초음파 처리를 통한 효율적인 홉 추출물 생산
홉과 홉 추출물은 맥주 생산에 필수적인 원료입니다. 알파산인 a-카리오필렌(휴물론)과 베타-카리오필렌(휴물렌)은 맥주에 쓴맛을 부여하고 향, 거품 구조 및 미생물학적 안정성에 기여하는 중요한 향미 화합물입니다. 초음파 추출은 홉의 세포 기질에서 생리활성 화합물을 방출하여 풍미가 풍부하고 온전한 홉 추출물을 생산하는 매우 효율적인 기술입니다.
홉에서 쓴맛 산 성분의 초음파 추출
홉에서 쓴맛 산 성분을 초음파로 추출하는 방법은 홉 구과에서 쓴맛을 내는 화합물과 향미 화합물을 효율적이고 효과적으로 추출하기 위해 양조 산업, 향미료 및 향료 생산, 연구 시설에서 사용하는 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 기술입니다.
초음파 추출은 음향 캐비테이션의 작동 원리를 이용합니다. 음향 캐비테이션 또는 초음파 캐비테이션은 액체 내에서 저주파 초음파에 의해 발생합니다. 초음파의 고압 / 저압 주기가 번갈아 반복되면서 용매에 미세한 캐비테이션 기포가 생성됩니다. 이러한 기포가 빠르게 생성되고 붕괴하면서 강력한 국소적 힘이 발생하여 세포벽을 파괴하고 홉 원료에서 쓴맛 산 성분과 같은 표적 화합물을 방출합니다. 초음파 캐비테이션은 홉에서 휴물론, 코휴물론, 애드휴물론과 같은 쓴맛 산 성분을 방출하는 데 매우 효과적입니다. 이러한 화합물은 맥주의 쓴맛과 독특한 맛의 특성에 기여하는 맥주용 향미 화합물로 가장 잘 알려져 있습니다.
초음파 추출의 주요 장점은 효율성과 속도입니다. 초음파 처리는 기존 방법에 비해 추출 시간을 크게 단축하므로 양조장과 향미료 제조업체에 매력적인 선택지입니다.
초음파 추출 공정은 초음파 처리 시간, 온도, 용매 농도, 홉 원료와 용매의 비율 등 다양한 매개변수를 조절하여 최적화할 수 있으므로 홉 추출물의 목표 향미 특성에 맞게 공정을 조정할 수 있습니다. 최적화를 통해 원하는 맥주 향미를 유지하면서 쓴맛 산 성분을 최대한 추출할 수 있습니다.
초음파 추출 중에는 온도를 적절히 제어하는 것이 필수적입니다. 온도가 높아지면 쓴맛 산 성분이 분해되고 바람직하지 않은 이취가 형성될 수 있습니다.
초음파 처리기 UIP4000hdT – 고품질 홉 추출물의 인라인 생산용
초음파로 추출한 풀 스펙트럼 홉 추출물
초음파로 제조한 홉 추출물은 홉 구과의 활성 성분 전체를 제공하는 풀 스펙트럼 추출물입니다. 초음파 추출은 알파산인 a-카리오필렌(휴물론)과 베타-카리오필렌(휴물렌) 외에도 리날룰과 파르네센 같은 추가적인 테르펜뿐만 아니라 폴리페놀과 플라보노이드 같은 다른 식물성 화학물질도 방출합니다. 풀 스펙트럼 추출물은 이른바 앙투라주 효과로 높이 평가됩니다.
초음파 추출 중에는 홉과 기타 허브 같은 식물 원료를 온화한 온도에서 처리하여 열분해를 제한합니다. 초음파 처리는 순하고 안전하며 환경친화적인 용매를 사용할 수 있게 하여 유독성 용매의 사용을 피할 수 있습니다.
초음파 추출의 높은 효율 덕분에 이미 사용한 홉에서도 홉 추출물을 생산할 수 있습니다. 강력한 초음파 추출 공정은 이미 사용한 홉에 남아 있는 식물성 화합물을 방출하고 모든 유용한 물질을 남김없이 추출하는 데 도움을 주어 생리활성 물질이 낭비되지 않도록 합니다.
