Hopfen und Hopfenextrakte sind wesentliche Bestandteile für die Herstellung von Bier. Die Alphasäuren a-Caryophyllen (Humulon) und beta-Caryophyllen (Humulen) sind wichtige Geschmacksverbindungen, die dem Bier seine Bitterkeit verleihen und zu seinem Aroma, seiner Schaumstruktur und seiner mikrobiologischen Stabilität beitragen. Die Ultraschallextraktion ist eine hoch effiziente Technik zur Freisetzung der bioaktiven Verbindungen aus der Hopfenzellmatrix, um einen geschmacksreichen und vollen Hopfenextrakt herzustellen.

Ultraschall-Extraktion von Bittersäuren aus Hopfen

Hopfenbittersäuren werden in α- und β-Säuren unterschieden. Bittere α-Säuren setzen sich aus drei Hauptkomponenten zusammen: n-Humulon, Ad-Humulon und Co-Humulon. Ebenso bestehen die bitteren β-Säuren aus n-Lupulon, Ad-lupulon und Co-Lupulon. Für Brauereien und die Bierproduktion sind α-Säuren die essentielle Säureform. Durch das Sieden von Alphasäuren unter schwach sauren Bedingungen werden die Alphasäuren isomerisiert und dadurch in iso-α-Säuren umgewandelt. Durch Isomerisierung werden die schwer wasserlöslichen Alphasäuren in eine löslichere Iso-Form umgewandelt, die die charakteristische organoleptische Bitterkeit aufweist. Die β-Säuren, die noch weniger wasserlöslich sind als die α-Säuren, sind für die Brauereiproduktion weniger wichtig, da die Beta-Säuren eine sehr geringe Isomerisierungsrate beim Würzekochen aufweisen.
Neben seiner Verwendung als Aromastoff ist Hopfen auch für seine gesundheitsfördernden Eigenschaften bekannt, zu denen antioxidative, beruhigende, entzündungshemmende, antikarzinogene und östrogene Wirkungen gehören. Zum Beispiel ist Xanthohumol, ein Prenylflavonoid, das im Hopfen vorkommt, für seine starke antioxidative Wirkung bekannt. Diese natürlichen Hopfensubstanzen werden in Nahrungsergänzungsmitteln und Arzneimitteln zur Unterstützung der Gesundheit oder zur Behandlung von Krankheiten verwendet.

Ultraschall aufbereitete Hopfenextrakte sind Vollspektrum-Extrakte, die die gesamte Palette der Wirkstoffe der Hopfendolden bieten. Neben den Alphasäuren a-Caryophyllen (Humulon) und beta-Caryophyllen (Humulen) werden bei der Ultraschallextraktion auch weitere Terpene wie Linalool und Farnesen sowie andere Phytochemikalien wie Polyphenole und Flavonoide freigesetzt. Vollspektrum-Extrakte werden wegen ihres so genannten Entourage-Effekts geschätzt.
Bei der Ultraschall-Extraktion werden Pflanzenmaterialien, wie Hopfen und andere Kräuter, bei milden Temperaturen verarbeitet, wodurch die thermische Zersetzung begrenzt wird. Die Beschallung ermöglicht die Verwendung von milden, sicheren und umweltfreundlichen Lösungsmitteln – Vermeidung der Verwendung von giftigen Lösungsmitteln.
Die hohe Wirksamkeit der Ultraschall-Extraktion erlaubt es sogar, Hopfenextrakte aus verbrauchtem Hopfen herzustellen. Der intensive Ultraschall-Extraktionsprozess setzt die restlichen Fotoverbindungen aus dem verbrauchten Hopfen frei und hilft, den verbrauchten Hopfen von allen wertvollen Substanzen zu befreien, so dass keine bioaktiven Substanzen verschwendet werden.

Warum Hopfenextrakte verwenden?

Bei der Verwendung von Aromastoffen ermöglichen Extrakte eine sehr genaue Dosierung von Bitterkeit und Aroma, da Hopfenextrakte hinsichtlich bestimmter Mengen und Zusammensetzungen von Alphasäuren standardisiert sind. Dies ermöglicht die Herstellung des gleichen Geschmacksprofils und damit ein kontinuierlich hochwertiges Produkt, das die Kundenerwartungen erfüllt.
Als Wirkstoff in Nahrungsergänzungsmitteln und Arzneimitteln bieten Hopfenextrakte eine hochkonzentrierte Menge an bioaktiven Substanzen, z.B. Terpene, Flavonoide. Dadurch ist es möglich, eine hohe Menge der aktiven Fotomischung aufzunehmen, um die angestrebte Wirkung zu erreichen.

Gaschromatographische Analyse von Ultraschall-Hopfenextrakt, der mit einem Ultraschall-Homogenisator hergestellt wurde UP100H: β-Caryophyllenoxid, α-Caryophyllen, α-Pinen, Mycren, Limonen, α-Caryophylen und Caryophylenoxid und andere.

Ultraschall-Hopfenextraktion

Die ultraschallbeschleunigte Lösungsmittelextraktion ist eine einfache, schnelle und sichere Methode zur Extraktion von Bittersäuren aus Hopfen. Als Niedertemperaturbehandlung liefert die Ultraschall-Hopfenextraktion hohe Ausbeuten in kurzer Prozesszeit, was im Vergleich zur konventionellen Bittersäure-Extraktion aus Hopfen deutliche Vorteile bietet.
Niedrige Verarbeitungstemperaturen, hohe Ausbeuten, hervorragende Extraktqualität (d.h. volles Aroma / Vollspektrum-Extrakte) und eine sehr kurze Verarbeitungszeit sind die Hauptvorteile der Ultraschall-Hopfenextraktion.
Ultraschall-Hopfenextraktion – Vorteile:

• vollständigere Extraktion
• höhere Ausbeute
• Vollständiges Geschmacksprofil
• Sortenspezifisches Aroma erhalten
• Konstante Bitterung/Aroma
• Batch- und Inline-Verarbeitung
• sicher und einfach zu bedienen
• Wirtschaftlich, schnelle Rendite

Hochleistungs-Ultraschall-Extraktoren

Hielscher Ultrasonics verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und Lieferung von Hochleistungs-Ultraschall-Absauganlagen für kleine und große Industriebetriebe an namhafte Unternehmen und Institute weltweit. Hielscher-Ultraschallgeräte liefern Hochleistungs-Ultraschall, sind robust und können unter hoher Belastung problemlos rund um die Uhr betrieben werden. Das macht die Hielscher-Ultraschall-Extraktoren zum bewährten Arbeitspferd in der Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie.
Alle digitalen Ultraschallprozessoren sind mit einem farbigen Touch-Display ausgestattet, über das Sie die Prozessparameter einfach und präzise einstellen und kontrollieren können. Auf der eingebauten SD-Karte werden alle Prozessparameter automatisch aufgezeichnet, sobald Sie den Ultraschall-Extraktor einschalten.
Das ausgeklügelte Design der Batch- und Inline-Schallgeräte von Hielscher ist ausgiebig getestet und auf Benutzerfreundlichkeit und hohe Qualität der Ergebnisse optimiert. Durchflusszellenreaktoren sind in verschiedenen Größen und mit unterschiedlichen Geometrien erhältlich. Die breite Palette an Sonotroden (Ultraschallsonden) mit verschiedenen Formen, Größen und Längen sowie weiteres Zubehör ermöglicht die ideale Konfiguration Ihres Ultraschallsystems entsprechend Ihres Extraktionsprozesses und Ihres Pflanzenmaterials.
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In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme: