Ultrazvučna proizvodnja sastojaka za arome

Ultrazvučna ekstrakcija aroma je vrlo efikasan i održiv proces koji povećava prinos uz znatno skraćenje vremena obrade. Korištenjem sigurnih, zelenih otapala, ultrazvučna tehnologija nudi zelenu metodu ekstrakcije s povećanom energetskom efikasnošću, čime postaje ekološki prihvatljiva alternativa tradicionalnim tehnikama ekstrakcije.

Biljni ekstrakti – poboljšani ultrazvučnom obradom (sonikacijom)

Ultrazvučna ekstrakcija je komercijalizirana tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata za industriju hrane i pića, farmaceutsku i kozmetičku industriju.
“Uz pomoć ultrazvuka potpune ekstrakcije sada se mogu završiti za nekoliko minuta uz visoku ponovljivost, čime se smanjuje potrošnja otapala, pojednostavljuju rukovanje i obrada uzorka, postiže veća čistoća konačnog proizvoda, eliminira naknadna obrada otpadnih voda i troši tek djelić fosilne energije koja je inače potrebna za konvencionalne metode ekstrakcije, kao što su Soxhletova ekstrakcija, maceracija ili Clevengerova destilacija. Nekoliko klasa sastojaka hrane, kao što su arome, pigmenti, antioksidansi te drugi organski i mineralni spojevi, efikasno je ekstrahovano, analizirano i formulirano iz različitih matriksa (uglavnom životinjskih tkiva, mikroalgi, kvasaca, hrane i biljnih materijala).” [Chemat et al. 2017]

Ultrazvučna ekstrakcija koristi se za dobivanje izolata iz biljnog materijala. Video prikazuje efikasnu ekstrakciju aromatičnih spojeva iz čili pahuljica pomoću uređaja UP200Ht.

Kao tržišni lider, Hielscher Ultrasonics je stvorio široku bazu znanja o procesima ultrazvučne ekstrakcije, uključujući ekstrakciju začina, ljekovitog bilja, cvijeća, voća i 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, metvica, stevija, čili papričice, vanilija, kakao, listovi boldusa i mnogi drugi.
Procesi ultrazvučne ekstrakcije mogu se provoditi s gotovo svim otapalima, kao što su voda, alkohol, vodeni etanol, glicerin, ulja, izopropanol, heksan, benzen itd.
Za proizvodnju aroma, mirisa i aktivnih komponenti koje će se koristiti kao sastojci u industriji hrane i pića, farmaceutskoj, kozmetičkoj i parfemskoj industriji, upotreba neopasnih, zelenih otapala kao što su voda i alkohol velika je prednost.

Oblici ultrazvučne ekstrakcije:

• Sonikacija
• Termosonikacija
• Manosonikacija
• Termomanosonikacija
• Ultrazvučni Soxhlet (Sono-Soxhet)
• Ultrazvučna superkritična ekstrakcija

Ultrazvučna metoda daje bolju ekstrakciju u poređenju s većinom konvencionalnih procesa ekstrakcije, npr. maceracije, u pogledu vremena procesa, većeg prinosa, veće uštede energije, čistoće, sigurnosti i kvalitete proizvoda. Posebno kada je riječ o proizvodnji aditiva za hranu, piće te za farmaceutsku i kozmetičku industriju, zelena tehnika ultrazvučne ekstrakcije velika je prednost u pogledu sigurnosti proizvoda.

Prozirne emulzije aroma

Emulzije su uobičajen aditiv za funkcionalizaciju hrane i pića u pogledu arome, nutritivne vrijednosti i stabilnosti. Posebno je pri formulaciji pića bistrina važan faktor, jer konačni proizvod mora ispunjavati ne samo standarde kvalitete i prehrambene standarde, nego i optičke. Za bistra pića i hranu to znači da aditiv u obliku emulzije ne smije ometati ciljanu konačnu kvalitetu. Stoga se bistra emulzija lakše obrađuje. Zbog svoje veličine, nanoemulzije su prozirne i providne (barem golim okom). Zbog visoke kinetičke stabilnosti, niske viskoznosti, visoke prozirnosti i visoke stabilnosti protiv sedimentacije, kremiranja, koalescencije i flokulacije, one se široko koriste kao sastojci.
Što je veća veličina kapljica / čestica, to se konačnom proizvodu daje veća mutnoća. Za formulaciju bistrih pića upotreba bistre emulzije s nanokapljicama daje najbolje rezultate. Ultrazvučna emulzifikacija omogućava proizvodnju W/O, O/W, inverznih emulzija, kao i dvostrukih ili višestrukih emulzija W/O/W s kapljicama u nanopodručju (tzv. miniemulzije, nanoemulzije, ultrafine emulzije ili submikronske emulzije). Veličina kapljica može se podešavati i kontrolirati parametrima ultrazvučnog procesa. Hielscher sonikatori se mogu precizno kontrolirati radi optimalnih i ponovljivih rezultata procesa.

S MultiPhaseCavitator-om, Hielscher je razvio jedinstveni umetak za protočnu ćeliju kojim se ultrazvučna emulzifikacija dodatno poboljšava.
Kliknite ovdje da saznate više o MultiPhaseCavitator-u!
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj emulzifikaciji!

Enkapsulacija aroma pomoću ultrazvuka

Upotreba liposoma u farmaceutskim i prehrambenim proizvodima neprestano raste. Liposomi se mogu koristiti kao nosioci aktivnih molekula, npr. nutrijenata i lijekova. Ultrazvučnom obradom liposomi se mogu formirati emulzifikacijom suspenzije lipida i vode ili sonikacijom multilamelarnih vezikula (MLV). Procesom ultrazvučne emulzifikacije lipidni dvoslojevi se razlamaju na manje fragmente, tako da se ti dijelovi sami oblikuju u male unilamelarne vezikule (SUV) sastavljene od fosfolipida. Tokom procesa ultrazvučne obrade aktivni sastojci mogu se enkapsulirati u liposome.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj proizvodnji liposoma!

Sistemi za ultrazvučnu ekstrakciju

Tabela u nastavku daje okvirni pregled približnog kapaciteta obrade naših najpopularnijih sistema za ultrazvučnu ekstrakciju:

Ultrazvučna superkritična ekstrakcija

Ekstrakcija superkritičnim fluidom i superkritičnim CO2 jedna je od najvažnijih tehnika ekstrakcije kada je riječ o proizvodnji aroma i mirisa.
Superkritični ugljik-dioksid je selektivno otapalo podesive gustoće. Njegova selektivnost i moć otapanja zavise od promjenjive gustoće na koju se može utjecati tlakom i temperaturom.
Kombiniranjem superkritične ekstrakcije s ultrazvučnom obradom postaje moguće koristiti otapala prehrambene kvalitete, kao što su alkohol ili voda, a ipak postići visoke stope ekstrakcije i visoke prinose.
Koristite obrazac ispod da dobijete više informacija o našim sistemima za ultrazvučnu ekstrakciju i njihovim primjenama!

U videu ispod pogledajte poređenje ultrazvučne ekstrakcije i konvencionalne maceracije svježeg lista bokvice u vodi. Ultrazvučna obrada ne samo da za nekoliko sekundi proizvodi snažan ekstrakt bokvice, nego i boja ekstrakta ukazuje na razliku u kvaliteti. Dok ultrazvučni ekstrakt ima intenzivnu zelenu boju, ekstrakt macerisan 20 dana ima smećkastu boju koja upućuje na oksidativnu razgradnju bioaktivnih spojeva.

U ovom kratkom videu upoređujemo ultrazvučnu ekstrakciju hladnom vodom pomoću sonikatora sa sondom Hielscher UP200Ht s tradicionalnom maceracijom tokom 20 dana. Dok su za konvencionalnu maceraciju potrebne sedmice kako bi se iz svježih listova uskolisne bokvice ekstrahirali bioaktivni spojevi, ultrazvučna ekstrakcija sondom oslobađa ih za samo nekoliko sekundi. Poređenjem tradicionalno maceriranog ekstrakta s ultrazvučnim ekstraktom uočava se da sonikirani ekstrakt ima tamnozelenu boju, dok macerirani ekstrakt ima smećkastu nijansu, što ukazuje na oksidativnu razgradnju bioaktivnih spojeva. Tamnozelena boja ultrazvučnog ekstrakta uskolisne bokvice ističe vrhunsku efikasnost ultrazvučne tehnologije u proizvodnji ekstrakta punog spektra. Ultrazvučna ekstrakcija biljnog materijala je brža, djelotvornija i efikasnija. Visokoefikasnom ultrazvučnom ekstrakcijom pomoću uređaja UP200Ht dobiva se ekstrakt uskolisne bokvice punog spektra.

 

---

---