مستخلصات قشور الكاكاو باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة

يمكن بسهولة تثمين مخلفات الكاكاو، مثل لب ثمار الكاكاو وقشور الكاكاو، باستخلاص زبدة الكاكاو وسكر الفاكهة والمركبات النشطة حيويًا. وقد ثبت أن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية تقنية عالية الكفاءة لعزل المكونات القيّمة من مخلفات الكاكاو. وتُحرّر أجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية كميات كبيرة من المركبات الصالحة للاستخدام الغذائي من أغلفة الكاكاو وقشوره ولب ثماره، ضمن معالجة سريعة وآمنة وبسيطة.

المنتجات الثانوية للكاكاو
الكاكاو (Theobroma cacao L.) محصول قيّم تُستخدم حبوبه أساسًا لإنتاج الشوكولاتة. بعد حصاد ثمار الكاكاو، تُفصل الحبوب عن القشور (المعروفة أيضًا بالأغلفة) ولب الثمار، إما قبل تحميص حبوب الكاكاو أو بعده. وتُعدّ قشور حبوب الكاكاو ولب ثمار الكاكاو من المنتجات الثانوية لصناعة الكاكاو. وحسب نوع ثمار الكاكاو، تُشكّل الحبوب نحو 25% من وزن ثمرة الكاكاو. ويُشكّل اللب 25% أخرى من الوزن، أما الباقي فهو القشرة / الغلاف، الذي يُطرح غالبًا كنفايات. ومع ذلك، فإن المنتجات الثانوية للكاكاو، مثل القشور واللب، غنية بالألياف ومضادات الأكسدة والبوليفينولات ومركبات النكهة والسكريات والليبيدات، التي يمكن استخدامها إضافاتٍ في الأغذية والمشروبات.

استخلاص المغذيات النباتية من قشور الكاكاو بالموجات فوق الصوتية

استخلاص قشور الكاكاو بالموجات فوق الصوتية: يحوّل الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية المخلفات الحيوية للكاكاو (مثل أغلفة الكاكاو وأغلفة ثماره) إلى منتجات غذائية قيّمة، مثل زبدة الكاكاو ومركبات النكهة والمغذيات النباتية وسكريات الفاكهة والألياف الغذائية. ولإجراء عملية استخلاص فعّالة بالموجات فوق الصوتية، لا يلزم سوى معالجة أولية بسيطة للكتلة الحيوية لقشور الكاكاو، أي طحن قشور الكاكاو.

الموجات فوق الصوتية عالية القدرة للاستخلاص

تُعزى آلية تعزيز الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة أساسًا إلى ظاهرة التجويف الصوتي. ويسبّب التجويف بالموجات فوق الصوتية تصادمات بين جسيمات قشور / أغلفة الكاكاو، مما يؤدي إلى تفتتها بفعل التصادمات فيما بينها وتقليل حجمها. وعندما تنهار فقاعات التجويف على سطح المواد الصلبة للكاكاو، يزيد التآكل وتكوين المسام بالموجات فوق الصوتية من مساحة سطح الجسيمات. ويسهّل انتقال الكتلة المعزّز بهذه الطريقة تحرير جزيئات مثل البروتينات والليبيدات والمركبات الكيميائية النباتية. وتُحسّن قوى القص المتولدة بالموجات فوق الصوتية نفاذ المذيب إلى المصفوفة الخلوية للمادة النباتية، كما تُحسّن نفاذية الأغشية الخلوية، على التوالي. وتُعدّ هذه الآليات للموجات فوق الصوتية عالية القدرة مسؤولة عن التعزيز الكبير للعملية الذي يتحقق عند تطبيق المعالجة بالموجات فوق الصوتية في الاستخلاص النباتي.

الأبحاث تثبت فعالية استخلاص قشور الكاكاو بمساعدة الموجات فوق الصوتية

درس Grillo وآخرون (2018) استخلاص زبدة الكاكاو والبوليفينولات (مثل الكاتيشين والإيبيكاتيشين وثنائيات البروسيانيدين وثلاثياته ورباعياته) ومضادات الأكسدة وميثيل الزانثين (مثل الكافيين والثيوبرومين) من قشور حبوب الكاكاو باستخدام الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية. وكما يوضح الجدول أدناه، زادت المعالجة بالموجات فوق الصوتية دائمًا مردود المستخلصات المحبة للدهون والمحبة للماء على حد سواء، مما أسفر، بطريقة بسيطة وسهلة، عن مستخلصات غنية بالفلافانولات المضادة للأكسدة (الكاتيشينات والإيبيكاتيشينات) والثيوبرومين (32.7 ± 0.12 mg/g من القشور) والكافيين (1.76 ± 0.08 mg/g من القشور) وزبدة الكاكاو. وقد تحققت أفضل النتائج أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام المزيج الثلاثي، الذي يعطي استردادًا إجماليًا أقل قليلًا للجزء المحب للماء، ويتيح تقليل زمن الاستخلاص بمقدار 16 ضعفًا.

مردود الاستخلاص بمساعدة الموجات فوق الصوتية (UAE) والعملية التقليدية من قشور الكاكاو الخام، معبّرًا عنه بنسبة مئوية وزنية (w/w). يحقق الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية مردودًا أعلى بكثير.
الدراسة وحقوق النشر لـ Grillo وآخرين 2019.

تمكّن Yusof وآخرون (2019) أيضًا من إثبات كفاءة استخلاص الفلافونويدات من قشور الكاكاو بالموجات فوق الصوتية. ووجدوا أن قيم معلمات الاستخلاص التالية، وهي تركيز الإيثانول ودرجة الحرارة وزمن المعالجة بالموجات فوق الصوتية، كانت الأكثر كفاءة؛ أي إن أعلى مردود للمستخلص تحقق في الظروف التالية: تحققت القيمة القصوى للمحتوى الكلي من الفلافونويدات (TFC؛ 7.47 mg RE/g من الوزن الجاف (DW)) عند تركيز إيثانول قدره 80%، ودرجة حرارة للعملية قدرها 55ºC، ومعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة 45 min.

أجهزة استخلاص عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية لمعالجة مخلفات الكاكاو

تُستخدم أنظمة الاستخلاص عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية من Hielscher Ultrasonics في جميع أنحاء العالم على مستويات البحث والتطوير والإنتاج الصغير والمتوسط والإنتاج التجاري الكامل. وتُعزّز أجهزة الاستخلاص عالية الأداء بالموجات فوق الصوتية عملية الاستخلاص وتزيد المردود والكفاءة الإجمالية لإنتاج مستخلصات عالية الجودة. وتوفّر Hielscher Ultrasonics معدات استخلاص لأي حجم / سعة معالجة. وبخبرة تزيد على 25 عامًا في الاستخلاص النباتي، تُعدّ Hielscher Ultrasonics شريككم الموثوق للاستخلاص عالي الأداء بالموجات فوق الصوتية!

أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء ومتطورة لاستخلاص الكاكاو

صُمّمت الميزات الذكية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher لضمان تشغيل موثوق ونتائج قابلة للتكرار وسهولة الاستخدام. ويمكن الوصول بسهولة إلى إعدادات التشغيل وضبطها عبر قائمة سهلة الاستخدام، يمكن الوصول إليها من خلال شاشة لمس رقمية ملونة والتحكم عن بُعد عبر المتصفح. وبذلك تُسجَّل تلقائيًا جميع ظروف المعالجة، مثل الطاقة الصافية والطاقة الكلية والسعة والزمن والضغط ودرجة الحرارة، على بطاقة SD مدمجة. ويتيح لكم ذلك مراجعة عمليات المعالجة السابقة بالموجات فوق الصوتية ومقارنتها، وتحسين عملية استخلاص قشور حبوب الكاكاو لتحقيق أعلى كفاءة.
تُستخدم أنظمة Hielscher Ultrasonics في جميع أنحاء العالم لتصنيع مستخلصات نباتية عالية الجودة. ويمكن لأجهزة المعالجة الصناعية بالموجات فوق الصوتية من Hielscher أن تعمل بسهولة بسعات عالية في التشغيل المستمر (24/7/365). ويمكن بسهولة توليد سعات تصل إلى 200µm بصورة مستمرة باستخدام سونوترودات قياسية (مسابير / أبواق الموجات فوق الصوتية). وللسعات الأعلى، تتوفر سونوترودات مخصصة للموجات فوق الصوتية. وبفضل متانتها وانخفاض متطلبات صيانتها، تُركّب أنظمة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لدينا عادةً للتطبيقات الشاقة وفي البيئات ذات المتطلبات الصعبة.

 
اتصلوا بنا الآن لمعرفة المزيد عن استخلاص البوليفينولات ومضادات الأكسدة والسكريات وزبدة الكاكاو من المنتجات الثانوية للكاكاو بالموجات فوق الصوتية. يسعدنا أن نرسل إليكم معلومات عن أنظمة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لدينا وأسعارها! ويسعد موظفونا ذوو الخبرة الواسعة مناقشة تطبيقكم ومتطلبات المعالجة معكم!
يقدّم لكم الجدول أدناه مؤشرًا على سعة المعالجة التقريبية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا: