Ultrasonik Vanil Ekstraksiya – Qeyri-Termal Metod
- Vanil ekstraktı, etanol və su məhlulunda vanil qabıqlarından çıxarılan ləzzət məhluludur.
- Aroma, ləzzət və ətir komponenti kimi yüksək keyfiyyətli vanilin istehsal etmək üçün parçalanmanın qarşısını almaq üçün səmərəli, lakin yumşaq ekstraksiya üsulu tələb olunur.
- Ultrasonik ekstraksiya çox qısa müddət ərzində vanilin yüksək məhsuldarlığını verən yumşaq mexaniki ekstraksiya üsuludur.
Yüksək keyfiyyətli vanilin ekstraktları üçün yüksək performanslı ultrasəs
Zəfərandan sonra ikinci ən bahalı ədviyyat kimi vanil istehsalı qiymətli efir yağlarının deqradasiyasının qarşısını alan səmərəli ekstraksiya üsulu tələb edir. Ultrasonik ekstraksiya bitki materialından bioaktiv birləşmələri buraxmaq üçün yumşaq, qeyri-termal, lakin yüksək effektiv üsul kimi tanınır və müəyyən edilir. Ultrasonik ekstraksiya sırf mexaniki müalicə olan akustik kavitasiya fenomeninə əsaslanır. Bu, sonikasiyanı ətirli birləşmələr və efir yağları, məsələn, vanilin, polifenollar və ya botanikalardan antioksidantlar kimi həssas bioaktiv birləşmələrin təcrid edilməsi üçün üstünlük verilən üsula çevirir.
Ultrasonik Vanil Ekstraksiyasının üstünlükləri
- Üstün məhsuldarlıq
- Yüksək sürətli hasilat – dəqiqə ərzində
- Yüksək keyfiyyətli ekstraktlar – Yüngül, qeyri-termal
- Yaşıl həlledicilər (məsələn, su/etanol)
- Xərc baxımından səmərəli
- Asan və təhlükəsiz əməliyyat
- Aşağı investisiya və əməliyyat xərcləri
- Ağır yük altında 24/7 əməliyyat
- Yaşıl, ekoloji cəhətdən təmiz üsul
Ultrasonik Vanil Ekstraksiya – Toplu və ya Davamlı Axın rejimində
Dəstə: Ultrasəs hasilatı prosesləri sadə toplu proseslər kimi və ya mühitin ultrasəs axını vasitəsilə reaktor vasitəsilə davamlı olaraq qidalandığı daxili müalicə kimi idarə edilə bilər.
Partiya emal asan prosedurdur, burada hasilat lot üzrə aparılır. Hielscher Ultrasonics kiçikdən böyük partiyalara, yəni 1L-dən 120L-ə qədər ultrasəs prosessorları təklif edir.
5 ilə 10L arasında olan partiyaları emal etmək üçün tövsiyə edirik UP400St (400W, aşağıda video) sonotrode S24d22L2D ilə.
Təxminən partiyaların emalı üçün. 120L, tövsiyə edirik UIP2000hdT (2kW, yuxarıdakı şəkil sağ sütun) sonotrode RS4d40L4 ilə.
Sonicator UIP2000hdT 120L partiyada botanika ekstraktı üçün
Ultrasonicator UP400St ilə botanikaların ultrasəs çıxarılması
Təqribən həcm üçün. 8L/dəq., tövsiyə edirik UIP4000hdT (4kVt, sağda şəkil) sonotrode RS4d40L3 və təzyiqə məruz qala bilən axın hüceyrəsi FC130L4-3G0 ilə
Ultrasonik Vanil Ekstraksiyasının Tədqiqi
Jadhav və başqaları. (2009) ultrasəs yardımlı hasilat (BƏƏ) və Soxhlet hasilatı müqayisə etdi. Tədqiqat təsdiq etdi ki, ultrasəs ekstraksiya Soxhlet ekstraksiyasına nisbətən vanilin buraxılmasını əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirir. Soxhlet müalicəsi tələb olunan iş temperaturu 95°C, həlledici:məhlul nisbəti 66,67ml/q və 8 saatlıq ekstraksiya müddəti təqribən sərbəst buraxılması ilə nəticələndi. 180 ppm vanilin. Ultrasəs yardımlı ekstraksiya (BƏƏ) təqribən sərbəst buraxılması üçün cəmi 1 saat tələb olunur. Otaq temperaturunda eyni həlledici:məhlul nisbətindən istifadə edərək 140ppm vanilin.
Rasoamandrary və başqaları. (2013) 100W zond tipli ultrasəs cihazından istifadə edərək vanilin çıxarılmasının səmərəliliyini müqayisə etdi (məs. UP100H), ultrasəs vannası və isti su hamamı. Tədqiqatçılar belə nəticəyə gəldilər ki, zond tipli ultrasəs cihazı yüksək intensivliyə malik ultrasəs qabiliyyətinə görə güclü ekstraksiya vasitəsidir. Buna görə də, zond tipli ultrasəs cihazı əhəmiyyətli dərəcədə daha qısa ekstraksiya müddətində və daha az həlledici (yəni etanol) istehlakı ilə çıxarılan vanilin oxşar/yaxud daha yüksək məhsuldarlığını verməklə alternativ çıxarma üsullarını üstələyib.
Üç çıxarma üsulunun müqayisəsi – ultrasəs zondu, ultrasəs vannası, isti su banyosunun çıxarılması – vanilin ekstraksiyasının 30°C ətraf mühit temperaturunda və 1 saatlıq ekstraksiya müddətində 40% etanoldan (v/v) istifadə edərək zond-sonikasiya üçün ən səmərəli olduğunu göstərdi. Su banyosunun çıxarılması üçün 15 saat ərzində 56°C-də 50% etanol (h/v) konsentrasiyası tələb olunur.
UIP4000hdT – Davamlı daxili müalicə üçün 4 kVt ultrasəs ekstraktoru.
Yüksək Performanslı Ekstraksiya üçün Ultrasonik Avadanlıq
Hielscher Ultrasonics botanika məhsullarından yüksək keyfiyyətli ekstraktların istehsalı üçün yüksək performanslı ultrasəs prosessorlarının istehsalında ixtisaslaşmışdır.
Hielscher-in geniş məhsul portfeli kiçik, güclü laboratoriya ultrasəs aparatlarından bioaktiv maddələrin (məs. quercetin, kofein, curcumin, terpenlər və s.). Bütün ultrasəs cihazları 200W üçün 16,000 Vt rəqəmsal idarəetmə üçün rəngli displey, məlumatların avtomatik qeydi üçün inteqrasiya olunmuş SD kart, brauzerin uzaqdan idarə edilməsi və daha çox istifadəçi dostu funksiyalar var. Sonotrotlar və axın hüceyrələri (mühitlə təmasda olan hissələr) avtoklavlana bilər və təmizlənməsi asandır. Bütün ultrasəs aparatlarımız 24/7 işləmək üçün hazırlanmışdır, az texniki xidmət tələb edir və istifadəsi asan və təhlükəsizdir.
Rəqəmsal rəngli displey ultrasəs cihazına istifadəçi dostu nəzarət etməyə imkan verir. Sistemlərimiz aşağıdan çox yüksək amplitüdlərə qədər çatdırmaq qabiliyyətinə malikdir. Polifenolların və vanilin kimi digər bioaktiv birləşmələrin çıxarılması üçün yüksək keyfiyyətli aktiv maddələrin həssas şəkildə izolyasiyası üçün optimallaşdırılmış xüsusi ultrasəs sonotrodları (həmçinin ultrasəs zondları və ya buynuzları kimi tanınır) təklif edirik. Hielscher-in ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələbkar mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Ultrasəs proses parametrlərinin dəqiq nəzarəti təkrar istehsal və prosesin standartlaşdırılmasını təmin edir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir:
| Partiya Həcmi | Axın | Tövsiyə olunan Cihazlar |
|---|---|---|
| 1 ilə 500 ml | 10-200 ml/dəq | UP100H |
| 10 ilə 2000 ml | 20 - 400 ml/dəq | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 ilə 4L/dəq | UIP2000hdT |
| 10-100 l | 2 ilə 10 L / dəq | UIP4000hdT |
| na | 10-100 l/dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | klaster UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizdən soruşun!
Laboratoriyadan pilot və sənaye miqyasına qədər yüksək güclü ultrasəs prosessorları.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Velez Suaza, Katalina (2016): Təbii vanil ekstraktının xarakteristikası üçün yüksək effektiv maye xromatoqrafiyasına əsaslanan analitik yanaşmanın optimallaşdırılması. Tezis, Universitaria Lasallista, 2016.
- Jadhav D. et al. (2009): Vanil qabığından vanilin çıxarılması: Adi soxhlet və ultrasəs köməyi ilə hasilatın müqayisəli tədqiqi. Qida Mühəndisliyi Jurnalı 93, 2009: 421–426.
- Rasoamandrary N. et al. (2013): Ultrasəslə dəstəklənən ekstraksiyadan istifadə edərək müalicə olunan vanil paxlalarından vanilin 4-hidroksi-3-metoksibenzaldehidin təkmilləşdirilmiş ekstraksiyası: Ultrasəslə dəstəklənən və isti su banyosunun çıxarılmasının müqayisəsi.
- K. Shikha Ojha, Ramón Aznar, Colm O'Donnell, Brijesh K. Tiwari (2020): Bitki, heyvan və dəniz mənbələrindən bioloji aktiv molekulların çıxarılması üçün ultrasəs texnologiyası. Analitik Kimyada TAC Trendləri, Cild 122, 2020.
Bilməyə Dəyər Faktlar
Ultrasonik Ekstraksiyanın İş Prinsipi
Güclü ultrasəs dalğalarının maye mühitə tətbiqi kavitasiya ilə nəticələnir. Kavitasiya fenomeni yerli olaraq ekstremal temperaturlara, təzyiqlərə, istilik/soyutma dərəcələrinə, təzyiq fərqlərinə və mühitdə yüksək kəsmə qüvvələrinə gətirib çıxarır. Kavitasiya qabarcıqları bərk cisimlərin səthində (məsələn, hissəciklər, bitki hüceyrələri, toxumalar və s.) partladıqda, mikro reaktivlər və hissələrarası toqquşma səthin soyulması, eroziya və hissəciklərin parçalanması kimi təsirlər yaradır. Bundan əlavə, maye mühitdə kavitasiya qabarcıqlarının partlaması makro turbulentlik və mikro qarışdırma yaradır.
Şəkil 1: Sabit və keçici kavitasiya qabarcıqlarının yaradılması.
(a) yerdəyişmə, (b) keçici kavitasiya, (c) sabit kavitasiya, (d) təzyiq
[Santos və başqalarından uyğunlaşdırılmışdır. 2009]
Bitki materialının ultrasəs şüalanması bitki hüceyrələrinin matrisini parçalayır və eyni zamanda nəmlənməni artırır. Chemat et al (2015) botanikadan bioaktiv birləşmələrin ultrasəs çıxarılmasının parçalanma, eroziya, kapilyarlıq, deteksturasiya və sonoporasiya daxil olmaqla müxtəlif müstəqil və ya birləşmiş mexanizmlərin nəticəsi olduğu qənaətinə gəlir. Bu təsirlər hüceyrə divarını pozur, həlledicini hüceyrəyə itələyərək və fito-birləşmiş yüklü həlledicini əmməklə kütlə ötürülməsini yaxşılaşdırır və mikro-qarışdırmaqla mayenin hərəkətini təmin edir.
Bitki hüceyrələrindən ultrasəs çıxarılması: mikroskopik eninə bölmə (TS) hüceyrələrdən ultrasəs çıxarılması zamanı təsir mexanizmini göstərir (böyütmə 2000x) [mənbə: Vilkhu et al. 2011]
Ultrasonik ekstraksiya birləşmələrin çox sürətli izolyasiyasına nail olur - daha qısa proses müddətində, daha yüksək məhsuldarlıqda və aşağı temperaturda adi hasilat üsullarından üstündür. Yüngül bir mexaniki müalicə olaraq, ultrasəs köməyi ilə ekstraksiya bioaktiv komponentlərin termal deqradasiyasının qarşısını alır və adi həlledici ekstraksiya kimi digər üsullarla müqayisədə üstündür. hidrodistillə, və ya Soxhlet istiliyə həssas molekulları məhv etdiyi məlum olan ekstraksiya. Bu üstünlüklərə görə, ultrasəs ekstraksiya botanikalardan temperatura həssas bioaktiv birləşmələrin buraxılması üçün üstünlük verilən üsuldur.
vanilin
Vanil qiymətli ləzzətdir və onu Vanil cinsinin səhləblərindən, ilk növbədə Meksika növlərindən, yastıyarpaqlı vanildən (V. planifolia) əldə etmək olar. Vanil səhləbinin unikal ətirli birləşmələri çiçəyin tozlanması nəticəsində yaranan meyvələrində olur. Bu toxum qabığı təxminən 1/3 x 6 düymdür, yetişdikdə qəhvəyi qırmızıdan qara rəngə qədərdir. Bu qabıqların içərisində kiçik toxumlarla dolu yağlı bir maye var. Vanilin istehsalı üçün həm qabıq, həm də toxum istifadə olunur.
Vanilin vanil bitkisindəki əsas ləzzətli birləşmə olsa da, təmiz vanil ekstraktı onun mürəkkəb, dərin dadına töhfə verən bir neçə yüz əlavə ləzzət birləşməsini ehtiva edir.
Vanil mahiyyəti iki formada olur, yəni vanil toxumundan alınan əsl vanilin mahiyyəti və sənaye üsulu ilə sintez edilmiş vanilin. Əsl toxumçuluq ekstraktı bir neçə yüz müxtəlif birləşmənin mürəkkəb qarışığıdır. Kimyəvi birləşmə vanilin – 4-Hidroksi-3-metoksibenzaldehid – əsl vanilin səciyyəvi ləzzətinə və aromasına əsas töhfə verir və qurudulmuş vanil paxlasının əsas ləzzət komponentidir. Vanilindən başqa, asetaldehid, sirkə turşusu, furfural, heksanoik turşu, 4-hidroksibenzaldehid, eugenol, metilsinnamat və izobutirik turşu kimi digər kimyəvi birləşmələr vanilin mürəkkəb aromasına kömək edə bilər.
Vanil sortları
Burbon vanili və ya Burbon-Madaqaskar vanili, əvvəllər İle Burbon adlandırılan Madaqaskar, Komor adaları və Reunion kimi Hind okeanının adalarında bitən V. planifolia bitkilərindən istehsal olunur. Termin “Burbon vanili” V. planifolia-dan əldə edilən fərqli vanil aromasını da təsvir edir.
Yerli V. planifolia-dan çıxarılan Meksika vanili daha az miqdarda istehsal olunur. V. planifolia bitkisinin vətəni Mesoamerica olduğu üçün Meksika vanili mənşəli ölkədən vanil kimi tanınır və satılır.
Taiti vanili V. tahitiensis bitkisindən istehsal edilən Fransız Polineziyasından gəlir. Genetik analiz göstərir ki, bu növün V. planifolia və V. odorata hibridindən əldə edilən sort olması mümkündür.
Qərbi Hindistan vanili Karib dənizində, Mərkəzi və Cənubi Amerikada yetişdirilən V. pomponadan hazırlanır.