Estrazione a ultrasuoni di oli commestibili
Gli oli commestibili sono utilizzati per molteplici applicazioni in cucina e nella produzione alimentare. L'estrazione meccanica degli oli alimentari ne impedisce la degradazione. L'estrazione a ultrasuoni degli oli alimentari è un metodo superiore per liberare gli oli da semi, noccioli e frutti. Essendo una tecnica di estrazione non termica, l'estrazione a ultrasuoni consente di ottenere oli alimentari di alta qualità, con rese più elevate e tempi di lavorazione ridotti.
Produzione di olio alimentare intensificata dalla sonicazione
L'estrazione a ultrasuoni è ampiamente utilizzata per rilasciare preziose sostanze intracellulari dal materiale vegetale. Gli estratti mirati comprendono lipidi/acidi grassi, proteine, vitamine, polifenoli e altri composti bioattivi. Come tecnica di intensificazione del processo, l'estrazione a ultrasuoni di oli alimentari, come l'olio extravergine di oliva, l'olio di avocado, l'olio di semi di girasole, l'olio di semi di lino, tra gli altri, aumenta la resa dell'olio estratto (acidi grassi), abbrevia il tempo di estrazione e riduce o evita il consumo di solvente. Essendo una tecnica di estrazione non termica, il principio di funzionamento dell'estrazione assistita da ultrasuoni si basa sul fenomeno della cavitazione acustica. La cavitazione acustica, detta anche ultrasonica, crea intense forze di taglio che distruggono le pareti cellulari e aumentano il trasferimento di massa tra l'interno della cellula e il solvente circostante. Ciò rende l'estrazione a ultrasuoni la tecnica superiore per il rilascio e l'isolamento dei composti intrappolati nelle cellule vegetali.
- maggiore resa
- tempo di estrazione più breve
- consumo di solventi nullo o ridotto
- processo non termico
- alta qualità nutrizionale
- Facile e sicuro da usare
- ROI veloce
Estrattore a ultrasuoni UIP4000hdT installato in un frantoio per migliorare la produzione di olio extravergine di oliva
Casi di studio per l'estrazione di olio alimentare a ultrasuoni
L'estrazione a ultrasuoni è stata testata e si è dimostrata efficace con diversi semi e frutti oleosi.
Estrazione dell'olio di girasole a ultrasuoni
Moradi et al. (2018) hanno studiato l'influenza dell'estrazione assistita da ultrasuoni sulla resa in olio e sulla composizione dei nutrienti dei semi di girasole decorticati e non decorticati. Hanno utilizzato un UP400S (400watt, 24kHz) per estrarre l'olio di girasole dai semi di girasole utilizzando come solvente il n-esano.
Per valutare i risultati dell'estrazione, l'olio è stato estratto anche tramite l'estrazione convenzionale con solvente in batch e l'estrazione Soxhlet con n-esano per tutti i metodi di estrazione.
L'estrazione a ultrasuoni dell'olio di girasole ha dato le più alte rese di olio con il 45,44 ± 0,27% e il 23,71 ± 0,22% per i semi di girasole non decorticati e decorticati, rispettivamente. Nelle farine di girasole depurate a ultrasuoni sono rimasti meno del 4% e del 5% di olio residuo per i semi di girasole non decorticati e decorticati.
Il tempo di estrazione richiesto quando è stata applicata l'estrazione a ultrasuoni è stato ridotto a soli 105 minuti, mentre l'estrazione Soxhlet ha richiesto 6 ore e l'estrazione in batch con solvente ha richiesto un tempo di lavorazione di 10 ore.
L'analisi gascromatografica ha dimostrato che l'estrazione assistita da ultrasuoni migliora la qualità degli oli estratti e dell'acido α-linolenico in modo significativo.
Gascromatogramma dell'olio estratto da semi di girasole decorticati mediante ultrasuoni
Studio e grafico di: Moradi et al. 2018
Estrazione dell'olio extravergine di oliva a ultrasuoni
Servili et al. (2019) hanno integrato un ultrasuonatore da 4kW UIP4000hdt in una linea convenzionale di malassazione dell'olio d'oliva. Il trattamento meccanico della pasta di olive mediante sonicazione migliora le prestazioni del processo di estrazione, aumentando la capacità di estrazione dei frantoi. Poiché la pressione è un fattore importante, la sonicazione è stata eseguita utilizzando una cella a flusso ultrasonico con cascatrodo a 3,5 bar. L'estrazione a ultrasuoni non ha causato alcuna alterazione dei principali parametri di qualità legale e ha mostrato un impatto positivo sulla composizione fenolica dell'olio extravergine di oliva (EVOO) a una pressione elevata di 3,5 bar. La malassazione assistita da ultrasuoni della pasta di olive determina rese più elevate e una migliore composizione fenolica dell'EVOO.
Clicca qui per saperne di più sulla malassazione assistita da ultrasuoni dell'olio extravergine di oliva!
Estrazione dell'olio di avocado a ultrasuoni
Martinez-Oadilla et al. (2018) hanno dimostrato nel loro studio che la sonicazione utilizzando un UIP1000hdT (20kHz, 1000W) per il trattamento della purea di avocado non maltrattata ha migliorato l'estraibilità del 15-24% di recupero aggiuntivo di olio.
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Estrazione dell'olio di semi di lino a ultrasuoni
Gutte et al. (2015) hanno utilizzato gli ultrasuoni per estrarre l'olio dai semi di lino macinati utilizzando come solvente il n-esano. In alternativa, è possibile utilizzare come solventi diclorometano, etere di petrolio o etanolo. L'estrazione a ultrasuoni ha migliorato la resa di estrazione dell'11,5% utilizzando una quantità di solvente simile a quella dell'estrazione convenzionale. L'analisi cromatografica ha mostrato che l'estrazione a ultrasuoni non ha avuto effetti significativi come la degradazione dell'acido α-linolenico (ω-3). Lo studio dimostra che la sonicazione aumenta la resa di estrazione dell'olio commestibile e riduce il tempo di estrazione, mantenendo un elevato profilo nutrizionale dell'olio di semi di lino.
Effetti sinergici dell'estrazione dell'olio a ultrasuoni
L'estrazione a ultrasuoni può essere applicata come metodo singolo per liberare l'olio da semi e frutti ricchi di olio, oppure può essere integrata o adattata a impianti di produzione di olio alimentare convenzionali o già esistenti per aumentare la resa e la qualità dell'olio. I sistemi di estrazione a ultrasuoni possono essere facilmente installati come pre o post-trattamento della malassazione, in combinazione con l'estrazione Soxhlet o dietro una pressa o un'espansore meccanico.
L'apparecchiatura di estrazione a ultrasuoni Hielscher è facilmente installabile, richiede pochissimo spazio (ingombro ridotto) e può quindi essere installata in un secondo momento nei frantoi esistenti. Grazie alla loro robustezza e alla loro qualità industriale, gli ultrasonici industriali Hielscher sono costruiti per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, con carichi pesanti e in ambienti difficili.
Aumentate la resa e la qualità dell'olio con gli ultrasuoni Hielscher!
UIP4000hdt, un potente processore a ultrasuoni da 4kW per l'estrazione di oli alimentari
Estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione di olio alimentare
Per la lavorazione degli oli alimentari a livello industriale, sono necessarie apparecchiature a ultrasuoni ad alte prestazioni per trattare grandi volumi di semi oleosi in un sistema a flusso continuo. Hielscher Ultrasonics è un fornitore di lunga esperienza e fiducia di apparecchiature di estrazione a ultrasuoni ad alte prestazioni, integrate in tutto il mondo negli impianti di produzione alimentare.
I sofisticati ultrasuonatori di Hielscher Ultrasonics possono essere controllati con precisione e offrono all'operatore il pieno controllo dei parametri di processo più importanti, quali ampiezza, pressione, temperatura e tempo di sonicazione.
L'ampia gamma di accessori, come sonotrodi (sonde), trombe di spinta, reattori a cella di flusso e altri componenti aggiuntivi, consente di configurare il sistema di estrazione a ultrasuoni in modo specifico per la materia prima trattata e il risultato desiderato.
Gli ultrasuoni ad alta potenza Hielscher trattano facilmente impasti con un elevato contenuto di solidi, ovvero un alto rapporto tra solidi (semi) e solvente.
Controllo della temperatura durante il trattamento a ultrasuoni
Poiché l'estrazione assistita da ultrasuoni è un metodo di lavorazione non termico, è possibile evitare la degradazione termica dei composti nutrizionali sensibili al calore. I reattori a celle di flusso a ultrasuoni Hielscher sono dotati di una camicia di raffreddamento per la dissipazione del calore. Inoltre, l'apporto di energia può essere adattato esattamente alle condizioni di lavorazione ottimali, ad esempio utilizzando la modalità di pulsazione dell'estrattore a ultrasuoni. L'estrazione a ultrasuoni di oli alimentari a basse temperature evita la decomposizione termica degli oli estratti e riduce al minimo la perdita di composti bioattivi.
Monitoraggio del processo a ultrasuoni
Tutti gli ultrasuonatori digitali Hielscher – dal laboratorio alle dimensioni industriali – sono dotati di un software intelligente che facilita il controllo, il monitoraggio e la revisione del processo a ultrasuoni. L'ampiezza, il limite di energia immessa, i cicli di impulsi e il tempo di sonicazione possono essere preimpostati tramite il software di facile utilizzo. Il display touch a colori consente di accedere facilmente al menu ed è intuitivo da gestire. Il telecomando a browser consente all'operatore di azionare e monitorare il sistema a ultrasuoni a distanza.
Tutti i dati importanti del processo a ultrasuoni (come ampiezza, temperatura, pressione, energia netta, energia totale, ora e data) vengono memorizzati automaticamente su una scheda SD integrata. La protocollatura automatica dei dati è molto apprezzata nell'industria alimentare e farmaceutica, poiché consente al produttore di alimenti di rivedere le condizioni di lavorazione di qualsiasi lotto sonicato. Ciò consente la standardizzazione del processo, una produzione di qualità costantemente elevata e l'implementazione delle buone pratiche di fabbricazione (GMP).
Sonicatore UIP4000hdT per la lavorazione in linea dei semi oleosi per una maggiore resa di oli alimentari di alta qualità
I sonicatori industriali Hielscher Ultrasonics possono erogare ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in modo continuo, 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
| 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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Omogeneizzatori a ultrasuoni ad alta potenza di laboratorio a pilota e Industriale scala.
Letteratura / Riferimenti
Particolarità / Cose da sapere
Oli commestibili
Gli oli alimentari sono tipicamente liquidi a temperatura ambiente, anche se alcuni oli che contengono grassi saturi, come l'olio di cocco, l'olio di palma e l'olio di palmisti, possono essere solidi. Gli oli commestibili sono principalmente oli vegetali e oli derivati dalla frutta, come l'olio di oliva e l'olio di avocado. Gli oli vegetali come l'olio di soia, l'olio di canola/olio di colza, l'olio di mais, l'olio di arachidi, l'olio di sesamo, l'olio di girasole, l'olio di cartamo, l'olio di palma, l'olio di senape, l'olio di crusca di riso, l'olio di semi di zucca, l'olio di cocco e altri oli di semi sono ampiamente utilizzati come oli per cucinare e nei condimenti (ad esempio condimenti per insalate, marinate, salse, salse ecc.) Gli oli vegetali sono comunemente utilizzati come olio da cucina in alternativa ai grassi di origine animale come il burro e lo strutto.
La margarina è un popolare sostituto del burro a base di oli vegetali raffinati (ad esempio da olio di cartamo, girasole, soia, semi di cotone, colza o oliva). Per saperne di più sulla produzione di margarina a ultrasuoni!
Gli oli commestibili come l'olio d'oliva, l'olio di colza, l'olio di girasole o l'olio di semi d'uva possono essere aromatizzati mediante l'infusione di piante aromatiche come erbe (ad esempio rosmarino, basilico, ecc.), frutti (ad esempio agrumi, arance, lamponi), peperoncini o aglio. La sonicazione viene utilizzata per infondere gli oli vegetali con estratti di erbe. Per saperne di più sulla macerazione e l'infusione a ultrasuoni!
oli e grassi – la differenza: I grassi sono solidi a temperatura ambiente, mentre gli oli sono liquidi. I grassi insaturi, come gli acidi grassi polinsaturi e monoinsaturi, appartengono alla categoria degli oli. I grassi sono per lo più di origine animale e contengono soprattutto acidi grassi saturi. I grassi più comuni sono il burro, lo strutto e il sego.