Zeytin Yaprağı Polifenollerinin Ultrasonik Ekstraksiyonu

Zeytin yaprağı özleri, polifenoller oleuropein, hidroksitirosol ve verbascoside gibi güçlü antioksidanlar içerdiğinden güçlü bir besin takviyesi ve tedavi edicidir. Ultrasonik ekstraksiyon, zeytin yapraklarından polifenoller, flavonlar ve terpenoidler gibi biyoaktif bileşikleri serbest bırakmak ve izole etmek için oldukça verimli bir tekniktir.

Zeytin Yapraklarından Biyoaktif Bileşiklerin Ultrasonik Ekstraksiyonu

Prob tipi bir sonikatör kullanarak ultrasonik zeytin yaprağı ekstraksiyonu, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerine kıyasla verimlilik, artan verim, biyoaktivitenin korunması, sürdürülebilirlik, kullanım kolaylığı ve maliyet etkinliği gibi avantajlar sunar. Bu faydalar, farmasötikler, nutrasötikler ve fonksiyonel gıdalar dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için zeytin yapraklarından biyoaktif bileşikler çıkarmak isteyen araştırmacılar ve endüstriler için çekici bir seçenek haline getirmektedir.

Ultrasonik zeytin yaprağı ekstraksiyonunun faydalarını ayrıntılı olarak inceleyelim:

• Randıman: Prob tipi sikiatörler, yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgaları doğrudan numuneye ileterek hızlı ve verimli ekstraksiyonu teşvik eder. Bu, geleneksel yöntemlere kıyasla daha kısa ekstraksiyon sürelerine izin vererek enerji tüketimini azaltır ve üretkenliği artırır.
• Artan Verim:Ultrasonik dalgalar hücre duvarlarını bozar ve hücre içi bileşiklerin salınımını artırarak daha yüksek ekstraksiyon verimine yol açar. Çalışmalar, ultrasonik ekstraksiyonun, geleneksel yöntemlere kıyasla bitki materyallerinden biyoaktif bileşiklerin ekstraksiyon verimliliğini önemli ölçüde artırabildiğini göstermiştir.
• Biyoaktivitenin Korunması: Ultrasonik ekstraksiyon, diğer ekstraksiyon tekniklerine kıyasla daha düşük sıcaklıklarda çalışır ve ısıya duyarlı bileşiklerin termal bozulma riskini azaltır. Bu, zeytin yapraklarında bulunan antioksidanlar, enzimler ve vitaminler gibi ekstrakte edilen bileşiklerin biyoaktivitesinin ve beslenme kalitesinin korunmasına yardımcı olur.
• Yeşil ve Sürdürülebilir: Ultrasonik ekstraksiyon, geleneksel ekstraksiyon tekniklerine kıyasla tipik olarak daha az çözücü ve enerji gerektirdiğinden yeşil ve sürdürülebilir bir ekstraksiyon yöntemi olarak kabul edilir. Ek olarak, minimum atık üretir ve endüstriyel uygulamalar için kolayca ölçeklendirilebilir.
  Kullanım Kolaylığı: Prob tipi sonikatörlerin kullanımı nispeten basittir ve diğer ekstraksiyon ekipmanlarına kıyasla minimum bakım gerektirir. Bu, onları laboratuvar ölçeğinde araştırmaların yanı sıra endüstriyel ölçekli üretim için de uygun hale getirir.
• Maliyet etkinliği: Ultrasonik ekipmana yapılan ilk yatırım, geleneksel ekstraksiyon yöntemlerinden daha yüksek olsa da, artan verimlilik ve üretkenlik genellikle zaman içinde maliyet tasarrufu sağlar. Ek olarak, daha kısa ekstraksiyon süreleri işçilik maliyetlerini azaltır ve verimi artırır.

Zeytin Yaprağı Ekstraktını Bu Kadar Faydalı Yapan Nedir?

Tarımsal bir atık veya yan ürün olan zeytin (Olea europaea) yaprakları, doğal antioksidanlar için harika bir kaynaktır. Zeytin yaprakları, oleuropein ve oleacein gibi çeşitli polifenoller (biyofenoller olarak da bilinir) içerir. Polifenoller bitkilerde doğal olarak bulunur ve zeytin yaprağı ekstraktının sağlık yararlarına katkıda bulunur. Polifenollerin yanı sıra, zeytin ağacının yaprakları ligstrosid izomerleri, hidroksitirosol, tirosol ve kafeik asit gibi antioksidanlar açısından zengindir.
Zeytin yaprağı ekstresi, zeytin yapraklarındaki fitokimyasalların konsantresidir ve bu nedenle yüksek miktarda güçlü antioksidanlar içerir. Zeytin yaprağı özü geleneksel olarak bağışıklık sistemini güçlendirmek için kullanılır. Örneğin, soğuk algınlığı, öksürük ve boğaz ağrısı semptomlarını iyileştirmek için uygulanır.
Ayrıca araştırmalar, zeytin yaprağı ekstraktındaki polifenollerin kardiyovasküler hastalık riskini azaltabileceğini, kolesterol seviyelerini düşürebileceğini, kilo vermeye yardımcı olabileceğini, antimikrobiyal etkiler gösterebileceğini ve anti-kanser ajanı olarak hareket edebileceğini düşündürmektedir.
Bu nedenle, zeytin yapraklarından elde edilen ekstraktlar (Olea europaea L. folium), farmasötiklerin ve diyet takviyelerinin ürün formülasyonlarında aktif bileşen olarak kullanılmaktadır. Ayrıca zeytin yaprağı özleri besin takviyeleri, terapötikler, kozmetikler ve ayrıca yiyecek ve içeceklerde kullanılmaktadır.

Demlenmiş Zeytinyağı: Zeytin yaprağı özü, sızma zeytinyağı gibi zeytinyağlarını zenginleştirmek için de kullanılır. Zeytin yaprağı özü ile takviye edilen zeytinyağı daha zengin bir lezzet profiline sahiptir ve zeytinyağının ORAC değeri artar. Zeytin yaprağı ile demlenmiş zeytinyağları, antioksidanlar serbest radikalleri temizlediği ve acılaşmayı önlediği için daha iyi raf ömrü ve daha yüksek ısı stabilitesi sergiler.
Sızma zeytinyağı üretimi için ultrasonik destekli zeytin maserasyonu hakkında daha fazla bilgi edinin!

Zeytin Yapraklarındaki En Önemli Fitokimyasallar

Zeytin yapraklarındaki fenolik bileşiklerin bileşimi oleurosidler (oleuropein, verbascoside), flavonlar (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glikoz, luteolin-7-glikoz, diosmetin-7-glikoz), flavonoller (rutin), flavan-3-ols (kateşin) ve fenolsik türevler (tirozol, hidroksitirosol, vanilin, vanilik asit, kafeik asit). Oleuropein ve hidroksitirosol, zeytin yapraklarındaki en önemli fenolik bileşiklerdir.

oleuropein

Toksik olmayan bir zeytin iridoidi (bir tür monoterpenoid) olan oleuropein, bir tür fenolik acı bileşiktir. Yeşil zeytin kabuğunda, etinde, tohumlarında ve yapraklarında bulunurken, oleuropein zeytin yapraklarında en bol bulunan olanıdır. Kuru ağırlıkta %6-14 içeriği ile zeytin tarlalarında en belirgin biyoaktif moleküldür. Zeytin çeşidine, toprağa ve hasat zamanına bağlı olarak, oleuropein içeriği kuru ağırlık% 17-23'e kadar yükselebilir.

hidroksitirosol

Hidroksitirosol, oleuropeinin bir metabolitidir. Her iki molekül de, zeytinyağının bazı antioksidan, antienflamatuar ve hastalıklarla mücadele aktivitelerine katkıda bulunan güçlü antioksidan aktiviteleri ile bilinir. Hidroksitirosol, doğal antioksidanlarda gözlenen en yüksek bilinen ORAC (oksijen radikali absorbans kapasitesi) değerlerinden birine sahiptir.

Tam spektrumlu bir zeytin yaprağı ekstresi, sinerjik etkileri olan çok sayıda polifenol, antioksidan ve diğer fitokimyasallar içerir. Ultrasonik ekstraksiyon, zeytin yapraklarından tüm fitokimyasalları serbest bırakan ve böylece oldukça güçlü bir geniş bant özü üreten güvenilir bir ekstraksiyon tekniğidir.

Ultrason ve Ultrasonik Ekstraksiyon Nedir?

Ultrason, 20kHz'den fazla, yani saniyede 20.000'den fazla salınıma sahip ses titreşimleri olarak tanımlanır. Bu, insan işitme spektrumunun üzerinde olan alandır. Bu nedenle 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 doktordaki görüntüleme prosedürleri, arabalarda park yardımı ve malzemelerin tahribatsız muayenesi yer alır. Bahsedilen örnekler için yüksek frekanslı, tahribatsız ultrason kullanılır.
Yüksek güçlü ultrason, yaklaşık 20-60kHz frekansına sahip yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ses dalgaları olarak tanımlanır. Bu enerji yoğun ses dalgaları, sıvılarda alternatif yüksek basınç döngüleri (sıkıştırma) ve düşük basınç döngüleri (seyrekleşme) oluşturur. Düşük basınç döngüsü sırasında, yüksek enerjili ultrasonik dalgalar sıvıda küçük vakum kabarcıkları veya boşluklar oluşturur. Bu kabarcıklar daha fazla enerji ememeyecekleri bir hacme ulaştıklarında, yüksek basınç döngüsü sırasında patlarlar. Bu kabarcık patlaması fenomeni kavitasyon olarak bilinir.
Kavitasyon, sıvı veya bulamaçta 5000K'ya kadar sıcaklıklara ve 2000atm'ye kadar basınçlara ulaşabilen yerel sıcak noktalar oluşturur. Ek olarak, kavitasyon kabarcıklarının patlaması, 280 m/s'ye kadar hızlarda sıvı jetleri oluşturur. Yerel olarak meydana gelen bu aşırı koşullar, bitki hücrelerinin patlamasına neden olur, böylece bitki hücresinin iç kısmında sıkışıp kalan biyoaktif maddeler salınır. Bu, akustik kavitasyonun bitki hücrelerini bozduğu ve hücre içi moleküllerin ekstraksiyon çözeltisine (çözücü) daha yüksek difüzyonuna yol açtığı ve böylece kütle transferini arttırdığı anlamına gelir. Daha yüksek kütle transferi, daha yüksek ekstraksiyon oranı anlamına gelir. Bu nedenle, ultrasonik problar, otlar, yapraklar, meyveler ve diğer bitki materyalleri gibi botaniklerden yüksek kaliteli özler üretmek için en yaygın kullanılan araçlardan biridir.
Ultrasonik ekstraksiyon, tam ekstraksiyon / çok yüksek verim, azaltılmış ekstraksiyon süresi, geliştirilmiş verimlilik, herhangi bir çözücü ile uyumluluk ve termal olmayan bir ekstraksiyon yöntemi olma gibi çeşitli avantajlar sunar.

Şekil, ultrasonik olarak ekstrakte edilmiş zeytin yaprağı fenoliklerinin bir diyot dizi dedektörü (UHPLC-DAD) kromatogramı ile ultra yüksek performanslı sıvı kromatografisini göstermektedir. Tepe 1 ve 2 325nm'de (kırmızı çizgiler), tepe 3 (mavi çizgi) ise 280nm'de tespit edildi.
resim ve çalışma: Giocometti, J. ve ark. (2018)

Sonication ile üretilen zeytin yaprağı özleri

Ultrasonik kavitasyonun "sıcak nokta" bölgesindeki aşırı çevre koşulları, bitki materyali ve ekstrakte edilebilirliği üzerinde çeşitli etkilere sahiptir. Bu, hücre zarının seçici geçirgenliğinin, hücre içi ile çözücü arasındaki madde alışverişinin artmasını, mekanik hücre bozulmasının ve hücre içi maddelerin (yani oleuropwin, hidroksitirosol, gallik asit vb. gibi fito-kimyasallar) salınmasının üstesinden gelmeyi içerir. Bu etkiler, çok kısa bir sonikasyon süresi içinde yüksek kaliteli özlerin yüksek verimiyle sonuçlanır. 400 watt'lık bir ultrasonik işlemciHielscher'ın UP400St'si 10 litrelik bir botanik bulamacı 5-8 dakika içinde işleyebilir. Endüstriyel ultrasonicators, bitki materyali ve çözücüden oluşan bulamacı sürekli akışta işler. Ortam, ultrasonik bir reaktörden pompalanır ve orada sonikleştirilir. Endüstriyel ölçekte, bir UIP4000hdT (4kW) yaklaşık 3L/dk'ya ulaşabilir.
Yüksek ekstrakt verimi ve işlem hızı nedeniyle, ultrasonik ekstraksiyon özellikle verimlidir. Bu nedenle, sonikasyon, CBD, kanabinoidler, vanilya, algler, zencefil ve diğer birçok botanik özler gibi yüksek kaliteli özler üreten çoklu ekstrakt üreticileri tarafından hızla uyarlanmıştır. Ultrasonik kavitasyon, botaniklerde bulunan aktif bileşiğin% 95-99'luk bir ekstrakt verimi elde edebilir. Örneğin, araştırmalar zeytin yapraklarından toplam fenoliklerin salınması için% 99,27'lik bir ekstraksiyon verimliliği gösterdi. (Luo, 2011) Ultrason işlemi, işlem parametrelerini (ultrasonik genlik, sıcaklık, basınç, viskozite) ayarlayarak hammaddeye ve istenen ekstrakt kalitesine en uygun şekilde uyarlanabilir.
Ultrasonik ekstraksiyon hemen hemen her türlü çözücü ile uyumludur. Ultrasonik destekli zeytin yaprağı ekstraksiyonu için,% 80 sulu etanol en etkili bulunmuştur. Ancak spesifik fitokimyasal bileşikler için ekstraksiyon verimi, farklı polariteye sahip başka bir çözücü (örneğin metanol) seçilerek değiştirilebilir.
Malaksasyon sırasında sızma zeytinyağı veriminizi artırmakla ilgileniyor musunuz? O zaman EVOO'nun ultrasonik malaksasyonu hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
 

Ultrasonik Ekstraksiyon Sistemlerinin Avantajları

Ultrasonik ekstraksiyonun avantajları, yüksek ekstraksiyon verimi, serbest çözücü seçimi (örneğin su, etanol, su-etanol karışımı, zeytinyağı vb.) ve basit ve güvenli işlemdir. Sonikasyonun yoğun mekanik kuvvetleri nedeniyle, su, etanol vb. gibi ekolojik ve hafif çözücüler, olağanüstü bir ekstraksiyon oranı ve verimi elde etmek için genellikle yeterlidir. Sonuç olarak, ultrasonik ekstraksiyon ekstraksiyon süresini kısaltır ve solventlerin daha az kullanılmasını veya daha hafif, daha yumuşak solventlerin kullanılmasını sağlar. Bu, ultrasonik ekstraksiyonun hem daha yüksek ekstraksiyon oranlarına hem de daha sağlıklı ekstraktlara (örneğin soğuk su ekstraktları) izin verdiği anlamına gelir. Sonikasyon sırasında işlem sıcaklığı hassas bir şekilde kontrol edilebildiğinden, aşırı yüksek sıcaklıklar nedeniyle ekstraktların termal ayrışması ve maddelerin buharlaşması önlenir.
Süper kritik bir CO ile karşılaştırıldığında₂ çıkarıcı, bir ultrasonik çıkarıcının edinme maliyetleri düşüktür. Ultrasonik işlemciler ayrıca işletme maliyetleri, basit, kullanıcı dostu çalışma ve iş güvenliği açısından da puan kazanabilir.

Ultrasonik – Endüstriyel Üretime Kadar Daha Küçük Miktarlar için

Ultrasonik işlemenin özel bir özelliği, ekstraksiyon işleminin doğrusal ölçeklenebilirliğidir. Fizibilite çalışmaları ve daha küçük partilerin üretimi, açık bir kapta kullanışlı bir ultrasonik cihaz ile kolayca gerçekleştirilebilir. Bu, ultrasonik ekstraksiyon işleminin verimliliğini ve kalitesini test etmeyi kolaylaştırır. Küçük ölçekte elde edilen herhangi bir sonuç tamamen çoğaltılabilir ve büyütülebilir. Ultrasonik çıkarıcının dijital kontrolü ve ultrasonik parametrelerin dahili bir SD karta otomatik olarak kaydedilmesi, sürecin hassas bir şekilde izlenmesini ve sabit kalite standartlarının tekrarlanabilirliğini sağlar. Hielscher Ultrasonics'in ürün portföyü her ölçek için ultrasonik çıkarıcılar sunar – Hat içi üretim için 50 watt el tipi cihazlardan 16.000 watt endüstriyel ultrasona kadar. Hielscher Ultrasonics'in ultrasonik ekstraksiyon konusundaki onlarca yıllık deneyimi ve dünya çapında birkaç yüz ultrasonik ekstraksiyon sisteminin kurulumu sayesinde, yetkin ve kapsamlı tavsiyeler garanti edilmektedir.

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:

UIP4000hdT sonikatör Yüksek kaliteli özler üretmek için zeytin yapraklarının hat içi işlenmesi için