Ekstrakti ljuske kakaovca s moćnim ultrazvukom
Otpad od kakaa kao što su pulpa ploda kakaovca i ljuske kakaovca može se lako valorizirati ekstrakcijom kakao maslaca, voćnog šećera i bioaktivnih spojeva. Ultrazvučna ekstrakcija pokazala se kao vrlo učinkovita tehnika za izolaciju vrijednih komponenti iz otpada kakaa. Ultrazvučni ekstraktori oslobađaju visoke prinose spojeva za hranu iz ljuske kakaa, ljuski i voćne pulpe u brzom, sigurnom i jednostavnom tretmanu.
Kakao nusproizvodi
Kakao (Theobroma cacao L.) vrijedna je kultura, čiji se grah uglavnom koristi za proizvodnju čokolade. Nakon berbe mahuna kakaovca, prije ili nakon prženja zrna kakaovca, zrna se oslobađaju iz ljuske (poznate i kao ljuske ili ljuske) i voćne pulpe. Ljuske zrna kakaovca i pulpa kakaovca smatraju se nusproizvodom industrije kakaa. Ovisno o vrsti voća kakaovca, zrna čine oko 25% mas. Celuloza doprinosi još 25% mase, a ostatak je ljuska/ljuska, koja se uglavnom odbacuje kao otpad. Međutim, nusproizvodi kakaa kao što su ljuske i pulpa bogati su vlaknima, antioksidansima, polifenolima, aromatičnim spojevima, šećerima i lipidima, koji se mogu koristiti kao aditivi u hrani i pićima.
Ultrazvučni sustav ekstrakcije UIP2000hdT za preradu nusproizvoda kakaovca. Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa antioksidanse, polifenole i flavonoide iz ljuski kakaovca.
Ultrazvučna ekstrakcija fito-nutrijenata iz ljuski kakaovca
Ultrazvučna ekstrakcija ljuske kakaovca: Ultrazvučna ekstrakcija pretvara biootpad kakaovca (npr. ljusku kakaovca, ljusku mahuna) u vrijedne prehrambene proizvode kao što su kakao maslac, spojevi okusa, fito-hranjive tvari, voćni šećeri i dijetalna vlakna. Za učinkovit proces ultrazvučne ekstrakcije potrebna je samo sirova predobrada biomase ljuske kakaovca, tj. mljevenje ljuske kakaovca.
Snažni ultrazvuk za ekstrakciju
Mehanizam intenziviranja ekstrakcije snažnog ultrazvuka uglavnom se pripisuje fenomenu akustične kavitacije. Ultrazvučna kavitacija uzrokuje sudare između čestica ljuske/ljuske kakaovca, što rezultira interpartikularnim frakcioniranjem i smanjenjem veličine čestica. Kada se kavitacijski mjehurići skupe na površini krutine kakaovca, erozija i sonoporacija dodatno povećavaju površinu čestica. Time intenzivirani prijenos mase olakšava otpuštanje molekula kao što su proteini, lipidi i fitokemikalije. Ultrazvučno generirane sile smicanja poboljšavaju prodiranje otapala u stanični matriks botaničke tvari i poboljšavaju propusnost staničnih membrana. Ovi mehanizmi snage ultrazvuka odgovorni su za značajno intenziviranje procesa postignuto kada se ultrazvuk primjenjuje za botaničku ekstrakciju.
- visoki prinosi
- brz proces
- niski operativni troškovi
- ponovljivi rezultati
- linearna skalabilnost
- jednostavan rad
- robusnost
Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija ljuske kakaovca dokazana istraživanjima
Grillo i sur. (2018) su istraživali ekstrakciju kakao maslaca, polifenola (npr. katehina, epikatehina, dimera, trimera i tetramera procijanidina), antioksidansa i metilksantina (npr. kofeina, teobromina) iz ljuski zrna kakaovca pomoću ultrazvučne ekstrakcije. Kao što pokazuje tablica u nastavku, ultrazvuk je uvijek povećavao prinose i lipofilnih i hidrofilnih ekstrakata što je rezultiralo ekstraktima bogatim antioksidativnim flavanolima (katehini i epikatehini), teobrominom (32,7 ± 0,12 mg/g ljuski), kofeinom (1,76 ± 0,08 mg/g ljuski) i kakao maslac, na jednostavan i lagan način. Najbolji rezultati pri ultrazvuku postignuti su uporabom trokomponentne smjese, koja daje nešto manji ukupni oporavak hidrofilne frakcije i omogućuje 16-struko smanjenje vremena ekstrakcije.
Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom (UAE) i prinosi konvencionalnog procesa iz sirove ljuske kakaovca, izraženi kao w/w postotak. Ultrazvučna ekstrakcija daje znatno veće prinose.
Studija i autorska prava autora Grillo i sur. 2019.
Yusof i sur. (2019) mogli bi dokazati i učinkovitost ultrazvučne ekstrakcije flavonoida iz ljuske kakaovca. Utvrdili su da su sljedeći parametri ekstrakcije koncentracije etanola, temperature i vremena ultrazvučne obrade najučinkovitiji, tj. pod sljedećim uvjetima dobiveni su najveći prinosi ekstrakta: postignuta je maksimalna vrijednost ukupnog sadržaja flavonoida (TFC; 7,47 mg RE/g suhe mase (DW)). Koncentracija etanola od 80%, procesna temperatura od 55ºC i sonikacija od 45 minuta.
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za preradu kakaovca
Ultrazvučni sustavi za ekstrakciju visokih performansi tvrtke Hielscher Ultrasonics koriste se širom svijeta na R&D, male, srednje i potpuno komercijalne razine proizvodnje. Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi intenziviraju proces ekstrakcije i povećavaju prinos i ukupnu učinkovitost proizvodnje visokokvalitetnog ekstrakta. Hielscher Ultrasonics nudi opremu za ekstrakciju za bilo koji volumen / kapacitet procesa. S iskustvom u botaničkoj ekstrakciji više od 25 godina, Hielscher Ultrasonics je vaš pouzdani partner za ultrazvučnu ekstrakciju visokih performansi!
Ultrazvučni uređaji visokih performansi za ekstrakciju kakaovca
Pametne značajke Hielscher ultrazvučnih uređaja dizajnirane su da jamče pouzdan rad, ponovljive rezultate i jednostavnost korištenja. Operativnim postavkama može se jednostavno pristupiti i birati putem intuitivnog izbornika, kojem se može pristupiti putem digitalnog zaslona u boji osjetljivog na dodir i daljinskog upravljača preglednika. Stoga se svi uvjeti obrade kao što su neto energija, ukupna energija, amplituda, vrijeme, tlak i temperatura automatski bilježe na ugrađenu SD karticu. To vam omogućuje reviziju i usporedbu prethodnih sonikacijskih ciklusa i optimizaciju procesa ekstrakcije ljuske zrna kakaovca na najveću učinkovitost.
Hielscher Ultrasonics sustavi koriste se diljem svijeta za proizvodnju visokokvalitetnih botaničkih ekstrakata. Hielscher industrijski ultrasonicators može lako pokrenuti visoke amplitude u kontinuiranom radu (24/7/365). Amplitude do 200 µm mogu se jednostavno kontinuirano generirati sa standardnim sonotrodama (ultrazvučne sonde / rogovi). Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Zbog svoje robusnosti i malog održavanja, naši ultrazvučni sustavi ekstrakcije obično se postavljaju za teške primjene iu zahtjevnim okruženjima.
Kontaktirajte nas sada kako biste saznali više o ultrazvučnoj ekstrakciji polifenola, antioksidansa, šećera i kakao maslaca iz nusproizvoda kakaa. Rado ćemo vam poslati informacije o našim ultrazvučnim sustavima ekstrakcije i cijenama! Naše iskusno osoblje rado će s vama razgovarati o vašoj prijavi i zahtjevima za obradu!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- 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.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.