عصاره‌های پوستهٔ کاکائو با فراصوت پرقدرت

پسماندهای کاکائو، مانند گوشت میوه و پوسته‌های کاکائو، را می‌توان به‌آسانی با استخراج کرهٔ کاکائو، قند میوه و ترکیبات زیست‌فعال ارزش‌افزایی کرد. ثابت شده است که استخراج فراصوتی روشی بسیار کارآمد برای جداسازی اجزای ارزشمند از پسماندهای کاکائو است. دستگاه‌های استخراج فراصوتی، طی فرایندی سریع، ایمن و ساده، ترکیبات مناسب مصارف غذایی را با بازده بالا از پوست، پوسته‌ها و گوشت میوهٔ کاکائو آزاد می‌کنند.

محصولات جانبی کاکائو
کاکائو (Theobroma cacao L.) محصول کشاورزی ارزشمندی است که دانه‌های آن عمدتاً برای تولید شکلات استفاده می‌شوند. پس از برداشت غلاف‌های کاکائو، پیش یا پس از برشته‌کردن دانه‌ها، دانه‌ها از پوسته‌ها (که پوست نیز نامیده می‌شوند) و گوشت میوه جدا می‌شوند. پوستهٔ دانه و گوشت میوهٔ کاکائو از محصولات جانبی صنعت کاکائو به‌شمار می‌روند. بسته به گونهٔ میوهٔ کاکائو، دانه‌ها تقریباً 25% از وزن میوه را تشکیل می‌دهند. گوشت میوه نیز 25% دیگر از وزن را تشکیل می‌دهد و باقی‌مانده پوسته / پوست است که عمدتاً به‌عنوان پسماند دور ریخته می‌شود. بااین‌حال، محصولات جانبی کاکائو مانند پوسته‌ها و گوشت میوه سرشار از فیبر، آنتی‌اکسیدان‌ها، پلی‌فنول‌ها، ترکیبات طعم‌دهنده، قندها و لیپیدها هستند که می‌توان از آن‌ها به‌عنوان افزودنی در مواد غذایی و نوشیدنی‌ها استفاده کرد.

استخراج فراصوتی مواد مغذی گیاهی از پوسته‌های کاکائو

استخراج فراصوتی از پوستهٔ کاکائو: استخراج فراصوتی، پسماندهای زیستی کاکائو (مانند پوست کاکائو و پوست غلاف) را به محصولات غذایی ارزشمندی مانند کرهٔ کاکائو، ترکیبات طعم‌دهنده، مواد مغذی گیاهی، قندهای میوه و فیبرهای غذایی تبدیل می‌کند. برای اجرای فرایند استخراج فراصوتی کارآمد، تنها یک پیش‌تیمار ابتدایی روی زیست‌تودهٔ پوستهٔ کاکائو، یعنی آسیاب‌کردن پوسته، لازم است.

فراصوت پرقدرت برای استخراج

سازوکار تشدید استخراج با فراصوت پرقدرت عمدتاً به پدیدهٔ کاویتاسیون آکوستیکی نسبت داده می‌شود. کاویتاسیون فراصوتی باعث برخورد ذرات پوسته / پوست کاکائو با یکدیگر می‌شود که به خردشدن ناشی از برخورد بین ذرات و کاهش اندازهٔ آن‌ها می‌انجامد. هنگامی که حباب‌های کاویتاسیون روی سطح مواد جامد کاکائو فرو می‌پاشند، فرسایش و ایجاد منافذ با فراصوت، مساحت سطح ذرات را بیشتر افزایش می‌دهند. تشدید انتقال جرم حاصل از این پدیده‌ها، آزادسازی مولکول‌هایی مانند پروتئین‌ها، لیپیدها و مواد شیمیایی گیاهی را تسهیل می‌کند. نیروهای برشی ایجادشده با فراصوت، نفوذ حلال به ماتریس سلولی مادهٔ گیاهی و نفوذپذیری غشاهای سلولی را بهبود می‌بخشند. این سازوکارهای فراصوت پرقدرت، عامل تشدید چشمگیر فرایند هنگام استفاده از فراصوت‌دهی برای استخراج از مواد گیاهی هستند.

استخراج به کمک فراصوت از پوستهٔ کاکائو؛ اثبات‌شده در پژوهش‌ها

Grillo et al. (2018) استخراج کرهٔ کاکائو، پلی‌فنول‌ها (مانند کاتچین، اپی‌کاتچین و دیمرها، تریمرها و تترامرهای پروسیانیدین)، آنتی‌اکسیدان‌ها و متیل‌گزانتین (مانند کافئین و تئوبرومین) از پوستهٔ دانه‌های کاکائو را با استفاده از استخراج فراصوتی بررسی کردند. همان‌طور که جدول زیر نشان می‌دهد، فراصوت‌دهی همواره بازده هر دو نوع عصارهٔ چربی‌دوست و آب‌دوست را افزایش داد و به روشی ساده و آسان، عصاره‌هایی غنی از فلاوانول‌های آنتی‌اکسیدانی (کاتچین‌ها و اپی‌کاتچین‌ها)، تئوبرومین (32٫7 ± 0٫12 mg/g پوسته)، کافئین (1٫76 ± 0٫08 mg/g پوسته) و کرهٔ کاکائو به دست آمد. بهترین نتایج فراصوت‌دهی با استفاده از مخلوط سه‌جزئی حاصل شد که بازیابی کل جزء آب‌دوست را اندکی کاهش می‌دهد و زمان استخراج را به یک‌شانزدهم (کاهش 16 برابری) می‌رساند.

بازده استخراج به کمک فراصوت (UAE) و فرایند متداول از پوسته‌های خام کاکائو، برحسب درصد w/w. استخراج فراصوتی بازده به‌طور چشمگیری بالاتری دارد.
پژوهش و حق نشر متعلق به Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) نیز توانستند کارایی استخراج فراصوتی فلاونوئیدها از پوستهٔ کاکائو را اثبات کنند. آن‌ها مقادیر زیر را برای پارامترهای استخراج شامل غلظت اتانول، دما و زمان فراصوت‌دهی، کارآمدترین مقادیر یافتند؛ یعنی بیشترین بازده عصاره در شرایط زیر به دست آمد: حداکثر محتوای کل فلاونوئید (TFC؛ 7٫47 mg RE/g وزن خشک (DW)) در غلظت اتانول 80%، دمای فرایند 55ºC و فراصوت‌دهی به‌مدت 45 min حاصل شد.

دستگاه‌های استخراج فراصوتی با عملکرد بالا برای فرآوری پسماندهای کاکائو

سامانه‌های استخراج فراصوتی با عملکرد بالای Hielscher Ultrasonics در سراسر جهان در سطح تحقیق و توسعه و تولید در مقیاس کوچک، متوسط و کاملاً تجاری استفاده می‌شوند. دستگاه‌های استخراج فراصوتی با عملکرد بالا، فرایند استخراج را تشدید می‌کنند و بازده و کارایی کلی تولید عصاره‌های باکیفیت را افزایش می‌دهند. Hielscher Ultrasonics تجهیزات استخراج را برای هر حجم / ظرفیت فرایندی عرضه می‌کند. Hielscher Ultrasonics با بیش از 25 سال تجربه در استخراج از مواد گیاهی، شریک قابل‌اعتماد شما برای استخراج فراصوتی با عملکرد بالا است!

سونیکاتورهای پیشرفته با عملکرد بالا برای استخراج از کاکائو

قابلیت‌های هوشمند سونیکاتورهای Hielscher برای تضمین عملکرد قابل‌اعتماد، نتایج تکرارپذیر و کاربری آسان طراحی شده‌اند. از طریق منویی با کاربری شهودی که روی نمایشگر لمسی رنگی دیجیتال و از طریق کنترل از راه دور مبتنی بر مرورگر در دسترس است، می‌توان به‌آسانی به تنظیمات عملیاتی دسترسی یافت و آن‌ها را تنظیم کرد. بنابراین، تمام شرایط فرآوری مانند انرژی خالص، انرژی کل، دامنه، زمان، فشار و دما به‌طور خودکار روی کارت SD داخلی ثبت می‌شوند. این قابلیت به شما امکان می‌دهد اجراهای پیشین فراصوت‌دهی را بازبینی و مقایسه کنید و فرایند استخراج از پوستهٔ دانهٔ کاکائو را برای دستیابی به بالاترین کارایی بهینه سازید.
سامانه‌های Hielscher Ultrasonics در سراسر جهان برای تولید عصاره‌های گیاهی باکیفیت استفاده می‌شوند. سونیکاتورهای صنعتی Hielscher می‌توانند به‌آسانی در دامنه‌های بالا و به‌صورت پیوسته (24/7/365) کار کنند. با سونوتْرودهای استاندارد (پروب‌ها / هورن‌های فراصوتی) می‌توان به‌آسانی دامنه‌هایی تا 200µm را به‌طور پیوسته ایجاد کرد. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. به‌دلیل استحکام و نیاز اندک به نگهداری، سامانه‌های استخراج فراصوتی ما معمولاً برای کاربردهای سنگین و در محیط‌های دشوار نصب می‌شوند.

 
برای کسب اطلاعات بیشتر دربارهٔ استخراج فراصوتی پلی‌فنول‌ها، آنتی‌اکسیدان‌ها، قندها و کرهٔ کاکائو از محصولات جانبی کاکائو، همین حالا با ما تماس بگیرید. خوشحال می‌شویم اطلاعات سامانه‌های استخراج فراصوتی و قیمت‌ها را برای شما ارسال کنیم! کارکنان باتجربهٔ ما با کمال میل دربارهٔ کاربرد و الزامات فرآوری شما با شما گفت‌وگو خواهند کرد!
 

جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فرآوری سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد: