תמציות מקליפות קקאו באמצעות אולטרסאונד רב־עוצמה
אפשר להפיק בקלות ערך מפסולת קקאו, כגון ציפת פרי הקקאו וקליפות קקאו, באמצעות מיצוי חמאת קקאו, סוכר פירות ותרכובות פעילות ביולוגית. מיצוי אולטרסוני הוכח כשיטה יעילה ביותר לבידוד רכיבים בעלי ערך מפסולת קקאו. מערכות מיצוי אולטרסוניות משחררות תרכובות באיכות המתאימה למזון בניצולות גבוהות מקליפות, ממעטפות ומציפת פרי הקקאו, בטיפול מהיר, בטוח ופשוט.
תוצרי לוואי של קקאו
קקאו (Theobroma cacao L.) הוא גידול בעל ערך, שפוליו משמשים בעיקר לייצור שוקולד. לאחר קטיף פירות הקקאו, לפני קליית פולי הקקאו או אחריה, מפרידים את הפולים מהקליפות (המכונות גם מעטפות) ומציפת הפרי. קליפות פולי הקקאו וציפת פרי הקקאו נחשבות לתוצר לוואי של תעשיית הקקאו. בהתאם למין של פרי הקקאו, הפולים מהווים כ־25% ממשקל פרי הקקאו. הציפה מהווה עוד 25% מהמשקל, והיתר הוא קליפה / מעטפת, שברובה מושלכת כפסולת. עם זאת, תוצרי לוואי של קקאו, כגון קליפות וציפה, עשירים בסיבים, בנוגדי חמצון, בפוליפנולים, בתרכובות טעם, בסוכרים ובליפידים, שיכולים לשמש כתוספים למזון ולמשקאות.
מערכת מיצוי אולטרסונית UIP2000hdT לעיבוד תוצרי לוואי של קקאו. מיצוי אולטרסוני משחרר נוגדי חמצון, פוליפנולים ופלבונואידים מקליפות קקאו.
מיצוי אולטרסוני של רכיבי תזונה צמחיים מקליפות קקאו
מיצוי אולטרסוני מקליפות קקאו: מיצוי אולטרסוני הופך פסולת ביולוגית של קקאו (למשל קליפות קקאו וקליפות פרי הקקאו) למוצרי מזון בעלי ערך, כגון חמאת קקאו, תרכובות טעם, רכיבי תזונה צמחיים, סוכרי פירות וסיבים תזונתיים. לתהליך מיצוי אולטרסוני יעיל נדרש רק טיפול מקדים גס בביומסה של קליפות הקקאו, כלומר טחינת קליפות הקקאו.
אולטרסאונד רב־עוצמה למיצוי
המנגנון שבאמצעותו אולטרסאונד רב־עוצמה מגביר את המיצוי מיוחס בעיקר לתופעת הקוויטציה האקוסטית. קוויטציה אולטרסונית גורמת להתנגשויות בין חלקיקי קליפות / מעטפות קקאו, ואלה גורמות להתפרקות החלקיקים ולהקטנת גודלם. כאשר בועות קוויטציה קורסות על פני המוצקים של הקקאו, שחיקה וסונופורציה מגדילות עוד יותר את שטח הפנים של החלקיקים. מעבר המסה המוגבר כתוצאה מכך מקל על שחרור מולקולות כגון חלבונים, ליפידים ופיטוכימיקלים. כוחות גזירה הנוצרים באמצעות אולטרסאונד משפרים את חדירת הממס למטריצה התאית של החומר הצמחי ואת חדירות קרומי התאים, בהתאמה. מנגנונים אלה של אולטרסאונד רב־עוצמה אחראים להגברה המשמעותית של התהליך המושגת בעת שימוש בסוניקציה למיצוי מחומר צמחי.
- ניצולות גבוהות
- תהליך מהיר
- עלויות תפעול נמוכות
- תוצאות הניתנות לשחזור
- אפשרות להגדלת קנה המידה באופן ליניארי
- תפעול פשוט
- עמידות
מיצוי מקליפות קקאו בסיוע אולטרסאונד שהוכח במחקר
Grillo ועמיתיו (2018) חקרו מיצוי של חמאת קקאו, פוליפנולים (למשל קטכין, אפיקטכין ודימרים, טרימרים וטטרמרים של פרוציאנידין), נוגדי חמצון ומתילקסנתין (למשל קפאין ותאוברומין) מקליפות פולי קקאו באמצעות מיצוי אולטרסוני. כפי שמראה הטבלה שלהלן, סוניקציה הגדילה תמיד את ניצולות התמציות הליפופיליות וההידרופיליות כאחד, והניבה בדרך פשוטה וקלה תמציות עשירות בפלבנולים נוגדי חמצון (קטכינים ואפיקטכינים), בתאוברומין (32.7 ± 0.12 mg/g קליפות), בקפאין (1.76 ± 0.08 mg/g קליפות) ובחמאת קקאו. התוצאות הטובות ביותר בסוניקציה הושגו באמצעות התערובת התלת־רכיבית, המניבה שיעור השבה כולל נמוך מעט יותר של הפרקציה ההידרופילית ומקצרת את זמן המיצוי פי 16.
ניצולות מיצוי בסיוע אולטרסאונד (UAE) ובתהליך קונבנציונלי מקליפות קקאו גולמיות, המבוטאות באחוזי משקל/משקל. מיצוי אולטרסוני מניב ניצולות גבוהות באופן משמעותי.
המחקר וזכויות היוצרים של Grillo et al. 2019.
גם Yusof ועמיתיו (2019) הצליחו להוכיח את יעילות המיצוי האולטרסוני של פלבונואידים מקליפות קקאו. הם מצאו כי פרמטרי המיצוי הבאים של ריכוז אתנול, טמפרטורה וזמן סוניקציה היו היעילים ביותר, כלומר בתנאים הבאים הושגו ניצולות התמצית הגבוהות ביותר: הערך המרבי של תכולת הפלבונואידים הכוללת (TFC; 7.47 mg RE/g משקל יבש (DW)) הושג בריכוז אתנול של 80%, בטמפרטורת תהליך של 55ºC ובסוניקציה במשך 45 min.
מערכות מיצוי אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים לעיבוד פסולת קקאו
מערכות מיצוי אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים מבית Hielscher Ultrasonics משמשות ברחבי העולם במחקר ופיתוח ובייצור בקנה מידה קטן, בינוני ומסחרי מלא. מערכות מיצוי אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים מגבירות את תהליך המיצוי ומגדילות את הניצולת ואת היעילות הכוללת של ייצור תמציות באיכות גבוהה. Hielscher Ultrasonics מציעה ציוד מיצוי לכל נפח / קיבולת תהליך. עם ניסיון של יותר מ־25 שנה במיצוי מחומר צמחי, Hielscher Ultrasonics היא השותפה המהימנה שלכם למיצוי אולטרסוני בעל ביצועים גבוהים!
מכשירי אולטרסאונד מתקדמים ביותר ובעלי ביצועים גבוהים למיצוי מקקאו
התכונות החכמות של מכשירי האולטרסאונד של Hielscher נועדו להבטיח פעולה אמינה, תוצאות הניתנות לשחזור וידידותיות למשתמש. אפשר לגשת בקלות להגדרות ההפעלה ולכוונן אותן באמצעות תפריט אינטואיטיבי, הנגיש דרך צג מגע דיגיטלי צבעוני ושליטה מרחוק בדפדפן. לפיכך, כל תנאי העיבוד, כגון אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, משרעת, זמן, לחץ וטמפרטורה, מתועדים אוטומטית בכרטיס SD מובנה. כך תוכלו לעיין במחזורי סוניקציה קודמים ולהשוות ביניהם, ולמטב את תהליך המיצוי מקליפות פולי הקקאו להשגת היעילות הגבוהה ביותר.
מערכות Hielscher Ultrasonics משמשות ברחבי העולם לייצור תמציות צמחיות באיכות גבוהה. מכשירי האולטרסאונד התעשייתיים של Hielscher יכולים לפעול בקלות במשרעות גבוהות בהפעלה רציפה (24/7/365). אפשר להפיק בקלות וברציפות משרעות של עד 200µm באמצעות סונוטרודות סטנדרטיות (גשושים / קרניים אולטרסוניים). למשרעות גבוהות עוד יותר זמינות סונוטרודות אולטרסוניות המותאמות אישית. בזכות עמידותן וצורכי התחזוקה המועטים שלהן, מערכות המיצוי האולטרסוניות שלנו מותקנות בדרך כלל ליישומים תובעניים ובסביבות בעלות דרישות מחמירות.
צרו איתנו קשר עכשיו כדי ללמוד עוד על מיצוי אולטרסוני של פוליפנולים, נוגדי חמצון, סוכרים וחמאת קקאו מתוצרי לוואי של קקאו. נשמח לשלוח לכם מידע על מערכות המיצוי האולטרסוניות שלנו ועל המחירים! הצוות המנוסה שלנו ישמח לדון איתכם ביישום שלכם ובדרישות העיבוד שלכם!
הטבלה שלהלן נותנת לכם אומדן של קיבולת העיבוד המשוערת של מכשירי האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
Hielscher Ultrasonics מייצרת הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים ליישומי ערבוב, פיזור, תחלוב ומיצוי בקנה מידה מעבדתי, ניסיוני ותעשייתי.
ספרות / מקורות
- Disca, V.; Travaglia, F.; Carini, C.; Coïsson, J.D.; Cravotto, G.; Arlorio, M.; Locatelli, M. (2024): Improving the Extraction of Polyphenols from Cocoa Bean Shells by Ultrasound and Microwaves: A Comparative Study. Antioxidants 2024, 13, 1097.
- Giorgio Grillo, Luisa Boffa, Arianna Binello, Stefano Mantegna, Giancarlo Cravotto, Farid Chemat, Tatiana Dizhbite, Liga Lauberte, Galina Telysheva (2019): Cocoa bean shell waste valorisation; extraction from lab to pilot-scale cavitational reactors. Food Research International, Volume 115, 2019. 200-208.
- Md Yusof, A. H.; Abd Gani, S. S.; Zaidan, U. H.; Halmi, M.; Zainudin, B. H. (2019): Optimization of an Ultrasound-Assisted Extraction Condition for Flavonoid Compounds from Cocoa Shells (Theobroma cacao) Using Response Surface Methodology. Molecules 2019, 24(4), 711.
- Ruesgas-Ramón M, Suárez-Quiroz ML, González-Ríos O, Baréa B, Cazals G, Figueroa-Espinoza MC, Durand E. (2020): Biomolecules extraction from coffee and cocoa by- and co-products using deep eutectic solvents. J Sci Food Agric 100(1), 2020. 81-91.
- Medina-Torres N.; Ayora-Talavera T.; Espinosa-Andrews H.; Sánchez-Contreras A.; Pacheco N. (2017): Ultrasound Assisted Extraction for the Recovery of Phenolic Compounds from Vegetable Sources. Agronomy 7(3):47, 2017.
- S.R. Shirsath, S.H. Sonawane, P.R. Gogate (2012): Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations–A review of current status. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification Volume 53, 2012. 10-23.
