اسختراج پلی فنول از برگ زیتون

عصاره برگ زیتون یک مکمل غذایی قوی و درمانی است زیرا حاوی آنتی اکسیدان‌های قوی مانند پلی فنول‌های اولئوروپئین، هیدروکسی تیروزول و ورباسکوسید می‌باشد. استخراج اولتراسونیک یک تکنیک بسیار کارآمد برای آزاد سازی و جداسازی ترکیبات بیولوژیکی فعال مانند پلی فنول‌ها، فلاون‌ها و ترپنوئیدها از برگ‌ زیتون  است .

استخراج ترکیبات زیست فعال(بیواکتیو) از برگ زیتون

استخراج برگ زیتون با استفاده از فراصوت و سونیکاتور پرابی مزایایی مانند کارآیی، افزایش بازده، حفظ فعالیت زیستی، پایداری، کارآیی آسان، و مقرون به صرفه نسبت به روش‌های استخراج سنتی ایجاد می‌کند. این مزایا این روش را گزینه‌ای جذاب برای محققان و صنایعی که به دنبال استخراج ترکیبات زیستی فعال از برگ‌های زیتون برای کاربردهای مختلف از جمله دارویی، مکمل‌های غذایی، و غذاهای کاربردی می‌باشند.

در ادامه مزایای عصاره گیری برگ زیتون را با جزئیات بررسی می کنیم:

کارایی: سونیکاتورهای پروبی، امواج فرا‌صوتی با شدت بالا را مستقیما به نمونه اعمال می‌کنند و منجر به استخراج سریع و کارآمد می‌شوند. که باعث کاهش زمان استخراج  نسبت به روش‌های سنتی می گردد، در نتیجه باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری می‌شود.

افزایش بازدهی: امواج فرا‌صوت دیواره‌های سلول را از بین می‌برند و آزاد سازی ترکیبات داخل‌سلولی را تقویت می‌کنند، که منجر به افزایش بازدهی استخراج می‌شود. مطالعات نشان داده‌اند که استخراج التراسونیک می‌تواند به طور قابل توجهی کارایی استخراج ترکیبات بیولوژیکی از مواد گیاهی را نسبت به روش‌های سنتی افزایش دهد.

حفظ فعالیت زیستی: استخراج اولتراسونیک در دماهای پایین‌تر نسبت به روش‌های دیگر عمل استخراج را انجام می‌دهد، که خطر تجزیه حرارتی ترکیبات حساس به گرما را کاهش می‌دهد. این کمک می‌کند تا فعالیت زیستی و کیفیت تغذیه‌ای ترکیبات استخراج شده مانند آنتی‌اکسیدان‌ها، آنزیم‌ها و ویتامین‌ها که در برگ‌های زیتون وجود دارند، حفظ شود.

سبز و پایدار: استخراج اولتراسونیک به عنوان یک روش استخراج سبز و پایدار محسوب می‌شود زیرا به طور معمول نیاز کمتری به حلال و انرژی نسبت به روش‌های معمول استخراج دارد. به علاوه، حداقل پسماند را تولید می‌کند و می‌توان آن را به آسانی برای برنامه‌های صنعتی بزرگ‌تر مقیاس‌پذیر کرد.

آسانی عمل: سونیکاتورهای پروبی کارآیی آسانی دارند و نیاز کمتری به نگهداری نسبت به تجهیزات استخراج دیگر دارند. این ویژگی آنها را برای تحقیقات مقیاس آزمایشگاهی و همچنین تولید مقیاس صنعتی مناسب می سازد.

مقرون به صرفه: در حالی که سرمایه‌گذاری اولیه در تجهیزات التراسونیک ممکن است بالاتر از روش‌های استخراج سنتی باشد، افزایش کارایی و بهره‌وری اغلب منجر به صرفه‌جویی در هزینه‌ها در طول زمان می‌شود. علاوه بر این، کاهش زمان‌ استخراج، هزینه‌های کارگری را کاهش داده و نرخ تولید را افزایش می‌دهد.

مزیت عصاره گیری برگ زیتون

برگ زیتون (Olea europaea)، یک ضایعه یا زباله کشاورزی، منبع عالی از آنتی اکسیدان‌های طبیعی است. برگ زیتون شامل انواع پلی‌فنول‌ها (همچنین به عنوان بیوفنول‌ها شناخته می‌شوند) مانند الئوروپئین (oleuropein) و الئاسئین(oleacein) است. پلی‌فنول‌ها به طور طبیعی در گیاهان وجود دارند و به مزایای بهداشتی عصاره برگ زیتون کمک می‌کنند. علاوه بر پلی‌فنول‌ها، برگهای درخت زیتون حاوی آنتی اکسیدان‌های غنی مانند ایزومر‌های لیگستروسید(ligstroside isomers)، هیدروکسی‌تیروزول(hydroxytyrosol)، تیروزول(tyrosol) و اسید کافئیک (caffeic acid)هستند.

عصاره برگ زیتون کنساتره‌ای از مواد فیتوشیمایی موجود در برگ زیتون است و در نتیجه دارای مقدار زیادی آنتی اکسیدان قوی است. عصاره برگ زیتون به طور سنتی برای تقویت سیستم ایمنی استفاده می شود. به عنوان مثال، برای بهبود علائم سرماخوردگی، سرفه و التهاب حلق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

علاوه بر این، تحقیقات نشان می دهد که پلی‌فنل‌ها در عصاره برگ زیتون ممکن است خطر ابتلا به بیماری های قلبی-عروقی را کاهش دهند، سطح کلسترول را پایین بیاورند، در کاهش وزن کمک کنند، اثرات ضد میکروبی داشته باشند و به عنوان عامل ضد سرطان عمل کنند.

بنابراین، عصاره از برگ زیتون (Olea europaea L. folium) به عنوان یک مواد موثر در فرمولاسیون محصولات دارویی و مکمل های غذایی استفاده می شود. علاوه بر این، عصاره برگ زیتون در مکمل های غذایی، درمانی، آرایشی، و همچنین در مواد غذایی و نوشیدنی ها استفاده می شود.

روغن زیتون غنی شده: عصاره برگ زیتون همچنین برای غنی سازی روغن های زیتون مانند روغن زیتون فرابکر استفاده می شود. با تقطیر عصاره برگ زیتون، طعم روغن زیتون غنی‌تر می شود و ارزش ORAC روغن زیتون افزایش می یابد. با استفاده از روغن زیتون غنی شده با عصاره برگ زیتون، عمر مفید بهتری دارند و پایداری حرارتی بالاتری دارند زیرا آنتی اکسیدان ها رادیکال های آزاد را از بین می برند و از فاسد شدن جلوگیری می کنند.

مهمترین مواد فیتوشیمیایی موجود در برگ زیتون

ترکیبات فنولیک در برگ زیتون شامل اولئوروسیدها (اولئوروپئین، ورباسکوسید)، فلاون‌ها (لوتئولین، دیوسمتین، اپیژنین-۷-گلوکز، لوتئولین-۷-گلوکز، دیوسمتین-۷-گلوکز)، فلاونول‌ها (روتین)، فلاوان-۳-ول‌ها (کاتکین) و ترکیبات فنولیک (تیروزول، هیدروکسی‌تیروزول، وانیلین، اسید وانیلیک، اسید کافئیک) است. اولئوروپئین و هیدروکسی‌تیروزول مهمترین ترکیبات فنولیک در برگ زیتون هستند.

اولئوروپئین

اولئوروپئین، یک ایریدوئید زیتون غیر سمی (یک نوع مونوترپنوئید)، یک نوع ترکیب تلخ فنولی است. اولئوروپئین در پوست، گوشت، دانه‌ها و برگ‌ زیتون سبز وجود دارد، اما بیشترین میزان آن در برگ‌های زیتون یافت می‌شود. با 6–14% درصد وزن خشک، این مولکول بیولوژیکی برجسته‌ترین مولکول فعال زیستی در برگ‌های زیتون است. با توجه به نوع کشت زیتون، خاک و زمان برداشت، میزان اولئوروپئین حتی می‌تواند تا 17–23% وزن خشک افزایش یابد.

هیدروکسی تیروزول

هیدروکسی تیروزول یک متابولیت اولئوروپین است. هر دو مولکول به دلیل فعالیت آنتی اکسیدانی قوی خود شناخته شده اند که به برخی از فعالیت‌های آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و مبارزه با بیماری‌های روغن زیتون کمک می‌کنند. هیدروکسی تیروزول یکی از بالاترین ارزش‌های ORAC (ظرفیت جذب رادیکال‌های اکسیژنی) مشاهده شده در آنتی اکسیدان‌های طبیعی را داراست.

یک عصاره برگ زیتون با طیف کامل شامل تعداد زیادی پلی‌فنل، آنتی‌اکسیدان و سایر فیتوشیمیکال‌هاست که اثرات هم‌افزایی دارند. استخراج اولتراسونیک یک تکنیک قابل اعتماد برای استخراج است که تمام فیتوشیمیکال‌ها را از برگ‌های زیتون آزاد می‌کند و در نتیجه یک عصاره بسیار قوی و تام تولید می‌کند.

برای مطالعه روغن گیری التراسونیک زیتون کلیک کنید.

عصاره گیری التراسونیک

التراسوند به عنوان ارتعاشات صوتی با بیش از 20 کیلوهرتز تعریف می‌شود، یعنی بیش از 20،000 نوسان در هر ثانیه. این منطقه‌ای است که بالاتر از طیف شنوایی انسان است. بنابراین، فراصوت دامنه بسیار وسیعی از ارتعاشات صوتی را پوشش می‌دهد، که به این معناست که بسیاری از کاربردهای مختلف در زمینه التراسونیک جای می‌گیرند. مثال‌های معروفی از استفاده از آن شامل روش‌های تصویربرداری در پزشکی، کمک به پارک در خودروها و آزمون غیرمخرب مواد است. برای مثال‌های ذکر شده، از التراسونیک با فرکانس بالا و غیرمخرب استفاده می‌شود.

اولتراسونیک توان بالا به عنوان امواج صوتی با شدت بالا و فرکانس پایین حدود 20-60 کیلوهرتز تعریف می‌شود. این امواج صوتی با توان بالا دوره‌های فشار بالا (فشرده‌سازی) و دوره‌های فشار پایین (ترقی) در مایعات ایجاد می‌کنند. در یک چرخه فشار پایین، امواج اولتراسونیک با توان بالا حباب‌های خالی یا خلاء کوچکی در مایع ایجاد می‌کنند. زمانی که این حباب‌ها به حجمی می‌رسند که نتوانند انرژی بیشتری جذب کنند، در یک دوره فشار بالا منفجر می‌شوند. این پدیده انفجار حباب به نام کاویتیشن(کویتاسیون) شناخته می‌شود.

کویتاسیون نقاط داغ محلی در مایع یا دوغاب ایجاد می‌کند، که می تواند به دماهای تا 5000 کلوین و فشارهای تا 2000اتمسفر را برسد. علاوه بر این، فروپاشی حباب‌های حفره‌سازی جت‌های مایع با سرعت تا 280 متر بر ثانیه ایجاد می کند. این شرایط محلی بحرانی باعث انفجار سلول‌های گیاهی می‌شود، به طوری که مواد بیولوژیکی که درون سلول گیاه محبوس هستند آزاد می‌شوند. این بدان معنی است که کویتاسیون صوتی سلول‌های گیاهی را تخریب می‌کند و منجر به افزایش نفوذ مولکول‌های داخل سلولی به محلول استخراج (حلال) می‌شود، که انتقال جرم را بهبود می‌بخشد. انتقال جرم بالاتر به معنای نرخ استخراج بالاتر است. بنابراین، پروب های فراصوتی یکی از پرکاربردترین ابزارها برای تولید عصاره‌های با کیفیت بالا از گیاهانی مانند گیاهان دارویی، برگ ها، میوه ها و دیگر مواد گیاهی هستند.

عصاره‌گیری التراسونیک مزایای بسیاری همچون استخراج کامل، خروجی بسیار بالا، کاهش زمان استخراج،افزایش بازدهی، سازگاری با تمامی حلال‌ها و استخراج غیر حرارتی را داراست.

شکل نشان دهنده کروماتوگرافی مایع با عملکرد بسیار بالا با دتکتور آرایه دیود (UHPLC-DAD) از فنولیک‌های برگ زیتون استخراج شده به روش التراسونیک است. پیک‌های ۱ و ۲ با طول موج 325 نانومتر شناسایی شدند (خطوط قرمز)، در حالی که اوج ۳ (خط آبی) با طول موج 280 نانومتر شناسایی شد.  تصویر و مطالعه: جیوکومتی و همکاران (2018)

برای کسب اطلاعا بیشتر در مورد عصاره گیری(استخراج) التراسونیک کلیک کنید.

عصاره برگ زیتون تولید شده با سونیکیشن

شرایط محیطی خیلی شدید در منطقه "نقطه داغ" فرایند کاویتیشن اولتراسونیک اثرات مختلفی بر مواد گیاهی و قابلیت استخراج آن دارد. این اثرات شامل غلبه بر نفوذ انتخابی غشای سلول، افزایش تبادل مواد بین داخل سلول و حلال، تخریب مکانیکی سلول و آزادسازی مواد داخل‌سلولی (مانند فیتوشیمیکال‌ها مانند اولئوروپوین، هیدروکسی‌تیروزول، اسید گالیک و غیره) است. این اثرات منجر به بهره‌وری بالا از عصاره‌های باکیفیت بالا در زمان سونیکیشن کوتاه بسیار می‌شود.

یک پردازنده اولتراسونیک با توان ۴۰۰ وات می‌تواند یک بچ ۱۰ لیتری از مخلوط گیاهی را در ۵-۸ دقیقه پردازش کند. اولتراسونیک‌های صنعتی مخلوطی از مواد گیاهی و حلال را در جریان پیوسته پردازش می‌کنند. مواد به سمت راکتور اولتراسونیک پمپ می‌شود و در آنجا التراسونیک می‌شود.

به دلیل بازدهی بالای استخراج و سرعت فرآیند، استخراج فراصوت بسیار کارآمد است. بنابراین، سونیکیشن به سرعت توسط تولیدکنندگان مختلف عصاره که عصاره‌های با کیفیت بالا مانند سی‌بی‌دی، کانابینوئیدها، وانیل، جلبک، زنجبیل و عصاره‌های گیاهی دیگر تولید می‌کنند، به کار گرفته شده است. کاویتاسیون فرا‌صوتی می‌تواند 95-99٪ از ترکیب فعال موجود در گیاهان را به استخراج کند. به عنوان مثال، تحقیقات نشان داد که کارایی استخراج 99.27٪ برای آزادسازی فنول‌های کل از برگ‌های زیتون وجود دارد. (لوو، 2011) فرآیند اولتراسونیک می‌تواند با تنظیم پارامترهای فرآیند (شدت فرا‌صوت، دما، فشار، ویسکوزیته) به بهترین شکل با مواد خام و کیفیت عصاره مورد نظر سازگار شود.

استخراج اولتراسونیک تقریبا با هر نوع حلالی سازگار است. برای استخراج برگ زیتون با کمک اولتراسونیک، الکل آبی 80 درصد به عنوان موثرترین حلال شناخته شده است. اما با انتخاب یک حلال با قطبیت متفاوت (مانند متانول)، بازده استخراج برای ترکیبات فیتوشیمیایی خاص می‌تواند تغییر کند.

مزایای سامانه عصاره گیری التراسونیک

مزایای استخراج اولتراسونیک شامل بازدهی استخراج بالا، انتخاب آزاد حلال (مانند آب، اتانول، مخلوط آب-اتانول، روغن زیتون و غیره)، همچنین کاربری ساده و ایمن است. به دلیل نیروهای مکانیکی شدید سونیکیشن، حلال‌های دوستدار محیط‌زیست و ملایم مانند آب، اتانول و غیره معمولا برای دستیابی به نرخ و بازده استخراج فوق العاده کافی است. به عبارت دیگر، استخراج اولتراسونیک زمان استخراج را کوتاه می‌کند و استفاده کمتری از حلال‌ها یا استفاده از حلال‌های ملایمتر و نرمتر را ممکن می‌سازد. که به این معناست که استخراج اولتراسونیک دسترسی به نرخ استخراج بالاتر و عصاره‌های سالم‌تر (مانند عصاره‌های آب سرد) را شدنی می سازد. از آنجا که دمای فرآیند می‌تواند در طول سونیکیشن دقیقا کنترل شود، از تجزیه حرارتی عصاره‌ها به دلیل دماهای بالای اضافی و بخار شدن مواد جلوگیری می‌شود.

نسبت به یک استخراج کننده CO2 فوق بحرانی، هزینه های تهیه یک استخراج کننده فراصوتی کمتر است. پردازنده های فراصوتی همچنین می توانند امتیازات زیادی را در مورد هزینه های عملیاتی، کارآیی ساده، کاربر پسند و ایمنی شغلی کسب کنند.

برای مطالعه بهترین روش عصاره گیری گیاهان دارویی کلیک کنید.

مزایای استخراج فراصوتی

1. استخراج کامل تر
2. بازدهی بالاتر
3. فرایند سریع
4. سازگار با هر حلال
5. فرایند غیر حرارتی
6. آسان و ایمن برای استفاده
7. تعمیر و نگهداری کم

بیشتر بدانید

مزایای سلامتی عصاره برگ زیتون

اجزای اصلی در برگ‌های زیتون شامل سکوئیروئیدها (نوعی از مونوترپنوئیدها) نظیر الئوروپئین، لیگستروسید، متیل‌الئوروپئین و الئوسید؛ فلاوانوئیدها نظیر آپیژنین، کمفرول، لوتئولین و کریسوئریول؛ و ترکیبات فنلی نظیر اسید کافئیک، تیروسول و هیدروکسی‌تیروسول هستند. عصاره‌های برگ زیتون اثرات ضد التهابی دارند و بهبودی در بیماری‌های مزمن (مانند دیابت و التهاب مفاصل)، بیماری‌های قلبی-عروقی، بیماری‌های عصبی، و فعال‌سازی مکانیسم‌های مقابله با سرطان نشان داده شده است. به عنوان مثال، اثرات مفید الئوروپئین در بیماران دیابتی به کاهش استرس اکسیداتیو، کاهش فشار خون، مهار تشکیل محصولات پیشرفته گلایکیشن اندپروداکت‌ها (AGE)، کاهش سطح گلوکز خون، افزایش انتشار انسولین و GLP-1 به اثرات دیگر سلولی و متابولیک متصل است.