Production efficace d’extraits de houblon par sonication

Le houblon et les extraits de houblon sont des ingrédients essentiels à la production de la bière. Les acides alpha a-caryophyllène (humulone) et bêta-caryophyllène (humulène) sont d’importants composés aromatiques, qui confèrent à la bière son amertume et contribuent à son arôme, à la structure de sa mousse et à sa stabilité microbiologique. L’extraction par ultrasons est une technique très efficace pour libérer les composés bioactifs de la matrice cellulaire du houblon afin de produire un extrait de houblon complet et riche en arômes.

Extraction par ultrasons des acides amers du houblon

L’extraction par ultrasons des acides amers du houblon est une technique très efficace et fiable, utilisée dans l’industrie brassicole, dans la production d’arômes et de parfums ainsi que dans les centres de recherche, pour extraire de manière efficiente et efficace des cônes de houblon les composés responsables de l’amertume ainsi que les composés aromatiques.

L’extraction par ultrasons repose sur le principe de la cavitation acoustique. La cavitation acoustique ou ultrasonore est générée par des ondes ultrasonores basse fréquence dans les liquides. Les cycles alternés de haute pression / basse pression des ondes ultrasonores créent de minuscules bulles de cavitation dans un solvant. La formation et l’implosion rapides de ces bulles génèrent d’intenses forces locales qui rompent les parois cellulaires et libèrent de la matière de houblon les composés cibles, tels que les acides amers. La cavitation ultrasonore est très efficace pour libérer du houblon des acides amers tels que l’humulone, la cohumulone et l’adhumulone. Ces composés sont surtout connus en tant que composés aromatiques utilisés dans la bière, où ils contribuent à l’amertume et au profil gustatif distinctif de la bière.
Un avantage majeur de l’extraction par ultrasons réside dans son efficacité et sa rapidité. La sonication réduit considérablement les temps d’extraction par rapport aux méthodes traditionnelles, ce qui en fait un choix attrayant pour les brasseries et les fabricants d’arômes.
Comme le procédé d’extraction par ultrasons peut être optimisé en ajustant divers paramètres, notamment la durée de sonication, la température, la concentration du solvant et le rapport entre la matière de houblon et le solvant, le procédé peut être adapté au profil aromatique visé de l’extrait de houblon. L’optimisation garantit une extraction maximale des acides amers tout en préservant la saveur de bière souhaitée.
Il est essentiel de maintenir un contrôle adéquat de la température pendant l’extraction par ultrasons. Des températures élevées peuvent entraîner la dégradation des acides amers et la formation de faux-goûts indésirables.

Extraits de houblon à spectre complet obtenus par ultrasons

Les extraits de houblon préparés par ultrasons sont des extraits à spectre complet, qui offrent toute la gamme des principes actifs des cônes de houblon. Outre les acides alpha a-caryophyllène (humulone) et bêta-caryophyllène (humulène), l’extraction par ultrasons libère également d’autres terpènes tels que le linalol et le farnésène, ainsi que d’autres substances phytochimiques telles que les polyphénols et les flavonoïdes. Les extraits à spectre complet sont appréciés pour leur effet dit d’entourage.
Lors de l’extraction par ultrasons, les matières végétales, telles que le houblon et d’autres plantes, sont traitées à des températures modérées, ce qui limite la dégradation thermique. La sonication permet d’utiliser des solvants doux, sûrs et respectueux de l’environnement – en évitant le recours à des solvants toxiques.
La grande efficacité de l’extraction par ultrasons permet même de produire des extraits de houblon à partir de houblon usagé. L’intense procédé d’extraction par ultrasons libère les photo-composés restants du houblon usagé et contribue à extraire du houblon usagé toutes ses substances précieuses, de sorte qu’aucune substance bioactive n’est gaspillée.

Acides amers du houblon

Les acides amers du houblon se distinguent en acides α et acides β. Les acides α amers se composent de trois composants principaux : la n-humulone, l’ad-humulone et la co-humulone. De même, les acides β amers sont constitués de n-lupulone, d’ad-lupulone et de co-lupulone. Pour les brasseries et la production de bière, les acides α constituent la forme d’acide essentielle. Lorsque les acides alpha sont portés à ébullition dans des conditions faiblement acides, ils sont isomérisés et ainsi transformés en acides iso-α. Par isomérisation, les acides alpha peu solubles dans l’eau sont convertis en une iso-forme plus soluble, qui présente l’amertume organoleptique caractéristique. Les acides β, encore moins solubles dans l’eau que les acides α, sont moins importants pour la production brassicole, car les acides bêta présentent un taux d’isomérisation très faible lors de l’ébullition du moût.
Outre son utilisation comme ingrédient aromatisant, le houblon est également connu pour ses propriétés bénéfiques pour la santé, qui comprennent des effets antioxydants, sédatifs, anti-inflammatoires, anticarcinogènes et œstrogéniques. Par exemple, le xanthohumol, un prénylflavonoïde présent dans le houblon, est connu pour ses puissants effets antioxydants. Ces substances naturelles du houblon sont utilisées dans des compléments et des médicaments pour favoriser la santé ou traiter des maladies.

Pourquoi utiliser des extraits de houblon ?

Utilisés comme ingrédient aromatisant, les extraits permettent un dosage très précis de l’amertume et de l’arôme, car les extraits de houblon sont standardisés quant aux quantités et compositions spécifiques en acides alpha. Cela permet d’obtenir le même profil aromatique et ainsi un produit d’une qualité constamment élevée, répondant aux attentes des clients.
Utilisés comme principe actif dans des compléments et des médicaments, les extraits de houblon offrent une quantité très concentrée de substances bioactives, par ex. terpènes, flavonoïdes. Il est ainsi possible d’ingérer une grande quantité du photo-composé actif afin d’obtenir l’effet visé.

Analyse par chromatographie en phase gazeuse d’un extrait de houblon obtenu par ultrasons, préparé avec l’homogénéisateur à ultrasons UP100H: oxyde de β-caryophyllène, α-caryophyllène, α-pinène, mycrene, limonène, α-caryophylene et oxyde de caryophylene, entre autres.

Extraction du houblon par ultrasons

L’extraction par solvant accélérée par ultrasons est une méthode simple, rapide et sûre pour l’extraction des acides amers du houblon. S’agissant d’un traitement à basse température, l’extraction du houblon par ultrasons offre des rendements élevés en un temps de traitement court, ce qui constitue des avantages significatifs par rapport à l’extraction conventionnelle des acides amers du houblon.
Des températures de traitement basses, des rendements élevés, une qualité d’extrait supérieure (c.-à-d. des extraits au profil aromatique complet / à spectre complet) et un temps de traitement très court sont les principaux avantages de l’extraction du houblon par ultrasons.
Extraction du houblon par ultrasons – Avantages :

• Extraction plus complète
• Rendement plus élevé
• Profil aromatique complet
• Arôme propre à la variété préservé
• Amérisation / aromatisation constante
• Traitement en batch et en ligne
• Utilisation sûre et simple
• Économique, RoI rapide

Extracteurs à ultrasons haute performance

Hielscher Ultrasonics possède une longue expérience dans la conception, la fabrication et la fourniture d’extracteurs à ultrasons haute performance, de la petite à la grande échelle industrielle, à des entreprises et instituts de recherche renommés du monde entier. L’extraction par ultrasons peut être réalisée à toute échelle, des petites installations de laboratoire aux systèmes industriels à grande échelle, ce qui permet aux fabricants d’adapter leur procédé d’extraction du houblon à leurs besoins de production.
Les ultrasonicateurs Hielscher délivrent des ultrasons de forte puissance, sont robustes et peuvent fonctionner aisément en 24/7 sous forte charge. Cela fait des extracteurs à ultrasons Hielscher les bêtes de somme de confiance des industries alimentaire, pharmaceutique et chimique.
Tous les processeurs à ultrasons numériques sont équipés d’un écran tactile couleur, grâce auquel vous pouvez régler et contrôler les paramètres du procédé facilement et avec précision. Sur la carte SD intégrée, tous les paramètres du procédé sont automatiquement enregistrés dès que vous mettez l’extracteur à ultrasons en marche.
La conception sophistiquée des installations de sonication en batch et en ligne de Hielscher a été largement testée et optimisée pour la convivialité et un résultat de haute qualité. Les réacteurs à cellule à circulation sont disponibles en différentes tailles et avec différentes géométries. La large gamme de sonotrodes (sondes à ultrasons) de formes, tailles et longueurs variées ainsi que des accessoires supplémentaires permettent une configuration idéale de votre système à ultrasons en fonction de votre procédé d’extraction et de votre matière végétale.
Un autre avantage des processeurs à ultrasons industriels de Hielscher Ultrasonics est la délivrance d’amplitudes très élevées allant jusqu’à 200µm, qui peuvent être maintenues facilement et en continu en fonctionnement 24/7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes à ultrasons sur mesure sont disponibles. Le contrôle précis de l’amplitude et la possibilité de travailler avec des amplitudes très faibles à très élevées permettent un procédé optimal et efficace. La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24/7 en service intensif et dans des environnements exigeants.
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Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicateurs :