Ultrazvuková extrakce jedlých olejů
Jedlé oleje se využívají v mnoha oblastech vaření a výroby potravin. Mechanická extrakce jedlých olejů chrání oleje před degradací. Ultrazvuková extrakce jedlých olejů je vynikající metoda pro uvolňování olejů ze semen, jader a plodů. Jako netermální extrakční technika poskytuje ultrazvuková extrakce vysoce kvalitní jedlé oleje a vyniká vyššími výtěžky a kratší dobou zpracování.
Výroba jedlých olejů intenzifikovaná sonikací
Ultrazvuková extrakce se široce používá k uvolňování cenných intracelulárních látek z rostlinného materiálu. Mezi cílové extrakty patří lipidy / mastné kyseliny, proteiny, vitamíny, polyfenoly a další bioaktivní sloučeniny. Jako technika intenzifikace procesů zvyšuje ultrazvuková extrakce jedlých olejů, jako je mimo jiné extra panenský olivový olej, avokádový olej, slunečnicový olej a lněný olej, výtěžek extrahovaného oleje (mastných kyselin), zkracuje dobu extrakce a snižuje spotřebu rozpouštědel nebo ji zcela odstraňuje. Princip ultrazvukem asistované extrakce, která je netermální extrakční technikou, je založen na jevu akustické kavitace. Akustická neboli ultrazvuková kavitace vytváří intenzivní smykové síly, které narušují buněčné stěny a zvyšují přenos hmoty mezi vnitřkem buňky a okolním rozpouštědlem. Díky tomu je ultrazvuková extrakce vynikající technikou pro uvolňování a izolaci sloučenin uzavřených v rostlinných buňkách.
- vyšší výtěžek
- kratší doba extrakce
- žádná nebo snížená spotřeba rozpouštědel
- netermální proces
- vysoká nutriční kvalita
- snadné a bezpečné použití
- rychlá návratnost investice (RoI)
Ultrazvukový extraktor UIP4000hdT instalovaný v olivovém mlýně pro lepší výrobu extra panenského olivového oleje
Případové studie ultrazvukové extrakce jedlých olejů
Ultrazvuková extrakce byla testována na různých olejninách a plodech a její účinnost byla prokázána.
Ultrazvuková extrakce slunečnicového oleje
Moradi et al. (2018) zkoumali vliv ultrazvukem asistované extrakce na výtěžek oleje a složení živin u loupaných a neloupaných slunečnicových semen. Použili sonikátor UP400S (400 wattů, 24kHz) k extrakci slunečnicového oleje ze slunečnicových semen s n-hexanem jako rozpouštědlem.
Pro vyhodnocení výsledků extrakce byl olej extrahován také konvenční vsádkovou extrakcí rozpouštědlem a extrakcí podle Soxhleta, přičemž u všech extrakčních metod byl použit n-hexan.
Ultrazvuková extrakce slunečnicového oleje poskytla nejvyšší výtěžky oleje, a to 45,44 ± 0,27% u neloupaných a 23,71 ± 0,22% u loupaných slunečnicových semen. Ve slunečnicových šrotech vyčerpaných ultrazvukem zůstalo méně než 4% zbytkového oleje u neloupaných a méně než 5% u loupaných slunečnicových semen.
Doba extrakce potřebná při použití ultrazvukové extrakce se zkrátila na pouhých 105 min, zatímco extrakce podle Soxhleta vyžadovala 6 h a vsádková extrakce rozpouštědlem vyžadovala dobu zpracování 10 h.
Analýza plynovou chromatografií ukázala, že ultrazvukem asistovaná extrakce významně zlepšuje kvalitu extrahovaných olejů a kyseliny α-linolenové.
Plynový chromatogram oleje extrahovaného z loupaných slunečnicových semen pomocí sonikace
Studie a graf: Moradi et al. 2018
Ultrazvuková extrakce extra panenského olivového oleje
Servili et al. (2019) začlenili 4kW sonikátor UIP4000hdT do konvenční linky na malaxaci olivového oleje. Mechanické ošetření olivové pasty sonikací zlepšuje výkonnost extrakčního procesu a zvyšuje extrakční kapacitu olivových mlýnů. Protože tlak je důležitým faktorem, byla sonikace prováděna pomocí ultrazvukové průtokové cely s kaskatrodou při tlaku 3,5 bar. Ultrazvuková extrakce nezpůsobila žádné změny hlavních legislativních parametrů kvality a při zvýšeném tlaku 3,5 bar měla pozitivní vliv na fenolové složení extra panenského olivového oleje (EVOO). Ultrazvukem asistovaná malaxace olivové pasty vede k vyšším výtěžkům a lepšímu fenolovému složení EVOO.
Klikněte zde a přečtěte si více o ultrazvukem asistované malaxaci extra panenského olivového oleje!
Ultrazvuková extrakce avokádového oleje
Martinez-Oadilla et al. (2018) ve své studii ukázali, že sonikace pomocí přístroje UIP1000hdT (20kHz, 1000W) při ošetření nemalaxovaného avokádového pyré zlepšila extrahovatelnost o 15–24% dodatečně získaného oleje.
Klikněte zde a přečtěte si více o ultrazvukové extrakci avokádového oleje!
Ultrazvuková extrakce lněného oleje
Gutte et al. (2015) použili ultrazvuk k extrakci oleje z mletého lněného semínka s n-hexanem jako rozpouštědlem. Alternativně lze jako rozpouštědla použít dichlormethan, petrolether nebo ethanol. Ultrazvuková extrakce zvýšila výtěžek extrakce o 11,5% při podobném množství rozpouštědla jako u konvenční extrakce. Chromatografická analýza ukázala, že ultrazvuková extrakce neměla na kyselinu α-linolenovou (ω-3) žádné významné účinky, jako je degradace. Studie ukazuje, že sonikace zvyšuje výtěžek extrakce jedlého oleje a zkracuje dobu extrakce při zachování vysokého nutričního profilu lněného oleje.
Synergické účinky ultrazvukové extrakce oleje
Ultrazvukovou extrakci lze použít jako samostatnou metodu k uvolňování oleje ze semen a plodů bohatých na olej, nebo ji lze začlenit či dodatečně instalovat do konvenčních / již existujících zařízení na výrobu jedlých olejů za účelem zvýšení výtěžku a kvality oleje. Ultrazvukové extrakční systémy lze snadno instalovat pro ošetření před malaxací nebo po ní, v kombinaci s extrakcí podle Soxhleta nebo za mechanický lis na olej či šnekový lis.
Extrakční zařízení Hielscher Ultrasonics se snadno instaluje, vyžaduje jen velmi málo místa (malá zastavěná plocha), a lze je proto dodatečně začlenit do stávajících olejáren. Díky své robustnosti a průmyslovému provedení jsou průmyslové sonikátory Hielscher konstruovány pro provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích.
Zvyšte výtěžek a kvalitu svého oleje s Hielscher Ultrasonics!
UIP4000hdT, výkonný 4kW ultrazvukový procesor pro extrakci jedlých olejů
Vysoce výkonné ultrazvukové extraktory pro výrobu jedlých olejů
Pro zpracování jedlých olejů v potravinářské kvalitě v průmyslovém měřítku je zapotřebí vysoce výkonné ultrazvukové zařízení, které zpracovává velké objemové proudy olejnin v kontinuálním průtokovém systému. Hielscher Ultrasonics je dlouholetým a důvěryhodným dodavatelem vysoce výkonných ultrazvukových extrakčních zařízení, která jsou po celém světě začleněna do potravinářských výrobních závodů.
Pokročilé sonikátory Hielscher Ultrasonics lze přesně řídit a poskytují obsluze plnou kontrolu nad důležitými procesními parametry, jako je amplituda, tlak, teplota a doba sonikace.
Rozsáhlá nabídka příslušenství, jako jsou sonotrody (sondy), boostery amplitudy, průtokové cely a další doplňky, umožňuje konfigurovat ultrazvukový extrakční systém specificky pro zpracovávanou surovinu a cílový výstup.
Vysoce výkonné sonikátory Hielscher Ultrasonic snadno zpracovávají suspenze s vysokým obsahem pevných látek, tedy s vysokým poměrem pevných látek (semen) k rozpouštědlu
Řízení teploty během ultrazvukového zpracování
Protože ultrazvukem asistovaná extrakce je netermální metoda zpracování, lze zabránit tepelné degradaci teplotně citlivých nutričních složek. Ultrazvukové průtokové cely Hielscher jsou vybaveny chladicím pláštěm pro odvod tepla. Navíc lze přívod energie přesně přizpůsobit optimálním podmínkám zpracování, např. pomocí pulzního režimu ultrazvukového extraktoru. Ultrazvuková extrakce jedlých olejů při nízkých teplotách zabraňuje tepelně indukovanému rozkladu extrahovaných olejů a minimalizuje ztráty bioaktivních sloučenin.
Monitorování ultrazvukového procesu
Všechny digitální sonikátory Hielscher – od laboratorní až po průmyslovou velikost – jsou vybaveny inteligentním softwarem, který usnadňuje přesné řízení, monitorování a kontrolu ultrazvukového procesu. Amplitudu, limit přívodu energie, pulzní cykly a dobu sonikace lze přednastavit pomocí uživatelsky přívětivého softwaru. Prostřednictvím barevného dotykového displeje je menu snadno přístupné a jeho ovládání je intuitivní. Dálkové ovládání přes prohlížeč umožňuje obsluze ovládat a monitorovat ultrazvukový systém na dálku.
Všechna důležitá data ultrazvukového procesu (jako je amplituda, teplota, tlak, čistá energie, celková energie, čas a datum) se automaticky ukládají na integrovanou SD kartu. Automatické protokolování dat je v potravinářském a farmaceutickém průmyslu vysoce ceněno, protože výrobci potravin umožňuje zpětně zkontrolovat podmínky zpracování kterékoli sonikované šarže. To umožňuje standardizaci procesu, trvale vysokou kvalitu výstupu a zavedení správné výrobní praxe (GMP).
Sonikátor UIP4000hdT pro inline zpracování olejnin za účelem vyšších výtěžků vysoce kvalitních jedlých olejů
Průmyslové sonikátory Hielscher Ultrasonics dokážou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200µm lze snadno a nepřetržitě provozovat v režimu 24/7. Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici ultrazvukové sonotrody na zakázku. Robustnost ultrazvukových zařízení Hielscher umožňuje provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích.
Níže uvedená tabulka vám poskytne představu o přibližné zpracovatelské kapacitě našich sonikátorů:
| Objem vsádky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500mL | 10 až 200mL/min | UP100H |
| 10 až 2000mL | 20 až 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 až 20L | 0,2 až 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100L | 2 až 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 až 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | větší | klastr zařízení UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratorního po pilotní a průmyslové měřítko.
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.
Fakta, která stojí za to znát
Jedlé oleje
Jedlé oleje jsou při pokojové teplotě obvykle kapalné, i když některé oleje obsahující nasycené tuky, jako je kokosový olej, palmový olej a olej z palmových jader, mohou být pevné. Jedlé oleje jsou většinou rostlinné oleje a také oleje získávané z plodů, jako je olivový olej a avokádový olej. Rostlinné oleje, jako je sójový olej, kanolový olej / řepkový olej, kukuřičný olej, arašídový olej, sezamový olej, slunečnicový olej, světlicový olej, palmový olej, hořčičný olej, olej z rýžových otrub, dýňový olej, kokosový olej a další oleje ze semen, se široce používají jako oleje na vaření a v ochucovadlech (např. salátové dresinky, marinády, omáčky, dipy atd.). Rostlinné oleje se běžně používají při vaření jako alternativa k živočišným tukům, jako je máslo a sádlo.
Margarín je oblíbená náhrada másla na bázi rafinovaných rostlinných olejů (např. ze světlice, slunečnice, sóji, bavlníkových semen, řepky nebo z olivového oleje). Přečtěte si více o ultrazvukové výrobě margarínu!
Jedlé oleje, jako je olivový olej, řepkový olej, slunečnicový olej nebo olej z hroznových jader, lze aromatizovat louhováním aromatických rostlin, jako jsou bylinky (např. rozmarýn, bazalka atd.), ovoce (např. citrusy, pomeranč, malina), chilli papričky nebo česnek. Sonikace se používá k obohacování rostlinných olejů bylinnými extrakty. Přečtěte si více o ultrazvukové maceraci a louhování!
Oleje a tuky – rozdíl: Tuky jsou při pokojové teplotě pevné, zatímco oleje jsou kapalné. Nenasycené tuky, jako jsou polynenasycené a mononenasycené mastné kyseliny, patří do kategorie olejů. Tuky jsou většinou živočišného původu a obsahují převážně nasycené mastné kyseliny. Běžnými tuky jsou máslo, sádlo a lůj.