Extractos de cáscara de cacao con ultrasonidos potentes

Los residuos del cacao, como la pulpa del fruto y la cáscara del grano, pueden valorizarse fácilmente mediante la extracción de manteca de cacao, azúcar del fruto y compuestos bioactivos. La extracción por ultrasonidos ha demostrado ser una técnica muy eficaz para aislar componentes valiosos de los residuos del cacao. Los extractores ultrasónicos liberan altos rendimientos de compuestos de calidad alimentaria a partir de la cascarilla de cacao, las cáscaras y la pulpa del fruto en un tratamiento rápido, seguro y sencillo.

Subproductos del cacao
El cacao (Theobroma cacao L.) es un valioso cultivo cuyos granos se utilizan principalmente para la producción de chocolate. Tras la recolección de las mazorcas de cacao, ya sea antes o después de tostar los granos de cacao, éstos se desprenden de las cáscaras (también conocidas como cascos o cáscaras) y de la pulpa del fruto. La cáscara y la pulpa del fruto del cacao se consideran un subproducto de la industria cacaotera. Dependiendo de la especie del fruto del cacao, las habas constituyen aproximadamente el 25% en peso del fruto del cacao. La pulpa representa otro 25% en peso y el resto son cáscaras, que en la mayoría de los casos se eliminan como residuos. Sin embargo, los subproductos del cacao, como la cáscara y la pulpa, son ricos en fibras, antioxidantes, polifenoles, compuestos aromáticos, azúcares y lípidos, que pueden utilizarse como aditivos en alimentos y bebidas.

Extracción ultrasónica de fito-nutrientes de la cáscara del cacao

Extracción ultrasónica de la cáscara de cacao: La extracción por ultrasonidos convierte los biorresiduos del cacao (por ejemplo, la cáscara del cacao, la cáscara de la mazorca) en valiosos productos alimentarios como manteca de cacao, compuestos aromáticos, fito-nutrientes, azúcares de frutas y fibras dietéticas. Para que el proceso de extracción por ultrasonidos sea eficaz, sólo se requiere un pretratamiento crudo de la biomasa de la cáscara de cacao, es decir, la molienda de la cáscara de cacao.

Ultrasonidos de potencia para extracción

El mecanismo de intensificación de la extracción de los ultrasonidos de potencia se atribuye principalmente al fenómeno de la cavitación acústica. La cavitación ultrasónica provoca colisiones entre las partículas de cáscara / cascarilla de cacao, lo que da lugar a un fraccionamiento interparticular y a una reducción del tamaño de las partículas. Cuando las burbujas de cavitación colapsan en la superficie de los sólidos de cacao, la erosión y la sonoporación agrandan aún más la superficie de las partículas. La transferencia de masa así intensificada facilita la liberación de moléculas como proteínas, lípidos y fitoquímicos. Las fuerzas de cizallamiento generadas por ultrasonidos mejoran la penetración del disolvente en la matriz celular de la materia botánica y mejoran la permeabilidad de las membranas celulares, respectivamente. Estos mecanismos de los ultrasonidos de potencia son responsables de la significativa intensificación del proceso que se consigue cuando se aplica la ultrasonicación para la extracción botánica.

La extracción de la cáscara del cacao asistida por ultrasonidos, probada por la investigación

Grillo et al. (2018) investigaron la extracción de manteca de cacao, polifenoles (por ejemplo, catequina, epicatequina, dímeros, trímeros y tetrámeros de procianidina), antioxidantes y metilxantina (por ejemplo, cafeína, teobromina) de la cáscara del grano de cacao mediante extracción ultrasónica. Como muestra la tabla siguiente, la ultrasonicación aumentó siempre los rendimientos de los extractos lipófilos e hidrófilos, dando lugar a extractos ricos en flavanoles antioxidantes (catequinas y epicatequinas), teobromina (32,7 ± 0,12 mg/g de cáscaras), cafeína (1,76 ± 0,08 mg/g de cáscaras) y manteca de cacao, de manera simple y fácil. Los mejores resultados bajo sonicación se alcanzaron utilizando la mezcla ternaria, que da una recuperación de la fracción hidrofílica total ligeramente inferior y proporciona una reducción de 16 veces en el tiempo de extracción.

Rendimientos de la extracción asistida por ultrasonidos (EAU) y del proceso convencional a partir de la cáscara de cacao crudo, expresados en porcentaje p/p. La extracción ultrasónica proporciona rendimientos significativamente superiores.
Estudio y copyright de Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) también pudieron demostrar la eficacia de la extracción ultrasónica de flavonoides de la cáscara de cacao. Encontraron que los siguientes parámetros de extracción de concentración de etanol, temperatura y tiempo de ultrasonido eran los más eficientes, es decir, bajo las siguientes condiciones se obtuvieron los mayores rendimientos de extracción: el valor máximo del contenido total de flavonoides (TFC; 7,47 mg RE/g de peso seco (DW)) se alcanzó con una concentración de etanol del 80%, una temperatura de proceso de 55ºC y 45 minutos de sonicación.

Extractores ultrasónicos de alto rendimiento para el procesamiento de residuos de cacao

Los sistemas de extracción por ultrasonidos de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics se utilizan en todo el mundo en R&D, niveles de producción pequeños, medianos y totalmente comerciales. Los extractores ultrasónicos de alto rendimiento intensifican el proceso de extracción y aumentan el rendimiento y la eficiencia general de la producción de extractos de alta calidad. Hielscher Ultrasonics ofrece equipos de extracción para cualquier volumen / capacidad de proceso. Con más de 25 años de experiencia en la extracción botánica, Hielscher Ultrasonics es su socio de confianza para la extracción ultrasónica de alto rendimiento.

Ultrasonicadores de última generación y alto rendimiento

Las funciones inteligentes de los ultrasonidos Hielscher están diseñadas para garantizar un funcionamiento fiable, resultados reproducibles y facilidad de uso. Se puede acceder fácilmente a los ajustes operativos y marcarlos mediante un menú intuitivo, al que se puede acceder a través de una pantalla táctil digital en color y un mando a distancia con navegador. Así, todas las condiciones de procesamiento, como la energía neta, la energía total, la amplitud, el tiempo, la presión y la temperatura, se registran automáticamente en una tarjeta SD integrada. Esto permite revisar y comparar procesos de sonicación anteriores y optimizar el proceso de extracción de la cáscara del grano de cacao para obtener la máxima eficacia.
Los sistemas de ultrasonidos Hielscher se utilizan en todo el mundo para la fabricación de extractos botánicos de alta calidad. Los ultrasonidos industriales de Hielscher pueden trabajar fácilmente con amplitudes elevadas en funcionamiento continuo (24/7/365). Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente generadas de forma continua con sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas / cuernos). Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. Debido a su robustez y bajo mantenimiento, nuestros sistemas de extracción por ultrasonidos se instalan habitualmente en aplicaciones de trabajo pesado y en entornos exigentes.

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En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: