Khai thác siêu âm Polyphenol lá ô liu

Chiết xuất lá ô liu là một chất bổ sung chế độ ăn uống mạnh và điều trị vì nó chứa các chất chống oxy hóa mạnh như polyphenol oleuropein, hydroxytyrosol và verbascoside. Khai thác siêu âm là kỹ thuật hiệu quả cao để giải phóng và cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học như polyphenol, flavone và terpenoids từ lá ô liu.

Khai thác siêu âm các hợp chất hoạt tính sinh học từ lá ô liu

Khai thác lá ô liu siêu âm bằng cách sử dụng sonicator loại đầu dò mang lại những lợi thế như hiệu quả, tăng năng suất, bảo quản hoạt tính sinh học, tính bền vững, dễ vận hành và hiệu quả chi phí so với các phương pháp khai thác thông thường. Những lợi ích này làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các nhà nghiên cứu và các ngành công nghiệp đang tìm cách chiết xuất các hợp chất hoạt tính sinh học từ lá ô liu cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm dược phẩm, dinh dưỡng và thực phẩm chức năng.

Hãy cùng khám phá những lợi ích của việc khai thác lá ô liu siêu âm một cách chi tiết:

• Hiệu quả: Sonicators loại đầu dò cung cấp sóng siêu âm cường độ cao trực tiếp đến mẫu, thúc đẩy khai thác nhanh chóng và hiệu quả. Điều này cho phép thời gian khai thác ngắn hơn so với các phương pháp thông thường, giảm tiêu thụ năng lượng và tăng năng suất.
• Tăng năng suất:Sóng siêu âm phá vỡ thành tế bào và tăng cường giải phóng các hợp chất nội bào, dẫn đến năng suất khai thác cao hơn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khai thác siêu âm có thể làm tăng đáng kể hiệu quả khai thác các hợp chất hoạt tính sinh học từ nguyên liệu thực vật so với các phương pháp thông thường.
• Bảo quản hoạt tính sinh học: Khai thác siêu âm hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn so với các kỹ thuật khai thác khác, làm giảm nguy cơ suy thoái nhiệt của các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Điều này giúp bảo tồn hoạt tính sinh học và chất lượng dinh dưỡng của các hợp chất chiết xuất, chẳng hạn như chất chống oxy hóa, enzyme và vitamin, có trong lá ô liu.
• Xanh và bền vững: Khai thác siêu âm được coi là một phương pháp khai thác xanh và bền vững vì nó thường đòi hỏi ít dung môi và năng lượng hơn so với các kỹ thuật khai thác thông thường. Ngoài ra, nó tạo ra chất thải tối thiểu và có thể dễ dàng mở rộng quy mô cho các ứng dụng công nghiệp.
  Dễ vận hành: Máy sonicators kiểu đầu dò tương đối đơn giản để vận hành và yêu cầu bảo trì tối thiểu so với các thiết bị khai thác khác. Điều này làm cho chúng phù hợp cho nghiên cứu quy mô phòng thí nghiệm cũng như sản xuất quy mô công nghiệp.
• Hiệu quả chi phí: Trong khi đầu tư ban đầu vào thiết bị siêu âm có thể cao hơn so với phương pháp khai thác thông thường, hiệu quả và năng suất tăng thường dẫn đến tiết kiệm chi phí theo thời gian. Ngoài ra, thời gian khai thác ngắn hơn giúp giảm chi phí lao động và tăng thông lượng.

Điều gì làm cho chiết xuất lá ô liu rất có lợi?

