Ultrazvučna ekstrakcija jestivih ulja
Jestiva ulja koriste se u mnogobrojnim primjenama u kuhanju i proizvodnji hrane. Mehanička ekstrakcija jestivih ulja sprječava degradaciju ulja. Ultrazvučna ekstrakcija jestivih ulja superiorna je metoda za oslobađanje ulja iz sjemenki, jezgri i plodova. Kao netermička tehnika ekstrakcije, ultrazvučna ekstrakcija daje visokokvalitetna jestiva ulja, koja se ističu većim prinosima i skraćenim vremenom obrade.
Proizvodnja jestivih ulja intenzivirana ultrazvučnom obradom (sonikacijom)
Ultrazvučna ekstrakcija se široko koristi za oslobađanje vrijednih unutarćelijskih tvari iz biljnog materijala. Ciljani ekstrakti uključuju lipide / masne kiseline, proteine, vitamine, polifenole i druga bioaktivna jedinjenja. Kao tehnika koja intenzivira proces, ultrazvučna ekstrakcija jestivih ulja, kao što su ekstra djevičansko maslinovo ulje, ulje avokada, ulje suncokretovih sjemenki, laneno ulje i druga, povećava prinos ekstrahiranog ulja (masnih kiselina), skraćuje vrijeme ekstrakcije i smanjuje ili izbjegava potrošnju otapala. Budući da je netermička tehnika ekstrakcije, princip rada ultrazvučno potpomognute ekstrakcije zasniva se na fenomenu akustične kavitacije. Akustična, odnosno ultrazvučna kavitacija stvara intenzivne smične sile, koje razaraju ćelijske stijenke i povećavaju prijenos mase između unutrašnjosti ćelije i okolnog otapala. Zbog toga je ultrazvučna ekstrakcija superiorna tehnika kada je riječ o oslobađanju i izolaciji jedinjenja zarobljenih u biljnim ćelijama.
- veći prinos
- kraće vrijeme ekstrakcije
- bez potrošnje otapala ili uz njenu smanjenu potrošnju
- netermički proces
- visoka nutritivna kvaliteta
- jednostavna i sigurna upotreba
- brz povrat investicije (RoI)
Ultrazvučni ekstraktor UIP4000hdT instaliran u mlinu za masline za poboljšanu proizvodnju ekstra djevičanskog maslinovog ulja
Studije slučaja ultrazvučne ekstrakcije jestivih ulja
Ultrazvučna ekstrakcija je testirana i pokazala se efikasnom s raznim uljaricama i plodovima.
Ultrazvučna ekstrakcija suncokretovog ulja
Moradi et al. (2018) istraživali su utjecaj ultrazvučno potpomognute ekstrakcije na prinos ulja i sastav nutrijenata iz oljuštenih i neoljuštenih sjemenki suncokreta. Koristili su ultrazvučni uređaj UP400S (400watts, 24kHz) za ekstrakciju suncokretovog ulja iz sjemenki suncokreta uz n-heksan kao otapalo.
Kako bi se procijenili rezultati ekstrakcije, ulje je također ekstrahirano konvencionalnom šaržnom ekstrakcijom otapalom i Soxhletovom ekstrakcijom uz n-heksan za sve metode ekstrakcije.
Ultrazvučna ekstrakcija suncokretovog ulja dala je najveće prinose ulja, i to 45,44 ± 0,27% i 23,71 ± 0,22% za neoljuštene, odnosno oljuštene sjemenke suncokreta. U ultrazvučno iscrpljenim sačmama suncokreta ostalo je manje od 4% odnosno 5% zaostalog ulja za neoljuštene odnosno oljuštene sjemenke suncokreta.
Vrijeme ekstrakcije potrebno pri primjeni ultrazvučne ekstrakcije skraćeno je na samo 105 min, dok je za Soxhletovu ekstrakciju bilo potrebno 6 sati, a za šaržnu ekstrakciju otapalom vrijeme obrade od 10 sati.
Analiza plinskom hromatografijom pokazala je da ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija značajno poboljšava kvalitetu ekstrahiranih ulja i α-linolensku kiselinu.
Plinski hromatogram ulja ekstrahiranog iz oljuštenih sjemenki suncokreta ultrazvučnom obradom
Studija i grafikon: Moradi et al. 2018
Ultrazvučna ekstrakcija ekstra djevičanskog maslinovog ulja
Servili et al. (2019) integrirali su ultrazvučni uređaj snage 4 kW UIP4000hdT u konvencionalnu liniju za malaksaciju maslinovog ulja. Mehanički tretman maslinove paste ultrazvučnom obradom poboljšava performanse procesa ekstrakcije i povećava ekstrakcijski kapacitet uljara. Budući da je pritisak važan faktor, ultrazvučna obrada provedena je pomoću ultrazvučne protočne ćelije s kaskatrodom pri 3,5 bar. Ultrazvučna ekstrakcija nije izazvala nikakve promjene glavnih zakonskih parametara kvalitete i pokazala je pozitivan utjecaj na fenolni sastav ekstra djevičanskog maslinovog ulja (EVOO) pri povišenom pritisku od 3,5 bar. Ultrazvučno potpomognuta malaksacija maslinove paste daje veće prinose i poboljšan fenolni sastav EVOO-a.
Kliknite ovdje da biste saznali više o ultrazvučno potpomognutoj malaksaciji ekstra djevičanskog maslinovog ulja!
Ultrazvučna ekstrakcija ulja avokada
Martinez-Oadilla et al. (2018) pokazali su u svojoj studiji da je ultrazvučna obrada pomoću UIP1000hdT (20kHz, 1000W) za tretman nemalaksiranog pirea od avokada poboljšala ekstraktabilnost, uz 15–24% dodatnog iskorištenja ulja.
Kliknite ovdje da biste saznali više o ultrazvučnoj ekstrakciji ulja avokada!
Ultrazvučna ekstrakcija lanenog ulja
Gutte et al. (2015) koristili su ultrazvučnu obradu za ekstrakciju ulja iz mljevenog lanenog sjemena uz n-heksan kao otapalo. Alternativno, kao otapala mogu se koristiti diklormetan, petrol-eter ili etanol. Ultrazvučna ekstrakcija poboljšala je prinos ekstrakcije za 11,5% uz sličnu količinu otapala kao kod konvencionalne ekstrakcije. Hromatografska analiza pokazala je da ultrazvučna ekstrakcija nije imala značajnih učinaka, poput degradacije, na α-linolensku kiselinu (ω-3). Studija pokazuje da ultrazvučna obrada povećava prinos ekstrakcije jestivog ulja i skraćuje vrijeme ekstrakcije, uz zadržavanje visokog nutritivnog profila lanenog ulja.
Sinergijski učinci ultrazvučne ekstrakcije ulja
Ultrazvučna ekstrakcija može se primijeniti kao samostalna metoda za oslobađanje ulja iz sjemenki i plodova bogatih uljem, ili se može integrirati odnosno naknadno ugraditi u konvencionalna / već postojeća postrojenja za proizvodnju jestivih ulja radi povećanja prinosa i kvalitete ulja. Ultrazvučni ekstrakcijski sistemi mogu se lako instalirati kao predtretman ili posttretman malaksacije, u kombinaciji sa Soxhletovom ekstrakcijom ili iza mehaničke preše za ulje ili ekspelera.
Hielscher Ultrasonics ekstrakcijska oprema se lako instalira, zahtijeva vrlo malo prostora (mala površina postavljanja) i stoga se može naknadno ugraditi u postojeće uljare. Zahvaljujući robusnosti i industrijskoj izvedbi, Hielscher industrijski ultrazvučni uređaji izrađeni su za rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima.
Povećajte prinos i kvalitetu ulja uz Hielscher Ultrasonics!
UIP4000hdT, ultrazvučni procesor snage 4 kW za ekstrakciju jestivih ulja
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za proizvodnju jestivih ulja
Za obradu jestivih ulja prehrambene kvalitete na industrijskom nivou potrebna je ultrazvučna oprema visokih performansi koja može obraditi velike količine uljarica u kontinuiranom protočnom sistemu. Hielscher Ultrasonics je dugogodišnji i pouzdan dobavljač ultrazvučne ekstrakcijske opreme visokih performansi, koja je širom svijeta integrirana u pogone za proizvodnju hrane.
Sofisticirani ultrazvučni uređaji kompanije Hielscher Ultrasonics mogu se precizno kontrolirati i operateru daju potpunu kontrolu nad važnim procesnim parametrima kao što su amplituda, pritisak, temperatura i vrijeme ultrazvučne obrade.
Opsežan asortiman pribora, kao što su sonotrode (sonde), booster nastavci, reaktori s protočnom ćelijom i dodatni dodaci, omogućava konfiguriranje ultrazvučnog ekstrakcijskog sistema posebno za obrađivanu sirovinu i ciljani izlaz.
Hielscher Ultrasonic ultrazvučni uređaji velike snage lako obrađuju suspenzije s visokim udjelom čvrstih tvari, što znači visok omjer čvrstih tvari (sjemenki) i otapala
Kontrola temperature tokom ultrazvučne obrade
Budući da je ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija netermička metoda obrade, može se spriječiti termička degradacija nutritivnih jedinjenja osjetljivih na toplotu. Hielscher ultrazvučni reaktori s protočnom ćelijom opremljeni su rashladnim plaštom za odvođenje toplote. Dodatno, unos energije može se tačno prilagoditi optimalnim uvjetima obrade, npr. korištenjem pulsnog režima ultrazvučnog ekstraktora. Ultrazvučna ekstrakcija jestivih ulja na niskim temperaturama izbjegava termički izazvanu razgradnju ekstrahiranih ulja i svodi gubitak bioaktivnih jedinjenja na najmanju mjeru.
Praćenje ultrazvučnog procesa
Svi Hielscher digitalni ultrazvučni uređaji – od laboratorijske do industrijske veličine – opremljeni su inteligentnim softverom koji omogućava preciznu kontrolu, praćenje i pregled ultrazvučnog procesa. Amplituda, ograničenje unosa energije, pulsni ciklusi i vrijeme ultrazvučne obrade mogu se unaprijed podesiti putem softvera prilagođenog korisniku. Preko ekrana osjetljivog na dodir u boji meni je lako dostupan i intuitivan za rukovanje. Daljinsko upravljanje putem preglednika omogućava operateru da daljinski upravlja ultrazvučnim sistemom i prati ga.
Svi važni podaci ultrazvučnog procesa (kao što su amplituda, temperatura, pritisak, neto energija, ukupna energija, vrijeme i datum) automatski se pohranjuju na integriranu SD karticu. Automatsko protokoliranje podataka visoko je cijenjeno u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji, jer proizvođaču hrane omogućava da pregleda uvjete obrade svake ultrazvučno obrađene šarže. To omogućava standardizaciju procesa, kontinuirano visok kvalitet izlaza i primjenu dobre proizvođačke prakse (GMP).
UIP4000hdT ultrazvučni uređaj za inline obradu uljarica radi većih prinosa visokokvalitetnih jestivih ulja
Hielscher Ultrasonics industrijski ultrazvučni uređaji mogu postići vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost ultrazvučne opreme kompanije Hielscher omogućava rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima.
Tabela u nastavku daje okvirnu informaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL/min | UP100H |
| 10 do 2000 mL | 20 do 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20 L | 0,2 do 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100 L | 2 do 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Ultrazvučni homogenizatori velike snage od laboratorijskog do pilotnog i industrijskog razmjera.
Literatura / Reference
- FactSheet Ultrasonic Extraction of Extra Virgin Olive Oil
- Negin Moradi, Masoud Rahimi, Atefeh Moeini, Mohammad Amin Parsamoghadam (2018): Impact of ultrasound on oil yield and content of functional food ingredients at the oil extraction from sunflower. Separation Science and Technology, 53:2, 2018. 261-276.
- Servili M; Veneziani G.; Taticchi A.; Romaniello R.; Tamborrino A.; Leone A.(2019): Low-frequency, high-power ultrasound treatment at different pressures for olive paste: Effects on olive oil yield and quality. Ultrasonics Sonochemistry 59, 2019.
- Krishna B. Gutte, Akshaya K. Sahoo, Rahul C. Ranveer (2014): Effect of ultrasonic treatment on extraction and fatty acid profile of flaxseed oil. Oilseeds & fats Crops and Lipids Journal 22(6) 2015.
- Laura Patricia Martínez-Padilla, Lisa Franke, Xin-Qing Xu, Pablo Juliano (2018): Improved Extraction of Avocado Oil by Application of Sono-Physical Processes. Ultrasonics Sonochemistry 40, Jan. 2018. 720-726.
Činjenice vrijedne znanja
Jestiva ulja
Jestiva ulja su obično tečna na sobnoj temperaturi, iako neka ulja koja sadrže zasićene masti, kao što su kokosovo ulje, palmino ulje i ulje palminih koštica, mogu biti čvrsta. Jestiva ulja su uglavnom biljna ulja, kao i ulja dobivena iz plodova, kao što su maslinovo ulje i ulje avokada. Biljna ulja kao što su sojino ulje, ulje kanole / uljane repice, kukuruzno ulje, ulje kikirikija, sezamovo ulje, suncokretovo ulje, ulje šafranike, palmino ulje, gorušičino ulje, ulje rižinih posija, ulje bundevinih sjemenki, kokosovo ulje i druga ulja iz sjemenki široko se koriste kao ulja za kuhanje i u začinima (npr. dresinzi za salatu, marinade, umaci, dipovi itd.). Biljna ulja se obično koriste kao alternativa za kuhanje umjesto masti životinjskog porijekla, poput putera i svinjske masti.
Margarin je popularna zamjena za puter zasnovana na rafiniranim biljnim uljima (npr. od šafranike, suncokreta, soje, pamuka, uljane repice ili maslinovog ulja). Pročitajte više o ultrazvučnoj proizvodnji margarina!
Jestiva ulja kao što su maslinovo ulje, ulje uljane repice, suncokretovo ulje ili ulje od sjemenki grožđa mogu se aromatizirati infuzijom aromatičnog bilja, kao što su začinske biljke (npr. ruzmarin, bosiljak itd.), voće (npr. citrusi, narandža, malina), čili papričice ili bijeli luk. Ultrazvučna obrada se koristi za infuziju biljnih ulja biljnim ekstraktima. Pročitajte više o ultrazvučnoj maceraciji i infuziji!
Ulja i masti – razlika: Masti su čvrste na sobnoj temperaturi, dok su ulja tečna. Nezasićene masti, kao što su polinezasićene i mononezasićene masne kiseline, spadaju u kategoriju ulja. Masti su uglavnom životinjskog porijekla i sadrže uglavnom zasićene masne kiseline. Uobičajene masti su puter, svinjska mast i loj.