Ultrazvučna proizvodnja sastojaka okusa
Ultrazvučna ekstrakcija okusa vrlo je učinkovit i održiv proces koji povećava prinos uz značajno smanjenje vremena obrade. Koristeći sigurna, zelena otapala, ultrazvučna tehnologija nudi metodu zelene ekstrakcije s poboljšanom energetskom učinkovitošću, što je čini ekološki prihvatljivom alternativom tradicionalnim tehnikama ekstrakcije.
botanički ekstrakti – Poboljšano ultrazvukom
Ultrazvučna ekstrakcija je komercijalizirana tehnika za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata za hranu & industrija pića, farmaceutska i kozmetička industrija.
“Korištenjem ultrazvuka, potpune ekstrakcije sada se mogu dovršiti za nekoliko minuta uz visoku ponovljivost, smanjujući potrošnju otapala, pojednostavljujući manipulaciju i obradu, dajući veću čistoću konačnog proizvoda, eliminirajući naknadnu obradu otpadne vode i trošeći samo djelić fosilna energija koja je inače potrebna za konvencionalnu metodu ekstrakcije kao što je Soxhlet ekstrakcija, maceracija ili Clevenger destilacija. Nekoliko klasa komponenti hrane kao što su arome, pigmenti, antioksidansi i drugi organski i mineralni spojevi ekstrahirani su, analizirani i učinkovito formulirani iz različitih matrica (uglavnom životinjskih tkiva, mikroalgi, kvasaca, hrane i biljnih materijala).” [Chemat et al. 2017.]
Kao tržišni lider, Hielscher Ultrasonics uspostavio je široku bazu podataka o procesima ultrazvučne ekstrakcije uključujući ekstrakciju začina, bilja, cvijeća, voća, povrća za proizvodnju aroma i mirisa. Hielscher Ultrasonics je stekao duboko znanje o ekstrakciji raznih biljnih materijala kao što su kava, šafran, grožđe (vino), hrast, listići čaja, lavanda, menta, stevia, čili papričice, vanilija, kakao, listovi boldusa, i mnogi drugi.
Procesi ultrazvučne ekstrakcije mogu se izvoditi s gotovo svim otapalima kao što su voda, alkohol, vodeni etanol, glicerin, ulja, izopropanol, heksan, benzen itd.
Za proizvodnju aroma, mirisa i aktivnih komponenti, koje će se koristiti kao sastojci u hrani & industriji pića, farmaceutskoj, kozmetičkoj i parfemskoj industriji velika je prednost uporaba neopasnih, zelenih otapala poput vode i alkohola.
Industrijska instalacija ultrazvučnog ekstraktora UIP4000hdT za proizvodnju botaničkih ekstrakata.
- sonikacija
- termo-sonifikacija
- mano-sonifikacija
- termo-mano-sonifikacija
- Ultrazvučni Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultrazvučna superkritična ekstrakcija
Ultrazvučna metoda daje bolju ekstrakciju u usporedbi s većinom konvencionalnih procesa ekstrakcije, npr. maceracijom, u smislu vremena procesa, većeg prinosa, veće uštede energije, čistoće, sigurnosti i kvalitete proizvoda. Posebno u pogledu proizvodnje hrane, pića te farmaceutskih i kozmetičkih aditiva, tehnika zelene ultrazvučne ekstrakcije velika je prednost u pogledu sigurnosti proizvoda.
Prozirne emulzije okusa
Emulzije su uobičajeni aditiv za funkcionalizaciju hrane i pića u pogledu okusa, nutritivne vrijednosti i stabilnosti. Osobito za formulaciju napitaka, bistrina je važan čimbenik jer konačni proizvod mora zadovoljiti ne samo standarde kvalitete i nutritivne vrijednosti, već i one optičke. Za bistre napitke i hranu, to znači da emulzijski aditiv ne bi trebao ometati ciljnu konačnu kvalitetu. Time je prozirnu emulziju lakše obraditi. Nanoemulzije su zbog svoje veličine prozirne i prozirne (barem za golo oko). Zbog svoje visoke kinetičke stabilnosti, niske viskoznosti, visoke prozirnosti i visoke stabilnosti protiv taloženja, stvaranja kreme, koalescencije i flokulacije, naširoko se koriste kao sastojci.
Što je veća veličina kapljice / čestice, veća je neprozirnost pridonijela konačnom proizvodu. Za formulaciju bistrih napitaka korištenje bistre emulzije s nano-kapljicama daje najbolje rezultate. Ultrazvučna emulgacija omogućuje proizvodnju W/O, O/W, inverznih emulzija, kao i dvostrukih ili višestrukih emulzija W/O/W s kapljicama u nano-rasponu (tzv. miniemulzije, nanoemulzije, ultrafine emulzije ili submikronske emulzije). Veličina kapljice može se prilagoditi i kontrolirati parametrima ultrazvučnog procesa. Hielscher sonikatori se mogu precizno kontrolirati za optimalne i ponovljive rezultate procesa.
Ekstrakcija bilja ultrazvukom
Kliknite ovdje da biste pročitali više o MultiPhaseCavitatoru!
Kliknite ovdje da biste pročitali više o ultrazvučnoj emulgaciji!
Enkapsulacija okusa pomoću ultrazvuka
Primjena liposoma u farmaceutskim i prehrambenim proizvodima je u stalnom porastu. Liposomi se mogu koristiti kao nosači za aktivne molekule, npr. hranjive tvari i lijekove. Sonikacijom se liposomi mogu formirati emulzifikacijom suspenzije lipida/vode ili ultrazvukom multilamelarnih vezikula (MLV). Postupkom ultrazvučne emulzije lipidni dvoslojevi se razbijaju u manje frakture, tako da se ti komadići stvaraju u male jednoslojne vezikule (SUV) sastavljene od fosfolipida. Tijekom procesa sonikacije, aktivni sastojci mogu se inkapsulirati u liposome.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnoj proizvodnji liposoma!
Ultrazvučni sustavi ekstrakcije
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših najpopularnijih ultrazvučnih sustava za ekstrakciju:
- Zelena otapala
- Veći prinos
- kraće vrijeme ekstrakcije
- Sigurnost
- brz povrat ulaganja
- Niski troškovi
Ultrazvučna superkritična ekstrakcija
Ekstrakcija superkritičnog fluida i superkritičnog CO2 jedna je od najvažnijih tehnika ekstrakcije kada je u pitanju proizvodnja aroma i mirisa.
Superkritični ugljikov dioksid je selektivno otapalo s podesivom gustoćom. Njegova selektivnost i moć otapala ovise o promjenjivoj gustoći na koju mogu utjecati tlak i temperatura.
Kombiniranjem superkritične ekstrakcije sa ultrazvukom, postaje moguće koristiti otapala za hranu kao što su alkohol ili voda, a ipak postići visoke stope ekstrakcije i visoke prinose.
Upotrijebite obrazac u nastavku da biste dobili više informacija o našim ultrazvučnim sustavima ekstrakcije i njihovoj primjeni!
U videu ispod pogledajte usporedbu ultrazvučne ekstrakcije i konvencionalne maceracije svježeg lišća rebraša u vodi. Sonikacija ne samo da proizvodi snažan rebrast u roku od nekoliko sekundi, već i boja ekstrakta ukazuje na razliku u kvaliteti. Dok ultrazvučni ekstrakt ima duboku zelenu boju, 20 dana macerirani ekstrakt ima smećkastu boju koja ukazuje na oksidativnu degradaciju bioaktivnih spojeva.
Tamnozelena boja ultrazvučnog ekstrakta rebrašca ističe vrhunsku učinkovitost ultrazvučne tehnologije u proizvodnji ekstrakta punog spektra. Ultrazvučna botanička ekstrakcija je brža, snažnija i učinkovitija. Visoko učinkovita ultrazvučna ekstrakcija s UP200Ht proizvodi ekstrakt rebrašca punog spektra.
Literatura / Reference
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
Više o ultrazvučnoj ekstrakciji
Ultrazvučna ekstrakcija je dobro poznata i pouzdana metoda za proizvodnju ekstrakata iz različitih biljnih sirovina. Ultrazvuk velike snage povećava prijenos mase između sirovine i otapala guranjem otapala u strukturu stanica i ispiranjem brzinom od cca. 20 000 puta u sekundi (na 20 kHz). Sonikacija se pokazala kao vrlo blaga, ali vrlo učinkovita metoda – stvarajući veće prinose i kvalitetnije ekstrakte u kraćem vremenu obrade!
Sljedeći materijali već su vrlo uspješno ekstrahirani ultrazvučnom obradom:
začinima: šafran, čili papričice (npr. kapsaicin), đumbir, cimet, vanilin/vanilija, ružmarinska kiselina, kadulja, ružmarin, majoran, bosiljak itd.
bilje: paprena metvica, čajevi (npr. crni, zeleni, Pai Mu Tan, jasmin, rooibos, honeybush), zelena metvica, stevija, kanabis, itd.
cvijeće: lavanda, patcholi, ylang-ylang, ruža itd.
Voće i povrće: vino, grožđe / sjemenke grožđa, kava, kakao, masline, naranča / narančina kora, rajčica, sjemenke guarane, sjemenke uljarica (bademi, soja, sjemenke papaje, lanene sjemenke, suncokret, sjemenke uljane repice), kora nara, špinat, dud, korijenje itd.
mikroorganizama: morske alge, spirulina, mikroalge (mikroalge Nannochloropsis spp, mikroalge Nannochloropsis oculata, mikroalge Dunaliella salina), Synechococcus sp. cijanobakterije, kvasac Xanthophyllomyces dendrorhous, kvasac Trichosporon oleaginosisus, gljiva uljarica, gljiva Cordyceps sinensis
Ciljani ekstrakti koji se dobivaju sonikacijom su eterična ulja, vitamini, lipidi, proteini i fitokompleksi kao što su fenoli, antioksidansi, polisaharidi, uljne smole, esteri, esencije, proteinski hidrolizati, aminokiseline, saponini, flavonoidi, alkaloidi (npr. morfin, kodein, tebain), pigmenti/bojila (karotinoidi, klorofil, fikocijanin), antocijanini, limonen, alantolakton, izoalantolakton i druge aktivne tvari.
O Green Extraction
Zelena ekstrakcija usmjerena je na ekološki prihvatljive, održive metode. Stoga su smanjenje potrošnje energije u procesu korištenje alternativnih otapala i obnovljivih prirodnih sirovina ključni čimbenici za zelenu ekstrakciju. Cilj je osigurati siguran i visokokvalitetan ekstrakt. Za dobivanje sigurnog visokokvalitetnog proizvoda važno je koristiti alternativna, reciklirajuća i sigurnija otapala. Smanjenjem ukupne toksičnosti procesa i konačnih proizvoda, potrošači imaju koristi od zdravijeg i sigurnijeg proizvoda, a proizvođači stvaraju sigurnije okruženje za preradu za svoje zaposlenike.