Kakaokestade ekstraktid võimsa ultraheli abil
Kakaojäätmeid, nagu kakaoviljaliha ja kakaokestad, saab hõlpsasti väärindada, ekstraheerides kakaovõid, puuviljasuhkrut ja bioaktiivseid ühendeid. Ultraheli ekstraheerimine on osutunud väga tõhusaks meetodiks väärtuslike komponentide eraldamiseks kakaojäätmetest. Ultraheli ekstraktorid vabastavad kakaokestast, koorest ja viljalihast suure saagisega toidukvaliteediga ühendeid kiire, ohutu ja lihtsa töötluse käigus.
Kakao kõrvalsaadused
Kakao (Theobroma cacao L.) on väärtuslik põllukultuur, mille ube kasutatakse peamiselt šokolaadi tootmiseks. Pärast kakaokaunade koristamist, kas enne või pärast kakaooa röstimist, eraldatakse oad kestadest (tuntud ka kui koored või kaaned) ja viljalihast. Kakaooa kestasid ja kakaoviljaliha peetakse kakaotööstuse kõrvalsaaduseks. Sõltuvalt kakaovilja liigist moodustavad oad ligikaudu 25% massist kakaovilja kohta. Viljaliha moodustab veel 25% massist ning ülejäänu on kest / koor, mis visatakse enamasti ära jäätmena. Kakao kõrvalsaadused, nagu kestad ja viljaliha, on siiski rikkad kiudainete, antioksüdantide, polüfenoolide, lõhna- ja maitseühendite, suhkrute ja lipiidide poolest, mida saab kasutada toidu ja jookide lisanditena.
Ultraheli ekstraheerimissüsteem UIP2000hdT kakao kõrvalsaaduste töötlemiseks. Ultraheli ekstraheerimine vabastab kakaokestadest antioksüdante, polüfenoole ja flavonoide.
Fütotoitainete ultraheli ekstraheerimine kakaokestadest
Kakaokestade ultraheli ekstraheerimine: ultraheli ekstraheerimine muudab kakao biojäätmed (nt kakaokoored, kaunakoored) väärtuslikeks toidutoodeteks, nagu kakaovõi, lõhna- ja maitseühendid, fütotoitained, puuviljasuhkrud ja toidukiudained. Tõhusa ultraheli ekstraheerimisprotsessi jaoks on vaja ainult kakaokesta biomassi jämedat eeltöötlust, st kakaokesta jahvatamist.
Võimas ultraheli ekstraheerimiseks
Võimsa ultraheli ekstraheerimist intensiivistav mehhanism tuleneb peamiselt akustilise kavitatsiooni nähtusest. Ultraheli kavitatsioon põhjustab kakaokesta / koore osakeste kokkupõrkeid, mille tulemuseks on osakestevaheliste kokkupõrgete tõttu toimuv killustumine ja osakeste suuruse vähenemine. Kui kavitatsioonimullid kakaoosakeste pinnal kollabeeruvad, suurendavad erosioon ja sonoporatsioon osakeste pinda veelgi. Sellest tulenevalt intensiivistunud massiülekanne soodustab selliste molekulide vabanemist nagu valgud, lipiidid ja fütokemikaalid. Ultraheli abil tekitatud nihkejõud parandavad lahusti tungimist taimse materjali rakumaatriksisse ning vastavalt parandavad rakumembraanide läbilaskvust. Need võimsa ultraheli mehhanismid põhjustavad olulist protsessi intensiivistumist, mis saavutatakse, kui ultraheli töötlust rakendatakse taimsete materjalide ekstraheerimiseks.
- suur saagis
- kiire protsess
- madalad töökulud
- reprodutseeritavad tulemused
- lineaarne skaleeritavus
- lihtne kasutus
- töökindlus
Ultraheli abil toetatud kakaokestade ekstraheerimine on uuringutega tõestatud
Grillo jt (2018) uurisid kakaovõi, polüfenoolide (nt katehhiin, epikatehhiin, prosüanidiinide dimeerid, trimeerid ja tetrameerid), antioksüdantide ja metüülksantiini (nt kofeiin, teobromiin) ekstraheerimist kakaooa kestadest ultraheli ekstraheerimise abil. Nagu allolev tabel näitab, suurendas ultraheli töötlus alati nii lipofiilsete kui ka hüdrofiilsete ekstraktide saagist, andes lihtsal ja hõlpsal viisil ekstrakte, mis on rikkad antioksüdantsete flavaanide (katehhiinid ja epikatehhiinid), teobromiini (32,7 ± 0,12 mg/g kestade kohta), kofeiini (1,76 ± 0,08 mg/g kestade kohta) ja kakaovõi poolest. Parimad tulemused ultraheli töötlusel saavutati kolmekomponendilise segu abil, mis annab veidi väiksema hüdrofiilse fraktsiooni kogutaaste ja vähendab ekstraheerimisaega 16 korda.
Ultraheli abil toetatud ekstraheerimise (UAE) ja tavaprotsessi saagised toorestest kakaokestadest, väljendatuna massiprotsendina (w/w). Ultraheli ekstraheerimine annab oluliselt suurema saagise.
Uuring ja autoriõigus: Grillo jt 2019.
Yusof jt (2019) suutsid samuti tõestada flavonoidide ultraheli ekstraheerimise tõhusust kakaokestast. Nad leidsid, et järgmised ekstraheerimisparameetrid – etanooli kontsentratsioon, temperatuur ja ultraheli töötluse aeg – olid kõige tõhusamad, st just järgmistel tingimustel saadi kõrgeimad ekstraktisaagised: flavonoidide koguhulga (TFC; 7,47 mg RE/g kuivkaalu (DW) kohta) maksimaalne väärtus saavutati 80% etanoolikontsentratsiooni, 55ºC protsessitemperatuuri ja 45 min ultraheli töötluse juures.
Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid kakaojäätmete töötlemiseks
Hielscher Ultrasonicsi suure jõudlusega ultraheli ekstraheerimissüsteeme kasutatakse kogu maailmas teadus- ja arendustöös ning väikese, keskmise ja täismahulise kommertstootmise tasandil. Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid intensiivistavad ekstraheerimisprotsessi ning suurendavad kvaliteetsete ekstraktide tootmise saagist ja üldist tõhusust. Hielscher Ultrasonics pakub ekstraheerimisseadmeid mis tahes mahu / protsessi läbilaskevõime jaoks. Rohkem kui 25-aastase taimeekstraktide ekstraheerimise kogemusega on Hielscher Ultrasonics teie usaldusväärne partner suure jõudlusega ultraheli ekstraheerimisel!
Suure jõudlusega tipptasemel sonikaatorid kakao ekstraheerimiseks
Hielscher ultraheli sonikaatorite nutikad funktsioonid on loodud tagama usaldusväärse töö, reprodutseeritavad tulemused ja kasutajasõbralikkuse. Töösätetele pääseb hõlpsasti ligi ja neid saab seadistada intuitiivse menüü kaudu, millele pääseb ligi digitaalse värvilise puuteekraani ja brauseri kaugjuhtimise kaudu. Seetõttu salvestatakse kõik töötlustingimused, nagu netoenergia, koguenergia, amplituud, aeg, rõhk ja temperatuur, automaatselt sisseehitatud SD-kaardile. See võimaldab teil läbi vaadata ja võrrelda varasemaid ultraheli töötluse käike ning optimeerida kakaooa kestade ekstraheerimisprotsessi kõrgeima tõhususeni.
Hielscher Ultrasonicsi süsteeme kasutatakse kogu maailmas kvaliteetsete taimeekstraktide tootmiseks. Hielscheri tööstuslikud sonikaatorid suudavad hõlpsasti töötada suurte amplituudidega pidevas töörežiimis (24/7/365). Kuni 200µm amplituudi saab standardsete sonotroodidega (ultraheli sondid / sarved) hõlpsasti pidevalt tekitada. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Tänu töökindlusele ja väikesele hooldusvajadusele paigaldatakse meie ultraheli ekstraheerimissüsteeme tavaliselt raskeks tööks ja nõudlikesse keskkondadesse.
Võtke meiega kohe ühendust, et saada rohkem teavet polüfenoolide, antioksüdantide, suhkrute ja kakaovõi ultraheli ekstraheerimise kohta kakao kõrvalsaadustest. Saadame teile hea meelega teavet meie ultraheli ekstraheerimissüsteemide ja hindade kohta! Meie kogenud töötajad arutavad teiega hea meelega teie rakendust ja töötlusnõudeid!
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlusvõimsusest:
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500mL | 10 kuni 200mL/min | UP100H |
| 10 kuni 2000mL | 20 kuni 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20L | 0,2 kuni 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 kuni 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster seadmetest UIP16000 |
Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid segamiseks, dispergeerimiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks labori-, pilootmahu- ja tööstusskaalal.
Kirjandus / viited
- Disca, V.; Travaglia, F.; Carini, C.; Coïsson, J.D.; Cravotto, G.; Arlorio, M.; Locatelli, M. (2024): Improving the Extraction of Polyphenols from Cocoa Bean Shells by Ultrasound and Microwaves: A Comparative Study. Antioxidants 2024, 13, 1097.
- Giorgio Grillo, Luisa Boffa, Arianna Binello, Stefano Mantegna, Giancarlo Cravotto, Farid Chemat, Tatiana Dizhbite, Liga Lauberte, Galina Telysheva (2019): Cocoa bean shell waste valorisation; extraction from lab to pilot-scale cavitational reactors. Food Research International, Volume 115, 2019. 200-208.
- Md Yusof, A. H.; Abd Gani, S. S.; Zaidan, U. H.; Halmi, M.; Zainudin, B. H. (2019): Optimization of an Ultrasound-Assisted Extraction Condition for Flavonoid Compounds from Cocoa Shells (Theobroma cacao) Using Response Surface Methodology. Molecules 2019, 24(4), 711.
- Ruesgas-Ramón M, Suárez-Quiroz ML, González-Ríos O, Baréa B, Cazals G, Figueroa-Espinoza MC, Durand E. (2020): Biomolecules extraction from coffee and cocoa by- and co-products using deep eutectic solvents. J Sci Food Agric 100(1), 2020. 81-91.
- Medina-Torres N.; Ayora-Talavera T.; Espinosa-Andrews H.; Sánchez-Contreras A.; Pacheco N. (2017): Ultrasound Assisted Extraction for the Recovery of Phenolic Compounds from Vegetable Sources. Agronomy 7(3):47, 2017.
- S.R. Shirsath, S.H. Sonawane, P.R. Gogate (2012): Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations–A review of current status. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification Volume 53, 2012. 10-23.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laborist kuni tööstusliku suuruseni.