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-caryophyllene (humulone) e beta-caryophyllene (humulene) sono importanti composti aromatici che conferiscono alla birra il suo amaro e contribuiscono al suo aroma, alla struttura della schiuma e alla stabilità microbiologica. L’estrazione a ultrasuoni è una tecnica altamente efficiente per liberare i composti bioattivi dalla matrice cellulare del luppolo e produrre un estratto di luppolo completo e ricco di aroma.

Estrazione a ultrasuoni degli acidi amari dal luppolo

L’estrazione a ultrasuoni degli acidi amari dal luppolo è una tecnica altamente efficiente e affidabile utilizzata nell’industria birraria, nella produzione di aromi e fragranze e nei centri di ricerca per estrarre in modo efficiente ed efficace i composti responsabili dell’amaro e i composti aromatici dai coni di luppolo.

L’estrazione a ultrasuoni sfrutta il principio della cavitazione acustica. La cavitazione acustica o ultrasonica è generata da onde ultrasoniche a bassa frequenza nei liquidi. I cicli alternati di alta pressione / bassa pressione delle onde ultrasoniche creano minuscole bolle di cavitazione in un solvente. La rapida formazione e il collasso di queste bolle generano intense forze locali che disgregano le pareti cellulari e liberano i composti di interesse, come gli acidi amari, dal materiale di luppolo. La cavitazione ultrasonica è molto efficace nel liberare dal luppolo acidi amari come umulone, coumulone e adumulone. Questi composti sono noti soprattutto come composti aromatici utilizzati nella birra, alla cui amarezza e al cui caratteristico profilo gustativo contribuiscono.
Un vantaggio importante dell’estrazione a ultrasuoni è la sua efficienza e rapidità. La sonicazione riduce significativamente i tempi di estrazione rispetto ai metodi tradizionali, rendendola una scelta interessante per i birrifici e i produttori di aromi.
Poiché il processo di estrazione a ultrasuoni può essere ottimizzato regolando diversi parametri, tra cui il tempo di sonicazione, la temperatura, la concentrazione del solvente e il rapporto tra materiale di luppolo e solvente, il processo può essere adattato al profilo aromatico desiderato dell’estratto di luppolo. L’ottimizzazione garantisce la massima estrazione degli acidi amari mantenendo il gusto desiderato della birra.
È essenziale mantenere un adeguato controllo della temperatura durante l’estrazione a ultrasuoni. Temperature elevate possono causare la degradazione degli acidi amari e la formazione di sapori anomali indesiderati.

Estratti di luppolo a spettro completo ottenuti mediante ultrasuoni

Gli estratti di luppolo preparati mediante ultrasuoni sono estratti a spettro completo che offrono l’intera gamma di principi attivi dei coni di luppolo. Oltre agli alfa-acidi a-caryophyllene (humulone) e beta-caryophyllene (humulene), l’estrazione a ultrasuoni libera anche altri terpeni, come linalolo e farnesene, nonché altre sostanze fitochimiche, come polifenoli e flavonoidi. Gli estratti a spettro completo sono apprezzati per il loro cosiddetto effetto entourage.
Durante l’estrazione a ultrasuoni, i materiali vegetali, come il luppolo e altre erbe, vengono trattati a temperature moderate, limitando così la degradazione termica. La sonicazione consente l’impiego di solventi delicati, sicuri e rispettosi dell’ambiente – evitando l’uso di solventi tossici.
L’elevata efficacia dell’estrazione a ultrasuoni consente persino di produrre estratti di luppolo dal luppolo esausto. L’intenso processo di estrazione a ultrasuoni libera i fotocomposti residui dal luppolo esausto e contribuisce a estrarne tutte le sostanze preziose, affinché nessuna sostanza bioattiva venga sprecata.

Acidi amari nel luppolo

Gli acidi amari del luppolo si distinguono in acidi α e β. Gli acidi amari α sono costituiti da tre componenti principali: n-umulone, ad-umulone e co-umulone. Analogamente, gli acidi amari β sono costituiti da n-lupulone, ad-lupulone e co-lupulone. Per i birrifici e la produzione di birra, gli acidi α sono la forma acida essenziale. Facendo bollire gli alfa-acidi in condizioni debolmente acide, questi vengono isomerizzati e quindi trasformati in iso-α-acidi. Attraverso l’isomerizzazione, gli alfa-acidi scarsamente solubili in acqua vengono convertiti in una forma iso più solubile, che presenta la caratteristica amarezza organolettica. Gli acidi β, ancora meno solubili in acqua degli acidi α, sono meno importanti per la produzione birraria, poiché mostrano un tasso di isomerizzazione molto basso durante la bollitura del mosto.
Oltre al suo impiego come ingrediente aromatizzante, il luppolo è noto anche per le sue proprietà benefiche per la salute, che comprendono effetti antiossidanti, sedativi, antinfiammatori, anticarcinogeni ed estrogenici. Ad esempio, lo xantumolo, un prenilflavonoide presente nel luppolo, è noto per i suoi forti effetti antiossidanti. Queste sostanze naturali del luppolo vengono utilizzate negli integratori e nei medicinali per favorire la salute o trattare le malattie.

