Humalaekstraktide tõhus tootmine ultraheli töötlusega

Humal ja humalaekstraktid on õlle tootmisel hädavajalikud koostisosad. Alfa-happed a-kariofülleen (humuloon) ja beeta-kariofülleen (humuleen) on olulised maitseained, mis annavad õllele selle kibeduse ning aitavad kaasa selle aroomile, vahustruktuurile ja mikrobioloogilisele stabiilsusele. Ultraheliekstraktsioon on väga tõhus meetod bioaktiivsete ühendite vabastamiseks humala rakumaatriksist, et valmistada maitserikas ja täisväärtuslik humalaekstrakt.

Kibehapete ultraheliekstraktsioon humalast

Kibehapete ultraheliekstraktsioon humalast on väga tõhus ja usaldusväärne meetod, mida kasutatakse õllevalmistamise tööstuses, maitse- ja lõhnaainete tootmises ning teadusasutustes, et tõhusalt ja tulemuslikult ekstraheerida humalakäbidest kibedust põhjustavaid ühendeid ja maitseühendeid.

Ultraheliekstraktsioon kasutab akustilise kavitatsiooni toimimispõhimõtet. Akustiline ehk ultraheli kavitatsioon tekib vedelikes madalsageduslike ultraheli lainete toimel. Ultraheli lainete vahelduvad kõrgsurve- ja madalsurvetsüklid tekitavad lahustis pisikesi kavitatsioonimulle. Nende mullide kiire teke ja kokkuvarisemine tekitavad intensiivseid lokaalseid jõude, mis lõhuvad rakuseinu ja vabastavad humalamaterjalist sihtühendeid, näiteks kibehappeid. Ultraheli kavitatsioon on väga tõhus kibehapete, nagu humuloon, kohumuloon ja adhumuloon, vabastamiseks humalast. Need ühendid on enim tuntud kui õlles kasutatavad maitseühendid, mis annavad õlle kibedusele ja iseloomulikule maitseprofiilile oma osa.
Ultraheliekstraktsiooni suur eelis on selle tõhusus ja kiirus. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) lühendab ekstraktsiooniaega oluliselt võrreldes traditsiooniliste meetoditega, mistõttu on see atraktiivne valik õlletehastele ja maitseainete tootjatele.
Kuna ultraheliekstraktsiooni protsessi saab optimeerida erinevate parameetrite, sealhulgas sonikeerimisaja, temperatuuri, lahusti kontsentratsiooni ning humalamaterjali ja lahusti suhte reguleerimisega, saab protsessi kohandada humalaekstrakti soovitud maitseprofiilile. Optimeerimine tagab kibehapete maksimaalse ekstraheerimise, säilitades samal ajal õlle soovitud maitse.
Õige temperatuuri kontrolli säilitamine ultraheliekstraktsiooni ajal on hädavajalik. Kõrgendatud temperatuurid võivad põhjustada kibehapete lagunemist ja soovimatute kõrvalmaitsete teket.

Ultraheli täisspektriga humalaekstraktid

Ultraheli abil valmistatud humalaekstraktid on täisspektriga ekstraktid, mis sisaldavad humalakäbide toimeainete kogu spektrit. Lisaks alfa-hapetele a-kariofülleenile (humuloon) ja beeta-kariofülleenile (humuleen) vabastab ultraheliekstraktsioon ka teisi terpeene, näiteks linalooli ja farneseeni, ning muid fütokemikaale, näiteks polüfenoole ja flavonoide. Täisspektriga ekstrakte hinnatakse nende nn saatjaefekti (entourage effect) tõttu.
Ultraheliekstraktsiooni ajal töödeldakse taimset materjali, näiteks humalat ja muid ürte, madalatel temperatuuridel, mis piirab termilist lagunemist. Ultraheli töötlus (sonikeerimine) võimaldab kasutada leebeid, ohutuid, keskkonnasõbralikke lahusteid – vältides mürgiste lahustite kasutamist.
Ultraheliekstraktsiooni kõrge tõhusus võimaldab humalaekstrakte toota isegi kasutatud humalast. Intensiivne ultraheliekstraktsiooni protsess vabastab kasutatud humalast allesjäänud fotoühendid ning aitab kasutatud humalast eemaldada kõik väärtuslikud ained, nii et ükski bioaktiivne aine ei lähe raisku.

Kibehapped humalas

Humala kibehapped jagunevad α- ja β-hapeteks. Kibedad α-happed koosnevad kolmest põhikomponendist: n-humulooni, ad-humulooni ja ko-humulooni. Samamoodi koosnevad kibedad β-happed n-lupulooni, ad-lupulooni ja ko-lupulooni. Õlletööstuses ja õllevalmistuses on α-happed olulisim happevorm. Alfahappeid nõrgalt happelistes tingimustes keetes alfahapped isomeriseeruvad ja muutuvad seeläbi iso-α-hapeteks. Isomerisatsiooni käigus muutuvad halvasti vees lahustuvad alfahapped paremini lahustuvasse iso-vormi, mis annab iseloomuliku organoleptilise kibeduse. β-happed, mis on veelgi vähem vees lahustuvad kui α-happed, on õlletööstuses vähem olulised, kuna beetahapete isomerisatsioonimäär on virde keetmisel väga madal.
Lisaks kasutamisele maitseainena on humal tuntud ka tervist edendavate omaduste poolest, mille hulka kuuluvad antioksüdatiivne, rahustav, põletikuvastane, kantserogeenivastane ja östrogeenne toime. Näiteks ksantohumool, humalas leiduv prenüülflavonoid, on tuntud oma tugeva antioksüdatiivse toime poolest. Neid looduslikke humalaaineid kasutatakse toidulisandites ja ravimites tervise toetamiseks või haiguste raviks.

Miks kasutada humalaekstrakte?

Maitseainena kasutades võimaldavad ekstraktid kibeduse ja aroomi väga täpset doseerimist, kuna humalaekstraktid on alfahapete konkreetsete koguste ja koostise osas standardiseeritud. See võimaldab saavutada sama maitseprofiili ning seeläbi järjepidevalt kvaliteetse toote, mis vastab klientide ootustele.
Aktiivainena toidulisandites ja ravimites kasutades pakuvad humalaekstraktid bioaktiivsete ainete, nt terpeenide ja flavonoidide, väga kontsentreeritud sisaldust. Seeläbi on võimalik tarbida suurt kogust aktiivset fotoühendit, et saavutada soovitud toime.

Ultraheli homogenisaatoriga UP100H valmistatud ultrahelihumalaekstrakti gaasikromatograafiline analüüs: β-kariofülleenoksiid, α-kariofülleen, α-pineen, mycrene, limoneen, α-caryophylene ja caryophylene oxide jt.

Humala ekstraheerimine ultraheli abil

Ultrahelikiirendatud lahustiga ekstraheerimine on lihtne, kiire ja ohutu meetod kibehapete ekstraheerimiseks humalast. Madala temperatuuriga töötlusena annab ultraheliga humala ekstraheerimine kõrge saagise lühikese protsessiaja jooksul, mis on märkimisväärsed eelised võrreldes humalast kibehapete tavapärase ekstraheerimisega.
Madalad töötlustemperatuurid, kõrge saagis, parem ekstrakti kvaliteet (st täismaitselised / täisspektriga ekstraktid) ja väga lühike töötlusaeg on ultraheliga humala ekstraheerimise peamised eelised.
Humala ekstraheerimine ultraheli abil – eelised:

• Täielikum ekstraheerimine
• Suurem saagis
• Täielik maitseprofiil
• Sordispetsiifiline aroom säilib
• Ühtlane kibestamine / maitsestamine
• Partii- ja inline-töötlus
• Ohutu ja lihtne kasutada
• Ökonoomne, kiire investeeringu tasuvus

Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid

Hielscher Ultrasonics omab pikaajalist kogemust suure jõudlusega ultraheli ekstraktorite projekteerimisel, tootmisel ja tarnimisel väikesest kuni suure tööstusliku mastaabini tunnustatud ettevõtetele ja teadusasutustele üle maailma. Ultraheliga ekstraheerimist saab teostada igas mastaabis, väikestest laborikomplektidest suurte tööstussüsteemideni, mis võimaldab tootjatel kohandada oma humala ekstraheerimisprotsessi tootmisvajadustele.
Hielscheri ultraheliseadmed annavad suure võimsusega ultraheli, on töökindlad ja suudavad hõlpsasti töötada ööpäevaringselt 24/7 suure koormuse all. See teeb Hielscheri ultraheli ekstraktorid usaldusväärseks tööhobuseks toidu-, farmaatsia- ja keemiatööstuses.
Kõik digitaalsed ultraheliprotsessorid on varustatud värvilise puutekraaniga, mille kaudu saab protsessiparameetreid lihtsalt ja täpselt seadistada ning juhtida. Sisseehitatud SD-kaardile salvestatakse kõik protsessiparameetrid automaatselt niipea, kui ultraheli ekstraktori sisse lülitad.
Hielscheri periooditöötluse ja läbivoolulise ultraheli töötluse seadmete läbimõeldud disain on põhjalikult testitud ning optimeeritud kasutajasõbralikkuse ja kvaliteetse väljundi tagamiseks. Läbivoolukambriga reaktoreid on saadaval erineva suuruse ja geomeetriaga. Lai valik sonotroode (ultrahelisondid) erineva kuju, suuruse ja pikkusega ning lisatarvikud võimaldavad seadistada ultraheli süsteemi ideaalselt vastavalt teie ekstraheerimisprotsessile ja taimsele materjalile.
Teine Hielscher Ultrasonicsi tööstuslike ultraheli protsessorite eelis on väga suurte amplituudide, kuni 200µm, tagamine, mida saab hõlpsasti ja pidevalt kasutada 24/7 töörežiimis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Amplituudi täpne juhtimine ning võimalus töötada väga madalate kuni väga suurte amplituudidega võimaldab optimaalset ja tõhusat protsessi. Hielscheri ultraheliseadmete töökindlus võimaldab 24/7 tööd suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades.
Hielscheri suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid parema kvaliteediga ekstraktide jaoks!
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlusvõimsusest: