超音波によるフレーバー原料の製造
超音波によるフレーバー抽出は、処理時間を大幅に短縮しながら収率を高める、非常に効率的で持続可能なプロセスです。安全で環境に配慮した溶媒を使用する超音波技術は、エネルギー効率を高めたグリーン抽出法を提供し、従来の抽出技術に代わる環境に優しい選択肢となります。
植物抽出物 – 超音波処理による改善
超音波抽出は、食品・飲料、医薬品、化粧品業界向けの高品質な抽出物の製造に商業利用されている技術です。
「超音波を使用することで、現在では高い再現性をもって数分で完全な抽出を終えることができます。溶媒の消費量を減らし、操作と後処理を簡素化し、最終製品の純度を高め、廃水の後処理を不要にするとともに、ソックスレー抽出、浸漬抽出、クレベンジャー蒸留などの従来の抽出法で通常必要となる化石エネルギーのごく一部しか消費しません。香気成分、色素、抗酸化物質、その他の有機化合物や無機化合物など、さまざまな種類の食品成分が、多様なマトリックス(主に動物組織、微細藻類、酵母、食品および植物材料)から効率的に抽出、分析、製剤化されています。」 [Chemat et al. 2017]
市場をリードするHielscher Ultrasonicsは、フレーバーや香料の製造を目的としたスパイス、ハーブ、花、果物、野菜の抽出を含む超音波抽出プロセスについて、幅広い知識データベースを構築してきました。Hielscher Ultrasonicsが抽出に関する深い知識を蓄積してきた植物材料には、 コーヒー, サフラン, ブドウ(ワイン)、オーク、 茶葉、ラベンダー、ミント、 ステビア、トウガラシ、バニラ、カカオ、 ボルドの葉など、数多くのものがあります。
超音波抽出プロセスは、水、アルコール、エタノール水溶液、グリセリン、油、イソプロパノール、ヘキサン、ベンゼンなど、ほぼあらゆる溶媒で実施できます。
食品・飲料、医薬品、化粧品、香水業界で原料として使用されるフレーバー、香料、有効成分の製造では、水やアルコールなどの有害性のない、環境に配慮した溶媒を使用できることが大きな利点となります。
- 超音波処理
- 加熱併用超音波処理
- 加圧併用超音波処理
- 加熱・加圧併用超音波処理
- 超音波ソックスレー抽出(Sono-Soxhet)
- 超音波超臨界抽出
超音波法は、浸漬抽出などのほとんどの従来の抽出プロセスと比較して、処理時間、収率の向上、省エネルギー性、清浄性、安全性、製品品質の面で、より優れた抽出を実現します。特に食品、飲料、医薬品、化粧品の添加物の製造では、環境に配慮した超音波抽出技術は製品の安全性に関して大きな利点をもたらします。
透明なフレーバーエマルション
エマルションは、風味、栄養価、安定性に関する機能を食品や飲料に付与するために一般的に使用される添加物です。特に飲料の配合では、最終製品が品質や栄養の基準に加えて光学的な基準も満たす必要があるため、透明性が重要な要素となります。透明な飲料や食品では、エマルション添加物が目標とする最終的な品質の達成を妨げてはならないことを意味します。そのため、透明なエマルションはより扱いやすくなります。ナノエマルションは、そのサイズにより、透明および半透明です(少なくとも肉眼では)。動的安定性が高く、粘度が低く、透明性が高いうえ、沈降、クリーミング、合一、凝集に対する安定性も高いため、原料として広く使用されています。
液滴・粒子のサイズが大きいほど、最終製品の不透明性が増します。透明な飲料の配合では、ナノサイズの液滴を持つ透明なエマルションを使用することで、最良の結果が得られます。超音波乳化により、ナノサイズの液滴を持つW/O、O/W、逆エマルション、さらにはW/O/Wの二重または多重エマルションを製造できます(いわゆるミニエマルション、ナノエマルション、超微細エマルション、またはサブマイクロメートルエマルション)。液滴サイズは、超音波プロセスのパラメーターによって調整・制御できます。Hielscherの超音波処理装置は精密に制御でき、最適で再現性のある処理結果を実現します。
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超音波によるフレーバーのカプセル化
医薬品や食品におけるリポソームの使用は、継続的に増加しています。リポソームは、栄養素や薬物などの活性分子の担体として使用できます。超音波処理によって、脂質・水の懸濁液を乳化する、または多重層小胞(MLVs)を超音波処理することで、リポソームを形成できます。超音波乳化プロセスでは、脂質二重層がより小さな断片に分かれ、これらの断片が自発的にリン脂質からなる小さな単層小胞(SUVs)を形成します。超音波処理中に、有効成分をリポソーム内に封入できます。
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超音波抽出システム
以下の表は、当社で最も人気のある超音波抽出システムのおおよその処理能力を示しています。
- 環境に配慮した溶媒
- より高い収率
- より短い抽出時間
- 安全性
- 迅速な投資回収
- 低コスト
超音波超臨界抽出
超臨界流体抽出および超臨界CO2抽出は、フレーバーや香料の製造において最も重要な抽出技術の一つです。
超臨界二酸化炭素は、密度を調整できる選択性のある溶媒です。その選択性と溶解力は、圧力や温度によって変化させられる密度に依存します。
超臨界抽出と超音波処理を組み合わせることで、アルコールや水などの食品グレードの溶媒を使用しながら、高い抽出速度と高い収率を達成できるようになります。
当社の超音波抽出システムとその用途についての詳細は、以下のフォームからお問い合わせください!
下の動画では、新鮮なヘラオオバコの葉を水中で超音波抽出する方法と、従来の浸漬抽出との比較をご覧いただけます。超音波処理は、わずか数秒で強力なヘラオオバコ抽出物を生成するだけでなく、抽出物の色にも品質の違いが表れます。超音波抽出物は濃い緑色を示す一方、20日間浸漬抽出した抽出物は、生理活性化合物の酸化分解を示す褐色がかった色を呈します。
文献・参考資料
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
超音波抽出についてさらに詳しく
超音波抽出は、さまざまな植物由来の原料から抽出物を製造する、よく知られた信頼性の高い方法です。高出力超音波は、溶媒を細胞構造の中に押し込み、毎秒約20,000回の速度で外へ洗い流すことにより(20kHzの場合)、原料と溶媒の間の物質移動を増加させます。超音波処理は、非常に穏やかでありながら非常に効率的な方法であることが実証されています – より短い処理時間で、より高い収率と高品質の抽出物を実現します!
以下の材料は、超音波処理によってすでに非常に良好な抽出結果が得られています。
スパイス:サフラン、トウガラシ(例:カプサイシン)、ショウガ、シナモン、バニリン/バニラ、ロスマリン酸、セージ、ローズマリー、マジョラム、バジルなど。
ハーブ:ペパーミント、茶類(例:紅茶、緑茶、白牡丹、ジャスミン、ルイボス、ハニーブッシュ)、スペアミント、ステビア、カンナビスなど。
花:ラベンダー、パチョリ、イランイラン、バラなど。
果物と野菜:ワイン、ブドウ/ブドウ種子、コーヒー、カカオ、オリーブ、オレンジ/オレンジの皮、トマト、ガラナ種子、油脂を含む種子(アーモンド、大豆、パパイヤ種子、亜麻仁、ヒマワリ、菜種)、ザクロの皮、ホウレンソウ、クワ、根など。
微生物:海藻、スピルリナ、微細藻類(Nannochloropsis sppの微細藻類、Nannochloropsis oculataの微細藻類、Dunaliella salinaの微細藻類)、Synechococcus sp.のシアノバクテリア、Xanthophyllomyces dendrorhousの酵母、Trichosporon oleaginosisusの酵母、油脂を蓄積する真菌、Cordyceps sinensisの真菌
超音波処理で得られる対象抽出物には、精油、ビタミン、脂質、タンパク質、ならびにフェノール性化合物、抗酸化物質、多糖類、オレオレジン、エステル、エッセンス、タンパク質加水分解物、アミノ酸、サポニン、フラボノイド、アルカロイド(例:モルヒネ、コデイン、テバイン)、色素/着色料(カロテノイド、クロロフィル、フィコシアニン)、アントシアニン、リモネン、アラントラクトン、イソアラントラクトンなどの植物成分複合体や、その他の活性物質があります。
グリーン抽出について
グリーン抽出は、環境に優しく持続可能な方法に重点を置いています。そのため、プロセスのエネルギー消費量の削減、代替溶媒の使用、再生可能な天然原料の使用が、グリーン抽出の重要な要素となります。目標は、安全で高品質な抽出物を確保することです。安全で高品質な製品を得るためには、再利用可能で、より安全な代替溶媒を使用することが重要です。プロセスおよび最終製品の全体的な毒性を低減することで、消費者はより健康的で安全な製品の恩恵を受け、生産者は従業員のためにより安全な処理環境を整えられます。


