Aromiainesosien valmistus ultraäänellä

Aromien ultraääniuutto on erittäin tehokas ja kestävä prosessi, joka lisää saantoa ja lyhentää samalla merkittävästi käsittelyaikaa. Ultraääniteknologia hyödyntää turvallisia, ympäristöystävällisiä liuottimia ja tarjoaa ympäristöystävällisen uuttomenetelmän, jonka energiatehokkuus on parempi. Siksi se on ympäristöystävällinen vaihtoehto perinteisille uuttotekniikoille.

Kasviuutteet – parempia ultraäänikäsittelyllä

Ultraääniuutto on kaupallistettu tekniikka, jolla valmistetaan korkealaatuisia uutteita elintarvike- ja juomateollisuudelle sekä lääke- ja kosmetiikkateollisuudelle.
”Ultraäänen avulla täydelliset uutot voidaan nyt suorittaa minuuteissa erittäin toistettavasti, mikä vähentää liuottimen kulutusta, yksinkertaistaa käsittelyä ja jälkikäsittelyä, parantaa lopputuotteen puhtautta, poistaa jäteveden jälkikäsittelyn tarpeen ja kuluttaa vain murto-osan fossiilisesta energiasta, jota tavanomainen uuttomenetelmä, kuten Soxhlet-uutto, maserointi tai Clevenger-tislaus, tavallisesti tarvitsee. Useita elintarvikkeiden ainesosaryhmiä, kuten aromeja, pigmenttejä, antioksidantteja sekä muita orgaanisia yhdisteitä ja mineraaliyhdisteitä, on uutettu, analysoitu ja formuloitu tehokkaasti erilaisista matriiseista (pääasiassa eläinkudoksista, mikrolevistä, hiivoista sekä elintarvike- ja kasvimateriaaleista).” [Chemat et al. 2017]

Ultraääniuuttoa käytetään isolaattien valmistamiseen kasvimateriaaleista. Video esittelee makuyhdisteiden tehokasta uuttamista chilihiutaleista UP200Ht-laitteella.

Markkinajohtajana Hielscher Ultrasonics on koonnut laajan tietopohjan ultraääniuuttoprosesseista, mukaan lukien mausteiden, yrttien, kukkien, hedelmien ja vihannesten uuttaminen aromien ja tuoksujen valmistamiseksi. Hielscher Ultrasonics on hankkinut syvällistä tietoa erilaisten kasvimateriaalien uuttamisesta. Näitä ovat esimerkiksi kahvi, sahrami, viinirypäleet (viini), tammi, teelehdet, laventeli, minttu, stevia, chilipaprikat, vanilja, kaakao, boldon lehdet ja monet muut.
Ultraääniuuttoprosessit voidaan suorittaa lähes millä tahansa liuottimilla, kuten vedellä, alkoholilla, etanolin vesiliuoksella, glyseriinillä, öljyillä, isopropanolilla, heksaanilla, bentseenillä jne.
Vaarattomien, ympäristöystävällisten liuottimien, kuten veden ja alkoholin, käyttö on suuri etu valmistettaessa aromeja, tuoksuja ja aktiivisia ainesosia, joita käytetään elintarvike- ja juomateollisuuden sekä lääke-, kosmetiikka- ja hajuvesiteollisuuden ainesosina.

Ultraääniuuton muodot:

• Ultraäänikäsittely
• Lämpöavusteinen ultraäänikäsittely
• Paineavusteinen ultraäänikäsittely
• Lämpö- ja paineavusteinen ultraäänikäsittely
• Ultraääniavusteinen Soxhlet-uutto (Sono-Soxhet)
• Ultraääniavusteinen ylikriittinen uutto

Ultraäänimenetelmä tarjoaa useimpiin tavanomaisiin uuttoprosesseihin, kuten maserointiin, verrattuna paremman uuttotuloksen prosessiajan, suuremman saannon, suuremman energiansäästön, puhtauden, turvallisuuden ja tuotteen laadun osalta. Ympäristöystävällinen ultraääniuuttotekniikka tarjoaa suuren edun tuoteturvallisuuden kannalta erityisesti elintarvikkeiden, juomien, lääkkeiden ja kosmetiikan lisäaineiden valmistuksessa.

Läpinäkyvät aromiemulsiot

Emulsiot ovat yleisiä lisäaineita, joilla elintarvikkeiden ja juomien makuominaisuuksia, ravintoarvoa ja stabiilisuutta muokataan. Erityisesti juomien formuloinnissa kirkkaus on tärkeä tekijä, sillä lopputuotteen on täytettävä laatu- ja ravitsemusvaatimusten lisäksi myös optiset vaatimukset. Kirkkaiden juomien ja elintarvikkeiden kohdalla tämä tarkoittaa, että emulsiolisäaine ei saa haitata lopputuotteelle asetetun laatutavoitteen saavuttamista. Näin ollen kirkasta emulsiota on helpompi käsitellä. Kokonsa ansiosta nanoemulsiot ovat läpinäkyviä ja läpikuultavia (ainakin paljaalla silmällä tarkasteltuna). Niitä käytetään laajalti ainesosina niiden suuren kineettisen stabiilisuuden, pienen viskositeetin, suuren läpinäkyvyyden sekä sedimentaatiota, kermoutumista, koalesenssia ja flokkulaatiota vastaan osoittaman suuren stabiilisuuden vuoksi.
Mitä suurempi pisara- tai hiukkaskoko on, sitä enemmän lopputuotteeseen syntyy sameutta. Kirkkaiden juomien formuloinnissa parhaat tulokset saadaan käyttämällä kirkasta emulsiota, jossa on nanokokoisia pisaroita. Ultraääniemulgointi mahdollistaa W/O- ja O/W-emulsioiden, käänteisten emulsioiden sekä W/O/W-kaksois- tai moninkertaisten emulsioiden valmistamisen nanokokoisilla pisaroilla (niin sanotut miniemulsiot, nanoemulsiot, ultrahienot emulsiot tai submikroniemulsiot). Pisarakokoa voidaan säätää ja hallita ultraääniprosessin parametreilla. Hielscherin ultraäänilaitteita voidaan ohjata tarkasti optimaalisten ja toistettavien prosessitulosten saavuttamiseksi.

Hielscher on kehittänyt MultiPhaseCavitatorin, ainutlaatuisen virtauskennon lisäosan, joka parantaa ultraääniemulgointia entisestään.
Lue lisää MultiPhaseCavitatorista napsauttamalla tästä!
Lue lisää ultraääniemulgoinnista napsauttamalla tästä!

Aromien kapselointi ultraäänellä

Liposomien käyttö lääke- ja elintarviketuotteissa lisääntyy jatkuvasti. Liposomeja voidaan käyttää aktiivisten molekyylien, kuten ravintoaineiden ja lääkeaineiden, kantajina. Ultraäänikäsittelyllä liposomeja voidaan muodostaa emulgoimalla lipidi-vesisuspensiota tai käsittelemällä monilamellaarisia vesikkeleitä (MLVs) ultraäänellä. Ultraääniemulgointiprosessissa lipidikaksoiskerrokset hajoavat pienemmiksi osiksi, joista muodostuu pieniä fosfolipideistä koostuvia yksilamellaarisia vesikkeleitä (SUVs). Ultraäänikäsittelyn aikana aktiivisia ainesosia voidaan kapseloida liposomeihin.
Lue lisää liposomien valmistuksesta ultraäänellä napsauttamalla tästä!

Ultraääniuuttolaitteistot

Alla oleva taulukko antaa käsityksen suosituimpien ultraääniuuttolaitteistojemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Ultraääniavusteinen ylikriittinen uutto

Uutto ylikriittisellä fluidilla ja ylikriittisellä CO2:lla on yksi tärkeimmistä uuttotekniikoista aromien ja tuoksujen valmistuksessa.
Ylikriittinen hiilidioksidi on selektiivinen liuotin, jonka tiheyttä voidaan säätää. Sen selektiivisyys ja liuotuskyky riippuvat muuttuvasta tiheydestä, johon voidaan vaikuttaa paineella ja lämpötilalla.
Yhdistämällä ylikriittinen uutto ultraäänikäsittelyyn voidaan käyttää elintarvikelaatuisia liuottimia, kuten alkoholia tai vettä, ja silti saavuttaa suuria uuttonopeuksia ja saantoja.
Saat lisätietoja ultraääniuuttolaitteistoistamme ja niiden käyttökohteista alla olevalla lomakkeella!

Katso alla olevalta videolta vertailu tuoreiden heinäratamon lehtien ultraääniuutosta ja tavanomaisesta maseroinnista vedessä. Ultraäänikäsittely tuottaa voimakkaan heinäratamouutteen jo sekunneissa, ja myös uutteen väri kertoo laatueroista. Ultraääniuutteen väri on syvänvihreä, kun taas 20 päivää maseroidun uutteen ruskehtava väri viittaa bioaktiivisten yhdisteiden oksidatiiviseen hajoamiseen.
 

Tässä lyhyessä videossa verrataan Hielscher UP200Ht -anturityyppisellä ultraäänilaitteella tehtävää kylmävesiuuttoa perinteiseen 20 päivän maserointiin. Perinteisessä maseroinnissa bioaktiivisten yhdisteiden uuttaminen tuoreista heinäratamon lehdistä kestää viikkoja, kun taas ultraäänianturilla ne vapautuvat vain muutamassa sekunnissa. Perinteisesti maseroidun uutteen ja ultraääniuutteen vertailu osoittaa, että ultraäänellä käsitelty uute on syvänvihreää, kun taas maseroitu uute on ruskehtavaa, mikä viittaa bioaktiivisten yhdisteiden hapettumishajoamiseen. Heinäratamon ultraääniuutteen syvänvihreä väri korostaa ultraäänitekniikan erinomaista tehokkuutta kasvin koko yhdistekirjon sisältävän uutteen tuottamisessa. Kasvimateriaalien ultraääniuutto on nopeampaa, vaikutukseltaan voimakkaampaa ja tehokkaampaa. Erittäin tehokas ultraääniuutto UP200Ht-laitteella tuottaa heinäratamouutteen, joka sisältää kasvin koko yhdistekirjon.

 

---

---