Estratti di guscio di cacao con ultrasuoni di potenza

I rifiuti di cacao come la polpa del frutto del cacao e i gusci delle fave di cacao possono essere facilmente valorizzati estraendo il burro di cacao, lo zucchero della frutta e i composti bioattivi. L'estrazione a ultrasuoni ha dimostrato di essere una tecnica altamente efficiente per isolare i componenti di valore dagli scarti del cacao. Gli estrattori a ultrasuoni rilasciano alti rendimenti di composti di qualità alimentare dalla buccia del cacao, dai gusci e dalla polpa di frutta con un trattamento rapido, sicuro e semplice.

Sottoprodotti del cacao
Il cacao (Theobroma cacao L.) è una coltura preziosa, i cui semi sono usati 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 gusci o bucce) e dalla polpa del frutto. I gusci e la polpa del frutto del cacao sono considerati un sottoprodotto dell'industria del cacao. A seconda della specie del frutto del cacao, i semi 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 guscio/nocciolo, che viene per lo più scartato come rifiuto. Tuttavia, i sottoprodotti del cacao come i gusci e la 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 fitonutrienti dai gusci di cacao

Estrazione ultrasonica della buccia di cacao: L'estrazione a ultrasuoni trasforma i rifiuti organici del cacao (per esempio, la buccia del cacao, la buccia del baccello) in preziosi prodotti alimentari come il burro di cacao, i composti aromatici, i fito-nutrienti, gli zuccheri della frutta e le fibre alimentari. Per un processo efficiente di estrazione a ultrasuoni, 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 principalmente attribuito al fenomeno della cavitazione acustica. La cavitazione ultrasonica provoca collisioni tra le particelle di guscio / buccia 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 allargano ulteriormente la superficie delle particelle. Il trasferimento di massa così intensificato 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 botanica e migliorano la permeabilità delle membrane cellulari, rispettivamente. 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 del guscio di cacao assistita dagli ultrasuoni è provata dalla ricerca

Grillo et al. (2018) hanno studiato l'estrazione di burro di cacao, polifenoli (es. catechina, epicatechina, procianidina dimeri, trimeri e tetrameri), antiossidanti e metilxantine (es. caffeina, teobromina) dai gusci delle fave di cacao utilizzando l'estrazione ad ultrasuoni. Come mostra la tabella sottostante, la sonicazione ha 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 gusci), caffeina (1,76 ± 0,08 mg/g gusci) e burro di cacao, in modo semplice e facile. I migliori risultati sotto sonicazione sono stati raggiunti utilizzando la miscela ternaria, che dà un recupero della frazione idrofila totale leggermente inferiore e fornisce una riduzione di 16 volte del tempo di estrazione.

Estrazione assistita da ultrasuoni (UAE) e rendimenti del processo convenzionale dai gusci di cacao grezzo, espressi come percentuale w/w. L'estrazione a ultrasuoni dà rese significativamente più elevate.
Studio e copyright di Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) potrebbero provare l'efficienza dell'estrazione ad ultrasuoni di flavonoidi dal guscio del cacao, anche. Hanno trovato i seguenti parametri di estrazione della concentrazione di etanolo, della temperatura e del tempo di ultrasuoni più efficienti, cioè alle 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 concentrazione di etanolo all'80%, temperatura di processo di 55ºC e 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 pienamente 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 attrezzature di estrazione per qualsiasi volume / capacità di processo. Con un'esperienza di oltre 25 anni nell'estrazione botanica, Hielscher Ultrasonics è il vostro partner di fiducia per l'estrazione a ultrasuoni ad alte prestazioni!

Ultrasuonatori ad alte prestazioni e all'avanguardia

Le caratteristiche intelligenti degli ultrasuoni 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, al quale si può accedere tramite un display digitale a colori touch-display e un telecomando browser. Pertanto, tutte le condizioni di lavorazione come l'energia netta, l'energia totale, l'ampiezza, il tempo, la pressione e la temperatura vengono registrate automaticamente su una scheda SD integrata. Questo permette di rivedere e confrontare le sonicazioni precedenti e di ottimizzare il processo di estrazione del guscio del cacao alla massima efficienza.
I sistemi Hielscher Ultrasonics sono utilizzati in tutto il mondo per la produzione di estratti botanici di alta qualità. Gli ultrasuonatori industriali Hielscher possono facilmente eseguire ampiezze elevate in funzionamento continuo (24/7/365). Ampiezze fino a 200µm possono essere facilmente generate in continuo con sonotrodi standard (sonde a ultrasuoni / corni). 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 esigenti.

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