Mazeration und Aromatisierung mittels Ultraschall
Die Ultraschall-Aromatisierung und -Aromatisierung von Speiseölen basiert auf der Ultraschallextraktion von Aromastoffen aus Pflanzen wie Kräutern, Gewürzen, Früchten usw. Die Ultraschallmazeration ist eine prozessintensivierende Methode, die bioaktive Komponenten in das Öl extrahiert. Als nicht-thermische Verarbeitungsmethode ist die Ultraschallextraktion prädestiniert für die Aufbereitung von hitzeempfindlichen Pflanzen und Ölen.
Aromatisierte Speiseöle
Aromatisierte oder aromatisierte Speiseöle sind definiert als Öle, denen Gemüse, Kräuter, Gewürze oder Früchte zugesetzt werden, um ihr Aroma und ihre sensorischen Eigenschaften zu verbessern. Neben der Verbesserung der sensorischen Eigenschaften wird das Speiseöl durch gesundheitsfördernde Phytochemikalien aufgewertet, die in pflanzlichen Stoffen wie Kräutern und Gewürzen enthalten sind. Polyphenole, Flavonoide, Terpene, Anthocyane, aromatische Verbindungen und Polysaccharide sind für ihren Beitrag zu Gesundheit und Wohlbefinden bekannt. Öle wie Olivenöl, Avocadoöl, Sonnenblumenkernöl, Rapsöl und andere Pflanzen- oder Samenöle sind ein hervorragender Träger für bioaktive Verbindungen und Aromen.
Ultraschallextraktor UIP4000hdT zur Mazeration und Aromatisierung von Speiseölen
Ultraschall-Mazeration und Aromatisierung
Bei der Ultraschallinfusion von Speiseölen werden die Phyto-Chemikalien und Aromastoffe aus den Pflanzen wie Gewürzen, Kräutern, Gemüse oder Früchten freigesetzt und gleichmäßig in das Öl eingemischt. Durch die Ultraschallkavitationseffekte werden die bioaktiven Verbindungen homogen in der Ölmatrix dispergiert, was die Absorptionsrate und Bioverfügbarkeit der gesundheitsfördernden Verbindungen im menschlichen Körper deutlich erhöht, da das Öl die lipophilen bioaktiven Verbindungen auflöst.
Ultraschall-Mazeration
Bei der Mazeration handelt es sich um eine Technik, mit der empfindliche oder leichtflüchtige Kräuteressenzen aus Pflanzenmaterial in einem „kalten“nicht-thermischen Prozess freigesetzt werden. Die Mazeration kann als eine Art Kaltaufguss bezeichnet werden. Da während der Mazeration keine Hitze angewendet wird, ist die Mazeration in der Regel ein langsamer, zeitaufwendiger Prozess. Zur Herstellung eines Mazerats wird Pflanzenmaterial (z.B. gemahlene Gewürze oder gehackte Kräuter) in einer Flüssigkeit (sog. Lösungsmittel) suspendiert und für einen relativ langen Zeitraum, der von mehreren Wochen bis zu einigen Monaten reichen kann, ruhen oder ziehen gelassen. Die Dauer des Mazerationsprozesses korreliert mit der Intensität des Aromas, das extrahiert wird.
Im folgenden Video sehen Sie einen Vergleich zwischen der Ultraschallextraktion und der herkömmlichen Mazeration von frischen Spitzwegerichblättern in Wasser. Die Ultraschallextraktion erzeugt nicht nur innerhalb von Sekunden einen potenten Spitzwegerich, sondern auch die Farbe des Extrakts weist auf einen Qualitätsunterschied hin. Während der Ultraschallextrakt eine tiefgrüne Farbe hat, weist der 20 Tage lang mazerierte Extrakt eine bräunliche Farbe auf, die auf einen oxidativen Abbau der bioaktiven Verbindungen hinweist.
Die tiefgrüne Farbe des Ultraschall-Spitzwegerich-Extrakts unterstreicht die überlegene Effizienz der Ultraschalltechnologie bei der Herstellung eines Vollspektrum-Extrakts. Die botanische Extraktion mit Ultraschall ist schneller, wirksamer und effizienter. Die hocheffiziente Ultraschallextraktion mit dem UP200Ht erzeugt einen Spitzwegerichextrakt mit vollem Spektrum.
