Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Produzione efficiente di estratti di luppolo mediante sonicazione

Il luppolo e gli estratti di luppolo sono ingredienti essenziali per la produzione della birra. Gli alfa-acidi a-cariofillene (humulone) e beta-cariofillene (humulene) sono importanti composti aromatici, che conferiscono alla birra il suo sapore amaro e contribuiscono al suo aroma, alla struttura della schiuma e alla stabilità microbiologica. L'estrazione ad ultrasuoni è una tecnica altamente efficiente per rilasciare i composti bioattivi dalla matrice cellulare del luppolo per produrre un estratto ricco di sapore e pieno di luppolo.

Estrazione ad ultrasuoni di acidi amari dal luppolo

Gli acidi amari del luppolo si distinguono in acidi α e β. Gli α-acidi amari sono composti da tre componenti principali: n-umulone, ad-umulone e co-umulone. Allo stesso modo, i β-acidi amari sono costituiti da n-lupulone, ad-lupulone e co-lupulone. Per le birrerie e la produzione di birra, gli α-acidi sono la forma acida essenziale. Facendo bollire gli alfa-acidi in condizioni debolmente acide, gli alfa-acidi sono isomerizzati e quindi trasformati in iso-α-acidi. Per isomerizzazione gli alfa-acidi scarsamente solubili in acqua vengono trasformati in una forma iso-forma più solubile, che presenta il caratteristico amaro organolettico caratteristico. I β-acidi, che sono ancora meno solubili in acqua degli α-acidi, sono meno importanti per la produzione di birra, poiché i beta-acidi mostrano un tasso di isomerizzazione molto basso durante l'ebollizione del mosto.
Oltre all'uso come ingrediente aromatizzante, il luppolo è noto anche per le sue proprietà salutari, che includono effetti antiossidanti, sedativi, antinfiammatori, anticancerogeni ed estrogenici. Ad esempio, lo xanthohumol, un prenylflavonoide che si trova nel luppolo, è noto per i suoi forti effetti antiossidanti. Queste sostanze naturali del luppolo sono utilizzate negli integratori e nei medicinali per sostenere la salute o per curare le malattie.

Estrazione ultrasonica del terpene dal luppolo: L'estrazione ad ultrasuoni viene eseguita utilizzando l'Hielscher UP100H che isola il cariofillene e altri terpeni dai coni di luppolo.

Estrazione ultrasonica del terpene di luppolo con UP100H

Gli estratti di luppolo preparati ad ultrasuoni sono estratti a spettro completo, che offrono l'intera gamma di principi attivi dei coni di luppolo. Oltre agli alfa-acidi a-cariofillene (humulone) e beta-cariofillene (humulene), l'estrazione ad ultrasuoni rilascia anche ulteriori terpeni come linalolo e farnesene, nonché altri fito-chimici come polifenoli e flavonoidi. Gli estratti a spettro completo sono apprezzati per il loro cosiddetto effetto entourage.
Durante l'estrazione ad ultrasuoni, i materiali vegetali, come il luppolo e altre erbe, sono trattati a temperature miti, limitando così la degradazione termica. La sonicazione permette l'uso di solventi blandi, sicuri e rispettosi dell'ambiente – evitando l'uso di solventi tossici.
L'elevata efficacia dell'estrazione ad ultrasuoni permette anche di produrre estratti di luppolo da luppolo esausto. L'intenso processo di estrazione ad ultrasuoni rilascia i residui di fotocomposti dal luppolo esausto e aiuta ad esaurire il luppolo esausto da tutte le sostanze preziose in modo che non vengano sprecate sostanze bioattive.

I composti bioattivi del luppolo come gli alfa-acidi alfa-cariofillene (humulone) e beta-cariofillene (humulene) possono essere estratti in modo efficiente per sonicazione.

Coni di luppolo

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Perché usare gli estratti di luppolo?

Quando viene utilizzato l'ingrediente aromatizzante, gli estratti consentono un dosaggio molto preciso dell'amaro e dell'aroma, poiché gli estratti di luppolo sono standardizzati per quanto riguarda le quantità e le composizioni specifiche degli alfa acidi. Ciò consente di produrre lo stesso profilo aromatico e quindi un prodotto di qualità costantemente elevata che soddisfa le aspettative dei clienti.
Se utilizzati come principio attivo in integratori e medicinali, gli estratti di luppolo offrono una quantità altamente concentrata di sostanze bioattive, ad esempio terpeni, flavonoidi. In questo modo è possibile ingerire un'elevata quantità di fotocompund attivo per ottenere l'effetto desiderato.

Analisi GC dell'estratto ultrasonico di ossido di cariofillene estratto dalle gemme di luppolo

Analisi gascromatografica dell'estratto di luppolo ad ultrasuoni preparato con omogeneizzatore ad ultrasuoni UP100Hβ-cariofillene ossido, α-cariofillene, α-pinene, micrene, limonene, α-cariofillene, α-cariofillene e ossido di cariofillene e altri.

Estrazione ultrasonica del luppolo

L'estrazione con solvente ad accelerazione ultrasonica è un metodo semplice, rapido e salvabile per l'estrazione degli acidi amari dal luppolo. Trattandosi di un trattamento a bassa temperatura, l'estrazione a ultrasuoni del luppolo dà rendimenti elevati in un breve tempo di processo, che sono vantaggi significativi rispetto all'estrazione convenzionale di acido amaro dal luppolo.
Basse temperature di lavorazione, alti rendimenti, qualità superiore dell'estratto (ad es. gusto pieno / estratti a spettro completo) e tempi di lavorazione molto brevi sono i principali vantaggi dell'estrazione del luppolo a ultrasuoni.
Estrazione ad ultrasuoni del luppolo – Vantaggi:

  • Eestrazione più completo
  • maggiore resa
  • Profilo aromatico completo
  • Aroma specifico della varietà preservato
  • Amaro / aromatizzazione costante
  • Lavorazione batch e in linea
  • sicuro e facile da usare
  • Economico, RoI veloce
SonoStation di Hielscher Ultrasonics' SonoStation è una configurazione a ultrasuoni di facile utilizzo per le bilance di produzione. (Clicca per ingrandire!)

