パワー超音波によるカカオ殻抽出物

カカオ果肉やカカオ殻などのカカオ廃棄物は、カカオバター、果糖、生物活性化合物を抽出することにより、容易に有価化することができる。超音波抽出は、カカオ廃棄物から貴重な成分を分離するための非常に効率的な技術であることが証明されている。超音波抽出機は、迅速で安全かつ簡単な処理で、カカオの殻、殻、果肉から食品グレードの化合物を高収率で放出します。

カカオ副産物
カカオ(Theobroma cacao L.)は貴重な作物であり、その豆は主にチョコレートの生産に使用される。カカオポッドを収穫した後、カカオ豆を焙煎する前か後に、豆は殻（外皮または殻とも呼ばれる）と果肉から取り出される。カカオ豆の殻と果肉はカカオ産業の副産物と考えられている。カカオの種類にもよるが、豆はカカオの実の約25％を占める。果肉はさらに25％重量を占め、残りは殻であり、そのほとんどは廃棄物として処分される。しかし、殻やパルプなどのカカオ副産物には、繊維質、抗酸化物質、ポリフェノール、フレーバー化合物、糖類、脂質が豊富に含まれており、食品や飲料の添加物として利用することができる。

カカオ殻からの植物栄養素の超音波抽出

超音波カカオ殻抽出：超音波抽出は、カカオのバイオ廃棄物（例えば、カカオ殻、さや殻）を、ココアバター、フレーバー化合物、植物栄養素、果糖、食物繊維などの貴重な食品に変える。効率的な超音波抽出プロセスには、カカオ殻バイオマスの粗い前処理、すなわちカカオ殻の粉砕のみが必要である。

抽出用パワー超音波

パワー超音波の抽出強化メカニズムは、主に音響キャビテーション現象に起因する。超音波キャビテーションは、カカオの殻／殻の粒子間の衝突を引き起こし、その結果、粒子間の分画が生じ、粒子径が小さくなる。キャビテーション気泡がカカオ固形物の表面で崩壊すると、浸食と超音波蒸発によって粒子表面がさらに拡大する。それにより物質移動が促進され、タンパク質、脂質、植物性化学物質などの分子の放出が促進されます。超音波により発生するせん断力は、それぞれ植物体の細胞マトリックスへの溶媒の浸透を改善し、細胞膜の透過性を向上させる。パワー超音波のこれらのメカニズムは、超音波処理を植物抽出に適用した場合に達成される大幅なプロセス強化の原因となっている。

超音波によるカカオの殻の抽出が研究で証明される

Grilloら（2018）は、超音波抽出を用いて、カカオ豆殻からのココアバター、ポリフェノール（カテキン、エピカテキン、プロシアニジン二量体、三量体、四量体など）、抗酸化物質、メチルキサンチン（カフェイン、テオブロミンなど）の抽出を調査した。下表が示すように、超音波抽出は常に親油性および親水性抽出物の収量を増加させ、抗酸化フラバノール（カテキンおよびエピカテキン）、テオブロミン（32.7±0.12 mg/g殻）、カフェイン（1.76±0.08 mg/g殻）およびココアバターを豊富に含む抽出物を簡単かつ容易に得ることができた。超音波処理で最良の結果が得られたのは3元混合液で、親水性画分の回収率はわずかに低く、抽出時間は16分の1に短縮された。

超音波アシスト抽出（UAE）と従来法のカカオ殻からの収率をw/wパーセンテージで表したもの。超音波抽出の方が収率が有意に高い。
研究および著作権 Grillo et al.

Yusofら（2019）は、カカオ殻からのフラボノイドの超音波抽出の効率も証明できた。彼らは、エタノール濃度、温度、超音波処理時間の以下の抽出パラメーターが最も効率的であること、すなわち以下の条件下で最も高い抽出収率が得られることを発見した：総フラボノイド含量（TFC；7.47 mg RE/g乾燥重量（DW））の最大値は、エタノール濃度80％、処理温度55℃、超音波処理45分で達成された。

カカオ廃棄物処理用高性能超音波抽出機

Hielscher Ultrasonics社の高性能超音波抽出システムは、世界中のR.&D、小規模、中規模、完全商業生産レベル。高性能の超音波抽出機は、抽出プロセスを強化し、高品質のエキス製造の歩留まりと全体的な効率を高めます。Hielscher Ultrasonics社は、どのような生産量/処理能力にも対応できる抽出装置を提供しています。25年以上の植物抽出の経験を持つHielscher Ultrasonicsは、高性能超音波抽出の信頼できるパートナーです！

カカオ抽出用高性能最新鋭超音波装置

Hielscher社製超音波発生装置のスマートな機能は、信頼性の高い操作、再現性の高い結果、使いやすさを保証するように設計されています。操作設定は、デジタルカラータッチディスプレイとブラウザリモコンからアクセスできる直感的なメニューから簡単にアクセスし、呼び出すことができます。そのため、正味エネルギー、総エネルギー、振幅、時間、圧力、温度など、すべての処理条件が内蔵SDカードに自動的に記録されます。これにより、以前の超音波処理を修正・比較し、カカオ豆の殻抽出プロセスを最高効率に最適化することができます。
Hielscher社の超音波装置は、高品質の植物エキスの製造に世界中で使用されています。Hielscher社の工業用超音波発生装置は、連続運転（24時間365日）で簡単に高振幅を発生させることができます。標準的なソノトロード（超音波プローブ/ホーン）を使用すれば、最大200μmの振幅を簡単に連続発生させることができます。さらに高い振幅を得るには、カスタマイズされた超音波ソノトロードをご利用いただけます。当社の超音波抽出システムは、その堅牢性と低メンテナンス性により、高負荷用途や過酷な環境下でも一般的に設置されています。

 
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下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：