Die Beschallung mittels Hochleistungs-Ultraschall intensiviert den Mazerationsschritt erheblich, indem sie die Mazerationsmischung aus Pflanzensubstrat und Öl mit intensiver Mikromischung und Turbulenzen beaufschlagt wird. Die Beschallung kann die traditionelle Mazeration, die Wochen oder Monate dauert, drastisch beschleunigen, – die gleichen Ergebnisse wie beim Aufguss innerhalb weniger Minuten zu erzielen. Als nicht-thermisches, mechanisches Verfahren erhöht die Ultraschallmazeration den Stoffaustausch und bewahrt die hitzelabilen bioaktiven Verbindungen wie flüchtige Stoffe, Polyphenole und andere Phytochemikalien. Dies macht die Ultraschallmazeration zu einer einzigartigen Technik für die schnelle und effektive Herstellung von hochwertigen Mazeraten.
Ein weiterer Vorteil der Ultraschallmazeration ist die Verwendung von frischem Pflanzenmaterial. Bei der traditionellen Mazeration kann frisches Material verwendet werden, das jedoch anfällig für mikrobiellen Verderb ist, da das botanische Material sehr lange im Öl verbleiben muss. Die Ultraschallmazeration ist ein schneller Prozess von mehreren Minuten, was bedeutet, dass es keine lange Zeit für das mikrobielle Wachstum gibt. Darüber hinaus ist bekannt, dass die Ultraschallkavitation mikrobielle Zellen aufbricht und inaktiviert und damit zur Stabilität des Mazerats beiträgt.
Mit Ultraschall aromatisierte Öle wie natives Olivenöl extra oder Sonnenblumenöl haben sich als stabiler erwiesen, da die zugesetzten Antioxidantien aus den Kräutern die Primäroxidation der Fettsäuren verringern. Oregano, Thymian, Chilipfeffer, Knoblauch, Lorbeer, Basilikum, Olivenblätter, Salbei, Spitzwegerich, Lavendel, Rosmarin, Menthe, Zitrone, Orange sowie andere Früchte, Blätter, Blüten, Wurzeln, Samen und Rinden sind reich an ätherischen Ölen, Polyphenolen, Flavonoiden und anderen bioaktiven Verbindungen. Die Ultraschallmazeration und -aromatisierung ist eine wirksame, schnelle und sichere Methode zur Aufwertung von Speiseölen, die ihnen einen höheren Gehalt an Antioxidantien und Polyphenolen, eine verbesserte Oxidationsstabilität und ein reichhaltiges Geschmacksprofil verleiht.
- Vollständige Extraktion des Geschmacks
- schnelles Verfahren
- Nicht-thermischer, milder Prozess
- lösungsmittelfrei
Das Aromatisieren und Aromatisieren von Speiseölen durch Ultraschallmazeration ist ein wirksames und schnelles Verfahren zur Veredelung von Ölen und zur Herstellung sogenannter „Gourmet-Öle“. Mit einer breiteren Palette von Geschmacksrichtungen verleiht die Ultraschallaromatisierung Ölprodukten einen weiteren Mehrwert.
Der UIP1000hdT ist ein 1000 Watt starker Sonicator der üblicherweise für die Extraktion von Aromen verwendet wird
Industrielle Ultraschallgeräte für die Pflanzenölverarbeitung
Hochleistungs-Ultraschallprozessoren werden in der Lebensmittelindustrie bereits in großem Umfang zur Extraktion von Aromen und bioaktiven Verbindungen, zur Emulgierung von Ölen mit Flüssigkeiten auf Wasserbasis oder zur Homogenisierung verschiedener Materialien eingesetzt. Bei aromatisierten Speiseölen ermöglicht die ultraschallunterstützte Extraktion die Herstellung hochwertiger Öle mit einem intensiven, vollen Geschmacksprofil. Gleichzeitig überzeugt die Ultraschall-Mazeration und -Aromatisierung als schnelle, bequeme, sichere und kostengünstige Methode.
Für die ultraschallgestützte Mazeration, Geschmacksextraktion und Aromatisierung können ganze Gewürze (d.h. Blätter, Blüten, Samen, Rinde usw.), gemahlene Gewürze (d.h. Pulver), ätherische Öle oder Oleoresin verwendet werden.
Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschallgeräte vom Labor- und Tischgerät bis zum industriellen Maßstab mit einer Verarbeitungsleistung von mehreren Tonnen pro Stunde.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:
| Batch-Volumen | Durchfluss | Empfohlenes Ultraschallgerät |
|---|---|---|
| 1 bis 500ml | 10 bis 200ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000ml | 20 bis 400ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 bis 20l | 0,2 bis 4l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100l | 2 bis 10l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 bis 100l/min | UIP16000 |
| n.a. | größere | Cluster aus UIP16000hdT |
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Literatur
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- Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Bewertung des Layouts der Olivenölgewinnungsanlage unter Einsatz eines Hochleistungs-Ultraschallgeräts. Ultrasonics Sonochemistry, Band 73, 2021.
Wissenswertes
Was ist Mazeration?
Das traditionelle Mazerationsverfahren, bei dem Öle wie Oliven- oder Sonnenblumenöl mit den Aromastoffen und ätherischen Ölen von Pflanzen (z.B. Gewürzen, Kräutern, Früchten usw.) angereichert werden, ist ein Infusionsverfahren, bei dem das Pflanzenmaterial in Öl eingeweicht wird. Dies ist ein sehr langsamer Prozess, der von mehreren Wochen bis zu einigen Monaten dauert, da der Stoffaustausch zwischen den botanischen Feststoffen und dem Öl sehr langsam ist. Ein weiterer Faktor, der für die Langsamkeit der traditionellen Mazeration verantwortlich ist, ist die Temperatur während der Mazeration. Als Kaltaufguss wird die Suspension von Pflanzen- und Ölen bei Raumtemperatur gehalten, um den thermischen Abbau der empfindlichen flüchtigen Verbindungen, Oleoresine und ätherischen Öle zu verhindern. Diese Faktoren verlangsamen den Prozess und machen ihn sehr zeitaufwendig.
Das Mazerationsverfahren kann zum Aufgießen von Speiseölen sowie von Ölen und Tinkturen für die Hautpflege, medizinischen Tinkturen und alkoholischen Getränken verwendet werden. Zu den gängigen Kräutern und Gewürzen, die für die Mazeration von Ölen und Tinkturen verwendet werden, gehören Minze, Basilikum, Chilis, Rosmarin, Thymian, Vanille, Zimt, Lavendel, Holunderblüten, Ringelblume, Johanniskraut, Sanddorn und viele andere.
Gängige Öle für die Mazeration sind Oliven-, Sonnenblumen-, Kokos-, Jojoba-, Raps-, Leinsamen- oder Hanföl. Zur Herstellung von Tinkturen oder alkoholischen Getränken wird Alkohol als Flüssigkeit verwendet.
Speiseöle
Speiseöle sind pflanzliche Öle, die aus Pflanzen gewonnen werden. Diese Öle sind Triglyceride und werden in Lebensmitteln verwendet, sowohl beim Kochen als auch als Nahrungsergänzungsmittel. So wird beispielsweise Olivenöl als Speiseöl, Würzmittel und Nahrungsergänzungsmittel verwendet, da es reich an Omega-9-Fettsäuren ist. Neben der Verwendung als Lebensmittel wird Olivenöl auch als Kosmetikprodukt für die Haut- und Haarpflege verwendet.
Speiseöle können aus Früchten (z.B. Oliven, Avocado, Jojoba), Nüssen (z.B. Walnuss, Macadamia, Mandel), Samen (z.B. Raps, Sonnenblume, Leinsamen, Hanf, Argan) oder aus Zitrusfrüchten (z.B. Zitrone, Bergamotte, Grapefruit, welches ätherische Öle sind) gewonnen werden.
Zahlreiche verschiedene Quellen natürlicher biologischer Wirkstoffe, welche auch als funktionelle Stoffe bezeichnet werden, können potenziell zur Anreicherung von Speiseölen wie extra nativem Olivenöl verwendet werden.
Phytochemikalien
Phytochemikalien sind nicht-nutritive chemische Stoffe in Pflanzen, die die Pflanze vor Krankheiten oder gegen Ungeziefer schützen. Wenn Lebensmittel mit hehem Phytochemikaliengehalt im Rahmen einer gesunden Ernährung verzehrt werden, haben diese Pflanzenstoffe viele positive Auswirkungen auf den Körper, indem sie als Antioxidantien, Hormonstimulatoren, enzymatische Stimulatoren wirken oder antibakterielle Eigenschaften aufweisen.
Verschiedene Pflanzenarten und Pflanzenteile können reich an Phytochemikalien sein, wie z.B. Gemüse (z.B. Brokkoli, Knoblauch, Fenchel), Obst (Beeren, Trauben, Orangen), Nüsse und Samen (z.B. Mandeln, Leinsamen, Haselnüsse, Macadamia, Pepitas, Walnüsse), Heilpflanzen (z.B.z.B. Sonnenhut, Ginkgo, Immergrün, Baldrian), Kräuter (z.B. Weißdorn, Hopfen, Süßholz, Rooibos, Schizandra), Getreide (Hafer, Quinoa, Gerste) und Hülsenfrüchte (z.B. Sojabohnen, Mungobohnen, Kichererbsen).
Phytochemikalien lassen sich in Alkaloide, Anthocyane, Carotinoide, Coumestane, Flavonoide, Hydroxycinnamsäuren, Isoflavone, Lignane, Monophenole, Monoterpene, Organosulfide, Phenolsäuren, Phytosterole, Saponine, Stylbene, Triterpenoide und Xanthophylle unterscheiden.
Ätherische Öle
Ein ätherisches Öl ist eine konzentrierte hydrophobe Flüssigkeit, die flüchtige chemische Verbindungen aus Pflanzenextrakten enthält. Ätherische Öle sind auch als flüchtige Öle oder Aetherolea bekannt. Ätherische Öle werden oft als das Öl der Pflanze bezeichnet, aus dem sie gewonnen werden, wie z.B. Rosenöl, Teebaumöl oder Bergamotteöl. Im Englischen werden ätherische Öle als essential oils bezeichnet: „essentiell“ weil sie die „Essenz des“ Der Duft der Pflanze. Bei der Verwendung für ätherische Öle ist der Begriff „essentiell“ nicht, dass das Öl ein unverzichtbarer Bestandteil ist, wie es bei den Begriffen essentielle Aminosäure oder essentielle Fettsäure der Fall ist. Diese werden so genannt, weil sie von einem bestimmten Organismus zum Überleben benötigt werden. Ätherische Öle werden durch Destillation, Hydrodestillation, Lösungsmittelextraktion oder Pressen hergestellt. Die Ultraschallverarbeitung wird häufig eingesetzt, um die Extraktionsrate zu intensivieren und zu beschleunigen und die Ausbeute an ätherischen Ölen zu erhöhen.
Lesen Sie mehr über die Ultraschall-Hydrodestillation von ätherischen Ölen!
Oleoresine
Oleoresine sind eine natürliche Kombination aus Öl und Harz in Pflanzen. Als hochkonzentrierte Substanz sind Oleoresine halbfeste Extrakte, die aus einem Harz in Lösung in einem ätherischen und/oder fetthaltigen Öl (Trigylcerid) bestehen.
Im Gegensatz zu ätherischen Ölen sind Oleoresine reich an schwereren, weniger flüchtigen und lipophilen Verbindungen wie Harzen, Wachsen, Fetten und Fettölen.
Oleoresine können aus Gewürzen wie Basilikum, Paprika, Kardamom, Selleriesamen, Zimtrinde, Nelkenknospen, Bockshornklee, Tannenbalsam, Ingwer, Jambu, Labdanum, Muskatblüte, Majoran, Muskatnuss, Petersilie, Pfeffer (schwarz/weiß), Piment (Piment), Rosmarin, Salbei, Bohnenkraut, Thymian, Kurkuma, Vanille oder westindischen Lorbeerblättern hergestellt werden. Die verwendeten Lösungsmittel sind nicht-wässrig und können entweder polar (d.h. Alkohole) oder unpolar (d.h. Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid) sein. Die Ultraschallextraktionsmethode ist mit diesen Lösungsmitteln kompatibel und beschleunigt die Extraktionsrate und Ausbeute.
Sowohl ätherische Öle als auch Oleoresine sind hervorragende Naturstoffe, die als konzentrierte Geschmackszutaten verschiedenen Lebensmitteln und Getränken zugesetzt werden können. Ätherische Öle und Oleoresine werden durch Extraktion (z. B. ultraschallunterstützte Extraktion) und anschließende Destillation aus Pflanzen isoliert. Als Rohstoffe für die Herstellung von ätherischen Ölen und Oleoresinen werden Kräuter, Gewürze und andere pflanzliche Stoffe verwendet.