超音波バニラ抽出 – 非熱法
- バニラエキスは、エタノールと水の溶液中のバニラポッドから抽出されたフレーバー溶液です。
- 香り、風味、香料成分として高品質のバニリンを製造するには、分解を防ぐために効率的で穏やかな抽出技術が必要です。
- 超音波抽出は、非常に短い抽出時間でバニリンの高収率を与える穏やかな機械的抽出方法です。
高品質のバニリン抽出物のための高性能超音波
サフランに次いで2番目に高価なスパイスとして、バニラ生産は、貴重なエッセンシャルオイルの劣化を防ぐ効率的な抽出方法を必要とします。超音波抽出は、植物材料から生理活性化合物を放出する穏やかな、非熱、まだ非常に効率的な方法としてよく知られており、確立されています。超音波抽出は、純粋に機械的な処理である音響キャビテーションの現象に基づいています。これにより、超音波処理は、フレーバー化合物やエッセンシャルオイル、例えばバニリン、ポリフェノール、または植物由来の抗酸化物質などの敏感な生理活性化合物の単離のための好ましい方法になります。
超音波バニラ抽出の利点
- 優れた収率
- 高速抽出 – 数分以内
- 高品質の抽出物 – 非熱的、マイルド
- 緑溶媒(水/エタノールなど)
- 費用対効果の高いです
- 簡単で安全な操作
- 低い投資と運用コスト
- 頑丈な下で24/7操作
- グリーン、環境にやさしい方法
超音波バニラ抽出 – バッチモードまたは連続フローモード
バッチ： 超音波抽出プロセスは、単純なバッチプロセスとして、またはインライン処理として、培地が超音波フロースルー反応器を介して連続的に供給される場合に操作することができます。
バッチ処理は簡単な手順で、ロットによって抽出が行われます。ヒールシャー超音波は、小さなから大規模なバッチ、すなわち1Lから120Lのための超音波プロセッサを提供しています。
5 ~ 10L のバッチを処理する場合は、 UP400St (400W、下のビデオ)ソノトロードS24d22L2Dと。
約120Lのバッチ処理の場合は、 UIP2000hdT (2kW、写真右上の右列)とソノトロードRS4d40L4。
約8L/分の容積については、 UIP4000hdT (4kW、写真右)ソノトロードRS4d40L3と加圧可能フローセルFC130L4-3G0
超音波バニラ抽出の事例研究
Jadhav et al. (2009) は、超音波アシスト抽出 (UAE) とソクシュレット抽出を比較した。研究は、超音波抽出がソクシュレット抽出と比較した場合、バニリンの放出を有意に強くすることを確認しました。ソックスレー処理は95°Cの動作温度を必要とし、溶媒:溶質比66.67ml/g、抽出時間8時間で約180ppmのバニリンが放出された。超音波支援抽出(UAE)は、同じ溶媒:室温で溶質比を使用して約140ppmバニリンを放出するのにわずか1時間しかかからなくて済みます。
Rasoamandraryら(2013)は、100Wプローブ型超音波装置(例えば)を用いてバニリン抽出の効率を比較した。 UP100H)、超音波浴、およびお湯風呂。研究者は、プローブ型超音波は、その高強度超音波による強力な抽出ツールであると結論付けました。したがって、プローブ型超音波装置は、有意に短い抽出時間と少ない溶媒(すなわちエタノール)消費で抽出されたバニリンの類似/またはそれ以上の収率を与えることによって、代替抽出方法を上回った。
3つの抽出方法の比較 – 超音波プローブ、超音波浴、温水浴抽出 – バニリン抽出は、周囲温度30°Cで40%エタノール(v/v)と1時間の抽出時間を用いたプローブ超音波処理に最も効率的であることを示した。水浴抽出では、56°Cで50%エタノール(v/v)濃度を15時間必要としました。
UIP4000hdT – 連続的なインライン処理のための4kW超音波抽出器。
高性能抽出のための超音波装置
ヒールシャー超音波は、植物から高品質の抽出物の生産のための高性能超音波プロセッサを製造に特化しています。
ヒールシャーの幅広い製品ポートフォリオは、小型で強力なラボ超音波装置から、生理活性物質の効率的な抽出と単離のための高強度超音波を提供する堅牢なベンチトップおよび完全産業システムまで多くの範囲です。 ケルセチン、 カフェイン、 クルクミン、 テルペン など)。からすべての超音波デバイス 200W に 16,000W デジタル制御のための着色された表示、自動データ記録のための統合されたSDカード、ブラウザのリモートコントロールおよびより多くのユーザーフレンドリーな機能を特色にする。ソトローデおよびフローセル(培地と接触している部分)はオートクレーブでき、洗浄が容易です。すべての私たちの超音波装置は24/7操作のために造られ、低い維持を要求し、作動することは容易で、安全である。
デジタル色の表示は超音波器のユーザーフレンドリーな制御を可能にする。当社のシステムは、低い振幅から非常に高い振幅まで提供することができます。ポリフェノールやバニリンなどの他の生理活性化合物の抽出のために、我々は高品質の活性物質の賢明な単離のために最適化された特別な超音波ソノトロード(超音波プローブまたはホーンとしても知られている)を提供しています。ヒールシャーの超音波装置の強さは頑丈で、要求の厳しい環境で24/7操作を可能にする。
超音波プロセスパラメータの正確な制御は、再現性とプロセス標準化を保証します。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：
| バッチ容量 | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 500mLの1〜 | 200mL /分で10 | UP100H |
| 2000mlの10〜 | 20 400mLの/分 | Uf200ःトン、 UP400St |
| 00.1 20Lへ | 04L /分の0.2 | UIP2000hdT |
| 100Lへ10 | 10L /分で2 | UIP4000hdT |
| N.A。 | 10 100L /分 | UIP16000 |
| N.A。 | 大きな | のクラスタ UIP16000 |
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ラボからパイロットおよび工業規模に高出力超音波プロセッサ。
文学/参考文献
- ベレス・スアザ、カタリナ(2016): Optimization of an analytical approach based on high-performance liquid chromatography for the characterization of a natural vanilla extract. Thesis, Universitaria Lasallista, 2016.
- Jadhav D. et al. (2009): バニラポッドからのバニリンの抽出:従来のソクシュレットと超音波補助抽出の比較研究。食品工学のジャーナル 93, 2009: 421-426.
- Rasoamandrary N. et al. (2013): :超音波支援抽出を用いた硬化バニラ豆からのバニリン4-ヒドロキシ-3-メトキシベンザルデヒドの改善:超音波支援と温水浴抽出の比較
- K.シカオジャ、ラモンアスナール、コルムオドネル、ブリジェッシュK.ティワリ(2020): 植物、動物および海洋源からの生物学的に活性な分子の抽出のための超音波技術。 分析化学におけるTrACの動向、第122巻、2020年。
知る価値のある事実
超音波抽出の働き原理
液体媒体への強烈な超音波の適用はキャビテーションで起因する。キャビテーションの現象は、極端な温度、圧力、冷暖房速度、圧力差、媒体内の高せん断力に局所的に導きます。キャビテーション気泡が固体(粒子、植物細胞、組織など)の表面に爆発すると、マイクロジェットと部分間衝突が表面剥離、浸食、粒子破壊などの効果を生成します。さらに、液体媒体におけるキャビテーション気泡の爆発は、マクロ乱流とマイクロミキシングを作成します。
図1:安定した一過性のキャビテーション気泡の作成
(a)変位、(b)一過性キャビテーション、(c)安定キャビテーション、(d)圧力
[サントスら 2009年から適応]
植物材料の超音波照射は、植物細胞のマトリックスを断片化し、同じ水分補給を高めます。Chemat et al.(2015)は、植物から生理活性化合物の超音波抽出は、断片化、浸食、毛細血管、脱毛、およびソノポレーションを含む異なる独立したまたは組み合わされたメカニズムの結果であると結論付けています。これらの効果は、細胞壁を破壊し、細胞に溶媒を押し込み、植物化合物を吸引することによって質量移動を改善し、マイクロ混合による液体の動きを保証する。
植物細胞からの超音波抽出:微細横断面(TS)は、細胞からの超音波抽出時の作用のメカニズムを示す(倍率2000倍)[資料:Vilkhu et al. 2011]
超音波抽出は、化合物の非常に迅速な単離を達成します - より短いプロセス時間、より高い収率で、より低い温度で、従来の抽出方法を上回ります。穏やかな機械的処置として、超音波支援抽出は、生理活性成分の熱劣化を回避し、従来の溶媒抽出などの他の技術と比較して優れ、 水蒸気蒸留、または ソックスレー 熱感受性分子を破壊することが知られている抽出。これらの利点のために、超音波抽出は、植物から温度感受性生理活性化合物の放出のための好ましい技術である。
バニリン
バニラは、主にメキシコの種、平葉バニラ(V.プラニフォリア)から、バニラ属の蘭から抽出することができる価値のある風味です。バニラ蘭のユニークな風味の化合物は、花の受粉から生じるその果実に見られます。これらの種子ポッドはおよそ1/3 x 6インチで、熟すと茶色がかった赤から黒の色です。これらのポッドの中には、小さな種子でいっぱいの油性液体があります。ポッドと種子の両方がバニリンの生産に使用されます。
バニリンはバニラ植物の一次風味化合物ですが、純粋なバニラエキスは、その複雑な、深い風味に貢献する数百の追加の風味化合物が含まれています。
バニラエッセンスは、バニラシードポッドと工業的に合成されたバニリンの2つの形で発生します。本物の種子エキスは、数百の異なる化合物の複雑な混合物です。化学化合物バニリン – 4-ヒドロキシ-3-メトキシベンザルデヒド – 本物のバニラの特徴的な風味と香りに大きく寄与し、硬化バニラ豆の主な風味成分です。バニリンの他に、アセトアルデヒド、酢酸、フルフラール、ヘキサノイン酸、4-ヒドロキシベンザルデヒド、オイゲノール、シナミン酸メチル、イソブチル酸などの他の化学化合物がバニラの複雑な香りに寄与する可能性があります。
バニラ・カルティバルズ
バーボンバニラまたはバーボンマダガスカルバニラは、マダガスカル、コモロ、レユニオンなどのインド洋の島々で栽培されたV.プラニフォリア植物から生産され、以前はイルバーボンと呼ばれていました。用語 “バーボンバニラ” また、V.プラノフォリア由来の独特のバニラ香りについても説明する。
メキシコのバニラは、ネイティブV.プラニフォリアから抽出され、はるかに低い量で生産されます。メキシコのバニラは、V.プラノフォリア植物がメソアメリカ原産であるため、その起源の土地からバニラとして知られており、販売されています。
タヒチアンバニラは、V.タヒチエンシス工場から生産されたフランス領ポリネシアから来ています。遺伝子解析は、この種がV.プラニフォリアとV.オドラタのハイブリッドからおそらく品種であることを示しています。
西インドのバニラは、カリブ海、中南米で栽培されているV.ポンポナから作られています。