Perché utilizzare gli estratti di luppolo?

Quando vengono utilizzati come ingredienti aromatizzanti, gli estratti consentono un dosaggio molto preciso dell’amaro e dell’aroma, poiché gli estratti di luppolo sono standardizzati in relazione a quantità e composizioni specifiche di alfa-acidi. Ciò consente di produrre lo stesso profilo aromatico e quindi un prodotto di qualità costantemente elevata che soddisfa le aspettative dei clienti.
Quando vengono utilizzati come principi attivi negli integratori e nei medicinali, gli estratti di luppolo offrono una quantità altamente concentrata di sostanze bioattive, ad esempio terpeni e flavonoidi. È quindi possibile assumere un’elevata quantità del fotocomposto attivo per ottenere l’effetto desiderato.

Analisi gascromatografica dell’estratto di luppolo ottenuto mediante ultrasuoni e preparato con l’omogeneizzatore a ultrasuoni UP100H: ossido di β-cariofillene, α-cariofillene, α-pinene, mycrene, limonene, α-caryophylene, ossido di caryophylene e altri.

Estrazione del luppolo a ultrasuoni

L’estrazione con solvente accelerata dagli ultrasuoni è un metodo semplice, rapido e sicuro per estrarre gli acidi amari dal luppolo. Essendo un trattamento a bassa temperatura, l’estrazione del luppolo a ultrasuoni offre rese elevate in tempi di processo brevi, con vantaggi significativi rispetto all’estrazione convenzionale degli acidi amari dal luppolo.
Basse temperature di trattamento, rese elevate, qualità superiore dell’estratto (ossia estratti dal profilo aromatico completo / a spettro completo) e tempi di trattamento molto brevi sono i principali vantaggi dell’estrazione del luppolo a ultrasuoni.
Estrazione del luppolo a ultrasuoni – Vantaggi:

• Estrazione più completa
• Resa più elevata
• Profilo aromatico completo
• Aroma specifico della varietà preservato
• Amarezza / aromatizzazione costanti
• Trattamento in batch e in linea
• Sicuro e facile da utilizzare
• Economico, rapido ritorno sull’investimento

Estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics vanta una lunga esperienza nella progettazione, produzione e fornitura di estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni per impianti industriali di piccola e grande scala, destinati a rinomate aziende e istituti di ricerca in tutto il mondo. L’estrazione a ultrasuoni può essere eseguita a qualsiasi scala, dai piccoli impianti di laboratorio ai sistemi industriali su larga scala, consentendo ai produttori di adattare il processo di estrazione del luppolo alle proprie esigenze produttive.
I sonicatori Hielscher erogano ultrasuoni ad alta potenza, sono robusti e possono funzionare facilmente 24/7 sotto carichi elevati. Ciò rende gli estrattori a ultrasuoni Hielscher strumenti di lavoro affidabili nell’industria alimentare, farmaceutica e chimica.
Tutti i processori a ultrasuoni digitali sono dotati di un display touch a colori, attraverso il quale è possibile impostare e controllare i parametri di processo in modo semplice e preciso. Tutti i parametri di processo vengono registrati automaticamente sulla scheda SD integrata non appena si accende l’estrattore a ultrasuoni.
La progettazione sofisticata dei sistemi Hielscher per la sonicazione in batch e in linea è ampiamente collaudata e ottimizzata per garantire facilità d’uso e risultati di alta qualità. I reattori con cella di flusso sono disponibili in varie dimensioni e con geometrie diverse. L’ampia gamma di sonotrodi (sonde a ultrasuoni) con forme, dimensioni e lunghezze diverse, nonché gli accessori aggiuntivi, consentono di configurare in modo ideale il sistema a ultrasuoni in base al processo di estrazione e al materiale vegetale.
Un altro vantaggio dei processori a ultrasuoni industriali di Hielscher Ultrasonics è la capacità di erogare ampiezze molto elevate, fino a 200µm, che possono essere facilmente mantenute in modo continuo nel funzionamento 24/7. Per ampiezze ancora maggiori sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. Il controllo preciso dell’ampiezza e la possibilità di lavorare con ampiezze da molto basse a molto elevate consentono un processo ottimale ed efficace. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni Hielscher consente il funzionamento 24/7 in condizioni di lavoro gravose e in ambienti impegnativi.
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La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: