הפקת אולטרה סאונד של קפאין

שימוש אולטרסוניקה הוא שיטה יעילה להפקת קפאין ותרכובות פעילות אחרות מן הקפה. התקנים אולטראסאונד ללא עוצמה לסייע בתהליך החילוץ תוך מיקסום התשואה וקיצור זמן עיבוד.

קפה - עשוי מפולי קפה קלויים – הוא משקה פופולרי מאוד כי הוא נצרך בעולם. מלבד השפעה החיונית שלה אם נצרך כמשקה ממריץ, תרכובות של קפה הם עניין של מזון, תרופות (למשל, ב- משככי כאבים) ו תעשיית הקוסמטיקה כמו כתוסף יקר במוצרים שונים. זה חל בעיקר על קפאין (1,3,7-trimethylxanthine) ואת נוגדי חמצון, אשר ידועים ההשפעות החיוביות שלהם על בריאות האדם. קפה מכיל, בין היתר, diterpenes פנוליות כמו cafestol ו kahweol, וחומצות אסקורבית, אשר ידועים הפעילות נוגדת החמצון שלהם. מחקרים אפידמיולוגיים מראים כי המרכיבים של הקפה עשויים להיות השפעה מונעת על מחלות כרוניות מספר, כולל סוכרת מסוג 2, מחלת אלצהיימר, מחלת פרקינסון, מחלות כבדות כגון שחמת קרצינומה hepatocellular.
אולטרסוניקה הוא כלי ידוע ומוכח עבור יישומים שונים בתעשיות שונות. יישום מוצלח מאוד הוא קולי הוֹצָאָה. ובכך, האפקטים הקוליים cavitation על חומר תא גרימת הפרעת תא ואת שחרורו של העניין התאי.

אולטראסאונד עוצמה גבוהה

כדי להבטיח הבנה קלה יותר של הליך החילוץ סייע אולטרסאונד, ההשפעה של אולטרסאונד נוזלים חייבת להיות מוסברת.
אולטראסאונד – הציג ב נוזלים – גורם מקומי השפעות קיצוניות מאוד. כאשר סוניקטינג נוזלים בעוצמות גבוהות, גלי קול המתפשטים לתוך התקשורת נוזלי לגרום לסירוגין בלחץ גבוה (דחיסה) ו בלחץ נמוך (נטייה) מחזורי, עם שיעורי בהתאם לתדירות. במהלך מחזור הלחץ הנמוך, גלים אולטראסוניים בעוצמה גבוהה יוצרים בועות ואקום קטנות או חללים בנוזל. כאשר הבועות משיגות נפח שבו הם כבר לא יכולים לספוג אנרגיה, הם מתמוטטים באלימות במהלך מחזור בלחץ גבוה. תופעה זו נקראת cavitation. במהלך הקריסה בטמפרטורות גבוהות מאוד (כ. 5,000K) ולחצים (בערך. 2,000atm) הם הגיעו באופן מקומי. ההתפוצצות של בועת cavitation גם תוצאות מטוסי נוזל של עד 280 / s מהירה. [Suslick 1998] על ידי כוחות קיצוניים אלה sonolysis מתרחשת, קירות התא הם שיבשו, וחומר תאיים מופק.

מיצוי בסיוע ultrasonically הוא חלופה זולה, פשוטה ויעילה לעומת טכניקות מיצוי קונבנציונאלי. היתרונות העיקריים של אולטרסאונד מוצק נוזל מוצק כוללים את הגידול של תשואה מיצוי קינטיקה מהירה יותר. מיצוי Ultrasonic היא טכניקה המשמשת לעתים קרובות עבור מיצוי של חומרים צמחיים באמצעות ממיסים נוזליים הוכח עבור תהליך מיצוי מהיר יותר להשלים עם שיטות מסורתיות, כי שטח הפנים בין השלב מוצק נוזלי גדול באופן משמעותי בשל הפרעה התא ו פיזור החלקיקים.
על ידי שימוש sonication גם את הטמפרטורה ההפעלה ניתן לצמצם, המאפשר החילוץ של רכיבים רגישים לטמפרטורה. בהשוואה לטכניקות מיצוי חדשות אחרות, כגון מיצוי בעזרת מיקרוגל, מנגנון האולטרה-סאונד זול יותר ותפעולו קל יותר. יתר על כן, מיצוי בסיוע ultrasonically ניתן להשתמש עם כל ממס, כגון מיצוי Soxhlet, לחילוץ מגוון רחב של תרכובות טבעיות. [Wang et al. 2006] אם יש צורך, מערכות הוכחה פיצוץ עבור יכולות תהליך תעשייתי זמינים.
יתרון משמעותי של אולטרסוניקה הוא ההשפעה על פרמטרי עיבוד החשובים ביותר: משרעת, זמן, טמפרטורה, לחץ, צמיגות. ובכך, תהליך החילוץ יכול להיות מותאם על מנת להבטיח כי המבנה של תמציות לא להינזק.

הפקת סאונד של תרכובות קפה

מיצוי אולטראסאונד בסיוע הוא שיטה נפוצה מנוצלת כדי לבודד חומרים ביו מחומר צמח [הדונג ואח '. 2010]. לגבי פולי קפה, קפאין ותרכובות פנוליות חמצון עשוי להיות תרכובות היקרות ביותר עבור חילוץ בשל היישומים הרחבים שלהם פארמה תעשיית מזון. אבל גם פלבנואידים, חומצה כלורוגנית וחומצה protocatechuic הם תמציות אשר משמשים תוספים.
באמצעות שיטות מיצוי המסורתית כגון מיצוי נוזלי נוזלי ממיסים, בדרך כלל יעילות החילוץ עולה עם הטמפרטורות החילוץ הגוברת. זה גורם לעתים קרובות נזקים ואיבוד איכות של תמצית כמו טמפרטורה משפיע על היציבות של תרכובות פנוליות.
מיצוי מוצק אולטרה סאונד מוצק הוכח כשיטה יעילה וחסכונית זמן החילוץ. כוחות קולי חזק מאוד לספק את האנרגיה הדרושה עבור החילוץ, כך פחות או אפילו ממיסים לא נדרשים. הטמפרטורה יכולה להיות נשלטת היטב כמו אצווה sonicated או תזרים הכור התא יכול להיות מקורר ביעילות (או מחומם במידת הצורך). עבור תהליכים מיצוי עם ממיסים, Hielscher Ultrasonics מספק ATEX ו- FM מוסמך פיצוץ הוכחה מערכות קולי, מדי.
בשל כוחות מיצוי אינטנסיבי של אולטראסאונד, גם את הקרקע קפה כבר בילה (פסולת קפה) הוא עדיין חומר גלם עשיר תרכובות extractable. כמו חומר פסולת קפה זול וזמין כמות גדולה, הוא חומר גלם אידיאלי עבור מיצוי של תרכובות פעיל הנותרים. למרות התוכן של קפאין ורכיבים אחרים בפסולת קפה נמוך יותר מאשר אבקת קפה שאינם בשימוש, עדיין כמות גדולה נשאר וניתן לחלץ. כדי לשחרר את התרכובות האלה מהקרקע קפה, ההשפעה המלאה על הפרמטרים עיבוד הופך משמעותי במיוחד. אולטרסאונד בעל הספק גבוה מסוגל לחלץ כמויות גבוהות של מתחם פעיל בתוך זמן עיבוד קצר.

מיצוי קפאין

קפאין יכול לטעון את החומר מהגוף נצרך לרוב. כמו קפאין אינו נצרך רק על ידי שתיית קפה קלוי, תמצית קפאין משמשת בתעשייה לטפל במוצר אחר עם קפאין כתוסף. בכך הוא הופך ניתן ליצור קפה חזק או לנסח משקאות קלים (למשל, קולה), משקאות אנרגיה או מזון אחר (כמו למשל שוקולד).
אבל קפאין אינו משמש רק בתור תוסף של מזון הפקה, היא תרכובת פעילה חשובה בתחום תרופות, כמו גם. יישום נפוץ של תמצית קפאין הוא למשל: התערובת בתרופות נגד כאבי ראש ומיגרנות או משככי כאבים.
כדי לחלץ קפאין, את האלקלואיד העיקרי בקפה, ultrasonication היא שיטה מתאימה. וואנג ועמיתיו [ואח 'וואנג. 2011] נמצא כי זמן חילוץ קצר בלבד נדרש כדי להגיע למצב רווי, אם ultrasonication משמש. משמעות הדבר היא כי אולטרסאונד מאוד יעיל חוסך זמן טכניקת להשגת קפאין.

ארומתי והטעם

תרכובות נדיפות קפה הם חלק היקר ביותר של פולי קפה קלויים ומקנה טעמו קפה ייחודי ניחוח. איכות קפה מסיס ניתן להשיג שיפור משמעותי על ידי התוספת של שמני קפה-נספג ירומו אל אבקת קפה.
מחקר השוואה, שבדק את החילוץ של תרכובות פנוליות מ תותים, הראה כי מיצוי קולי גורם פחות השפלה של פנולים הוא תהליך החילוץ מהר יותר בהשוואה לשיטות מיצוי אחרות, כולל נוזלי מוצק, מים תת קריטיים ושיטת מיקרוגל. [Herrera et al. 2005]
המחקר של וואנג ועמיתיו [ואח 'וואנג. 2011] מראה כי תדירות נמוכה, אולטרסאונד הספק גבוה הוא יעיל יותר עבור החילוץ של טעמים קפה. במיוחד עבור 4-Tridecanone ו 2-methoxy-3-Methylpyrazine, הם מצאו את המיצוי הקולי יותר טכניקה קלה ויעילה להשגת תשואות מיצוי גבוהות מאוד. יתר על כן, הוא הראה כי הטמפרטורה חייבת להיות מבוקרת כרכיבים טעם הקפה הם מאוד תנודתי בטמפרטורות גבוהות. הם השיגו תוצאות מיצוי טובות בטווח הטמפרטורות שבין 35 ~ 65 ° C תחת קרינת אולטרא יחסית קצר בזמן.

מיצוי תה

התוצאות שהושגו על ידי מיצוי סייע באולטרסאונד מתאימות גם עבור החילוץ של תרכובות תה (לדוגמא ליפס תה הירוק). מחקר שנערך על ידי ואח שיה. הראה תוכן משמעותי גבוה של פוליפנולים תה, חומצת אמינו וקפאין ב חליטות תה מטופלים באולטרסאונד מאשר אלה שהושגו על ידי מיצוי קונבנציונלי. תוצאת תוצאות משופרות במהלך הערכת אורגנולפטיקה כי התבררה: האיכות החושית של עירוי תה עם מיצוי קולי בסיוע הייתה טובה יותר מזה של עירוי תה עם מיצוי קונבנציונלי. [ואח שיה. 2005]