Efikasna proizvodnja ekstrakata hmelja ultrazvučnom obradom

Hmelj i ekstrakti hmelja ključni su sastojci u proizvodnji piva. Alfa-kiseline a-kariofilen (humulon) i beta-kariofilen (humulen) važna su aromatska jedinjenja koja pivu daju gorčinu te doprinose njegovoj aromi, strukturi pjene i mikrobiološkoj stabilnosti. Ultrazvučna ekstrakcija vrlo je efikasna tehnika za oslobađanje bioaktivnih jedinjenja iz ćelijskog matriksa hmelja radi dobijanja ekstrakta hmelja bogatog aromom i punog okusa.

Ultrazvučna ekstrakcija gorkih kiselina iz hmelja

Ultrazvučna ekstrakcija gorkih kiselina iz hmelja vrlo je efikasna i pouzdana tehnika koja se koristi u pivarskoj industriji, u proizvodnji aroma i mirisa, kao i u istraživačkim ustanovama za efikasno i djelotvorno izdvajanje jedinjenja odgovornih za gorčinu i aromatskih jedinjenja iz šišarica hmelja.

Ultrazvučna ekstrakcija koristi radni princip akustične kavitacije. Akustična ili ultrazvučna kavitacija nastaje djelovanjem niskofrekventnih ultrazvučnih talasa u tečnostima. Naizmjenični ciklusi visokog i niskog pritiska ultrazvučnih talasa stvaraju sitne kavitacijske mjehuriće u otapalu. Brzo nastajanje i kolaps ovih mjehurića stvara intenzivne lokalne sile koje razaraju ćelijske zidove i oslobađaju ciljana jedinjenja, kao što su gorke kiseline, iz materijala hmelja. Ultrazvučna kavitacija vrlo je djelotvorna za oslobađanje gorkih kiselina kao što su humulon, kohumulon i adhumulon iz hmelja. Ova jedinjenja najpoznatija su kao aromatska jedinjenja koja se koriste u pivu, gdje doprinose gorčini i izrazitom profilu okusa piva.
Glavna prednost ultrazvučne ekstrakcije jesu njena efikasnost i brzina. Ultrazvučna obrada (sonikacija) znatno skraćuje vrijeme ekstrakcije u odnosu na tradicionalne metode, što je čini atraktivnim izborom za pivare i proizvođače aroma.
Budući da se proces ultrazvučne ekstrakcije može optimizirati podešavanjem različitih parametara, uključujući trajanje ultrazvučne obrade, temperaturu, koncentraciju otapala i omjer materijala hmelja i otapala, proces se može prilagoditi ciljanom aromatskom profilu ekstrakta hmelja. Optimizacija osigurava maksimalnu ekstrakciju gorkih kiselina uz očuvanje željenog okusa piva.
Održavanje odgovarajuće kontrole temperature tokom ultrazvučne ekstrakcije je ključno. Povišene temperature mogu dovesti do razgradnje gorkih kiselina i nastanka nepoželjnih okusa.

Ultrazvučni ekstrakti hmelja punog spektra

Ultrazvučno pripremljeni ekstrakti hmelja su ekstrakti punog spektra, koji nude cijeli raspon aktivnih sastojaka šišarica hmelja. Pored alfa-kiselina a-kariofilena (humulon) i beta-kariofilena (humulen), ultrazvučna ekstrakcija oslobađa i druge terpene, kao što su linalool i farnezen, kao i druge fitohemikalije, poput polifenola i flavonoida. Ekstrakti punog spektra cijene se zbog takozvanog entourage efekta.
Tokom ultrazvučne ekstrakcije biljni materijali, kao što su hmelj i druge ljekovite biljke, obrađuju se na blagim temperaturama, čime se ograničava termička razgradnja. Ultrazvučna obrada omogućava upotrebu blagih, sigurnih, ekološki prihvatljivih otapala – uz izbjegavanje upotrebe toksičnih otapala.
Visoka djelotvornost ultrazvučne ekstrakcije omogućava čak i proizvodnju ekstrakata hmelja od istrošenog hmelja. Intenzivan proces ultrazvučne ekstrakcije oslobađa preostale fotospojeve iz istrošenog hmelja i pomaže da se iz istrošenog hmelja izdvoje sve vrijedne tvari, tako da se nijedna bioaktivna tvar ne baca.

Gorke kiseline u hmelju

Gorke kiseline hmelja dijele se na α- i β-kiseline. Gorke α-kiseline sastoje se od tri glavne komponente: n-humulona, ad-humulona i ko-humulona. Slično tome, gorke β-kiseline čine n-lupulon, ad-lupulon i ko-lupulon. Za pivare i proizvodnju piva α-kiseline su najvažniji oblik kiselina. Kuhanjem alfa-kiselina u slabo kiselim uvjetima alfa-kiseline se izomeriziraju i tako pretvaraju u izo-α-kiseline. Izomerizacijom se slabo topive alfa-kiseline u vodi pretvaraju u topiviji izo-oblik, koji pokazuje karakterističnu organoleptičku gorčinu. β-kiseline, koje su još slabije topive u vodi od α-kiselina, manje su važne za pivarsku proizvodnju jer beta-kiseline pokazuju vrlo nisku stopu izomerizacije tokom kuhanja sladovine.
Pored upotrebe kao aromatski sastojak, hmelj je poznat i po svojstvima koja pogoduju zdravlju, a među kojima su antioksidativni, sedativni, protuupalni, antikancerogeni i estrogeni učinci. Na primjer, ksantohumol, prenilflavonoid koji se nalazi u hmelju, poznat je po snažnim antioksidativnim učincima. Ove prirodne tvari hmelja koriste se u dodacima prehrani i ljekovitim proizvodima za podršku zdravlju ili za liječenje bolesti.

Zašto koristiti ekstrakte hmelja?

Kada se koriste kao aromatski sastojak, ekstrakti omogućavaju vrlo precizno doziranje gorčine i arome, budući da su ekstrakti hmelja standardizirani u pogledu određenih količina i sastava alfa-kiselina. To omogućava proizvodnju istog aromatskog profila, a time i proizvoda stalno visokog kvaliteta koji ispunjava očekivanja kupaca.
Kada se koriste kao aktivni sastojak u dodacima prehrani i ljekovitim proizvodima, ekstrakti hmelja nude visoko koncentriranu količinu bioaktivnih tvari, npr. terpena i flavonoida. Na taj način moguće je unijeti veliku količinu aktivnog fotospoja kako bi se postigao ciljani učinak.

Analiza ultrazvučnog ekstrakta hmelja plinskom hromatografijom, pripremljenog ultrazvučnim homogenizatorom UP100H: β-caryophyllene oxide, α-caryophyllene, α-pinene, mycrene, limonene, α-caryophylene i caryophylene oxide te drugi.

Ultrazvučna ekstrakcija hmelja

Ultrazvučno ubrzana ekstrakcija otapalom jednostavna je, brza i sigurna metoda za ekstrakciju gorkih kiselina iz hmelja. Kao tretman na niskoj temperaturi, ultrazvučna ekstrakcija hmelja daje visoke prinose u kratkom vremenu procesa, što su značajne prednosti u poređenju s konvencionalnom ekstrakcijom gorkih kiselina iz hmelja.
Niske temperature obrade, visoki prinosi, vrhunski kvalitet ekstrakta (tj. ekstrakti punog okusa / punog spektra) i vrlo kratko vrijeme obrade glavne su prednosti ultrazvučne ekstrakcije hmelja.
Ultrazvučna ekstrakcija hmelja – prednosti:

• Potpunija ekstrakcija
• Veći prinos
• Puni aromatski profil
• Očuvana aroma specifična za sortu
• Ujednačena gorčina / aromatizacija
• Šaržna i inline obrada
• Siguran i jednostavan za rukovanje
• Ekonomičan, brz povrat investicije

Visokoučinkoviti ultrazvučni ekstraktori

Hielscher Ultrasonics ima dugogodišnje iskustvo u projektovanju, proizvodnji i isporuci visokoučinkovitih ultrazvučnih ekstraktora od malih do velikih industrijskih razmjera za renomirane kompanije i istraživačke institute širom svijeta. Ultrazvučna ekstrakcija može se provoditi u bilo kojoj razmjeri, od malih laboratorijskih postavki do velikih industrijskih sistema, što proizvođačima omogućava da proces ekstrakcije hmelja prilagode svojim proizvodnim potrebama.
Hielscher ultrazvučni uređaji isporučuju ultrazvuk velike snage, robusni su i mogu bez problema raditi 24/7 pod velikim opterećenjem. Zbog toga su Hielscher ultrazvučni ekstraktori pouzdani radni konj u prehrambenoj, farmaceutskoj i hemijskoj industriji.
Svi digitalni ultrazvučni procesori opremljeni su ekranom osjetljivim na dodir u boji, putem kojeg možete jednostavno i precizno postavljati i kontrolisati procesne parametre. Na ugrađenu SD karticu svi se procesni parametri automatski bilježe čim uključite ultrazvučni ekstraktor.
Sofisticirana konstrukcija postavki za šaržnu i inline ultrazvučnu obradu kompanije Hielscher opsežno je testirana i optimizirana radi jednostavnosti korištenja i visokokvalitetnog učinka. Reaktori s protočnom ćelijom dostupni su u različitim veličinama i s različitim geometrijama. Široka paleta sonotroda (ultrazvučnih sondi) različitih oblika, veličina i dužina, kao i dodatna oprema, omogućava idealnu konfiguraciju vašeg ultrazvučnog sistema u skladu s vašim procesom ekstrakcije i biljnim materijalom.
Još jedna prednost industrijskih ultrazvučnih procesora kompanije Hielscher Ultrasonics jeste isporuka vrlo visokih amplituda do 200µm, koje se mogu lako i kontinuirano primjenjivati u radu 24/7. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Precizna kontrola amplitude i mogućnost rada s vrlo niskim do vrlo visokim amplitudama omogućavaju optimalan i djelotvoran proces. Robusnost ultrazvučne opreme kompanije Hielscher omogućava rad 24/7 pri velikim opterećenjima i u zahtjevnim okruženjima.
Hielscher visokoučinkoviti ultrazvučni ekstraktori za vrhunske ekstrakte!
Tabela u nastavku daje vam orijentaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja: