التراسونیک Pomace استخراج – بازیابی پایدار ترکیبات زیست فعال
فرآورده های جانبی فرآوری میوه، به ویژه تفاله ها، مخزنی دست نخورده از ترکیبات فعال زیستی با کاربردهای بالقوه در مواد مغذی، غنی سازی مواد غذایی و داروسازی است. با این حال، بازیابی کارآمد و پایدار این ترکیبات همچنان یک چالش فنی است. در میان فن آوری های استخراج سبز در حال ظهور، استخراج به کمک سونوگرافی با استفاده از فراصوت های پروب نوع به بازده بازیابی برجسته ای دست می یابد. امواج فراصوت را قادر می سازد سریع, حلال کارآمد استخراج از ترکیبات فنلی, اسیدهای triterpenic و دیگر ترکیبات فعال زیستی از ماتریس های گیاهی مانند تفاله سیب.
ارزش گذاری کارآمد محصولات جانبی میوه با استخراج اولتراسوند
استخراج تفاله التراسونیک یک راه کارآمد برای ارزش گذاری محصول جانبی آب میوه، شراب و تولید سیب است – این یک راه حل معتبر علمی، مقیاس پذیر و پذیرفته شده از نظر صنعتی و یک راه حل اقتصادی برای ارزش گذاری ضایعات میوه است. به عنوان فراصوت کارآمد و همه کاره است, آن را ارائه می دهد یک استراتژی استخراج سبز برای استفاده از پتانسیل محصولات کشاورزی مواد غذایی مانند تفاله سیب.
همانطور که توسط تحقیقات اخیر مشهود است، ترکیب زمان فراصوت کوتاه، غلظت اتانول متوسط، و دامنه کنترل شده اجازه می دهد تا برای بازیابی انتخابی، کارآمد از ترکیبات ارتقاء دهنده سلامت.
در پیگیری دایره ای، فراصوت فقط یک ابزار نیست – فراصوت به معنای تشدید فرآیند و بهره وری است.
اولتراسونیک UIP6000hdT برای پردازش درون خطی ضایعات میوه.
ارزش گذاری Pomace با استفاده از استخراج التراسونیک
تفاله میوه، محصول جانبی تولید آب میوه و شراب، شامل پوست، تفاله کاغذ، دانه ها و ساقه ها است. تفاله که به طور سنتی مورد استفاده قرار نمی گیرد یا به کاربردهای کم ارزش مانند خوراک دام یا زیست توده تنزل می یابد، اکنون به عنوان منبع ارزشمندی از پلی فنول ها (به عنوان مثال، گلیکوزیدهای کوئرستین، فلوریدزین)، فلاونوئیدها، دی هیدروکالکون ها و اسیدهای تری ترپنیک (به ویژه اسید اورسولیک) شناخته می شود. این مولکول ها با خواص آنتی اکسیدانی، ضد التهابی و ضد میکروبی مرتبط هستند.
استخراج التراسونیک ارائه می دهد یک رویکرد تحول آفرین به ارزش گذاری تفاله با فعال کردن انتشار کارآمد از این فعال های زیستی. در مقایسه با روش های استخراج معمولی، استخراج مافوق صوت فراهم می کند:
- زمان پردازش کوتاه تر
- مصرف حلال کمتر
- بازده بالاتر
- شرایط استخراج ملایم تر، حفظ ترکیبات حساس به حرارت
آنچه علم در مورد استخراج تفاله التراسونیک می گوید
دو مطالعه مثال زدنی نشان می دهد علمی مزایای استخراج به کمک اولتراسونیک (امارات متحده عربی) برای تفاله سیب.
مطالعه 1: پاندو بدرینیانا و همکاران، 2024
با استفاده از یک طراحی کامپوزیت مرکزی, محققان بهینه سازی استخراج همزمان از پلی فنول کل و اسید ursolic از تفاله صنعت سیب با استفاده از یک فراصوت Hielscher UP200Ht. در شرایط بهینه (5.1 دقیقه، 68٪ اتانول، 90٪ دامنه)، تفاله سیب کامل تولید کرد:
- ~ 1300 میکروگرم در گرم فلاونول
- ~ 1200 میکروگرم در گرم دی هیدروکالکون
- ~ 4200 میکروگرم در گرم اسید اورسولیک
قابل ذکر است که کسر پوست سیب غلظت های بالاتری را نشان داد و اسید اورسولیک به 8500 میکروگرم بر گرم ماده خشک رسید. فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها ارتباط قوی با محتوای پلی فنل داشت و مدل سازی ریاضی کارایی استخراج را تأیید کرد.
مطالعه 2: رازولا-دیاز و همکاران، 2022
این کار بر بهینه سازی استخراج فلورتین و فلوریدزین متمرکز بود – دو دی هیدروکلکون آنتی اکسیدان قوی. با استفاده از یک Hielscher UP400St پروب نوع فراصوت، به دست آمده بازده استخراج زیر:
- ~ 13 میکروگرم در گرم فلورتین
- ~ 67 میکروگرم در گرم فلوریدزین
- ~ 1878 میکروگرم بر گرم وزن خشک فنل کل
- فعالیت آنتی اکسیدانی (FRAP): تا 3.58 میلی گرم TE/g
Sonicator UIP1000hdT – استخراج طعم از هلو
تصویر: L'Air du Temps
تطبیق پذیری - فراصوت برای تفاله ، آب میوه و اسموتی
استخراج التراسونیک به تفاله سیب محدود نمی شود. با موفقیت در طیف گسترده ای از ماتریس های میوه اعمال شده است. در تفاله میوه هایی مانند پرتقال، فراصوت باعث افزایش انتشار پلی فنول ها، فلاونوئیدها و آنتی اکسیدان ها می شود و یکپارچگی عملکردی آنها را حفظ می کند. به طور مشابه، پوست مرکبات – از جمله گریپ فروت، لیمو و پرتقال – سرشار از پکتین ها و ترکیبات فنلی هستند که می توانند به طور موثر از طریق اختلال دیواره سلولی ناشی از حفره های حفره ای آزاد شوند. حتی دانه های انگور, شناخته شده برای محتوای پلی فنولیک متراکم خود را (به عنوان مثال،, کاتچین ها و proanthocyanidins), پاسخ به خوبی به درمان مافوق صوت, تولید غلظت بالایی از آنتی اکسیدان ها. این تطبیق پذیری در سراسر بافت های گیاهی برجسته فراصوت به عنوان یک ابزار قوی برای استخراج سبز از فعال های زیستی از محصولات مختلف کشاورزی و صنعتی.
علاوه بر این، تطبیق پذیری از فراصوت Hielscher گسترش به محصولات و برنامه های مختلف:
- استخراج فاز مایع در آب میوه ها و پوره ها
- همگن سازی نوشیدنی ها و امولسیون های گیاهی
- غیرفعال سازی میکروبی و آنزیمی برای افزایش ماندگاری بدون آسیب حرارتی
در تولید آب میوه و اسموتی، فراصوت با کارایی بالا تضمین می کند:
- پراکندگی پایدار الیاف و جامدات
- بهبود احساس دهان
- فراهمی زیستی افزایش یافته از فنل ها
- حفظ خواص حسی و تغذیه ای
استفاده همه کاره از فراصوت Hielscher به راحتی پل شکاف بین تفاله و پردازش آب میوه – امکان استخراج، همگن سازی و پاستوریزاسیون با همان راه اندازی اولتراسونیک را فراهم می کند.
کانون توجه پایداری
فراصوت به طور قابل توجهی به پایداری کمک می کند با فعال کردن بازیابی با ارزش بالا از ترکیبات فعال زیستی از محصولات جانبی پردازش میوه که در غیر این صورت به ضایعات مواد غذایی جهانی کمک. در زمینه صنعت آب میوه، که در آن تا 25 درصد از میوه ها و سبزیجات پس از برداشت یا در طول فرآوری دور ریخته می شوند، فراصوت ارائه می دهد هدفمند، راه حل کارآمد. مثلا, درمان مافوق صوت از مخلوط پالپ پرتقال و پوست نشان داده شده است به منظور افزایش خواص فیبر غذایی کلیدی, حمایت از استفاده مجدد از آنها به عنوان مواد غذایی جدید. این مسیر ارزش گذاری نه تنها بار زیست محیطی ضایعات کشاورزی و غذایی را کاهش می دهد، بلکه با هدف 12 توسعه پایدار سازمان ملل متحد همسو است – ترویج مصرف و تولید مسئولانه.
نکته مهم این است که فراصوت یک فناوری انرژی کارآمد و سبز است – نیاز به مصرف انرژی کم و کاهش استفاده از حلال های استخراج خشن زیرا با آب، اتانول آبی و NADES کار می کند.
با تبدیل جریان زباله به مواد تشکیل دهنده عملکردی، فراصوت به اقتصاد دایره ای کمک می کند و پایداری اکولوژیکی و اقتصادی را در بخش فرآوری مواد غذایی بهبود می بخشد.
بهبود روند Pomace خود را با Hielscher Sonicators
Hielscher مافوق صوت تولید کننده پیشرو از سیستم های اولتراسونیک با کارایی بالا طراحی شده برای هر دو برنامه های آزمایشگاهی و صنعتی است. فراصوت صنعتی خود را – مانند UIP2000hdT، UIP4000hdT، UIP6000hdT و UIP16000hdT – ارائه:
- توان عملیاتی مقیاس پذیر (از لیتر تا تن در ساعت)
- کنترل دامنه دقیق
- عملکرد 24/7 در محیط های خواستار
- راکتورهای اولتراسونیک قابل فشار
- سازگاری با پردازش مداوم درون خطی
- ادغام ساده در خطوط تولید (موجود)
فراصوت Hielscher در حال حاضر در تحقیقات منتشر شده برای استخراج پلی فنول معتبر, آنتی اکسیدان ها و دیگر ترکیبات فعال زیستی, با بهره وری اثبات شده و تکرارپذیری.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150 لیتر | 3 تا 15 لیتر در دقیقه | UIP6000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000hdT |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000hdT |
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.
Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.
Ultrasonicator UP400St برای استخراج کارآمد غیر حرارتی گیاهان
استخراج التراسونیک از:
ادبیات / منابع
- Razola-Díaz, M.d.C.; Aznar-Ramos, M.J.; Guerra-Hernández, E.J.; García-Villanova, B.; Gómez-Caravaca, A.M.; Verardo, V. (2022): Establishment of a Sonotrode Ultrasound-Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Apple Pomace. Foods 2022, 11, 3809.
- Pando Bedriñana, R.; Rodríguez Madrera, R.; Loureiro Rodríguez, M.D.; López-Benítez, K.; Picinelli Lobo, A. (2024): Green Extraction of Bioactive Compounds from Apple Pomace from the Cider Industry. Antioxidants 2024, 13, 1230.
- Dalmau, E.; Rosselló, C.; Eim, V.; Ratti, C.; Simal, S. (2020): Ultrasound-Assisted Aqueous Extraction of Biocompounds from Orange Byproduct: Experimental Kinetics and Modeling. Antioxidants 2020, 9, 352.
- Razola-Díaz, M.d.C.; Guerra-Hernández, E.J.; Rodríguez-Pérez, C.; Gómez-Caravaca, A.M.; García-Villanova, B.; Verardo, V. (2021): Optimization of Ultrasound-Assisted Extraction via Sonotrode of Phenolic Compounds from Orange By-Products. Foods 2021, 10, 1120.
پرسش و پاسخهای متداول
تفاله چیست؟
تفاله محصول جانبی جامدی است که پس از استخراج آب میوه یا روغن از میوه ها، سبزیجات یا دانه ها باقی می ماند. معمولا از پوست، تفاج، دانه و ساقه تشکیل شده است.
تفاله از چه چیزی ساخته شده است؟
ترکیب آن به ماده منبع و فرایند تولید تفاله بستگی دارد اما معمولا شامل کربوهیدرات ها (سلولز ، همی سلولز ، پکتین) ، پروتئین ها ، لیپیدها ، ترکیبات فنلی و قندهای باقیمانده ، همراه با رطوبت و مواد معدنی است.
تفاله در پالایشگاه های زیستی چیست؟
در پالایشگاه های زیستی، تفاله به عنوان ماده اولیه لیگنوسلولزی و منبعی از مولکول های زیستی ارزشمند در نظر گرفته می شود. می توان آن را به سوخت های زیستی، بیوپلیمرها، مواد مغذی و مواد شیمیایی پلت فرم از طریق تبدیل اولتراسونیک به کمک مافوق صوت، آنزیمی، میکروبی یا ترموشیمیایی پردازش کرد.
ترکیبات اصلی در تفاله کدامند؟
ترکیبات کلیدی شامل فیبرهای غذایی، پلی فنول ها (فلاونوئیدها، اسیدهای فنلی، تانن ها)، روغن های باقیمانده، پروتئین ها، اسیدهای آلی و مواد معدنی است. بسته به محصول، بخش های ارزشمندی مانند کاروتنوئیدها، فیتواسترول ها یا توکوفرول ها نیز ممکن است وجود داشته باشد.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.