Ultrazvučna proizvodnja sastojaka okusa
Ultrazvučna ekstrakcija arome je visoko efikasan i održiv proces koji povećava prinos uz značajno smanjenje vremena obrade. Koristeći bezbedne, zelene rastvarače, ultrazvučna tehnologija nudi metod zelene ekstrakcije sa poboljšanom energetskom efikasnošću, što ga čini ekološki prihvatljivom alternativom tradicionalnim tehnikama ekstrakcije.
botanički ekstrakti – Poboljšano Sonication
Ultrazvučna ekstrakcija je komercijalizovana tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata za hranu & industrija pića, farmaceutska i kozmetička industrija.
“Koristeći ultrazvuk, potpune ekstrakcije se sada mogu završiti za nekoliko minuta uz visoku ponovljivost, smanjujući potrošnju otapala, pojednostavljujući manipulaciju i obradu, dajući veću čistoću konačnog proizvoda, eliminišući naknadni tretman otpadne vode i trošeći samo dio fosilna energija koja je inače potrebna za konvencionalnu metodu ekstrakcije kao što je Soxhlet ekstrakcija, maceracija ili Clevenger destilacija. Nekoliko klasa sastojaka hrane kao što su arome, pigmenti, antioksidansi i druga organska i mineralna jedinjenja ekstrahovano je, analizirano i efikasno formulisano iz različitih matrica (uglavnom životinjskih tkiva, mikroalgi, kvasaca, hrane i biljnih materijala).” [Chemat et al. 2017]
Kao lider na tržištu, Hielscher Ultrasonics je uspostavio široku bazu podataka o procesima ultrazvučne ekstrakcije uključujući ekstrakciju začina, bilja, cvijeća, voća, povrća za proizvodnju aroma i mirisa. Hielscher Ultrasonics je stekao duboko znanje o ekstrakciji različitih biljnih materijala kao što su kafa, Šafran, grožđe (vino), hrast, listovi čaja, lavanda, menta, stevia, čili papričice, vanilija, kakao, boldus leaves, i mnogi drugi.
Ultrazvučni procesi ekstrakcije mogu se izvoditi s gotovo svim rastvaračima kao što su voda, alkohol, vodeni etanol, glicerin, ulja, izopropanol, heksan, benzol itd.
Za proizvodnju aroma, mirisa i aktivnih komponenti, koje će se koristiti kao sastojci u hrani & industrija pića, farmaceutska, kozmetička i parfemska industrija, upotreba neopasnih, zelenih rastvarača kao što su voda i alkohol su velika prednost.
Industrijska instalacija ultrazvučnog ekstraktora UIP4000hdT za proizvodnju botaničkih ekstrakata.
- sonication
- termo-sonifikacija
- mano-sonifikacija
- termo-mano-sonifikacija
- Ultrazvučni Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultrazvučna superkritična ekstrakcija
Ultrazvučna metoda daje bolju ekstrakciju u poređenju sa većinom konvencionalnih procesa ekstrakcije, npr. maceracijom, u smislu vremena procesa, većeg prinosa, veće uštede energije, čistoće, sigurnosti i kvaliteta proizvoda. Posebno u pogledu proizvodnje hrane, pića i farmaceutskih i kozmetičkih aditiva, tehnika zelene ultrazvučne ekstrakcije je velika prednost u pogledu sigurnosti proizvoda.
Prozirne emulzije okusa
Emulzije su uobičajeni aditivi za funkcionalizaciju hrane i pića u pogledu okusa, nutritivne vrijednosti i stabilnosti. Posebno za formulaciju napitaka, bistrina je važan faktor jer konačni proizvod mora ispunjavati ne samo standarde kvalitete i nutritivne vrijednosti, već i optičke. Za bistra pića i hranu, to znači da aditiv za emulziju ne bi trebao ometati ciljani konačni cilj kvalitete. Zbog toga je bistra emulzija lakša za obradu. Zbog svoje veličine, nanoemulzije su prozirne i prozirne (barem golim okom). Zbog svoje visoke kinetičke stabilnosti, niske viskoznosti, visoke prozirnosti i visoke stabilnosti protiv taloženja, stvaranja kreme, koalescencije i flokulacije, široko se koriste kao sastojci.
Što je veća veličina kapljice/čestice, to se više neprozirnosti doprinosi konačnom proizvodu. Za formulaciju bistrih napitaka najbolje rezultate daje upotreba bistre emulzije sa nano-kapljicama. Ultrazvučna emulzifikacija omogućava proizvodnju W/O, O/W, inverznih emulzija, kao i dvostrukih ili višestrukih emulzija W/O/W sa kapljicama u nano opsegu (tzv. miniemulzije, nanoemulzije, ultrafine emulzije ili submikronske emulzije). Veličina kapljice se može podesiti i kontrolirati ultrazvučnim parametrima procesa. Hielscher sonikatori su precizno kontrolirani za optimalne i ponovljive rezultate procesa.
Ultrazvučna ekstrakcija iz bilja
Kliknite ovdje da pročitate više o MultiPhaseCavitatoru!
Kliknite ovdje da pročitate više o ultrazvučnoj emulzifikaciji!
Enkapsulacija okusa ultrazvukom
Upotreba liposoma u farmaceutskim i prehrambenim proizvodima kontinuirano raste. Liposomi se mogu koristiti kao nosači aktivnih molekula, npr. nutrijenata i lijekova. Sonikacijom, liposomi se mogu formirati emulzifikacijom suspenzije lipida/vode ili ultrazvukom višelamelarnih vezikula (MLV). Postupkom ultrazvučne emulzije, lipidni dvoslojevi se razbijaju na manje frakture, tako da se ovi komadi sami stvaraju u male unilamelarne vezikule (SUV) sastavljene od fosfolipida. Tokom procesa sonikacije, aktivni sastojci se mogu inkapsulirati u liposome.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj proizvodnji liposoma!
Ultrazvučni sistemi za ekstrakciju
Tabela ispod daje vam indikaciju približnog kapaciteta obrade naših najpopularnijih ultrazvučnih sistema za ekstrakciju:
- zeleni rastvarači
- veći prinos
- kraće vrijeme ekstrakcije
- Sigurnost
- brz povrat ulaganja
- Niski troškovi
Ultrazvučna superkritična ekstrakcija
Superkritična tečnost i superkritična ekstrakcija CO2 jedna je od najvažnijih tehnika ekstrakcije kada je u pitanju proizvodnja aroma i mirisa.
Superkritični ugljen dioksid je selektivno otapalo sa podesivom gustinom. Njegova selektivnost i moć rastvaranja zavise od varijabilne gustine na koju mogu uticati pritisak i temperatura.
Kombinacijom superkritične ekstrakcije sa ultrazvukom, postaje moguće koristiti otapala za hranu kao što su alkohol ili voda, a ipak postići visoke stope ekstrakcije i visoke prinose.
Koristite obrazac ispod da biste dobili više informacija o našim ultrazvučnim sistemima za ekstrakciju i njihovoj primjeni!
U videu ispod pogledajte poređenje ultrazvučne ekstrakcije u odnosu na konvencionalnu maceraciju svježeg lišća rebarca u vodi. Obrada ultrazvukom ne samo da proizvodi moćnu biljku u roku od nekoliko sekundi, već i boja ekstrakta ukazuje na razliku u kvaliteti. Dok ultrazvučni ekstrakt ima tamno zelenu boju, 20-dnevni macerirani ekstrakt ima braonkastu boju koja ukazuje na oksidativnu degradaciju bioaktivnih spojeva.
Duboka zelena boja ultrazvučnog ekstrakta rebarca naglašava superiornu efikasnost ultrazvučne tehnologije u proizvodnji ekstrakta punog spektra. Ultrazvučna botanička ekstrakcija je brža, snažnija i efikasnija. Visoko efikasna ultrazvučna ekstrakcija sa UP200Ht proizvodi ekstrakt rebarca punog spektra.
Literatura / Reference
- 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.
Više o ultrazvučnoj ekstrakciji
Ultrazvučna ekstrakcija je dobro poznata i pouzdana metoda za proizvodnju ekstrakata iz različitih biljnih sirovina. Ultrazvuk velike snage povećava prijenos mase između sirovog materijala i rastvarača guranjem otapala u ćelijsku strukturu i ispiranjem brzinom od pribl. 20.000 puta u sekundi (na 20 kHz). Dokazano je da je sonikacija vrlo blaga, ali vrlo efikasna metoda – stvaranje većih prinosa i ekstrakata višeg kvaliteta u kraćem vremenu obrade!
Sljedeći materijali su već vrlo uspješno ekstrahirani ultrazvukom:
začini: šafran, čili papričice (npr. kapsaicin), đumbir, cimet, vanilin/vanilija, ružmarinska kiselina, žalfija, ruzmarin, mažuran, bosiljak, itd.
bilje: pepermint, čajevi (npr. crni, zeleni, Pai Mu Tan, jasmin, rooibos, medljika), nana, stevija, kanabis, itd.
cveće: lavanda, pačoli, ylang-ylang, ruža, itd.
Voce i povrce: vino, grožđe / sjemenke grožđa, kafa, kakao, masline, kora narandže / pomorandže, paradajz, sjemenke guarane, sjemenke uljarica (bademi, soja, sjemenke papaje, laneno sjeme, suncokret, repica), kora nara, spanać, dud , itd.
mikroorganizmi: morske alge, spirulina, mikro alge (Nannochloropsis spp mikroalge, Nannochloropsis oculata mikroalge, Dunaliella salina mikroalge), Synechococcus sp. cijanobakterije, Xanthophyllomyces dendrorhous kvasac, Trichosporon oleaginosisus kvasac, uljane gljive, Cordyceps sinensis gljiva
Ciljani ekstrakti, koji se dobijaju ultrazvukom, su eterična ulja, vitamini, lipidi, proteini i fitokompleksi kao što su fenoli, antioksidansi, polisaharidi, uljne smole, estri, esencije, proteinski hidrolizati, aminokiseline, saponini, flavonoidi, alkaloidi, kodein, tebain), pigmenti/bojila (karotinoidi, hlorofil, fikocijanin), antocijanini, limonen, alantolakton, izoalantolakton i druge aktivne supstance.
O Green Extraction
Zelena ekstrakcija je fokusirana na ekološki prihvatljive, održive metode. Stoga su smanjenje potrošnje energije u procesu korištenjem alternativnih rastvarača i obnovljivih prirodnih sirovina ključni faktori za zelenu ekstrakciju. Cilj je osigurati siguran i visokokvalitetan ekstrakt. Da biste dobili siguran proizvod visoke kvalitete, važno je koristiti alternativna, reciklirajuća i sigurnija otapala. Smanjenjem ukupne toksičnosti procesa i finalnih proizvoda, potrošači imaju koristi od zdravijeg, sigurnijeg proizvoda, a proizvođači stvaraju sigurnije okruženje za preradu za svoje zaposlenike.