홉의 쓴맛 산 성분
홉의 쓴맛 산은 α산과 β산으로 구분됩니다. 쓴맛을 내는 α산은 n-후물론, ad-후물론, co-후물론이라는 세 가지 주요 성분으로 구성됩니다. 마찬가지로 쓴맛을 내는 β산은 n-루풀론, ad-루풀론, co-루풀론으로 구성됩니다. 양조장과 맥주 생산에서 α산은 필수적인 산 형태입니다. 약산성 조건에서 알파산을 끓이면 알파산이 이성질화되어 iso-α산으로 전환됩니다. 이성질화에 의해 수용성이 낮은 알파산은 용해성이 더 높은 이소 형태로 바뀌며, 이 형태는 관능적으로 특유의 쓴맛을 나타냅니다. β산은 α산보다 수용성이 더욱 낮고 맥즙을 끓이는 동안 이성질화율이 매우 낮으므로 맥주 양조에서 중요성이 상대적으로 낮습니다.
홉은 향미 성분으로 사용될 뿐만 아니라 항산화, 진정, 항염증, 항발암 및 에스트로겐 작용을 포함하는 건강 증진 특성으로도 알려져 있습니다. 예를 들어, 홉에서 발견되는 프레닐플라보노이드인 잔토후몰은 강력한 항산화 효과로 알려져 있습니다. 이러한 천연 홉 성분은 건강을 지원하거나 질병을 치료하기 위해 보충제와 의약품에 사용됩니다.
홉 추출물을 사용하는 이유는 무엇일까요?
홉 추출물은 알파산의 특정 함량과 조성에 맞춰 표준화되므로, 향미 성분으로 사용하면 쓴맛과 향을 매우 정밀하게 조절하여 첨가할 수 있습니다. 이를 통해 동일한 향미 프로파일을 구현하고, 고객의 기대를 충족하는 고품질 제품을 지속적으로 생산할 수 있습니다.
홉 추출물은 보충제와 의약품의 활성 성분으로 사용될 때 테르펜, 플라보노이드 등의 생리활성 물질을 고농도로 제공합니다. 따라서 목표한 효과를 얻기 위해 활성 식물성 화합물을 다량 섭취할 수 있습니다.
초음파 균질기 UP100H로 제조한 초음파 홉 추출물의 기체 크로마토그래피 분석: β-caryophyllene oxide, α-caryophyllene, α-pinene, mycrene, limonene, α-caryophylene, caryophylene oxide 등.
초음파 홉 추출
초음파로 촉진하는 용매 추출은 홉에서 쓴맛 산을 추출하는 간단하고 빠르며 안전한 방법입니다. 초음파 홉 추출은 저온 처리로서 짧은 공정 시간에 높은 수율을 제공하며, 이는 기존의 홉 쓴맛 산 추출 방식과 비교할 때 상당한 장점입니다.
낮은 처리 온도, 높은 수율, 우수한 추출물 품질(즉, 풍부한 향미 / 전체 스펙트럼 추출물), 매우 짧은 처리 시간이 초음파 홉 추출의 주요 장점입니다.
초음파 홉 추출 – 장점:
- 더 완전한 추출
- 더 높은 수율
- 완전한 향미 프로파일
- 품종 고유의 향 보존
- 일관된 쓴맛 / 향미 부여
- 배치 및 인라인 처리
- 안전하고 간편한 작동
- 경제성, 빠른 투자 수익 실현
SonoStation – 2kW 초음파 처리기 2대, 교반 탱크 및 펌프로 구성된 초음파 시스템 – 은 사용자 친화적인 추출 시스템입니다.
고성능 초음파 추출기
Hielscher Ultrasonics는 전 세계 유수 기업과 연구 기관에 소규모부터 대규모 산업 규모에 이르는 고성능 초음파 추출기를 설계, 제조 및 공급해 온 오랜 경험을 보유하고 있습니다. 초음파 추출은 소형 실험실 장치부터 대규모 산업용 시스템까지 모든 규모에서 수행할 수 있으므로, 제조업체는 생산 요구에 맞게 홉 추출 공정을 조정할 수 있습니다.
Hielscher 초음파 처리기는 고출력 초음파를 전달하며, 견고하고 높은 부하에서도 손쉽게 24/7 가동할 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 Hielscher 초음파 추출기는 식품, 제약 및 화학 산업에서 신뢰받는 핵심 작업 장비로 사용됩니다.
모든 디지털 초음파 프로세서에는 컬러 터치 디스플레이가 장착되어 있어 공정 매개변수를 쉽고 정밀하게 설정하고 제어할 수 있습니다. 초음파 추출기를 켜는 즉시 모든 공정 매개변수가 내장 SD 카드에 자동으로 기록됩니다.
Hielscher의 배치 및 인라인 초음파 처리 시스템은 정교하게 설계되었으며, 사용자 편의성과 고품질 결과물을 위해 광범위한 시험과 최적화를 거쳤습니다. 플로우 셀 반응기는 다양한 크기와 형상으로 제공됩니다. 다양한 형태, 크기, 길이의 소노트로드(초음파 프로브)와 추가 액세서리로 구성된 폭넓은 제품군을 통해 추출 공정과 식물 원료에 맞춰 초음파 시스템을 이상적으로 구성할 수 있습니다.
Hielscher Ultrasonics의 산업용 초음파 프로세서가 제공하는 또 다른 장점은 최대 200µm의 매우 높은 진폭이며, 이러한 진폭으로도 손쉽게 24/7 연속 운전할 수 있습니다. 이보다 더 높은 진폭을 위해서는 맞춤형 초음파 소노트로드가 제공됩니다. 진폭을 정밀하게 제어하고 매우 낮은 진폭부터 매우 높은 진폭까지 운전할 수 있어 최적의 효과적인 공정을 구현할 수 있습니다. Hielscher 초음파 장비의 견고함은 고부하 및 까다로운 환경에서도 24/7 운전을 가능하게 합니다.
우수한 추출물을 위한 Hielscher 고성능 초음파 추출기!
아래 표에서 당사 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 확인할 수 있습니다:
| 배치 부피 | 유량 | 권장 장비 |
|---|---|---|
| 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 |
| 해당 없음 | 10–100L/min | UIP16000 |
| 해당 없음 | 더 큰 유량 | 클러스터 구성: UIP16000 |
연락하세요! / 문의하세요!
문헌/참고 자료
- Maša Knez Hrnčič; Eva Španinge; Iztok Jože Košir; Željko Knez; Urban Bre (2019): 홉 화합물: 추출 기법, 화학 분석, 항산화, 항미생물 및 항암 효과. Nutrients 2019, 11, 257.
- Steffen Arctander (2019): 천연 유래 향수 및 식품 향료 원료. Orchard Innovations; October 2019.
- Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Sambucus nigra L. 꽃 및 잎 추출물의 식물화학적 프로파일링과 아몬드나무 병원체에 대한 항미생물 잠재력. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
알아두면 좋은 사실
홉의 생리활성 화합물
일반적인 홉 식물인 Humulus lupulus에는 식물화학물질이 풍부하게 함유되어 있으며, 이러한 물질은 식품과 음료의 향미 성분(예: 맥주에 쓴맛을 부여하는 용도)뿐 아니라 향수와 향료에도 사용됩니다. 식이 보충제와 의약품에서는 건강을 증진하고 질병을 치료하거나 완화하기 위해 홉 추출물을 사용합니다. 아래에서 홉의 가장 대표적인 식물성 화합물에 대한 설명을 확인하세요:
알파산
알파산 또는 휴물론은 홉에서 가장 중요한 화학 화합물입니다. 맥아즙을 끓이는 동안 휴물론은 열에 의해 이소알파산 또는 이소휴물론으로 이성질화되며, 이 물질들이 맥주의 쓴맛을 냅니다.
베타산
홉에는 이른바 베타산 또는 루풀론이 함유되어 있습니다. 이 화합물들은 주로 맥주의 향에 기여한다는 점에서 가치를 인정받습니다.
정유
홉 정유의 주요 성분은 미르센, 휴물렌 및 카리오필렌으로 구성된 테르펜 탄화수소입니다. 미르센은 신선한 홉에 톡 쏘는 냄새를 부여합니다. 휴물렌과 그 산화 반응 생성물은 맥주의 두드러진 홉 향에 기여합니다. 미르센, 휴물렌 및 카리오필렌을 합하면 홉 정유 전체 함량의 80–90%를 차지합니다.
플라보노이드
잔토휴몰은 홉의 주요 플라보노이드입니다. 그 밖에 연구가 많이 이루어진 중요한 프레닐플라보노이드로는 8-프레닐나린게닌과 이소잔토휴몰이 있습니다. 잔토휴몰의 특성과 효과는 아직 연구 중이지만, 프레닐플라보노이드인 8-프레닐나린게닌은 이미 강력한 식물성 에스트로겐으로 알려져 있습니다.

