Мацерация, ускорена с ултразвук, за извличане на аромати в маслата

Превърнете традиционното мацериране на хранителни масла в бърз и високоефективен процес. За разлика от конвенционалната студена инфузия, при която извличането на ароматите може да отнеме седмици, ултразвуковата кавитация ускорява масообмена, за да извлече мощни биоактивни съединения и ароматни профили от растителните суровини за минути.

Кой извлича полза от ароматизацията и мацерацията чрез ултразвукова обработка?

Мацерацията с помощта на ултразвук превръща седмиците на студена инфузия в минути на високопроизводителна, нетермична обработка, като запазва пълния спектър на аромата, антиоксидантите и биодостъпността без термично разграждане.
Независимо дали разширявате производството на гурме масла, разработвате козметични продукти с „чист етикет“ или създавате високоефективни растителни екстракти, ултразвуковата обработка осигурява постоянни и мащабируеми резултати, като едновременно с това елиминира микробиологичния риск и окислителните загуби.

Кой има полза от това:

Храна & Производители на напитки: Превърнете базовите масла в първокласни, богати на антиоксиданти масла за гурме с интензивен, пълноспектърен вкусов профил за минути, а не за седмици.
Козметика & Марки за грижа за кожата: Извличайте нежни, чувствителни към топлина растителни есенции за натурални масла, серуми и балсами, като същевременно запазвате летливите съединения и активните фитохимикали.
Билкова добавка & Производители на растителни екстракти: Оптимизирайте добива на полифеноли, етерични масла и олеорезини за функционални храни и хранителни добавки чрез безразтворителна, нетермична обработка.
Напитки от малки производители & Производители на ликьори: Осигурява бързо и равномерно вливане на свежи растителни съставки в спиртни напитки, тинктури и оцети, като същевременно предотвратява окислителното разграждане и микробиологичното разваляне.

Разберете как ултразвуковата обработка ускорява процеса на екстракция!

Производство на висококачествени ароматизирани масла чрез ултразвукова екстракция

Като нетермичен процес, ултразвуковата обработка е идеалното решение за висококачествени базови масла (като маслиново масло „екстра върджин“, масло от авокадо и семенни масла). Той запазва термочувствителните летливи съединения, полифенолите и етеричните масла, които често се губят при термичната обработка, като резултатът е продукт от висок клас с превъзходен аромат, по-дълъг срок на годност и подобрена биодостъпност.

Ултразвукова мацерация и ароматизация

Ултразвуковата инфузия ускорява освобождаването на фитохимикали и ароматични съединения от растителни съставки (билки, подправки, плодове) директно в хранителните масла. Благодарение на интензивните ефекти на ултразвуковата кавитация, биоактивните съединения се разпръскват хомогенно в маслената матрица. Това подобрява консистенцията на продукта и значително повишава биодостъпността на съединенията, благоприятни за здравето, тъй като маслото ефективно разтваря тези липофилни вещества.

В тази презентация ви запознаваме с производството на растителни екстракти. Обясняваме предизвикателствата при производството на висококачествени растителни екстракти и как ултразвукът може да ви помогне да преодолеете тези предизвикателства. Тази презентация ще ви покаже как работи ултразвуковата екстракция. Ще научите какви ползи можете да очаквате от използването на ултразвуков екстрактор за екстракция и как можете да внедрите ултразвуков екстрактор във вашето производство на екстракт.

Ултразвукова мацерация в сравнение с традиционните методи

Традиционната мацерация е пасивен процес “студен” процес на настойване. Растителният материал се поставя в разтворител и се оставя да престои, което позволява на деликатните, летливи есенции да се отделят по естествен път в рамките на период, вариращ от няколко седмици до месеци. Макар че по този начин се избягва увреждането от топлина, процесът е бавен, а качеството често се влошава поради окисляване.

Вижте сравнението: ултразвукова екстракция срещу конвенционална мацерация

Видеото по-долу демонстрира превъзходството на ултразвуковата обработка, като сравнява ултразвуковата и конвенционалната екстракция на пресни листа от ребрица във вода: докато при конвенционалната мацерация са необходими 20 дни за получаване на ефективен екстракт (което често води до кафяво оцветяване, което е признак за окислително разграждане), ултразвуковата екстракция дава тъмнозелен, висококачествен екстракт само за няколко секунди.

В това кратко видео сравняваме ултразвуковата екстракция на студена вода с помощта на сондата Hielscher UP200Ht с традиционна мацерация в продължение на 20 дни. Докато конвенционалната мацерация изисква седмици, за да се извлекат биоактивни съединения от пресни листа на ребрата, ултразвуковата екстракция от типа на сонда ги освобождава само за секунди. Сравнявайки традиционно мацерирания екстракт с ултразвуковия екстракт, е очевидно, че ултразвуковият екстракт има наситено зелен цвят, докато мацерираният екстракт показва кафеникав оттенък, което предполага окислително разграждане на биоактивните съединения.
Наситеният зелен цвят на ултразвуковия екстракт от ребра подчертава превъзходната ефективност на ултразвуковата технология при производството на екстракт от пълен спектър. Ултразвуковата ботаническа екстракция е по-бърза, по-мощна и по-ефективна. Високоефективната ултразвукова екстракция с UP200Ht произвежда екстракт от ребра с пълен спектър.

Как ултразвуковото третиране усилва мацерацията?

Ултразвукът значително засилва етапа на мацерация чрез прилагане на интензивно микросмесване и турбуленции към сместа за мацерация. Уникирането може да ускори традиционната мацерация, която отнема седмици или месеци, драстично – постигане на същите резултати от ароматната инфузия в рамките на няколко минути. Като нетермичен, механичен метод, ултразвуковата мацерация увеличава преноса на маса и запазва биоактивните съединения като летливи вещества, полифеноли и други фитохимикали. Това прави ултразвуковата мацерация уникална техника за бързо и ефективно производство на висококачествени мацерати.
Друго предимство на ултразвуковата мацерация е използването на пресен растителен материал. При традиционната мацерация може да се използва пресен материал, но е склонен към микробно разваляне, тъй като ботаническият материал трябва да остане много дълго в маслото. Ултразвуковата мацерация е бърз процес от няколко минути, което означава, че няма дълъг период за растеж на микроби. Освен това е добре известно, че ултразвуковата кавитация разрушава и инактивира микробните клетки и по този начин допринася за стабилността на мацерата.

Ултразвуково ароматизираните масла като екстра върджин зехтин или слънчогледово масло са показали по-висока стабилност, тъй като добавените антиоксиданти от билките намаляват първичното окисляване на мастните киселини. Риган, мащерка, лют лют пипер, чесън, лавр, босилек, маслинови листа, градински чай, ребро, лавандула, розмарин, менте, лимон, портокал, както и други плодове, листа, цветя, корени, семена и кора са богати на етерични масла, полифеноли, флавоноиди и други биоактивни съединения. Ултразвуковата мацерация и ароматизация е ефективен, бърз и безопасен метод за надграждане на хранителните масла, придавайки им по-високо съдържание на антиоксиданти и полифеноли, подобрена стабилност на окисление и богат вкусов профил.

Предимства на ултразвуковата ароматизация:

Пълно извличане на вкуса
бърз процес
Нетермичен, мек процес
без разтворители

Овкусяването и ароматизирането на хранителни масла чрез ултразвукова мацерация е ефективен и бърз процес за подобряване на качеството на маслата и получаване на така наречените “масла за гурме”. Благодарение на по-широката гама от аромати, ултразвуковото ароматизиране придава допълнителна стойност на маслените продукти.

Видеото показва процес на екстракция с помощта на сондата Hielscher UP400St за извличане на нарязан и изсушен розмарин в смес вода/етанол при ниски температури. Hielscher UP400St е високопроизводителен ултразвуков процесор, предназначен за различни приложения, включително процеси на подготовка и екстракция на проби.

Промишлени ултразвукови апарати за преработка на растителни масла

Високомощните ултразвукови процесори вече се използват широко в хранително-вкусовата промишленост за извличане на аромати и биоактивни съединения, за емулгиране на масла с течности на водна основа или за хомогенизиране на различни материали. За ароматизирани хранителни масла ултразвуковата екстракция позволява производството на висококачествени масла с интензивен, пълен вкусов профил. В същото време ултразвуковата мацерация и ароматизация убеждават като бърз, удобен, безопасен и рентабилен метод.
За ултразвукова мацерация, извличане на вкус и ароматизиране могат да се използват цели подправки (т.е. листа, цветя, семена, кора и др.), смлени подправки (т.е. прах), етерични масла или олеорезин.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови апарати от лабораторни и настолни до напълно индустриални мащаби с капацитет на обработка от няколко тона на час.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата	Дебит	Препоръчителни устройства
1 до 500 мл	10 до 200 мл/мин	UP100H
10 до 2000 мл	20 до 400 мл/мин	UP200Ht, UP400St
0.1 до 20L	0.2 до 4 л/мин	UIP2000hdT
10 до 100L	2 до 10 л/мин	UIP4000hdT
Н.А.	10 до 100 л/мин	UIP16000
Н.А.	Голям	Клъстер от UIP16000hdT

Свържете се с нас! / Попитайте ни!

Литература/Препратки

Манганиело Р., Пагано М., Нучарели Д., Чикорити Р., Томасоне Р., Ди Серио М.Г., Джансанте Л., Дел Ре П., Сервили М., Венециани Г. (2021): Ефекти на ултразвуковата технология върху качествените свойства на италианския екстра върджин зехтин. Храни. 2021 ноември 22; 10(11):2884.
Рейн, Матийо Ренуф, Кристина Крус-Ернандес, Лукас Актис-Горета, Сагар К. Таккар, Марсия да Силва Пинто (2013): Бионаличност на биоактивни хранителни съединения: предизвикателно пътуване към биоефикасност. Британски вестник по клинична фармакология 2013 г., март; 75(3): 588–602.
Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Партидна и непрекъсната ултразвукова екстракция на листа от болдо (Peumus boldus mol.). Международно списание за молекулярни науки 14, 2013. 5750-5764.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Фитохимично профилиране на екстракти от цветя и листа Sambucus nigra L. и техният антимикробен потенциал срещу патогени на бадемово дърво. Международно списание за молекулярни науки, 2023 г.
Турини, Федерика; Доно, Дарио; Бекаро, Габриеле; Зунин, Паола; Питалуга, Анна; Богия, Рафаела (2019): Импулсна ултразвукова екстракция като алтернативен метод на конвенционалната мацерация за екстракция на полифенолната фракция на пъпките на Ribes nigrum: Нова категория хранителни добавки, предложени от проекта FINNOVER. Храни. 8. 466; 2019
Антония Тамборино, Агнесе Татички, Роберто Романиело, Клаудио Пероне, Соня Еспосто, Алесандро Леоне, Маурицио Сервили (2021): Оценка на разположението на инсталацията за екстракция на зехтин с високомощен ултразвуков апарат. Ултразвукова сонохимия, том 73, 2021 г.

Свързани теми

Често задавани въпроси относно ултразвуковата мацерация & ароматизиране

Какво представлява ултразвуковата мацерация и с какво се различава от традиционната мацерация?

Ултразвуковата мацерация (известна още като ултразвуково подпомагана екстракция) е техника за интензифициране на процесите, при която се използват звукови вълни с висока интензивност за ускоряване на екстракцията на ароматични съединения, етерични масла и биоактивни фитохимикали от растителни суровини в разтворител, като например хранително масло. За разлика от традиционната студена мацерация, която разчита на бавна дифузия и може да отнеме седмици или месеци, ултразвуковата кавитация бързо разрушава клетъчните стени на растенията. Това освобождава съединенията в рамките на минути или часове, което води до значително по-бърз процес, по-висок добив и по-мощен екстракт.

Какви са основните предимства на използването на ултразвукова обработка за придаване на вкус и аромат на хранителни масла?

Ароматизацията с ултразвук предлага няколко основни предимства за производителите на масла:

Бърза обработка: Намалява времето за инфузия от седмици до минути.
Нетермичен & Без разтворители: Съхранява термочувствителните летливи съединения и деликатните аромати, без да се използват вредни разтворители.
По-висок добив & Биодостъпност: Оптимизира извличането на полифеноли, антиоксиданти и етерични масла, като гарантира равномерното им разпределение в маслената матрица за по-добро усвояване.
Подобрена стабилност: Извлечените от растителни съставки (като розмарин или мащерка) естествени антиоксиданти спомагат за предотвратяването на първичното окисляване на мастните киселини, като по този начин удължават срока на годност на маслото.
Микробиологична безопасност: Бързият процес свежда до минимум риска от микробиологично разваляне, а ултразвуковата кавитация може да спомогне за инактивирането на определени микробиологични клетки.

Кои видове хранителни масла и растителни съставки дават най-добри резултати при ултразвуковата мацерация?

Ултразвуковата мацерация е изключително универсална и може да се използва с почти всяко годно за консумация базово масло, включително екстра върджин маслиново масло, масло от авокадо, слънчогледово масло, рапично (канола) масло и кокосово масло. Може да се накисва широка гама от растителни съставки, като босилек, розмарин, мащерка, люти чушки, чесън, лавандула, цвят от бъз, цитрусови плодове и различни подправки. Могат да се използват ефективно както пресни, така и сушени растителни материали, както и прахове и олеорезини.

Ултразвуковата мацерация нетермичен процес ли е? Защо това е важно?

Да, ултразвуковата мацерация се счита за нетермична или “студен” метод на преработка. Въпреки че самият процес може да генерира леко локализирано нагряване вследствие на акустичната енергия, то се контролира внимателно, за да се поддържа ниско като цяло, като по този начин се предотвратява термичната деградация на чувствителните съединения. Това е от решаващо значение за извличането на летливи аромати, етерични масла и термолабилни биоактивни съединения (като някои витамини и антиоксиданти), които иначе биха били унищожени или изпарени при използването на традиционни методи за екстракция, основани на топлина.

Как ултразвуковата мацерация подобрява стабилността и срока на годност на ароматизираните масла?

Освен че просто придава аромат, ултразвуковата мацерация извлича естествени съединения, богати на антиоксиданти (като полифеноли и флавоноиди), от растителни съставки като розмарин, риган и маслинови листа, като ги вкарва директно в маслото. Тези антиоксиданти действат като естествени консерванти, като неутрализират свободните радикали и значително намаляват първичната окисленост на мастните киселини в маслото, като по този начин подобряват окислителната стабилност на маслото и удължават срока му на годност.

Може ли ултразвуковата мацерация да се приложи в мащаб от лабораторни условия до пълноценно промишлено производство?

Разбира се. Технологията за ултразвукова екстракция е напълно мащабируема. Hielscher Ultrasonics предлага пълна гама от ултразвукови апарати – от компактни лабораторни модели (например UP100H) за изследвания и разработки (R&D)&От D и малки партиди до пилотни системи (например UIP2000hdT) и надеждни промишлени процесори за вграждане в производствената линия (например UIP4000hdT, UIP16000), способни да преработват няколко тона масло на час. Това позволява безпроблемен трансфер на технологии и постигане на последователни резултати от лабораторните условия до производството в пълен мащаб.

Безопасно ли е да се използва ултразвукова мацерация за производството на деликатесни или “настойка при ниска температура” масла за консумация?

Да, това е безопасен и широко използван метод в хранителната промишленост. Тъй като процесът не включва разтворители и е нетермичен, той отговаря на стандартите за „чист етикет“. Екстрахираните растителни съставки и получените от тях ароматизирани масла запазват своите естествени свойства, подходящи за употреба в хранителната промишленост. Ултразвуковите апарати, използвани в преработката на храни, са проектирани с хигиенични компоненти (често от неръждаема стомана, подходяща за употреба с храни) и могат лесно да се почистват и дезинфекцират, за да отговарят на строгите изисквания за безопасност на храните.

Какво е мацерация?

Традиционният процес на мацерация, при който масла като зехтин или слънчогледово масло се вливат с ароматните съединения и етеричните масла на растителните продукти (напр. подправки, билки, плодове и др.), е инфузионен процес, който работи чрез накисване на растителния материал в маслото. Това е много бавен процес, който отнема от няколко седмици до няколко месеца, тъй като преносът на маса между растителните твърди вещества и маслото е бавен. Друг фактор, който е отговорен за бавността на традиционната мацерация, е температурата по време на мацерацията. Като студена инфузия, суспензията от растителни и маслени вещества се поддържа на стайна температура, за да се предотврати термичното разграждане на чувствителните летливи съединения, олеорезини и етерични масла. Тези фактори забавят процеса и го правят много трудоемък.
Процесът на мацерация може да се използва за вливане на хранителни масла, както и масла и тинктури за грижа за кожата, лечебни тинктури и алкохолни напитки. Често срещаните билки и подправки, използвани за мацерация на масла и тинктури, включват мента, босилек, лют червен пипер, розмарин, мащерка, ванилия, канела, лавандула, бъз, невен, жълт кантарион, морски зърнастец и много други.
Често срещаните масла за мацерация са маслиново, слънчогледово, кокосово, жожоба, рапично, ленено или конопено масло. За приготвяне на тинктури или алкохолни напитки алкохолът се използва като течност.

Какво представляват етеричните масла?

Етеричното масло е концентрирана хидрофобна течност, съдържаща летливи химични съединения от растителни продукти. Етеричните масла са известни още като летливи масла, етерични масла, етеролея. Етеричните масла често се наричат маслото от растението, извлечено от, като розово масло, масла от чаено дърво или масло от бергамот. Етеричните масла се наричат “Етерични” защото съдържат “същност на” ароматът на растението. Когато се използва за етерични масла, терминът “Етерични” не означава, че маслото е незаменим компонент, както при термините незаменима аминокиселина или есенциална мастна киселина, които се наричат така, защото са хранителни необходими на даден жив организъм. Етеричните масла се произвеждат чрез дестилация, хидродестилация, екстракция с разтворител или пресоване. Ултразвуковата обработка често се използва за засилване и ускоряване на скоростта на екстракция и увеличаване на добива на етерично масло.
Прочетете повече за ултразвуковата хидродестилация на етерични масла!

Какво представляват олеорезините?

Олеорезините са естествена комбинация от масло и смола в растенията. Тъй като са силно концентрирано вещество, олеорезините са полутвърди екстракти, съставени от смола в разтвор в етерично и/или мастно масло (тригилцериди).
За разлика от етеричните масла, олеорезините са в изобилие в по-тежки, по-малко летливи и липофилни съединения, като смоли, восъци, мазнини и мастни масла.
Олеорезините могат да се приготвят от подправки, като босилек, червен пипер, кардамон, семена от целина, кора от канела, карамфилова пъпка, сминдух, елхово балсам, джинджифил, джамбу, лабданум, боздуган, риган, индийско орехче, магданоз, черен пипер (черен/бял), пимента (бахар), розмарин, градински чай, чубрица, мащерка, куркума, ванилия, западноиндийски дафинови листа. Използваните разтворители са неводни и могат да бъдат полярни (т.е. алкохоли) или неполярни (т.е. въглеводороди, въглероден диоксид). Методът на ултразвукова екстракция е съвместим с тези разтворители и ускорява скоростта на екстракция и добива.
Както етеричните масла, така и олеорезините са отлични естествени вещества, които могат да се добавят като концентрирана ароматизираща съставка към различни храни и напитки. Етеричните масла и олеорезините се изолират от растенията чрез екстракция (напр. ултразвукова екстракция) и последваща дестилация. Билки, подправки и други растения се използват като суровини за производството на етерични масла и олеорезини.