Estratti di guscio di cacao con ultrasuoni di potenza

Gli scarti del cacao, come la polpa del frutto del cacao e i gusci del cacao, possono essere facilmente valorizzati estraendo il burro di cacao, lo zucchero del frutto e i composti bioattivi. L'estrazione a ultrasuoni si è dimostrata una tecnica altamente efficiente per isolare componenti preziosi dagli scarti del cacao. Gli estrattori a ultrasuoni rilasciano elevate rese di composti alimentari dalla buccia, dai gusci e dalla polpa di frutta del cacao con un trattamento rapido, sicuro e semplice.

Sottoprodotti del cacao
Il cacao (Theobroma cacao L.) è una coltura pregiata, i cui semi sono utilizzati principalmente per la produzione di cioccolato. Dopo la raccolta dei baccelli di cacao, prima o dopo la tostatura dei semi di cacao, i semi vengono liberati dai gusci (noti anche come scafi o bucce) e dalla polpa del frutto. I gusci delle fave di cacao e la polpa del frutto del cacao sono considerati un sottoprodotto dell'industria del cacao. A seconda della specie del frutto del cacao, le fave costituiscono circa il 25% in peso del frutto del cacao. La polpa contribuisce per un altro 25% in peso e il resto è costituito da gusci e zanne, che vengono per lo più scartati come rifiuti. Tuttavia, i sottoprodotti del cacao, come gusci e polpa, sono ricchi di fibre, antiossidanti, polifenoli, composti aromatici, zuccheri e lipidi, che possono essere utilizzati come additivi in alimenti e bevande.

Estrazione a ultrasuoni di fito-nutrienti dai gusci di cacao

Estrazione ad ultrasuoni dei gusci di cacao: L'estrazione a ultrasuoni trasforma i rifiuti organici del cacao (ad esempio, buccia di cacao, buccia di baccello) in prodotti alimentari di valore come burro di cacao, composti aromatici, fito-nutrienti, zuccheri della frutta e fibre alimentari. Per un processo di estrazione a ultrasuoni efficiente, è necessario solo un pretrattamento grezzo della biomassa del guscio di cacao, cioè la macinazione del guscio di cacao.

Ultrasuoni di potenza per l'estrazione

Il meccanismo di intensificazione dell'estrazione degli ultrasuoni di potenza è attribuito principalmente al fenomeno della cavitazione acustica. La cavitazione ultrasonica provoca collisioni tra le particelle di guscio/pula di cacao, con conseguente frazionamento interparticellare e riduzione delle dimensioni delle particelle. Quando le bolle di cavitazione collassano sulla superficie dei solidi di cacao, l'erosione e la sonoporazione ampliano ulteriormente la superficie delle particelle. L'intensificazione del trasferimento di massa facilita il rilascio di molecole come proteine, lipidi e sostanze fitochimiche. Le forze di taglio generate dagli ultrasuoni migliorano la penetrazione del solvente nella matrice cellulare della materia vegetale e la permeabilità delle membrane cellulari. Questi meccanismi degli ultrasuoni di potenza sono responsabili della significativa intensificazione del processo ottenuta quando gli ultrasuoni vengono applicati per l'estrazione botanica.

L'estrazione dei gusci di cacao con l'ausilio degli ultrasuoni è stata dimostrata dalla ricerca

Grillo et al. (2018) hanno studiato l'estrazione di burro di cacao, polifenoli (ad esempio catechina, epicatechina, procianidina dimeri, trimeri e tetrameri), antiossidanti e metilxantina (ad esempio caffeina, teobromina) dai gusci dei semi di cacao utilizzando l'estrazione a ultrasuoni. Come mostra la tabella sottostante, gli ultrasuoni hanno sempre aumentato le rese degli estratti sia lipofili che idrofili, ottenendo estratti ricchi di flavanoli antiossidanti (catechine ed epicatechine), teobromina (32,7 ± 0,12 mg/g di gusci), caffeina (1,76 ± 0,08 mg/g di gusci) e burro di cacao, in modo semplice e facile. I migliori risultati sotto sonicazione sono stati raggiunti utilizzando la miscela ternaria, che offre un recupero della frazione idrofila totale leggermente inferiore e una riduzione di 16 volte del tempo di estrazione.

Estrazione assistita da ultrasuoni (UAE) e rese del processo convenzionale dai gusci di cacao grezzo, espresse in percentuale di peso/peso. L'estrazione a ultrasuoni fornisce rese significativamente più elevate.
Studio e copyright di Grillo et al. 2019.

Anche Yusof et al. (2019) hanno potuto dimostrare l'efficienza dell'estrazione a ultrasuoni dei flavonoidi dal guscio del cacao. Hanno riscontrato che i parametri di estrazione più efficienti sono la concentrazione di etanolo, la temperatura e il tempo di ultrasuoni, ovvero che nelle seguenti condizioni sono state ottenute le rese di estrazione più elevate: il valore massimo del contenuto totale di flavonoidi (TFC; 7,47 mg RE/g di peso essiccato (DW)) è stato raggiunto con una concentrazione di etanolo dell'80%, una temperatura di processo di 55ºC e una sonicazione di 45 minuti.

Estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni per il trattamento dei rifiuti di cacao

I sistemi di estrazione a ultrasuoni ad alte prestazioni di Hielscher Ultrasonics sono utilizzati in tutto il mondo su R&D, livelli di produzione piccoli, medi e completamente commerciali. Gli estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni intensificano il processo di estrazione e aumentano la resa e l'efficienza complessiva della produzione di estratti di alta qualità. Hielscher Ultrasonics offre apparecchiature di estrazione per qualsiasi volume/capacità di processo. Con un'esperienza nell'estrazione botanica di oltre 25 anni, Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di fiducia per l'estrazione a ultrasuoni ad alte prestazioni!

Ultrasuonatori ad alte prestazioni e all'avanguardia per l'estrazione del cacao

Le caratteristiche intelligenti degli ultrasuonatori Hielscher sono progettate per garantire un funzionamento affidabile, risultati riproducibili e facilità d'uso. Le impostazioni operative sono facilmente accessibili e selezionabili tramite un menu intuitivo, accessibile tramite display digitale a colori touch-display e telecomando browser. Tutte le condizioni di lavorazione, come energia netta, energia totale, ampiezza, tempo, pressione e temperatura, vengono automaticamente registrate su una scheda SD integrata. Ciò consente di rivedere e confrontare i cicli di sonicazione precedenti e di ottimizzare il processo di estrazione dei gusci dei semi di cacao per ottenere la massima efficienza.
I sistemi Hielscher Ultrasonics sono utilizzati in tutto il mondo per la produzione di estratti botanici di alta qualità. Gli ultrasonici industriali Hielscher possono facilmente gestire ampiezze elevate in funzionamento continuo (24/7/365). Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente generate in modo continuo con sonotrodi standard (sonde ad ultrasuoni / corna). Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. Grazie alla loro robustezza e alla bassa manutenzione, i nostri sistemi di estrazione a ultrasuoni sono comunemente installati per applicazioni pesanti e in ambienti difficili.

 
Contattateci subito per saperne di più sull'estrazione a ultrasuoni di polifenoli, antiossidanti, zuccheri e burro di cacao dai sottoprodotti del cacao. Saremo lieti di inviarvi informazioni sui nostri sistemi di estrazione a ultrasuoni e sui prezzi! Il nostro personale esperto sarà lieto di discutere con voi le vostre applicazioni e i vostri requisiti di lavorazione!
 

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori: