Ultrazvuková výroba aromatických složek

Ultrazvuková extrakce aromatických látek je vysoce účinný a udržitelný proces, který zvyšuje výtěžek a zároveň výrazně zkracuje dobu zpracování. Díky využití bezpečných, zelených rozpouštědel nabízí ultrazvuková technologie zelenou extrakční metodu se zvýšenou energetickou účinností, což z ní činí ekologickou alternativu k tradičním extrakčním technikám.

Rostlinné extrakty – zlepšené sonikací

Ultrazvuková extrakce je komerčně využívaná technika pro výrobu vysoce kvalitních extraktů pro potravinářský a nápojový, farmaceutický a kosmetický průmysl.
„Díky ultrazvuku lze nyní kompletní extrakce provést během několika minut s vysokou reprodukovatelností, přičemž se snižuje spotřeba rozpouštědla, zjednodušuje se manipulace a zpracování, dosahuje se vyšší čistoty konečného produktu, odpadá následné čištění odpadních vod a spotřebuje se pouze zlomek fosilní energie, která je běžně potřebná pro konvenční extrakční metody, jako je Soxhletova extrakce, macerace nebo Clevengerova destilace. Několik tříd složek potravin, jako jsou aromata, pigmenty, antioxidanty a další organické a minerální sloučeniny, bylo účinně extrahováno, analyzováno a formulováno z různých matric (především živočišných tkání, mikrořas, kvasinek, potravin a rostlinných materiálů).“ [Chemat et al. 2017]

Ultrazvuková extrakce se používá k získávání izolátů z rostlinných surovin. Video ukazuje účinnou extrakci chuťových látek z chilli vloček pomocí UP200Ht.

Jako lídr na trhu vybudovala společnost Hielscher Ultrasonics rozsáhlou databázi znalostí o ultrazvukových extrakčních procesech, včetně extrakce koření, bylin, květů, ovoce a zeleniny pro výrobu aromat a vonných látek. Společnost Hielscher Ultrasonics získala hluboké znalosti o extrakci různých rostlinných materiálů, jako jsou káva, šafrán, hrozny (víno), dub, čajové lístky, levandule, máta, stévie, chilli papričky, vanilka, kakao, listy boldovníku a mnoho dalších.
Ultrazvukové extrakční procesy lze provádět s téměř jakýmikoli rozpouštědly, jako je voda, alkohol, vodný ethanol, glycerin, oleje, isopropanol, hexan, benzen atd.
Pro výrobu aromat, vonných látek a účinných složek, které budou použity jako přísady v potravinářském a nápojovém, farmaceutickém, kosmetickém a parfumérském průmyslu, je použití neškodných, zelených rozpouštědel, jako je voda a alkohol, velkou výhodou.

Formy ultrazvukové extrakce:

• Sonikace
• Termo-sonikace
• Mano-sonikace
• Termo-mano-sonikace
• Ultrazvukový Soxhlet (Sono-Soxhet)
• Ultrazvuková superkritická extrakce

Ultrazvuková metoda poskytuje lepší extrakci ve srovnání s většinou konvenčních extrakčních procesů, např. macerací, pokud jde o dobu procesu, vyšší výtěžek, větší úsporu energie, čistotu, bezpečnost a kvalitu produktu. Zejména při výrobě potravinářských, nápojových, farmaceutických a kosmetických přísad představuje zelená ultrazvuková extrakční technika velkou výhodu z hlediska bezpečnosti produktu.

Transparentní aromatické emulze

Emulze jsou běžnou přísadou k funkcionalizaci potravin a nápojů z hlediska chuti, nutriční hodnoty a stability. Zejména při formulaci nápojů je čirost důležitým faktorem, protože konečný produkt musí splňovat nejen kvalitativní a nutriční standardy, ale také optické. U čirých nápojů a potravin to znamená, že emulzní přísada by neměla narušovat zamýšlený cíl konečné kvality. Čirá emulze se tak snáze zpracovává. Díky své velikosti jsou nanoemulze transparentní a průsvitné (alespoň pro pouhé oko). Díky své vysoké kinetické stabilitě, nízké viskozitě, vysoké transparentnosti a vysoké stabilitě vůči sedimentaci, krémování, koalescenci a flokulaci se široce používají jako přísady.
Čím větší je velikost kapiček / částic, tím větší neprůhlednost dodávají konečnému produktu. Pro formulaci čirých nápojů poskytuje nejlepší výsledky použití čiré emulze s nanokapičkami. Ultrazvuková emulgace umožňuje vyrábět emulze W/O, O/W, inverzní emulze, jakož i dvojité nebo vícenásobné emulze W/O/W s kapičkami v nanometrovém rozsahu (tzv. miniemulze, nanoemulze, ultrajemné emulze nebo submikronové emulze). Velikost kapiček lze nastavit a řídit pomocí parametrů ultrazvukového procesu. Sonikátory Hielscher jsou přesně ovladatelné pro optimální a reprodukovatelné výsledky procesu.

Společnost Hielscher vyvinula MultiPhaseCavitator – jedinečnou vložku do průtokové cely, která ultrazvukovou emulgaci ještě dále zlepšuje.
Klikněte zde a přečtěte si více o vložce MultiPhaseCavitator!
Klikněte zde a přečtěte si více o ultrazvukové emulgaci!

Enkapsulace aromat pomocí ultrazvuku

Používání liposomů ve farmaceutických a potravinářských produktech neustále roste. Liposomy lze použít jako nosiče aktivních molekul, např. živin a léčiv. Sonikací lze liposomy vytvářet emulgací suspenze lipid/voda nebo sonikací multilamelárních vezikul (MLVs). Při ultrazvukovém emulgačním procesu se lipidové dvojvrstvy rozpadají na menší fragmenty, které se samy uspořádají do malých unilamelárních vezikul (SUVs) složených z fosfolipidů. Během procesu sonikace lze do liposomů enkapsulovat účinné látky.
Klikněte zde a zjistěte více o ultrazvukové výrobě liposomů!

Ultrazvukové extrakční systémy

Následující tabulka vám poskytuje přehled o přibližné zpracovatelské kapacitě našich nejoblíbenějších ultrazvukových extrakčních systémů:

Ultrazvuková superkritická extrakce

Extrakce superkritickou tekutinou a superkritickým CO2 patří k nejdůležitějším extrakčním technikám, pokud jde o výrobu aromat a vonných látek.
Superkritický oxid uhličitý je selektivní rozpouštědlo s nastavitelnou hustotou. Jeho selektivita a rozpouštěcí schopnost závisí na proměnlivé hustotě, kterou lze ovlivnit tlakem a teplotou.
Kombinací superkritické extrakce se sonikací je možné použít rozpouštědla potravinářské kvality, jako je alkohol nebo voda, a přesto dosáhnout vysokých extrakčních rychlostí a vysokých výtěžků.
Použijte níže uvedený formulář a získejte více informací o našich ultrazvukových extrakčních systémech a jejich aplikacích!

Podívejte se na níže uvedené video, které porovnává ultrazvukovou extrakci a konvenční maceraci čerstvých listů jitrocele kopinatého ve vodě. Sonikace nejenže během několika sekund vytvoří účinný extrakt z jitrocele, ale také barva extraktu ukazuje na rozdíl v kvalitě. Zatímco ultrazvukový extrakt má sytě zelenou barvu, extrakt macerovaný 20 dní má nahnědlou barvu, která poukazuje na oxidativní degradaci bioaktivních sloučenin.

V tomto krátkém videu porovnáváme ultrazvukovou extrakci ve studené vodě pomocí sondového sonikátoru Hielscher UP200Ht s tradiční macerací po dobu 20 dní. Zatímco konvenční macerace vyžaduje k extrakci bioaktivních sloučenin z čerstvých listů jitrocele kopinatého týdny, ultrazvuková extrakce pomocí sondy je uvolňuje během několika sekund. Při porovnání tradičně macerovaného extraktu s ultrazvukovým extraktem je patrné, že sonikovaný extrakt má sytě zelenou barvu, zatímco macerovaný extrakt vykazuje nahnědlý odstín, který naznačuje oxidační degradaci bioaktivních sloučenin. Sytě zelená barva ultrazvukového extraktu z jitrocele kopinatého dokládá vyšší účinnost ultrazvukové technologie při výrobě plnospektrálního extraktu. Ultrazvuková extrakce rostlinných látek je rychlejší, účinnější a poskytuje silnější extrakt. Vysoce účinná ultrazvuková extrakce pomocí UP200Ht poskytuje plnospektrální extrakt z jitrocele kopinatého.

 

---

---