Producción ultrasónica de ingredientes aromatizantes
La extracción ultrasónica de aromas es un proceso muy eficaz y sostenible que aumenta el rendimiento y reduce significativamente el tiempo de procesamiento. Al utilizar disolventes seguros y ecológicos, la tecnología ultrasónica ofrece un método de extracción verde con una mayor eficiencia energética, lo que la convierte en una alternativa ecológica a las técnicas de extracción tradicionales.
extractos botánicos – Mejora por sonicación
La extracción por ultrasonidos es una técnica comercializada para la producción de extractos de alta calidad destinados a la alimentación & las industrias de bebidas, farmacéutica y cosmética.
“Los ultrasonidos permiten realizar extracciones completas en cuestión de minutos y con gran reproducibilidad, lo que reduce el consumo de disolventes, simplifica la manipulación y la preparación, aumenta la pureza del producto final, elimina el tratamiento posterior de las aguas residuales y consume sólo una fracción de la energía fósil que se necesita normalmente para un método de extracción convencional como la extracción Soxhlet, la maceración o la destilación Clevenger. Se han extraído, analizado y formulado eficazmente varias clases de componentes alimentarios como aromas, pigmentos, antioxidantes y otros compuestos orgánicos y minerales a partir de diversas matrices (principalmente tejidos animales, microalgas, levaduras, alimentos y materiales vegetales).” [Chemat et al. 2017]
Como líder del mercado, Hielscher Ultrasonics ha establecido una amplia base de datos de conocimientos sobre los procesos de extracción por ultrasonidos, incluyendo la extracción de especias, hierbas, flores, frutas, verduras para la producción de sabores y fragancias. Hielscher Ultrasonics ha adquirido profundos conocimientos sobre la extracción de diversos materiales vegetales tales como café, azafrán, uva (vino)roble, hojas de télavanda, menta, steviachiles, vainilla, cacao, hojas de boldusy muchos otros.
Los procesos de extracción por ultrasonidos pueden realizarse con casi cualquier disolvente, como agua, alcohol, etanol acuoso, glicerina, aceites, isopropanol, hexano, benceno, etc.
Para la producción de sabores, fragancias y componentes activos, que se utilizarán como ingredientes en los alimentos. & En las industrias de bebidas, farmacéutica, cosmética y de perfumería, el uso de disolventes ecológicos no peligrosos, como el agua y el alcohol, supone una gran ventaja.
Instalación industrial del extractor ultrasónico UIP4000hdT para la producción de extractos botánicos.
- Sonicación
- termosonificación
- mano-sonicación
- termo-mano-sonicación
- Soxhlet ultrasónico (Sono-Soxhet)
- Extracción supercrítica por ultrasonidos
El método ultrasónico proporciona una mejor extracción en comparación con la mayoría de los procesos de extracción convencionales, por ejemplo, la maceración, en términos de tiempo de proceso, mayor rendimiento, más ahorro de energía, limpieza, seguridad y calidad del producto. Especialmente en lo que respecta a la producción de alimentos, bebidas y aditivos farmacéuticos y cosméticos, la técnica de extracción ecológica por ultrasonidos supone una gran ventaja en cuanto a la seguridad del producto.
Emulsiones aromáticas transparentes
Las emulsiones son un aditivo habitual para funcionalizar alimentos y bebidas en cuanto a sabor, valor nutricional y estabilidad. Especialmente en la formulación de bebidas, la transparencia es un factor importante, ya que el producto final debe cumplir no sólo las normas de calidad y nutrición, sino también las ópticas. En el caso de las bebidas y los alimentos transparentes, esto significa que el aditivo de la emulsión no debe interferir con el objetivo de calidad final. Así, una emulsión clara es más fácil de procesar. Debido a su tamaño, las nanoemulsiones son transparentes y translúcidas (al menos a simple vista). Debido a su alta estabilidad cinética, baja viscosidad, alta transparencia y alta estabilidad frente a la sedimentación, la formación de nata, la coalescencia y la floculación, se utilizan ampliamente como ingredientes.
Cuanto mayor sea el tamaño de gota? partícula, más opacidad aportará al producto final. Para la formulación de bebidas transparentes, el uso de una emulsión transparente con nanogotas ofrece los mejores resultados. La emulsificación ultrasónica permite producir emulsiones W/O, O/W, inversas, así como emulsiones dobles o múltiples W/O/W con gotas en el rango nanométrico (las llamadas miniemulsiones, nanoemulsiones, emulsiones ultrafinas o emulsiones submicrónicas). El tamaño de las gotas puede ajustarse y controlarse mediante parámetros de proceso ultrasónicos. Los sonicadores Hielscher se pueden controlar con precisión para obtener resultados de proceso óptimos y reproducibles.
Extracción ultrasónica de hierbas
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Encapsulación de aromas mediante ultrasonidos
El uso de liposomas en productos farmacéuticos y alimentarios no deja de aumentar. Los liposomas pueden utilizarse como portadores de moléculas activas, por ejemplo nutrientes y fármacos. Por sonicación, los liposomas pueden formarse por emulsificación de una suspensión lípido/agua o por sonicación de vesículas multilamelares (MLV). Mediante el proceso de emulsión ultrasónica, las bicapas lipídicas se rompen en fracturas más pequeñas, de modo que estos trozos se convierten en pequeñas vesículas unilamelares (SUV) compuestas de fosfolípidos. Durante el proceso de sonicación, los principios activos pueden encapsularse en los liposomas.
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Sistemas de extracción por ultrasonidos
La tabla siguiente le ofrece una indicación de la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sistemas de extracción por ultrasonidos más populares:
- Disolventes ecológicos
- mayores rendimientos
- menor tiempo de extracción
- seguridad
- rápido retorno de la inversión
- Costes bajos
Extracción supercrítica por ultrasonidos
La extracción con fluidos supercríticos y CO2 supercrítico es una de las técnicas de extracción más importantes para la producción de aromas y fragancias.
El dióxido de carbono supercrítico es un disolvente selectivo con una densidad ajustable. Su selectividad y poder disolvente dependen de la densidad variable, que puede verse influida por la presión y la temperatura.
Combinando la extracción supercrítica con la sonicación, es posible utilizar disolventes aptos para uso alimentario, como alcohol o agua, y aun así conseguir altas tasas de extracción y elevados rendimientos.
Utilice el siguiente formulario para obtener más información sobre nuestros sistemas de extracción por ultrasonidos y sus aplicaciones.
Vea en el siguiente vídeo una comparación entre la extracción por ultrasonidos y la maceración convencional de hojas frescas de agripalma en agua. La sonicación no sólo produce una ribwort potente en cuestión de segundos, sino que también el color del extracto indica una diferencia de calidad. Mientras que el extracto obtenido por ultrasonidos tiene un color verde intenso, el extracto macerado durante 20 días tiene un color parduzco que apunta a una degradación oxidativa de los compuestos bioactivos.
El color verde intenso del extracto ultrasónico de ribwort pone de relieve la eficacia superior de la tecnología ultrasónica en la producción de un extracto de espectro completo. La extracción botánica ultrasónica es más rápida, más potente y más eficiente. La extracción ultrasónica de alta eficiencia con el UP200Ht produce un extracto de ribwort de espectro completo.
Literatura? Referencias
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
Más información sobre la extracción por ultrasonidos
La extracción por ultrasonidos es un método conocido y fiable para producir extractos a partir de diversas materias primas vegetales. Los ultrasonidos de alta potencia aumentan la transferencia de masa entre la materia prima y el disolvente, empujando el disolvente hacia el interior de la estructura celular y expulsándolo a una velocidad de aproximadamente 20.000 veces por segundo (a 20 kHz). Se ha demostrado que la sonicación es un método muy suave, pero muy eficaz. – lo que permite obtener mayores rendimientos y extractos de mayor calidad en menos tiempo.
Los siguientes materiales ya han sido extraídos con éxito por ultrasonidos:
especias: azafrán, guindillas (por ejemplo, capsaicina), jengibre, canela, vainillina? vainilla, ácido rosmarínico, salvia, romero, majoram, albahaca, etc.
hierbasMenta, tés (negro, verde, Pai Mu Tan, jazmín, rooibos, honeybush), menta verde, estevia, cannabis, etc.
floreslavanda, patcholi, ylang-ylang, rosa, etc.
Frutas y verdurasvino, uvas/semillas de uva, café, cacao, aceitunas, naranja/cáscara de naranja, tomate, semillas de guaraná, semillas oleaginosas (almendras, soja, semillas de papaya, semillas de lino, girasol, colza), cáscara de granada, espinacas, moras, raíces, etc.
microorganismosalgas marinas, espirulina, microalgas (microalgas Nannochloropsis spp, microalgas Nannochloropsis oculata, microalgas Dunaliella salina), cianobacterias Synechococcus sp., levadura Xanthophyllomyces dendrorhous, levadura Trichosporon oleaginosisus, hongo oleaginoso, hongo Cordyceps sinensis.
Los extractos dirigidos, que se obtienen por sonicación, son aceites esenciales, vitaminas, lípidos, proteínas y fitocomplejos como fenólicos, antioxidantes, polisacáridos, oleorresinas, ésteres, esencias, hidrolizados de proteínas, aminoácidos, saponinas, flavonoides, alcaloides (p. ej., morfina, codeína, ficobaína).p. ej. morfina, codeína, tebaína), pigmentos? colorantes (carotinoides, clorofila, ficocianina), antocianinas, limoneno, alantolactona, isoalantolactona y otras sustancias activas.
Acerca de Green Extraction
La extracción ecológica se centra en métodos sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. Por lo tanto, la reducción del consumo energético del proceso, el uso de disolventes alternativos y de materias primas naturales renovables son factores clave para la extracción ecológica. El objetivo es garantizar un extracto seguro y de alta calidad. Para obtener un producto seguro y de alta calidad, es importante utilizar disolventes alternativos, reciclables y más seguros. Al reducir la toxicidad general del proceso y de los productos finales, los consumidores se benefician de un producto más sano y seguro, y los productores crean un entorno de procesamiento más seguro para sus empleados.