Lá ô liu (Olea europaea), một chất thải nông nghiệp hoặc sản phẩm phụ, là một nguồn tuyệt vời cho chất chống oxy hóa tự nhiên. Lá ô liu chứa nhiều polyphenol khác nhau (còn được gọi là biophenol), chẳng hạn như oleuropein và oleacein. Polyphenol xảy ra tự nhiên trong thực vật và góp phần vào lợi ích sức khỏe của chiết xuất lá ô liu. Bên cạnh polyphenol, lá của cây ô liu rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như đồng phân ligstroside, hydroxytyrosol, tyrosol và axit caffeic.
Chiết xuất lá ô liu là sự tập trung của chất phytochemical trong lá ô liu và do đó chứa một lượng lớn chất chống oxy hóa mạnh mẽ. Chiết xuất lá ô liu theo truyền thống được sử dụng để tăng cường hệ thống miễn dịch. Ví dụ, nó được dùng để cải thiện các triệu chứng của cảm lạnh thông thường, ho và đau họng.
Hơn nữa, nghiên cứu cho thấy rằng các polyphenol trong chiết xuất lá ô liu có thể làm giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, giảm mức cholesterol, giúp giảm cân, thể hiện tác dụng kháng khuẩn và hoạt động như chất chống ung thư.
Vì lý do này, chiết xuất từ lá ô liu (Olea europaea L. folium) được sử dụng như một thành phần hoạt chất trong các công thức sản phẩm dược phẩm và bổ sung chế độ ăn uống. Hơn nữa, chiết xuất lá ô liu được sử dụng trong bổ sung dinh dưỡng, trị liệu, mỹ phẩm, cũng như thực phẩm và đồ uống.

Dầu ô liu truyền: Chiết xuất lá ô liu cũng được sử dụng để làm giàu các loại dầu ô liu như dầu ô liu nguyên chất. Được tăng cường với chiết xuất lá ô liu, dầu ô liu có hương vị phong phú hơn và giá trị ORAC của dầu ô liu được tăng lên. Với dầu ô liu ngâm lá ô liu thể hiện thời hạn sử dụng được cải thiện và độ ổn định nhiệt cao hơn vì chất chống oxy hóa loại bỏ các gốc tự do và ngăn ngừa ôi thiu.
Tìm hiểu thêm về ultrasonically hỗ trợ maceration ô liu để sản xuất dầu ô liu nguyên chất!

Các chất phytochemical quan trọng nhất trong lá ô liu

Thành phần của các hợp chất phenolic trong lá ô liu bao gồm oleuroside (oleuropein, verbascoside), flavone (luteolin, diosmetin, apigenin-7-glucose, luteolin-7-glucose, diosmetin-7-glucose), flavonol (rutin), flavan-3-ols (catechin) và các dẫn xuất phenolsic (tyrosol, hydroxytyrosol, vanillin, axit vanillic, axit caffeic). Oleuropein và hydroxytyrosol là những hợp chất phenolic quan trọng nhất trong lá ô liu.

Oleuropein

Oleuropein, một iridoid ô liu không độc hại (một loại monoterpenoid), là một loại hợp chất đắng phenolic. Trong khi hiện diện trong vỏ ô liu xanh, thịt, hạt và lá, oleuropein được tìm thấy nhiều nhất trong lá ô liu. Với hàm lượng 6-14% trọng lượng khô, nó là phân tử hoạt tính sinh học nổi bật nhất trong dung nham ô liu. Tùy thuộc vào giống ô liu, đất và thời gian thu hoạch, hàm lượng oleuropein thậm chí có thể tăng tới 17% 23% trọng lượng khô.

hydroxytyrosol

Hydroxytyrosol là một chất chuyển hóa của oleuropein. Cả hai phân tử đều được biết đến với hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ của chúng, góp phần vào một số hoạt động chống oxy hóa, chống viêm và chống lại bệnh tật của dầu ô liu. Hydroxytyrosol có một trong những giá trị ORAC (khả năng hấp thụ gốc oxy) cao nhất được quan sát thấy trong các chất chống oxy hóa tự nhiên.

Một chiết xuất lá ô liu toàn phổ chứa nhiều polyphenol, chất chống oxy hóa và các chất phytochemical khác, có tác dụng hiệp đồng. Khai thác siêu âm là một kỹ thuật khai thác đáng tin cậy, giải phóng tất cả các chất phytochemical từ lá ô liu và sản xuất do đó một chiết xuất băng thông rộng rất mạnh.

Khai thác siêu âm và siêu âm là gì?

Siêu âm được định nghĩa là rung động âm thanh với hơn 20kHz, tức là hơn 20.000 dao động mỗi giây. Đây là khu vực nằm trên phổ thính giác của con người. Do đó, siêu âm bao gồm một phạm vi rung động âm thanh rất lớn, có nghĩa là nhiều ứng dụng khác nhau rơi vào lĩnh vực siêu âm. Các ví dụ nổi tiếng nhất về việc sử dụng bao gồm các thủ tục hình ảnh tại bác sĩ, hỗ trợ đỗ xe trong xe hơi và thử nghiệm vật liệu không phá hủy. Đối với các ví dụ được đề cập tần số cao, siêu âm không phá hủy được sử dụng.
Siêu âm công suất cao được định nghĩa là sóng âm thanh cường độ cao, tần số thấp với tần số xấp xỉ 20-60kHz. Những sóng âm thanh dày đặc năng lượng này tạo ra các chu kỳ áp suất cao xen kẽ (nén) và chu kỳ áp suất thấp (hiếm) trong chất lỏng. Trong một chu kỳ áp suất thấp, sóng siêu âm năng lượng cao tạo ra bong bóng chân không nhỏ hoặc khoảng trống trong chất lỏng. Khi những bong bóng này đạt đến một thể tích mà chúng không thể hấp thụ thêm năng lượng, chúng sẽ vỡ trong một chu kỳ áp suất cao. Hiện tượng nổ bong bóng này được gọi là xâm thực.
Cavitation tạo ra các điểm nóng cục bộ trong chất lỏng hoặc bùn, có thể đạt đến nhiệt độ lên đến 5000K và áp suất lên đến 2000atm. Ngoài ra, sự nổ tung của bong bóng xâm thực tạo ra các tia chất lỏng với tốc độ lên tới 280 m / s. Những điều kiện khắc nghiệt xảy ra cục bộ này khiến tế bào thực vật bị vỡ, do đó các chất hoạt tính sinh học bị mắc kẹt bên trong tế bào thực vật được giải phóng. Điều này có nghĩa là, xâm thực âm thanh phá vỡ các tế bào thực vật và dẫn đến sự khuếch tán cao hơn của các phân tử nội bào vào dung dịch chiết xuất (dung môi), do đó tăng cường chuyển khối lượng. Chuyển khối lượng cao hơn có nghĩa là tỷ lệ khai thác cao hơn. Do đó, đầu dò siêu âm là một trong những công cụ được sử dụng rộng rãi nhất để sản xuất chiết xuất chất lượng cao từ thực vật như thảo mộc, lá, trái cây và các nguyên liệu thực vật khác.
Khai thác siêu âm cung cấp các lợi thế khác nhau như khai thác hoàn toàn / năng suất rất cao, giảm thời gian khai thác, cải thiện hiệu quả, khả năng tương thích với bất kỳ dung môi nào, và là một phương pháp khai thác không nhiệt.

Hình vẽ cho thấy sắc ký lỏng hiệu suất siêu cao với sắc ký mảng diode (UHPLC-DAD) của phenolics lá ô liu chiết xuất siêu âm. Đỉnh 1 và 2 được phát hiện ở 325nm (đường màu đỏ), trong khi đỉnh 3 (đường màu xanh) được phát hiện ở 280nm.
hình ảnh và nghiên cứu: Giocometti, J. et al. (2018)

Chiết xuất lá ô liu được sản xuất bởi sonication

Các điều kiện môi trường khắc nghiệt trong khu vực "điểm nóng" của xâm thực siêu âm có nhiều ảnh hưởng khác nhau đến nguyên liệu thực vật và khả năng chiết xuất của nó. Điều này bao gồm khắc phục tính thấm chọn lọc của màng tế bào, tăng trao đổi các chất giữa bên trong tế bào và dung môi, sự gián đoạn tế bào cơ học và giải phóng các chất nội bào (tức là hóa chất phyto như oleuropwin, hydroxytyrosol, axit gallic, v.v.). Những hiệu ứng này dẫn đến năng suất cao của chiết xuất chất lượng cao trong một thời gian sonication rất ngắn. Một bộ xử lý siêu âm 400 watt nhưUP400St của Hielscher có thể xử lý một mẻ bùn thực vật 10 lít trong vòng 5-8 phút. Các ultrasonicators công nghiệp xử lý bùn bao gồm vật liệu thực vật và dung môi trong dòng chảy liên tục. Môi trường được bơm qua lò phản ứng siêu âm và sonicated ở đó. Ở quy mô công nghiệp, UIP4000hdT (4kW) có thể đạt được khoảng 3L / phút.
Do năng suất chiết xuất cao và tốc độ xử lý, khai thác siêu âm đặc biệt hiệu quả. Do đó, sonication đã được điều chỉnh nhanh chóng bởi nhiều nhà sản xuất chiết xuất sản xuất chiết xuất chất lượng cao, ví dụ như CBD, cannabinoids, vani, tảo, gừng và nhiều chiết xuất thực vật khác. Siêu âm cavitation có thể đạt được năng suất chiết xuất 95-99% hợp chất hoạt động có trong thực vật. Ví dụ, nghiên cứu cho thấy hiệu quả chiết xuất 99,27% cho việc giải phóng tổng phenolics từ lá ô liu. (Luo, 2011) Quá trình siêu âm có thể được điều chỉnh tối ưu với nguyên liệu thô và chất lượng chiết xuất mong muốn bằng cách điều chỉnh các thông số quá trình (biên độ siêu âm, nhiệt độ, áp suất, độ nhớt).
Khai thác siêu âm tương thích với hầu hết các loại dung môi. Đối với khai thác lá ô liu hỗ trợ siêu âm, 80% ethanol nước đã được tìm thấy hiệu quả nhất. Nhưng năng suất chiết xuất cho các hợp chất phytochemical cụ thể có thể được thay đổi bằng cách chọn một dung môi khác có cực tính khác (ví dụ metanol).
Quan tâm đến việc tăng sản lượng dầu ô liu nguyên chất của bạn trong quá trình malaxation? Sau đó bấm vào đây để tìm hiểu thêm về malaxation siêu âm của EVOO!
 

