Yüksek Verimli Polifenol Ekstraktları için Ultrasonik Zeytin Yaprağı Ekstraksiyonu

Hielscher prob tipi sonikatörleriyle oleuropein, hidroksitirozol, verbaskozit, flavonoidler ve diğer biyoaktif polifenoller bakımından zengin, güçlü zeytin yaprağı ekstraktları üretin. Ultrasonik ekstraksiyon, hücre parçalamayı ve kütle transferini hızlandırarak üreticilerin su, etanol-su karışımları veya diğer uygun çözücüler kullanarak yüksek verim, kısa işlem süreleri ve tekrarlanabilir ekstrakt kalitesi elde etmelerine yardımcı olur.

Zeytin Yapraklarından Biyoaktif Bileşiklerin Ultrasonik Ekstraksiyonu

Laboratuvar fizibilite testlerinden pilot partilere ve endüstriyel hat içi üretime kadar Hielscher ultrasonikatörleri, genlik, sıcaklık, enerji girdisi ve işlem süresi üzerinde hassas kontrol sağlar. Bu, ultrasonik ekstraksiyonu nutrasötikler, botanik ekstraktlar, fonksiyonel gıdalar, kozmetikler ve farmasötik bileşen geliştirme için verimli bir çözüm haline getirir.

Ultrasonik Zeytin Yaprağı Ekstraksiyonunun Ayrıntılı Faydaları:

• Daha yüksek ekstraksiyon verimi: Akustik kavitasyon kullanarak zeytin yapraklarından hücre içi fenolik bileşikleri verimli bir şekilde açığa çıkarın.
• Daha kısa işlem süresi: Geleneksel maserasyon ve çözücü ekstraksiyonuna kıyasla ekstraksiyon süresini azaltın.
• Ilımlı koşullarda, çözücü seçiminde esneklik sunan proses: Su, sulu etanol, gliserol, yağlar veya prosesle uyumlu diğer çözücüleri kullanın.
• Ölçeklenebilir ekipman: Prosesinizi laboratuvar sonikatörleriyle geliştirin ve endüstriyel sürekli akış sistemlerine doğrusal olarak ölçeklendirin.
• Tekrarlanabilir kalite: Dijital kontrol ve veri kaydı, tutarlı ekstrakt üretimini destekler.
• Çok yönlü: Nutrasötik üreticileri, botanik ekstrakt üreticileri, zeytinyağı fabrikaları, farmasötik Ar-Ge laboratuvarları, kozmetik bileşen tedarikçileri ve gıda teknolojisi şirketleri için tasarlanmıştır.

Zeytin Yaprağı Ekstraktını Bu Kadar Faydalı Kılan Nedir?

Tarımsal bir atık veya yan ürün olan zeytin (Olea europaea) yaprakları, mükemmel bir doğal antioksidan kaynağıdır. Zeytin yaprakları, oleuropein ve oleasein gibi çeşitli polifenoller (biyofenoller olarak da bilinir) içerir. Polifenoller bitkilerde doğal olarak bulunur ve zeytin yaprağı ekstraktının sağlık açısından faydalarına katkıda bulunur. Zeytin ağacının yaprakları, polifenollerin yanı sıra ligstrozit izomerleri, hidroksitirozol, tirozol ve kafeik asit gibi antioksidanlar bakımından da zengindir.
Zeytin yaprağı ekstraktı, zeytin yapraklarındaki fitokimyasalların konsantresidir ve bu nedenle yüksek miktarda güçlü antioksidan içerir. Zeytin yaprağı ekstraktı geleneksel olarak bağışıklık sistemini güçlendirmek için kullanılır. Örneğin, soğuk algınlığı, öksürük ve boğaz ağrısı belirtilerini hafifletmek için uygulanır.
Ayrıca araştırmalar, zeytin yaprağı ekstraktındaki polifenollerin kardiyovasküler hastalık riskini azaltabileceğini, kolesterol seviyelerini düşürebileceğini, kilo vermeye yardımcı olabileceğini, antimikrobiyal etkiler gösterebileceğini ve antikanser ajan olarak etki gösterebileceğini düşündürmektedir.
Bu nedenle zeytin yapraklarından (Olea europaea L. folium) elde edilen ekstraktlar, ilaçların ve besin takviyelerinin ürün formülasyonlarında etkin bileşen olarak kullanılır. Ayrıca zeytin yaprağı ekstraktları, beslenme takviyelerinde, tedavi amaçlı ürünlerde, kozmetiklerde, gıda ve içeceklerde kullanılır.

Zeytin yaprağı ekstraktı, oleuropein, kafeik asit, hidroksitirozol, verbaskozit, rutin, kuersitin vb. polifenoller bakımından zengindir.

Zeytin Yaprağıyla Zenginleştirilmiş Zeytinyağı: Zeytin yaprağı ekstraktı, sızma zeytinyağı gibi zeytinyağlarını zenginleştirmek için de kullanılır. Zeytin yaprağı ekstraktıyla zenginleştirilen zeytinyağı daha zengin bir lezzet profiline sahip olur ve zeytinyağının ORAC değeri artar. Antioksidanların serbest radikalleri yakalaması ve acılaşmayı önlemesi sayesinde, zeytin yaprağıyla zenginleştirilen zeytinyağları daha uzun raf ömrü ve daha yüksek ısıl kararlılık gösterir.
Sızma zeytinyağı üretimi için ultrason destekli zeytin maserasyonu hakkında daha fazla bilgi edinin!

Zeytin Yapraklarındaki En Önemli Fitokimyasallar

Zeytin yapraklarındaki fenolik bileşiklerin bileşimi; oleurosidleri (oleuropein, verbaskozit), flavonları (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glukoz, luteolin-7-glukoz, diosmetin-7-glukoz), flavonolleri (rutin), flavan-3-olleri (kateşin) ve fenolik türevleri (tirozol, hidroksitirozol, vanilin, vanilik asit, kafeik asit) içerir. Oleuropein ve hidroksitirozol, zeytin yapraklarındaki en önemli fenolik bileşiklerdir.

Oleuropein

Toksik olmayan bir zeytin iridoidi (bir monoterpenoid türü) olan oleuropein, fenolik acı bileşiklerin bir türüdür. Yeşil zeytinin kabuğunda, etinde, çekirdeklerinde ve yapraklarında bulunmasına rağmen oleuropein en bol miktarda zeytin yapraklarında bulunur. Kuru ağırlığın %6–14’ünü oluşturan içeriğiyle, zeytin yapraklarındaki en belirgin biyoaktif moleküldür. Zeytin çeşidine, toprağa ve hasat zamanına bağlı olarak oleuropein içeriği, kuru ağırlığın %17–23’üne kadar bile çıkabilir.

Hidroksitirozol

Hidroksitirozol, oleuropeinin bir metabolitidir. Her iki molekül de zeytinyağının antioksidan, antienflamatuvar ve hastalıklarla mücadele eden etkinliklerinin bazılarına katkıda bulunan güçlü antioksidan etkinlikleriyle bilinir. Hidroksitirozol, doğal antioksidanlarda gözlemlenen, bilinen en yüksek ORAC (oksijen radikali absorbans kapasitesi) değerlerinden birine sahiptir.

Tam spektrumlu bir zeytin yaprağı ekstraktı, sinerjik etkileri olan çok sayıda polifenol, antioksidan ve diğer fitokimyasalları içerir. Ultrasonik ekstraksiyon, zeytin yapraklarındaki tüm fitokimyasalları açığa çıkaran ve böylece son derece güçlü, geniş spektrumlu bir ekstrakt üreten güvenilir bir ekstraksiyon tekniğidir.

Sonikasyonla Üretilen Zeytin Yaprağı Ekstraktları

Ultrasonik kavitasyonun “sıcak nokta” bölgesindeki aşırı ortam koşulları, bitkisel materyal ve bu materyalden ekstraksiyon yapılabilmesi üzerinde çeşitli etkilere sahiptir. Bunlar arasında hücre zarının seçici geçirgenliğinin aşılması, hücre içi ile çözücü arasındaki madde alışverişinin artması, mekanik hücre parçalama ve hücre içi maddelerin (yani oleuropein, hidroksitirozol, gallik asit vb. fitokimyasalların) açığa çıkması yer alır. Bu etkiler, çok kısa bir sonikasyon süresinde yüksek kaliteli ekstraktların yüksek verimle elde edilmesini sağlar. 400 wattlık ultrasonik işlemcilerden biri olan Hielscher UP400St sonikatörü, 10 litrelik bir bitkisel bulamaç partisini 5–8 dakika içinde işleyebilir. Endüstriyel ultrasonikatörler, bitkisel materyal ve çözücüden oluşan bulamacı sürekli akış halinde işler. Ortam, ultrasonik bir reaktörden pompalanır ve burada sonikasyona tabi tutulur. Endüstriyel ölçekte bir UIP4000hdT (4kW), yaklaşık 3L/min debiye ulaşabilir.
Yüksek ekstrakt verimi ve proses hızı nedeniyle ultrasonik ekstraksiyon özellikle verimlidir. Bu nedenle sonikasyon, CBD, kannabinoidler, vanilya, algler, zencefil ve diğer çok sayıda botanik ekstrakt gibi yüksek kaliteli ekstraktlar üreten çok sayıda ekstrakt üreticisi tarafından hızla benimsenmiştir. Ultrasonik kavitasyon, bitkisel materyallerde bulunan etkin bileşiğin %95–99’unun ekstrakt olarak elde edilmesini sağlayabilir. Örneğin araştırmalar, zeytin yapraklarından toplam fenolik bileşiklerin açığa çıkarılması için %99,27 ekstraksiyon etkinliği göstermiştir. (Luo, 2011) Ultrason prosesi, proses parametrelerinin (ultrasonik genlik, sıcaklık, basınç, viskozite) ayarlanmasıyla hammaddeye ve istenen ekstrakt kalitesine en uygun şekilde uyarlanabilir.

Şekil, ultrasonik olarak ekstrakte edilen zeytin yaprağı fenolik bileşiklerinin diyot dizisi dedektörlü ultra yüksek performanslı sıvı kromatografisi (UHPLC-DAD) kromatogramını göstermektedir. Pik 1 ve 2, 325nm’de (kırmızı çizgiler) tespit edilirken pik 3 (mavi çizgi), 280nm’de tespit edilmiştir.
görsel ve çalışma: Giocometti, J. et al. (2018)

Ultrasonik ekstraksiyon, hemen hemen her tür çözücüyle uyumludur. Ultrason destekli zeytin yaprağı ekstraksiyonu için %80’lik sulu etanolün en etkili olduğu bulunmuştur. Ancak belirli fitokimyasal bileşiklerin ekstraksiyon verimi, farklı polariteye sahip başka bir çözücü (ör. metanol) seçilerek değiştirilebilir.
Malaksasyon sırasında sızma zeytinyağı veriminizi artırmak mı istiyorsunuz? O halde EVOO’nun ultrasonik malaksasyonu hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
 

Ultrasonik Ekstraksiyon Sistemlerinin Avantajları

Ultrasonik ekstraksiyonun avantajları; yüksek ekstraksiyon verimi, çözücünün serbestçe seçilebilmesi (ör. su, etanol, su-etanol karışımı, zeytinyağı vb.) ve basit ve güvenli kullanımdır. Sonikasyonun yoğun mekanik kuvvetleri nedeniyle su, etanol vb. çevre dostu ve ılımlı çözücüler, olağanüstü bir ekstraksiyon hızı ve verimi elde etmek için genellikle yeterlidir. Sonuç olarak ultrasonik ekstraksiyon, ekstraksiyon süresini kısaltır ve çözücü kullanımının azaltılmasına veya daha ılımlı, daha nazik çözücülerin kullanılmasına olanak tanır. Bu, ultrasonik ekstraksiyonun hem daha yüksek ekstraksiyon hızlarına hem de daha sağlıklı ekstraktlara (ör. soğuk su ekstraktları) olanak tanıdığı anlamına gelir. Sonikasyon sırasında proses sıcaklığı hassas bir şekilde kontrol edilebildiğinden, aşırı yüksek sıcaklıklar nedeniyle ekstraktların termal bozunması ve maddelerin buharlaşması önlenir.
Süperkritik bir CO₂ ekstraktörüne kıyasla, ultrasonik ekstraktörün satın alma maliyetleri düşüktür. Ultrasonik işlemciler ayrıca işletme maliyetleri, basit ve kullanıcı dostu kullanım ve iş güvenliği açısından da avantaj sunabilir.

Küçük Miktarlardan Endüstriyel Üretime Kadar Ultrasonik Ekstraksiyon

Ultrasonik işlemenin özel bir özelliği, ekstraksiyon prosesinin doğrusal ölçeklenebilirliğidir. Fizibilite çalışmaları ve küçük partilerin üretimi, açık bir kapta kullanışlı bir ultrasonik cihazla kolayca gerçekleştirilebilir. Bu, ultrasonik ekstraksiyon prosesinin verimliliğini ve kalitesini test etmeyi kolaylaştırır. Küçük ölçekte elde edilen tüm sonuçlar tamamen tekrarlanabilir ve daha büyük ölçeğe taşınabilir. Ultrasonik ekstraktörün dijital kontrolü ve ultrasonik parametrelerin dahili bir SD karta otomatik olarak kaydedilmesi, prosesin hassas bir şekilde izlenmesine ve sabit kalite standartlarının tekrarlanabilirliğine olanak tanır. Hielscher Ultrasonics ürün portföyü, 50 wattlık el tipi cihazlardan hat içi üretim için 16.000 wattlık endüstriyel ultrason sistemlerine kadar her ölçek için ultrasonik ekstraktörler sunar. Hielscher Ultrasonics şirketinin ultrasonik ekstraksiyondaki onlarca yıllık deneyimi ve dünya çapında birkaç yüz ultrasonik ekstraksiyon sisteminin kurulmuş olması sayesinde, yetkin ve kapsamlı danışmanlık garantilidir.

Aşağıdaki tablo, ultrasonikatörlerimizin yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir:

Ultrason ve Ultrasonik Ekstraksiyon Nedir?

Ultrason, 20kHz’in üzerindeki, yani saniyede 20.000’den fazla salınım içeren ses titreşimleri olarak tanımlanır. Bu, insanın işitme aralığının üzerindeki bölgedir. Dolayısıyla ultrason, çok geniş bir akustik titreşim aralığını kapsar; bu da çok sayıda farklı uygulamanın ultrason alanına girdiği anlamına gelir. En iyi bilinen kullanım örnekleri arasında doktor muayenesindeki görüntüleme işlemleri, otomobillerde park desteği ve malzemelerin tahribatsız muayenesi yer alır. Belirtilen örneklerde yüksek frekanslı, tahribatsız ultrason kullanılır.
Yüksek güçlü ultrason, yaklaşık 20–60kHz frekansa sahip, yüksek yoğunluklu ve düşük frekanslı ses dalgaları olarak tanımlanır. Enerji yoğunluğu yüksek olan bu ses dalgaları, sıvılarda dönüşümlü yüksek basınç döngüleri (sıkışma) ve düşük basınç döngüleri (seyrelme) oluşturur. Düşük basınç döngüsü sırasında yüksek enerjili ultrasonik dalgalar, sıvıda küçük vakum kabarcıkları veya boşluklar oluşturur. Bu kabarcıklar daha fazla enerji soğuramayacakları bir hacme ulaştıklarında, yüksek basınç döngüsü sırasında patlar. Kabarcıkların içe doğru çökmesi olayı kavitasyon olarak bilinir.
Kavitasyon, sıvı veya bulamaç içinde sıcaklığın 5000K’ye ve basıncın 2000atm’ye kadar ulaşabildiği yerel sıcak noktalar oluşturur. Ayrıca kavitasyon kabarcıklarının içe doğru çökmesi, 280 m/s’ye kadar ulaşan hızlarda sıvı jetleri oluşturur. Yerel olarak ortaya çıkan bu aşırı koşullar, bitki hücrelerinin patlamasına neden olur; böylece bitki hücresinin içinde hapsolmuş biyoaktif maddeler açığa çıkar. Bu, akustik kavitasyonun bitki hücrelerini parçaladığı ve hücre içi moleküllerin ekstraksiyon çözeltisine (çözücüye) difüzyonunu artırarak kütle transferini güçlendirdiği anlamına gelir. Daha yüksek kütle transferi, daha yüksek ekstraksiyon hızı demektir. Bu nedenle ultrasonik problar; otlar, yapraklar, meyveler ve diğer bitkisel materyaller gibi botanik kaynaklardan yüksek kaliteli ekstraktlar üretmek için en yaygın kullanılan araçlardan biridir.
Ultrasonik ekstraksiyon; eksiksiz ekstraksiyon / çok yüksek verim, daha kısa ekstraksiyon süresi, artırılmış verimlilik, her çözücüyle uyumluluk ve termal olmayan bir ekstraksiyon yöntemi olması gibi çeşitli avantajlar sunar.
 

UIP4000hdT sonikatörü – yüksek kaliteli ekstraktlar üretmek amacıyla zeytin yapraklarının hat içinde işlenmesi için