SonoStation – un sistema ad ultrasuoni con 2 ultrasuoni 2x 2kW, serbatoio e pompa mescolati – è un sistema di estrazione facile da usare.

Estrattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics ha una lunga esperienza nella progettazione, produzione e fornitura di estrattori ad ultrasuoni ad alte prestazioni per piccole e grandi dimensioni su scala industriale ad aziende e istituti rinomati in tutto il mondo. Gli ultrasuoni Hielscher forniscono ultrasuoni ad alta potenza, sono robusti e possono funzionare facilmente 24 ore su 24, 7 giorni su 7, con carichi pesanti. Questo fa degli estrattori ad ultrasuoni Hielscher il cavallo di battaglia affidabile nell'industria alimentare, farmaceutica e chimica.
Tutti i processori digitali ad ultrasuoni sono dotati di un display a colori a sfioramento, attraverso il quale è possibile impostare e controllare i parametri di processo in modo semplice e preciso. Sulla scheda SD incorporata tutti i parametri di processo vengono registrati automaticamente non appena si accende l'estrattore ad ultrasuoni.
Cella di flusso UIP4000hdT per sonicazione in linea su scala industrialeIl sofisticato design delle configurazioni di sonicazione batch e in linea di Hielscher è ampiamente testato ed ottimizzato per la facilità d'uso e l'alta qualità dell'output. I reattori a cella a flusso sono disponibili in varie dimensioni e con diverse geometrie. L'ampia gamma di sonotrodi (sonde ad ultrasuoni) con varie forme, dimensioni e lunghezze, nonché accessori aggiuntivi, consente la configurazione ideale del vostro sistema ad ultrasuoni in funzione del vostro processo di estrazione e del materiale dell'impianto.
Un altro vantaggio di Hielscher Ultrasonics’ I processori industriali ad ultrasuoni sono la consegna di ampiezze molto elevate fino a 200 µm, che possono essere eseguiti facilmente e continuamente in funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Per ampiezze ancora più elevate, sono disponibili sonotrodi ad ultrasuoni personalizzati. Il controllo preciso dell'ampiezza e la possibilità di eseguire ampiezze da molto basse a molto alte consente un processo ottimale ed efficace. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
Estrattori ad ultrasuoni Hielscher ad alte prestazioni per estratti superiori!
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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Si prega di utilizzare il modulo sottostante per richiedere ulteriori informazioni sui processori ad ultrasuoni, le applicazioni e il prezzo. Saremo lieti di discutere il vostro processo con voi e di offrirvi un sistema ad ultrasuoni che soddisfi le vostre esigenze!









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Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la dispersione, l'emulsione e l'estrazione delle cellule.

Omogeneizzatori ad ultrasuoni ad alta potenza di laboratorio a pilota e Industriale scala.

Letteratura/riferimenti

  • Maša Knez Hrnčič; Eva Španinge; Iztok Jože Košir; Željko Knez; Urban Bre (2019): Hop Compounds: Tecniche di estrazione, analisi chimiche, effetti antiossidanti, antimicrobici e anticarcinogeni. Nutrienti 2019, 11, 257.
  • Steffen Arctander (2019): Materiali per profumi e sapori di origine naturale. Frutteto Innovazioni; ottobre 2019.


Particolarità / Cose da sapere

Composti bioattivi nel luppolo

La pianta comune del luppolo Humulus lupulus è ricco di sostanze fotochimiche, che vengono utilizzate come ingredienti aromatizzanti in alimenti e bevande (ad esempio per la birra amara), nonché in profumi e fragranze. Negli integratori alimentari e nei prodotti medicinali, gli estratti di luppolo sono utilizzati per sostenere la salute e per curare o alleviare le malattie. Qui sotto trovate una descrizione dei fitocomposti più importanti per il luppolo:

Acidi alfa

Gli alfa-acidi o umuloni sono il composto chimico più importante all'interno del luppolo. Durante la bollitura del mosto, gli umuloni sono termicamente isomerizzati in iso-alfa-acidi o isohumuloni, responsabili del gusto amaro della birra.

Acidi beta

Il luppolo contiene i cosiddetti beta-acidi o lupuloni. Questi composti sono per lo più apprezzati per il loro contributo aromatico alla birra.

Oli Essenziali

I principali componenti degli oli essenziali del luppolo sono gli idrocarburi terpenici costituiti da mircene, umulene e cariofillene. Il mircene conferisce al luppolo fresco il suo odore pungente. L'umulene e i suoi prodotti di reazione ossidativa contribuiscono all'aroma di luppolo prominente nella birra. Insieme, mircene, umulene e cariofillene rappresentano l'80 al 90% del contenuto totale di oli essenziali di luppolo.

flavonoidi

Lo xanthohumol è il flavonoide principale del luppolo. Altri prenylflavonoidi ben studiati e importanti sono l'8-prenylnaringenina e l'isoxanthohumol. Mentre i propertires e gli effetti dello xanthohumol sono ancora in fase di ricerca, il prenylflavonoide 8-prenylnaringenin è già noto come un potente fitoestrogeno.