Production efficace d'extraits de houblon par sonication

Le houblon et les extraits de houblon sont des ingrédients essentiels pour la production de bière. Les alpha-acides a-caryophyllène (humulone) et bêta-caryophyllène (humulène) sont des composés aromatiques importants 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 et produire un extrait de houblon riche en arômes et complet.

Extraction ultrasonique 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, la production d'arômes et de parfums ainsi que dans les installations de recherche pour extraire efficacement les composés responsables de l'amertume et les composés aromatiques des cônes de houblon.

L'extraction par ultrasons utilise le principe de fonctionnement de la cavitation acoustique. La cavitation acoustique ou ultrasonique est générée par des ondes ultrasoniques à basse fréquence dans les liquides. L'alternance des cycles haute pression / basse pression des ondes ultrasoniques crée de minuscules bulles de cavitation dans un solvant. La formation et l'effondrement rapides de ces bulles génèrent des forces locales intenses qui perturbent les parois cellulaires et libèrent des composés cibles, tels que les acides amers, de la matière houblonnée. La cavitation ultrasonique est très efficace pour libérer les acides amers tels que l'humulone, la cohumulone et l'adhumulone du houblon. Ces composés sont surtout connus en tant que composés aromatiques utilisés dans la bière, où ils contribuent à l'amertume et au profil gustatif distinct de la bière.
L'un des principaux avantages de l'extraction par ultrasons est son efficacité et sa rapidité. La sonication réduit considérablement les temps d'extraction par rapport aux méthodes traditionnelles, ce qui en fait un choix intéressant pour les brasseries et les fabricants d'arômes.
Comme le processus d'extraction par ultrasons peut être optimisé en ajustant divers paramètres, notamment le temps de sonication, la température, la concentration du solvant et le rapport entre le houblon et le solvant, le processus peut être adapté au profil aromatique cible de l'extrait de houblon. L'optimisation garantit une extraction maximale de l'acide amer tout en conservant la saveur souhaitée de la bière.
Il est essentiel de contrôler correctement la température pendant l'extraction par ultrasons. Des températures élevées peuvent entraîner la dégradation des acides amers et la formation d'arômes indésirables.

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Extracteur ultrasonique UIP4000hdT pour l'extraction à haut débit de plantes, par exemple pour produire des extraits de houblon

Sonicator UIP4000hdT pour la production en ligne d'extraits de houblon de haute qualité

Extraction ultrasonique des terpènes du houblon : L'extraction ultrasonique est réalisée à l'aide de l'appareil Hielscher UP100H, qui permet d'isoler le caryophyllène et d'autres terpènes des cônes de houblon.

Extraction ultrasonique de terpènes de houblon avec l'UP100H

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Extraits de houblon à spectre complet par ultrasons

Les extraits de houblon préparés par ultrasons sont des extraits à spectre complet, qui offrent toute la gamme des ingrédients 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 phyto-chimiques 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 herbes, sont traitées à des températures douces, ce qui limite la dégradation thermique. La sonication permet d'utiliser des solvants doux, sûrs et respectueux de l'environnement. – éviter l'utilisation de solvants toxiques.
La grande efficacité de l'extraction par ultrasons permet même de produire des extraits de houblon à partir de houblon épuisé. Le processus d'extraction ultrasonique intense libère les photocomposés restants du houblon épuisé et contribue à vider le houblon épuisé de toutes les substances précieuses, de sorte qu'aucune substance bioactive n'est perdue.

Les acides amers du houblon

Les acides amers du houblon se distinguent en α- et β-acides. Les acides α amers sont composés de trois éléments principaux : la n-humulone, l'ad-humulone et la co-humulone. De même, les β-acides amers se composent de n-lupulone, d'ad-lupulone et de co-lupulone. Pour les brasseries et la production de bière, les α-acides sont la forme acide essentielle. En faisant bouillir les alpha-acides dans des conditions faiblement acides, les alpha-acides sont isomérisés et donc transformés en iso-α-acides. Par isomérisation, les acides alpha peu solubles dans l'eau sont transformés en une forme iso plus soluble, qui présente l'amertume organoleptique caractéristique. Les β-acides, qui sont encore moins solubles dans l'eau que les α-acides, sont moins importants pour la production brassicole, car les bêta-acides présentent un taux d'isomérisation très faible pendant l'ébullition du moût.
Outre son utilisation comme ingrédient aromatique, le houblon est également connu pour ses propriétés bénéfiques pour la santé, notamment ses effets antioxydants, sédatifs, anti-inflammatoires, anticancérigènes 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 les suppléments et les produits médicinaux pour soutenir la santé ou traiter les maladies.

Les composés bioactifs du houblon, tels que les acides alpha, l'alpha-caryophyllène (humulone) et le bêta-caryophyllène (humulène), peuvent être efficacement extraits par sonication.

cônes de houblon

Pourquoi utiliser des extraits de houblon ?

Lorsqu'ils sont utilisés comme ingrédients aromatiques, les extraits permettent un dosage très précis de l'amertume et de l'arôme, car les extraits de houblon sont normalisés en ce qui concerne les quantités et les compositions spécifiques d'acides alpha. Cela permet de produire le même profil d'arôme et donc un produit de qualité constante répondant aux attentes des clients.
Lorsqu'ils sont utilisés comme ingrédients actifs dans des suppléments et des produits médicinaux, les extraits de houblon offrent une quantité très concentrée de substances bioactives, par exemple des terpènes et des flavonoïdes. Il est donc possible d'ingérer une grande quantité du photocomposant actif afin d'obtenir l'effet ciblé.

Analyse GC de l'extrait ultrasonique d'oxyde de caryophyllène des bourgeons de houblon

Analyse par chromatographie en phase gazeuse de l'extrait de houblon préparé à l'aide d'un homogénéisateur ultrasonique UP100HLes substances suivantes sont utilisées dans le cadre de la présente directive : oxyde de β-caryophyllène, α-caryophyllène, α-pinène, mycrène, limonène, α-caryophylène, oxyde de caryophylène et autres.

Extraction du houblon par ultrasons

L'extraction par solvant accélérée par ultrasons est une méthode simple, rapide et économique pour l'extraction des acides amers du houblon. En tant que traitement à basse température, l'extraction ultrasonique du houblon donne des rendements élevés dans un temps de traitement court, ce qui représente des avantages significatifs par rapport à l'extraction conventionnelle de l'acide amer du houblon.
Des températures de traitement basses, des rendements élevés, une qualité d'extrait supérieure (c'est-à-dire des extraits pleins d'arômes / 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
  • rendements plus élevés
  • Profil aromatique complet
  • Préservation de l'arôme spécifique à la variété
  • Amertume et arôme constants
  • Traitement par lots et en ligne
  • Sûr et facile à utiliser
  • Economique, RdI rapide
Hielscher Ultrasonics' SonoStation is an easy-to-use ultrasonic setup for production scale. (Click to enlarge!)

SonoStation – un système à ultrasons avec 2x 2kW ultrasonores, réservoir d'agitation et pompe – est un système d'extraction convivial.

 

Dans cette présentation, nous vous introduisons à la fabrication d'extraits botaniques. Nous expliquons les défis que pose la production d'extraits botaniques de haute qualité et comment un sonicateur peut vous aider à surmonter ces défis. Cette présentation vous montrera comment fonctionne l'extraction par ultrasons. Vous apprendrez quels avantages vous pouvez attendre d'un sonicateur pour l'extraction et comment vous pouvez mettre en œuvre un extracteur à ultrasons dans votre production d'extraits.

Extraction botanique par ultrasons - Comment utiliser des sonicateurs pour extraire des composés botaniques ?

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Extracteurs à ultrasons à haute performance

Hielscher Ultrasonics possède une longue expérience dans la conception, la fabrication et la fourniture d'extracteurs ultrasoniques de haute performance, à petite ou grande échelle industrielle, à des entreprises et des instituts de recherche renommés dans le monde entier. L'extraction par ultrasons peut être réalisée à n'importe quelle échelle, depuis les petites installations de laboratoire jusqu'aux systèmes industriels à grande échelle, ce qui permet aux fabricants d'adapter leur processus d'extraction du houblon à leurs besoins de production.
Les extracteurs à ultrasons Hielscher délivrent des ultrasons de grande puissance, sont robustes et peuvent facilement fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sous une charge importante. Ces caractéristiques font des extracteurs à ultrasons Hielscher des outils de travail fiables dans l'industrie alimentaire, pharmaceutique et chimique.
Tous les processeurs numériques à ultrasons sont équipés d'un écran tactile en couleur, qui permet de régler et de contrôler les paramètres du processus de manière simple et précise. Sur la carte SD intégrée, tous les paramètres du processus sont automatiquement enregistrés dès que l'extracteur à ultrasons est mis en marche.
Cellule de mesure UIP4000hdT pour la sonication en ligne à l'échelle industrielleLa conception sophistiquée des installations de sonication en ligne et par lots de Hielscher est largement testée et optimisée pour une facilité d'utilisation et des résultats de haute qualité. Les réacteurs à cellules d'écoulement sont disponibles en différentes tailles et avec différentes géométries. La large gamme de sonotrodes (sondes à ultrasons) de formes, de tailles et de longueurs différentes ainsi que les accessoires supplémentaires permettent de configurer idéalement votre système à ultrasons en fonction de votre processus d'extraction et de votre matériel végétal.
Un autre avantage de Hielscher Ultrasonics’ Les processeurs industriels à ultrasons permettent de délivrer des amplitudes très élevées, jusqu'à 200 µm, qui peuvent être exploitées facilement et en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. Le contrôle précis de l'amplitude et la possibilité d'utiliser des amplitudes très faibles ou très élevées permettent d'obtenir un processus optimal et efficace. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants.
Extracteurs à ultrasons Hielscher haute performance pour des extraits de qualité supérieure !
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators:

lot Volume Débit Appareils recommandés
1 à 500 ml 10 à 200 ml / min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 20L 00,2 à 4L / min UIP2000hdT
10 à 100l 2 à 10 L / min UIP4000hdT
n / a. 10 à 100 litres / min UIP16000
n / a. plus grand groupe de UIP16000

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Hielscher Ultrasons fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques haute performance pour la dispersion, l'émulsification et l'extraction cellulaire.

Homogénéisateurs ultrasoniques de haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.



Littérature / Références

Qu'il faut savoir

Composés bioactifs du houblon

Le houblon commun Humulus lupulus est riche en produits photochimiques, qui sont utilisés comme ingrédients aromatiques dans les aliments et les boissons (par exemple pour l'amertume de la bière), ainsi que dans les parfums et les fragrances. Dans les compléments alimentaires et les produits médicinaux, les extraits de houblon sont utilisés pour soutenir la santé et pour guérir ou soulager les maladies. Vous trouverez ci-dessous une description des principaux phyto-composés du houblon :

Acides alpha

Les alpha-acides ou humulones sont les composés chimiques les plus importants du houblon. Lors de l'ébullition du moût, les humulones sont thermiquement isomérisés en iso-alpha-acides ou isohumulones, qui sont responsables du goût amer de la bière.

Acides bêta

Le houblon contient des acides bêta ou lupulones. Ces composés sont principalement appréciés pour leur contribution à l'arôme de la bière.

Huiles essentielles

Les principaux composants des huiles essentielles de houblon sont des hydrocarbures terpéniques composés de myrcène, d'humulène et de caryophyllène. Le myrcène confère au houblon frais son odeur piquante. L'humulène et ses produits de réaction oxydative contribuent à l'arôme prononcé du houblon dans la bière. Ensemble, le myrcène, l'humulène et le caryophyllène représentent 80 à 90 % de la teneur totale des huiles essentielles de houblon.

flavonoïdes

Le xanthohumol est le principal flavonoïde du houblon. D'autres prénylflavonoïdes importants et bien étudiés sont la 8-prénylnaringénine et l'isoxanthohumol. Alors que les propriétés et les effets du xanthohumol font encore l'objet de recherches, le prénylflavonoïde 8-prénylnaringénine est déjà connu comme un puissant phytoestrogène.

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