Erittäin tehokas inkiväärin uutto ultraäänikäsittelyllä
- Eteeristen öljyjen ja aktiivisten yhdisteiden ultraääniuutto inkivääristä vakuuttaa suurella tehokkuudellaan ja suurilla saannoillaan.
- Ultraääniuutto on hellävarainen, ei-terminen prosessi, joka tuottaa korkealaatuisia uutteita.
- Muiden uuttomenetelmien skaalautuvuus on rajallinen, mutta ultraäänikäsittely voidaan skaalata täysin lineaarisesti mille tahansa teollisen tuotannon tasolle.
Inkiväärin uutto
Inkivääri (Zingiber officinale) sisältää runsaasti aktiivisia yhdisteitä, kuten eteerisiä öljyjä, [6]-gingerolia, oleohartseja ja muita bioaktiivisia fytokemikaaleja, jotka ovat haluttuja aineita makunsa, tuoksunsa ja farmakologisten vaikutustensa vuoksi.
Inkiväärin aktiivisten yhdisteiden hyödyntäminen edellyttää niiden vapauttamista inkiväärin juuresta (juurakosta) uuttamalla. Inkiväärin perinteisillä uuttomenetelmillä, kuten vesihöyrytislauksella tai liuotinuutolla, on useita haittoja: niiden tiedetään olevan aikaa vieviä, ne tarvitsevat suuria määriä kemiallisia liuottimia ja niiden prosessikapasiteetti on rajallinen.
Gingerolin ultraääniuutto
Ultraääniuutto on ei-terminen menetelmä, joka perustuu kavitaation periaatteeseen, suuriin leikkausvoimiin ja mikroturbulensseihin, jotka rikkovat soluseinämiä mekaanisesti ja helpottavat samalla kasvimateriaalin solujen ainesosien vapautumista liuottimeen ilman kemiallista hajoamista. Maltilliset prosessilämpötilat suojaavat haluttuja uutteita (esim. antioksidantteja, polyfenoleja jne.) lämpöhajoamiselta. Lisäksi ultraääniavusteinen uutto voidaan usein suorittaa vesipohjaisilla liuottimilla (= vesi). Orgaanisten liuottimien (esim. asetonin ja heksaanin) välttäminen on erityisen tärkeää uutettaessa yhdisteitä, joita myöhemmin lisätään elintarvikkeisiin ja lääkevalmisteisiin.
Ultraäänikäsittelyä on käytetty funktionaalisten ainesosien uuttamiseen monista erilaisista kasvi- ja kudosmatriiseista. Sen on osoitettu olevan perinteisiä uuttotekniikoita nopeampi.
- hellävaraiset prosessiolosuhteet
- suuri saanto
- nopea uutto
- liuottimeton
- turvallinen ja helppo käyttö
- helppo skaalaus suurempaan mittakaavaan
- suuri kokonaistehokkuus
- läpivirtaus- tai eräkäsittely
- investoinnin nopea takaisinmaksu
UIP2000hdT sekoittimella varustettuna uuttosäiliössä
Ylivertainen uutteen laatu
Tehoultraäänellä tehtävällä uutolla on etuja muihin perinteisiin uuttotekniikoihin nähden, jotka rajoittuvat usein pieniin tilavuuksiin. Ultraääniuutto voidaan suorittaa eräprosessina tai läpivirtausprosessina virtauskennon avulla. Voimakkaat ultraäänivoimat puhkaisevat tai rikkovat solumatriisin, jolloin kaikki solunsisäinen materiaali vapautuu nopeasti ja helposti ja uutossa saavutetaan suurin mahdollinen saanto. Ultraäänilaitteiston monipuolisuus takaa yksinkertaisen ja helpon menettelyn, ja tarvittava liuotin voidaan korvata vedellä tai liuottimen määrää voidaan vähentää huomattavasti. Lisäksi maltillinen lämpötila ja lyhyt uuttoaika estävät aktiivisten yhdisteiden hajoamista, jolloin saadaan korkealaatuinen, lääke- tai elintarvikelaatuiseksi soveltuva uute.
Hielscher Ultrasonicsin laitteet
Hielscher Ultrasonics toimittaa tehokkaita ja luotettavia ultraäänijärjestelmiä laboratoriopöydällä tehtävään käsittelyyn, pilottilaitoksiin ja täyden mittakaavan teolliseen käsittelyyn kaikille tilavuuksille. Kestäviä ultraäänijärjestelmiämme voidaan käyttää erä- ja läpivirtauskäsittelyyn. Kaikkien prosessiparametrien helppo ja tarkka hallinta takaa tasaisen korkean uutteen laadun ja suuren prosessitehokkuuden.
Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erätilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 0,5–1,5 mL | n.a. | VialTweeter |
| 1–500 mL | 10–200 mL/min | UP100H |
| 10–2000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000 |
| n.a. | 10–100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | laiteryhmä: UIP16000 |
Räätälöity ultraäänilaitteisto
Kirjallisuus / Lähteet
- S. Balachandran, S.E. Kentish, R. Mawson, M. Ashokkumar (2006): Ultrasonic enhancement of the supercritical extraction from ginger. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 13, Issue 6, 2006. 471-479.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Jacotet-Navarro, Magali; Rombaut, Natacha; Deslis, Simon; Fabiano-Tixier, Anne-Sylvie; Pierre, François-Xavier; Bily, Antoine; Chemat, Farid (2016): Towards a “dry” bio-refinery without solvents or added water using microwaves and ultrasound for total valorization of fruits and vegetables by-products. Green Chemistry2016.
Hyödyllistä tietoa
Inkivääri
Inkivääri on kasviperäinen lähde, joka sisältää runsaasti luonnollisia fenolisia antioksidantteja ja flavonoidiantioksidantteja.
Inkiväärin ominainen tuoksu ja maku johtuvat haihtuvista öljyistä, joiden osuus tuoreen inkiväärin painosta on 1–3 %. Ne koostuvat pääasiassa zingeronista, shogaoleista ja gingeroleista, joista [6]-gingeroli (1-[4′-hydroxy-3′-methoxyphenyl]-5-hydroxy-3-decanone) on tärkein polttavan maun aiheuttava yhdiste.
Zingeronia muodostuu gingeroleista kuivauksen aikana (lämmön vaikutuksesta), ja sen polttavuus on vähäisempi ja aromi mausteisen makea. Zingeronia, jota kutsutaan myös vanillyyliasetoniksi, pidetään joidenkin mukaan inkiväärin polttavuuden keskeisenä ainesosana, mutta se antaa kypsennetylle inkiväärille sen ”makean” maun. Zingeronin kemiallinen rakenne muistuttaa muita makuyhdisteitä, kuten vanilliinia ja eugenolia. Sitä käytetään makulisäaineena mausteöljyissä ja hajusteiden valmistuksessa mausteisten aromien aikaansaamiseksi.
Eteeriset öljyt
Eteerinen öljy on väkevöity hydrofobinen neste, joka sisältää kasveista peräisin olevia haihtuvia aromiyhdisteitä. Eteerisiä öljyjä kutsutaan myös haihtuviksi öljyiksi, eetterisiksi öljyiksi, nimellä aetherolea tai yksinkertaisesti sen kasvin öljyksi, josta ne on uutettu, kuten ruusuöljyksi, inkivääriöljyksi, santelipuuöljyksi, piparminttuöljyksi, sitruunaöljyksi tai (makeaksi) appelsiiniöljyksi.
Eteerisiä öljyjä käytetään laajalti, ja niitä on monissa kuluttajatuotteissa, esimerkiksi elintarvikkeissa ja juomissa maun antamiseksi, hajuvesissä ja hygieniatuotteissa tuoksun antamiseksi sekä lääkkeissä ja lääkevalmisteissa terapeuttisten vaikutusten aikaansaamiseksi. Eteerisille öljyille ovat ominaisia niiden erityiset tuoksut. Eteeriset öljyt on hyväksytty turvallisiksi ainesosiksi elintarvikkeisiin sekä lääketieteellisiin ja terapeuttisiin tuotteisiin.