إنتاج بالموجات فوق الصوتية من مكونات النكهة
استخراج النكهة بالموجات فوق الصوتية هو عملية عالية الكفاءة ومستدامة تزيد من الغلة مع تقليل وقت المعالجة بشكل كبير. باستخدام مذيبات آمنة وخضراء ، توفر تقنية الموجات فوق الصوتية طريقة استخراج خضراء مع كفاءة محسنة للطاقة ، مما يجعلها بديلا صديقا للبيئة لتقنيات الاستخراج التقليدية.
مقتطفات نباتية – تم تحسينه بواسطة Sonication
استخراج بالموجات فوق الصوتية هي تقنية تجارية لإنتاج مقتطفات عالية الجودة للأغذية & صناعات المشروبات والأدوية ومستحضرات التجميل.
“باستخدام الموجات فوق الصوتية ، يمكن الآن إكمال عمليات الاستخراج الكاملة في دقائق مع قابلية عالية للتكاثر ، مما يقلل من استهلاك المذيبات ، ويبسط التلاعب والعمل ، ويعطي نقاء أعلى للمنتج النهائي ، ويزيل المعالجة اللاحقة لمياه الصرف الصحي ويستهلك جزءا صغيرا فقط من الطاقة الأحفورية اللازمة عادة لطريقة الاستخراج التقليدية مثل استخراج Soxhlet أو النقع أو تقطير Clevenger. تم استخراج عدة فئات من المكونات الغذائية مثل الروائح والأصباغ ومضادات الأكسدة والمركبات العضوية والمعدنية الأخرى وتحليلها وصياغتها بكفاءة من مجموعة متنوعة من المصفوفات (بشكل رئيسي الأنسجة الحيوانية والطحالب الدقيقة والخمائر والمواد الغذائية والنباتية).” [شيمات وآخرون 2017]
كشركة رائدة في السوق، أنشأت Hielscher Ultrasonics قاعدة بيانات واسعة من المعرفة حول عمليات استخراج بالموجات فوق الصوتية بما في ذلك استخراج التوابل والأعشاب والزهور والفواكه والخضروات لإنتاج النكهات والعطور. اكتسبت Hielscher Ultrasonics معرفة عميقة حول استخراج المواد النباتية المختلفة مثل قهوة, زعفران, العنب (النبيذ)بلوط أوراق الشاي، الخزامى والنعناع ، ستيفياالفلفل الحار والفانيليا والكاكاو ، أوراق بولدوس، وغيرها الكثير.
يمكن إجراء عمليات الاستخراج بالموجات فوق الصوتية باستخدام أي مذيبات تقريبا مثل الماء والكحول والإيثانول المائي والجلسرين والزيوت والأيزوبروبانول والهكسان والبنزين ، إلخ.
لإنتاج النكهات والعطور والمكونات النشطة ، والتي سيتم استخدامها كمكونات في الطعام & تعد صناعات المشروبات والأدوية ومستحضرات التجميل والعطور واستخدام المذيبات الخضراء غير الخطرة مثل الماء والكحول ميزة كبيرة.
- صوتنة
- صوتنة الحرارة
- مانو صوتنة
- الحرارية مانو صوتنة
- سوكسليت بالموجات فوق الصوتية (سونو سوكسيت)
- استخراج فوق الحرج بالموجات فوق الصوتية
تعطي طريقة الموجات فوق الصوتية استخراجا أفضل مقارنة بمعظم عمليات الاستخراج التقليدية ، مثل النقع ، من حيث وقت العملية ، والعائد العالي ، والمزيد من توفير الطاقة ، والنظافة ، والسلامة ، وجودة المنتج. خاصة فيما يتعلق بإنتاج الأغذية والمشروبات والمواد المضافة الصيدلانية ومستحضرات التجميل ، فإن تقنية الاستخراج بالموجات فوق الصوتية الخضراء هي ميزة عالية فيما يتعلق بسلامة المنتج.
مستحلبات النكهة الشفافة
المستحلبات هي مادة مضافة شائعة لتشغيل الأطعمة والمشروبات فيما يتعلق بالنكهة والقيمة الغذائية والاستقرار. خاصة بالنسبة لصياغة المشروبات ، يعد الوضوح عاملا مهما لأن المنتج النهائي يجب أن يفي ليس فقط بمعايير الجودة والتغذية ، ولكن أيضا المعايير البصرية. بالنسبة للمشروبات والأطعمة الصافية ، هذا يعني أن مادة المستحلب المضافة يجب ألا تتداخل مع هدف الجودة النهائي المستهدف. وبالتالي ، فإن المستحلب الواضح أسهل في المعالجة. نظرا لحجمها ، فإن المستحلبات النانوية شفافة وشفافة (على الأقل بالعين المجردة). نظرا لثباتها الحركي العالي ، واللزوجة المنخفضة ، والشفافية العالية ، والاستقرار العالي ضد الترسيب ، والدهن ، والالتحام ، والتلبد ، فهي تستخدم على نطاق واسع كمكونات.
كلما زاد حجم القطرة / الجسيمات ، زادت العتامة في المنتج النهائي. لصياغة المشروبات الصافية ، فإن استخدام مستحلب شفاف مع قطرات النانو يعطي أفضل النتائج. الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية تمكن من إنتاج W / O ، O / W ، المستحلبات العكسية ، وكذلك المستحلبات المزدوجة أو المتعددة W / O / W مع قطرات في نطاق النانو (ما يسمى المستحلبات المصغرة ، المستحلبات النانوية ، المستحلبات متناهية الصغر ، أو المستحلبات دون الميكرون). يمكن تعديل حجم القطرة والتحكم فيه بواسطة معلمات العملية بالموجات فوق الصوتية. صوتيات Hielscher يمكن التحكم فيها بدقة للحصول على نتائج عملية مثالية وقابلة للتكرار.
انقر هنا لقراءة المزيد عن MultiPhaseCavitator!
انقر هنا لقراءة المزيد عن الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية!
تغليف النكهة باستخدام الموجات فوق الصوتية
يتزايد باستمرار استخدام الجسيمات الشحمية في المنتجات الصيدلانية والغذائية. يمكن استخدام الجسيمات الشحمية كناقلات للجزيئات النشطة ، مثل العناصر الغذائية والعقاقير. عن طريق صوتنة ، يمكن تشكيل الجسيمات الشحمية عن طريق استحلاب تعليق الدهون / الماء أو عن طريق صوتنة الحويصلات متعددة الصفائح (MLVs). من خلال عملية المستحلب بالموجات فوق الصوتية ، يتم تقسيم طبقات الدهون المزدوجة إلى كسور أصغر ، بحيث تخلق هذه القطع نفسها إلى حويصلات صغيرة أحادية الصفيحة (SUVs) تتكون من الدهون الفوسفاتية. أثناء عملية الصوتنة ، يمكن تغليف المكونات النشطة في الجسيمات الشحمية.
انقر هنا لمعرفة المزيد عن إنتاج الجسيمات الشحمية بالموجات فوق الصوتية!
أنظمة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأنظمة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية الأكثر شيوعا لدينا:
- المذيبات الخضراء
- عائد أعلى
- وقت استخراج أقصر
- أمان
- العائد السريع على الاستثمار
- تكاليف منخفضة
استخراج فوق الحرج بالموجات فوق الصوتية
يعد استخراج السوائل فوق الحرجة و CO2 فوق الحرج أحد أهم تقنيات الاستخراج عندما يتعلق الأمر بإنتاج النكهات والعطور.
ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج هو مذيب انتقائي بكثافة قابلة للتعديل. تعتمد انتقائيتها وقوتها المذيبة على الكثافة المتغيرة التي يمكن أن تتأثر بالضغط ودرجة الحرارة.
من خلال الجمع بين الاستخراج فوق الحرج مع صوتنة ، يصبح من الممكن استخدام المذيبات الغذائية مثل الكحول أو الماء وحتى الآن لتحقيق معدلات استخراج عالية وعوائد عالية.
استخدم النموذج أدناه للحصول على مزيد من المعلومات حول أنظمة الاستخراج بالموجات فوق الصوتية وتطبيقاتها!
شاهد في الفيديو أدناه مقارنة بين الاستخراج بالموجات فوق الصوتية مقابل النقع التقليدي لأوراق الريبورت الطازجة في الماء. لا ينتج Sonication ريبورت قوي في غضون ثوان فحسب ، بل يشير لون المستخلص أيضا إلى اختلاف في الجودة. في حين أن المستخلص بالموجات فوق الصوتية له لون أخضر عميق ، فإن المستخلص المتبل لمدة 20 يوما له لون بني يشير إلى تدهور مؤكسد للمركبات النشطة بيولوجيا.
الأدب / المراجع
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
المزيد عن استخراج بالموجات فوق الصوتية
استخراج بالموجات فوق الصوتية هو وسيلة معروفة وموثوقة لإنتاج مقتطفات من مختلف المواد الخام النباتية. تعمل الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة على زيادة نقل الكتلة بين المادة الخام والمذيب عن طريق دفع المذيب إلى بنية الخلية وطرده بمعدل حوالي 20000 مرة في الثانية (عند 20 كيلو هرتز). لقد ثبت أن Sonication طريقة خفيفة للغاية ، لكنها فعالة للغاية – خلق غلات أعلى ومقتطفات ذات جودة أعلى في وقت معالجة أقصر!
وقد تم بالفعل المواد التالية ناجحة جدا استخراجها بواسطة الموجات فوق الصوتية:
توابلالزعفران ، الفلفل الحار (مثل كبخاخات) ، الزنجبيل ، القرفة ، الفانيلين / الفانيليا ، حمض روزمارينيك ، المريمية ، إكليل الجبل ، ماجورام ، الريحان ، إلخ.:
اعشابالنعناع ، الشاي (مثل الأسود والأخضر ، باي مو تان ، الياسمين ، الرويبوس ، شجيرة العسل) ، النعناع ، ستيفيا ، القنب ، إلخ.:
أزهارالخزامى ، الباتشولي ، يلانغ يلانغ ، الورد ، إلخ.:
الفواكه والخضرواتالنبيذ ، العنب / بذور العنب ، القهوة ، الكاكاو ، الزيتون ، قشر البرتقال / البرتقال ، الطماطم ، بذور غرنا ، البذور الزيتية (اللوز ، فول الصويا ، بذور البابايا ، بذور الكتان ، عباد الشمس ، بذور اللفت) ، قشر الرمان ، السبانخ ، التوت ، الجذور ، إلخ.:
الكائنات الدقيقهالأعشاب البحرية ، سبيرولينا ، الطحالب الدقيقة (نانوكلوروبسيس spp الطحالب الدقيقة ، نانوكلوروبسيس أوكولاتا الطحالب الدقيقة ، Dunaliella salina microalgae) ، Synechococcus sp. البكتيريا الزرقاء ، Xanthophyllomyces الخميرة الشجرية ، الخميرة Trichosporon oleaginosisus ، الفطريات الزيتية ، فطر كورديسيبس سينينسيس:
المستخلصات المستهدفة ، التي يتم الحصول عليها عن طريق صوتنة ، هي الزيوت الأساسية والفيتامينات والدهون والبروتينات والمجمعات النباتية مثل الفينولات ومضادات الأكسدة والسكريات والأوليوريسين والإسترات والجواهر وتحلل البروتين والأحماض الأمينية والصابونين والفلافونويد والقلويات (مثل المورفين والكوديين والثيبين) والأصباغ / الملونات (الكاروتينات والكلوروفيل والفيكوسيانين) والأنثوسيانين والليمونين والألانتولاكتون والإيزوالانتولاكتون والمواد الفعالة الأخرى.
حول الاستخراج الأخضر
يركز الاستخراج الأخضر على طرق صديقة للبيئة ومستدامة. لذلك ، فإن تقليل استهلاك الطاقة للعملية واستخدام المذيبات البديلة والمواد الخام الطبيعية المتجددة ، هي عوامل رئيسية للاستخراج الأخضر. الهدف هو ضمان مستخلص آمن وعالي الجودة. للحصول على منتج آمن عالي الجودة ، من المهم استخدام مذيبات بديلة وقابلة لإعادة التدوير وأكثر أمانا. من خلال تقليل السمية الكلية للعملية والمنتجات النهائية ، يستفيد المستهلكون من منتج أكثر صحة وأمانا ويخلق المنتجون بيئة معالجة أكثر أمانا لموظفيهم.