Effektiv produktion af humleekstrakter ved sonikering

Humle og humleekstrakter er essentielle ingredienser til produktion af øl. Alfasyrerne a-caryophyllen (humulone) og beta-caryophyllen (humulene) er vigtige smagsstoffer, som giver øl sin bitterhed og bidrager til dets aroma, skumstruktur og mikrobiologiske stabilitet. Ultralydsekstraktion er en yderst effektiv teknik til frigivelse af de bioaktive forbindelser fra humlecellematrixen for at producere et smagsrigt og fuldt humleekstrakt.

Ultralydsekstraktion af bittersyrer fra humle

Ultralydsekstraktion af bittersyrer fra humle er en yderst effektiv og pålidelig teknik, der anvendes i bryggeriindustrien, smags- og duftproduktion samt i forskningsfaciliteter til effektivt at udvinde forbindelser, der er ansvarlige for bitterhed og smagsforbindelser fra humlekegler.

Ultralydsekstraktion bruger arbejdsprincippet for akustisk kavitation. Akustisk eller ultralydskavitation genereres af lavfrekvente ultralydsbølger i væsker. Ultralydsbølgernes skiftende højtryks- / lavtrykscyklusser skaber små kavitationsbobler i et opløsningsmiddel. Den hurtige dannelse og kollaps af disse bobler genererer intense lokale kræfter, der forstyrrer cellevægge og frigiver målforbindelser, såsom bittersyrer, fra humlematerialet. Ultralydkavitation er meget effektiv til at frigive bittersyrer såsom humulone, cohumulone og adhumulon fra humle. Disse forbindelser er bedst kendt som smagsstoffer, der bruges i øl, hvor de bidrager til øllets bitterhed og distinkte smagsprofil.
En stor fordel ved ultralydsekstraktion er dens effektivitet og hastighed. Sonikering reducerer ekstraktionstider betydeligt sammenlignet med traditionelle metoder, hvilket gør det til et attraktivt valg for bryggerier og smagsproducenter.
Da ultralydsekstraktionsprocessen kan optimeres ved at justere forskellige parametre, herunder sonikeringstid, temperatur, opløsningsmiddelkoncentration og forholdet mellem humlemateriale og opløsningsmiddel, kan processen justeres til humleekstraktets målsmagsprofil. Optimering sikrer maksimal ekstraktion af bittersyre, samtidig med at den ønskede ølsmag bevares.
Det er vigtigt at opretholde korrekt temperaturkontrol under ultralydsekstraktion. Forhøjede temperaturer kan føre til nedbrydning af bittersyrer og dannelse af uønskede bismag.

Ultralyd fuldspektret humleekstrakter

Ultralydsfremstillede humlekræstninger er fuldspektrede ekstrakter, som tilbyder hele spektret af aktive ingredienser i humlekoglerne. Udover alfasyrerne a-caryophyllen (humulon) og beta-caryophyllen (humulen) frigiver ultralydsekstraktion også yderligere terpener såsom linalool og farnesen samt andre fytokemikalier såsom polyfenoler og flavonoider. Fuldspektrede ekstrakter er værdsat for deres såkaldte entourage-effekt.
Under ultralydsekstraktion behandles plantematerialer, såsom humle og andre urter, ved milde temperaturer, hvilket begrænser derved termisk nedbrydning. Sonikering tillader brug af milde, sikre, miljøvenlige opløsningsmidler – undgå brug af giftige opløsningsmidler.
Den høje effektivitet af ultralydsekstraktion gør det endda muligt at producere humleekstrakter fra brugt humle. Den intense ultralydsekstraktionsproces frigiver de resterende fotoforbindelser fra den brugte humle og hjælper med at udtømme den brugte humle fra alle værdifulde stoffer, så ingen bioaktive stoffer går til spilde.

Bittersyrer i humle

Humlebittersyrer skelnes i α- og β-syrer. Bitter α-syrer er sammensat af tre hovedkomponenter: n-humulon, ad-humulon og co-humulone. Ligeledes består bitre β-syrer af n-lupulon, ad-lupulon og co-lupulon. Til bryggerier og ølproduktion er α-syrer den essentielle syreform. Ved kogning af alfasyrer under svagt sure forhold isomeriseres alfasyrerne og omdannes derved til iso-α-syrer. Ved isomerisering omdannes de dårligt vandopløselige alfasyrer til en mere opløselig isoform, som udviser den karakteristiske organoleptiske bitterhed. De β-syrer, som er endnu mindre vandopløselige end α-syrerne, er mindre vigtige for bryggeriproduktionen, da beta-syrerne viser en meget lav isomeriseringshastighed under urtkogning.
Udover dets anvendelse som smagsingrediens er humle også kendt for sine sundhedsfremmende egenskaber, som omfatter antioxidative, beroligende, antiinflammatoriske, antikræftfremkaldende og østrogene virkninger. For eksempel er xanthohumol, et prenylflavonoid, der findes i humle, kendt for sine stærke antioxidative virkninger. Disse naturlige humlestoffer bruges i kosttilskud og lægemidler til at støtte sundheden eller til at behandle sygdomme.

Hvorfor bruge humleekstrakter?

Når der anvendes aromaingrediens, giver ekstrakter mulighed for meget præcis dosering af bitterhed og aroma, da humleekstrakter er standardiseret med hensyn til specifikke mængder og sammensætninger af alfasyrer. Dette gør det muligt at producere den samme smagsprofil og dermed et produkt af kontinuerlig høj kvalitet, der opfylder kundernes forventninger.
Når humleekstrakter anvendes som aktiv ingrediens i kosttilskud og lægemidler, tilbyder de en stærkt koncentreret mængde bioaktive stoffer, f.eks. terpener, flavonoider. Derved er det muligt at indtage en stor mængde af det aktive foto-compound for at opnå den tilsigtede effekt.

Gaskromatografianalyse af ultralydshumleekstrakt fremstillet med ultralydshomogenisator UP100H: β-caryophyllenoxid, α-caryophyllen, α-pinen, mycren, limonen, α-caryophylen og caryophylenoxid og andre.

Ultralyd humle ekstraktion

Ultralydaccelereret opløsningsmiddelekstraktion er en enkel, hurtig og sparende metode til ekstraktion af bittersyrer fra humle. Da ultralydshumleekstraktion er en lavtemperaturbehandling, giver ultralydshumleekstraktion høje udbytter på kort procestid, hvilket er betydelige fordele i forhold til den konventionelle bittersyreekstraktion fra humle.
Lave forarbejdningstemperaturer, høje udbytter, overlegen ekstraktkvalitet (dvs. fuld smag / fuldspektret ekstrakter) og en meget kort behandlingstid er de største fordele ved ultralydshumleekstraktion.
Ultralyd Hop ekstraktion – Fordele:

• Mere komplet udsugning
• Højere udbytte
• Fuld smagsprofil
• Sortsspecifik aroma bevaret
• Ensartet bitterhed / smagsstoffer
• Batch- og inline-behandling
• Sikker og nem at betjene
• Økonomisk, hurtig ROI

Højtydende ultralydsekstraktorer

Hielscher Ultrasonics har lang erfaring med at designe, fremstille og levere højtydende ultralydsekstraktorer til lille til stor industriel skala til anerkendte virksomheder og forskningsinstitutter verden over. Ultralydsekstraktion kan udføres i enhver skala, fra små laboratorieopsætninger til store industrielle systemer, hvilket giver producenterne mulighed for at skræddersy deres humleekstraktionsproces til deres produktionsbehov.
Hielscher ultralydapparater leverer ultralyd med høj effekt, er robuste og kan let køre 24/7 under tung belastning. Dette gør Hielscher ultralydsekstraktorer til den betroede arbejdshest i fødevare-, farmaceutisk og kemisk industri.
Alle digitale ultralydsprocessorer er udstyret med et farvet touch-display, hvorigennem du nemt og præcist kan indstille og styre procesparametrene. På det indbyggede SD-kort registreres alle procesparametre automatisk, så snart du tænder for ultralydsudsugningen.
Det sofistikerede design af Hielschers batch- og inline-sonikeringsopsætninger er grundigt testet og optimeret til brugervenlighed og output af høj kvalitet. Flowcellereaktorer fås i forskellige størrelser og med forskellige geometrier. Det brede udvalg af sonotroder (ultralydssonder) med forskellige former, størrelser og længder samt ekstra tilbehør giver mulighed for den ideelle konfiguration af dit ultralydssystem i overensstemmelse med din ekstraktionsproces og plantemateriale.
En anden fordel ved Hielscher Ultrasonics’ Industrielle ultralydsprocessorer leverer meget høje amplituder på op til 200 μm, som let og kontinuerligt kan køres i 24/7 drift. For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. Den præcise kontrol over amplituden og muligheden for at køre meget lave til meget høje amplituder muliggør en optimal og effektiv proces. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tunge og krævende miljøer.
Hielscher højtydende ultralydsekstraktorer til overlegne ekstrakter!
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: