไปได้และการผลิตชุดเล็ก ๆ สามารถทําได้ง่ายด้วยอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประโยชน์ในภาชนะเปิด ทําให้ง่ายต่อการทดสอบประสิทธิภาพและคุณภาพของกระบวนการสกัดอัลตราโซนิก ผลลัพธ์ใด ๆ ที่ได้รับในระดับเล็ก ๆ สามารถทําซ้ําและขยายขนาดได้อย่างเต็มที่ การควบคุมแบบดิจิตอลของเครื่องแยกอัลตราโซนิกและการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติของพารามิเตอร์อัลตราโซนิกบนการ์ด SD ภายในช่วยให้สามารถตรวจสอบกระบวนการได้อย่างแม่นยําและความสามารถในการทําซ้ําของมาตรฐานคุณภาพคงที่ กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics นําเสนอเครื่องสกัดอัลตราโซนิกสําหรับทุกเครื่องชั่ง – ตั้งแต่อุปกรณ์พกพา 50 วัตต์ไปจนถึงอัลตราซาวนด์อุตสาหกรรม 16,000 วัตต์สําหรับการผลิตแบบอินไลน์ ด้วยประสบการณ์หลายทศวรรษของ Hielscher Ultrasonic ในการสกัดอัลตราโซนิกและการติดตั้งระบบสกัดอัลตราโซนิกหลายร้อยระบบทั่วโลกรับประกันคําแนะนําที่มีความสามารถและครอบคลุม

ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:

เครื่องสะท้อนเสียง UIP4000hdT สําหรับการแปรรูปใบมะกอกแบบอินไลน์เพื่อผลิตสารสกัดคุณภาพสูง