Ưu điểm của hệ thống khai thác siêu âm

Ưu điểm của khai thác siêu âm là năng suất khai thác cao, sự lựa chọn tự do của dung môi (ví dụ như nước, ethanol, hỗn hợp nước-ethanol, dầu ô liu, vv), cũng như hoạt động đơn giản và an toàn. Do các lực cơ học chuyên sâu của sonication, dung môi sinh thái và nhẹ như nước, ethanol vv thường đủ để đạt được tỷ lệ khai thác và năng suất phi thường. Kết quả là, khai thác siêu âm rút ngắn thời gian khai thác và cho phép giảm sử dụng dung môi hoặc sử dụng dung môi nhẹ hơn, nhẹ nhàng hơn. Điều này có nghĩa là khai thác siêu âm cho phép cả hai, tỷ lệ khai thác cao hơn và chiết xuất lành mạnh hơn (ví dụ như chiết xuất nước lạnh). Vì nhiệt độ quá trình có thể được kiểm soát chính xác trong quá trình sonication, nên tránh phân hủy nhiệt của các chất chiết xuất do nhiệt độ quá cao cũng như sự bay hơi của các chất.
So với CO siêu tới hạn₂ máy chiết, chi phí mua lại của một máy vắt siêu âm là thấp. Các bộ vi xử lý siêu âm cũng có thể ghi điểm về chi phí vận hành, hoạt động đơn giản, thân thiện với người dùng và an toàn lao động.

siêu âm – cho số lượng nhỏ hơn cho đến sản xuất công nghiệp

Một tính năng đặc biệt của xử lý siêu âm là khả năng mở rộng tuyến tính của quá trình khai thác. Nghiên cứu khả thi và sản xuất các lô nhỏ hơn có thể dễ dàng được thực hiện với một thiết bị siêu âm tiện dụng trong một tàu mở. Điều này làm cho nó dễ dàng để kiểm tra hiệu quả và chất lượng của quá trình khai thác siêu âm. Bất kỳ kết quả nào thu được ở quy mô nhỏ đều có thể được sao chép đầy đủ và tăng quy mô. Điều khiển kỹ thuật số của máy vắt siêu âm và ghi dữ liệu tự động của các thông số siêu âm trên thẻ SD bên trong cho phép theo dõi chính xác quá trình và khả năng tái tạo của các tiêu chuẩn chất lượng không đổi. Danh mục sản phẩm của Hielscher Ultrasonics cung cấp máy vắt siêu âm cho mọi quy mô – từ thiết bị cầm tay 50 watt đến siêu âm công nghiệp 16.000 watt để sản xuất nội tuyến. Nhờ Hielscher Ultrasonics 'thập kỷ kinh nghiệm trong khai thác siêu âm và cài đặt hàng trăm hệ thống khai thác siêu âm trên toàn thế giới, tư vấn có thẩm quyền và toàn diện được đảm bảo.

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

Máy sonicator UIP4000hdT để chế biến nội tuyến lá ô liu để sản xuất chiết xuất chất lượng cao