Kakao čaumalu ekstrakti ar jaudīgu ultraskaņu

Kakao atkritumus, piemēram, kakao augļu mīkstumu un kakao čaumalas, var viegli pārvērst vērtīgos produktos, ekstrahējot kakao sviestu, augļu cukuru un bioaktīvos savienojumus. Ir pierādīts, ka ultraskaņas ekstrakcija ir ļoti efektīva metode vērtīgu sastāvdaļu izolēšanai no kakao atkritumiem. Ultraskaņas ekstraktori ātrā, drošā un vienkāršā apstrādē nodrošina augstu pārtikas kvalitātes savienojumu iznākumu no kakao sēnalām, čaumalām un augļu mīkstuma.

Kakao blakusprodukti
Kakao (Theobroma cacao L.) ir vērtīgs kultūraugs, kura pupiņas galvenokārt izmanto šokolādes ražošanai. Pēc kakao augļu novākšanas pupiņas atdala no čaumalām (ko dēvē arī par apvalkiem vai sēnalām) un augļu mīkstuma vai nu pirms, vai pēc kakao pupiņu grauzdēšanas. Kakao pupiņu čaumalas un kakao augļu mīkstumu uzskata par kakao rūpniecības blakusproduktiem. Atkarībā no kakao augļu sugas pupiņas veido aptuveni 25% no kakao augļa masas. Mīkstums veido vēl 25% no masas, bet pārējais ir čaumala / sēnala, ko lielākoties izmet kā atkritumus. Tomēr kakao blakusprodukti, piemēram, čaumalas un mīkstums, ir bagāti ar šķiedrvielām, antioksidantiem, polifenoliem, garšas un aromāta savienojumiem, cukuriem un lipīdiem, kurus var izmantot kā piedevas pārtikā un dzērienos.

Fitouzturvielu ekstrakcija no kakao čaumalām ar ultraskaņu

Kakao čaumalu ekstrakcija ar ultraskaņu: ultraskaņas ekstrakcija pārvērš kakao bioatkritumus (piemēram, kakao sēnalas un augļu čaumalas) vērtīgos pārtikas produktos, piemēram, kakao sviestā, garšas un aromāta savienojumos, fitouzturvielās, augļu cukuros un uztura šķiedrvielās. Efektīvam ultraskaņas ekstrakcijas procesam nepieciešama tikai rupja kakao čaumalu biomasas priekšapstrāde, proti, kakao čaumalu malšana.

Jaudīga ultraskaņa ekstrakcijai

Jaudīgas ultraskaņas ekstrakciju intensificējošo mehānismu galvenokārt skaidro ar akustiskās kavitācijas parādību. Ultraskaņas kavitācija izraisa kakao čaumalu / sēnalu daļiņu savstarpējas sadursmes, kā rezultātā daļiņas sadrumstalojas un samazinās to izmērs. Kad kavitācijas burbuļi sabrūk uz kakao cieto daļiņu virsmas, erozija un sonoporācija vēl vairāk palielina daļiņu virsmas laukumu. Tādējādi pastiprinātā masas pārnese veicina tādu molekulu kā olbaltumvielu, lipīdu un fitoķīmisko savienojumu atbrīvošanos. Ultraskaņas radītie bīdes spēki uzlabo šķīdinātāja iekļūšanu augu materiāla šūnu matricā un attiecīgi palielina šūnu membrānu caurlaidību. Šie jaudīgas ultraskaņas mehānismi nodrošina būtisku procesa intensifikāciju, ko panāk, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu augu materiālu ekstrakcijā.

Pētījumos pierādīta kakao čaumalu ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību

Grillo et al. (2018) pētīja kakao sviesta, polifenolu (piemēram, katehīna, epikatehīna, procianidīna dimēru, trimēru un tetramēru), antioksidantu un metilksantīnu (piemēram, kofeīna, teobromīna) ekstrakciju no kakao pupiņu čaumalām, izmantojot ultraskaņas ekstrakciju. Kā redzams tālāk esošajā tabulā, apstrāde ar ultraskaņu vienmēr palielināja gan lipofilo, gan hidrofilo ekstraktu iznākumu, vienkāršā un vieglā veidā iegūstot ekstraktus, kas bagāti ar antioksidatīviem flavanoliem (katehīniem un epikatehīniem), teobromīnu (32,7 ± 0,12 mg/g čaumalu), kofeīnu (1,76 ± 0,08 mg/g čaumalu) un kakao sviestu. Labākos rezultātus apstrādē ar ultraskaņu sasniedza, izmantojot trīskomponentu maisījumu, kas nodrošina nedaudz zemāku kopējo hidrofilās frakcijas atguvi un 16 reizes samazina ekstrakcijas laiku.

Ar ultraskaņu veicinātas ekstrakcijas (UAE) un tradicionālā procesa iznākums no neapstrādātām kakao čaumalām, izteikts masas procentos (w/w). Ultraskaņas ekstrakcija nodrošina ievērojami augstāku iznākumu.
Pētījuma autori un autortiesību īpašnieki: Grillo et al. 2019.

Arī Yusof et al. (2019) pierādīja flavonoīdu ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāti no kakao čaumalām. Viņi konstatēja, ka visefektīvākie ir tālāk minētie etanola koncentrācijas, temperatūras un apstrādes ar ultraskaņu ilguma parametri, proti, visaugstāko ekstrakta iznākumu ieguva šādos apstākļos: kopējā flavonoīdu satura maksimālo vērtību (TFC; 7,47 mg RE/g sausnas (DW)) sasniedza pie 80% etanola koncentrācijas, 55ºC procesa temperatūras un 45 min ilgas apstrādes ar ultraskaņu.

Augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktori kakao atkritumu pārstrādei

Hielscher Ultrasonics augstas veiktspējas ultraskaņas ekstrakcijas sistēmas visā pasaulē izmanto pētniecībā un izstrādē, kā arī maza, vidēja un pilna komerciālā mēroga ražošanā. Augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktori intensificē ekstrakcijas procesu un palielina augstas kvalitātes ekstraktu ražošanas iznākumu un kopējo efektivitāti. Hielscher Ultrasonics piedāvā ekstrakcijas iekārtas jebkuram tilpumam / procesa jaudai. Ar vairāk nekā 25 gadu pieredzi augu materiālu ekstrakcijā Hielscher Ultrasonics ir jūsu uzticamais partneris augstas veiktspējas ultraskaņas ekstrakcijā!

Mūsdienīgas augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces kakao ekstrakcijai

Hielscher ultraskaņas ierīču viedās funkcijas ir izstrādātas, lai garantētu uzticamu darbību, reproducējamus rezultātus un lietošanas ērtumu. Darbības iestatījumiem var viegli piekļūt un tos pielāgot intuitīvā izvēlnē, kas pieejama digitālajā krāsu skārienekrānā un ar attālināto vadību pārlūkprogrammā. Tādēļ visi apstrādes parametri, piemēram, neto enerģija, kopējā enerģija, amplitūda, laiks, spiediens un temperatūra, tiek automātiski ierakstīti iebūvētajā SD kartē. Tas ļauj pārskatīt un salīdzināt iepriekšējos apstrādes ar ultraskaņu ciklus un optimizēt kakao pupiņu čaumalu ekstrakcijas procesu, lai sasniegtu visaugstāko efektivitāti.
Hielscher Ultrasonics sistēmas visā pasaulē izmanto augstas kvalitātes augu ekstraktu ražošanai. Hielscher rūpnieciskās ultraskaņas ierīces var viegli darboties ar lielām amplitūdām nepārtrauktā režīmā (24/7/365). Ar standarta sonotrodēm (ultraskaņas zondēm / ruporiem) var viegli un nepārtraukti radīt amplitūdas līdz 200µm. Vēl lielākām amplitūdām ir pieejamas individuāli pielāgotas ultraskaņas sonotrodes. Pateicoties izturībai un nelielām apkopes prasībām, mūsu ultraskaņas ekstrakcijas sistēmas bieži uzstāda darbam ar lielu slodzi un sarežģītos vides apstākļos.

 
Sazinieties ar mums jau tagad, lai uzzinātu vairāk par polifenolu, antioksidantu, cukuru un kakao sviesta ekstrakciju no kakao blakusproduktiem ar ultraskaņu. Mēs labprāt nosūtīsim jums informāciju par mūsu ultraskaņas ekstrakcijas sistēmām un cenām! Mūsu pieredzējušie darbinieki labprāt apspriedīs ar jums jūsu pielietojumu un apstrādes prasības!
 

Tālāk esošā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu: