Cacao-afval zoals cacaovruchtenpulp en cacaobonenschillen kunnen gemakkelijk gevaloriseerd worden door de extractie van cacaoboter, vruchtensuiker en bioactieve bestanddelen. Ultrasone extractie is een zeer efficiënte techniek gebleken om waardevolle componenten uit cacao-afval te isoleren. Ultrasone extractoren maken in een snelle, veilige en eenvoudige behandeling hoge opbrengsten van voor levensmiddelen geschikte verbindingen uit cacaoschillen, -doppen en -vruchtenpulp vrij.

Bijproducten van cacao
Cacao (Theobroma cacao L.) is een waardevol gewas, waarvan de bonen voornamelijk worden gebruikt voor de productie van chocolade. Na het oogsten van de cacaovruchten, voor of na het roosteren van de cacaobonen, worden de bonen bevrijd van de schillen (ook wel schillen of vliesjes genoemd) en de vruchtenpulp. Cacaodoppen en cacaovruchtenpulp worden beschouwd als een nevenproduct van de cacao-industrie. Afhankelijk van de soort cacaovrucht maken de bonen ongeveer 25% van het gewicht van de cacaovrucht uit. De pulp maakt nog eens 25% uit en de rest zijn de schillen, die meestal als afval worden weggegooid. De bijproducten van cacao, zoals schillen en pulp, zijn echter rijk aan vezels, antioxidanten, polyfenolen, smaakstoffen, suikers en lipiden, die kunnen worden gebruikt als additieven in levensmiddelen en dranken.

Ultrasone extractie van fyto-nutriënten uit cacaodoppen

Ultrasone extractie van cacaodoppen: Ultrasone extractie verandert cacao biowaste (bv. cacaoschil, peulschil) in waardevolle voedingsproducten zoals cacaoboter, smaakstoffen, fyto-nutriënten, fruitsuikers en voedingsvezels. Voor een efficiënt ultrasoon extractieproces is alleen een ruwe voorbehandeling van de cacaoschilbiomassa nodig, d.w.z. het malen van de cacaoschil.

Power Ultrasound voor extractie

Het extractie versterkende mechanisme van ultrageluid wordt hoofdzakelijk toegeschreven aan het fenomeen van akoestische cavitatie. Ultrasone cavitatie veroorzaakt botsingen tussen deeltjes van cacaoschillen, wat resulteert in interparticulaire fractionering en verkleining van de deeltjesgrootte. Wanneer de cavitatiebelletjes op het oppervlak van de cacaomassa ineenstorten, wordt door erosie en sonoporatie het deeltjesoppervlak nog groter. De daardoor geïntensiveerde massaoverdracht vergemakkelijkt het vrijkomen van moleculen zoals eiwitten, lipiden en fytochemicaliën. Door ultrasone trillingen opgewekte afschuifkrachten verbeteren de penetratie van het oplosmiddel in de cellulaire matrix van het plantaardige materiaal en verbeteren de permeabiliteit van de celmembranen. Deze mechanismen van ultrasoon vermogen zijn verantwoordelijk voor de aanzienlijke procesintensivering die wordt bereikt wanneer ultrasoon vermogen wordt toegepast voor botanische extractie.

Ultrasoon ondersteunde extractie van cacaodoppen bewezen door onderzoek

Grillo et al. (2018) onderzochten de extractie van cacaoboter, polyfenolen (bijv. catechine, epicatechine, procyanidinedimeren, trimeren en tetrameren), antioxidanten en methylxantine (bijv. cafeïne, theobromine) uit cacaoboonschillen met behulp van ultrasone extractie. Zoals uit onderstaande tabel blijkt, verhoogde ultrasone extractie altijd zowel de opbrengst van lipofiele als van hydrofiele extracten, wat resulteerde in extracten die rijk waren aan antioxidant flavanolen (catechinen en epicatechinen), theobromine (32,7 ± 0,12 mg/g doppen), cafeïne (1,76 ± 0,08 mg/g doppen) en cacaoboter, op een eenvoudige en gemakkelijke manier. De beste resultaten onder sonicatie werden bereikt met het ternaire mengsel, dat een iets lagere totale terugwinning van de hydrofiele fractie geeft en een 16-voudige verkorting van de extractietijd.

Ultrasone extractie (UAE) en opbrengst van het conventionele proces uit de ruwe cacaodoppen, uitgedrukt in w/w-percentage. Ultrasone extractie geeft aanzienlijk hogere opbrengsten.
Studie en copyright door Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) konden de efficiëntie van ultrasone extractie van flavonoïden uit cacaodoppen ook bewijzen. Zij vonden volgende extractieparameters van ethanolconcentratie, temperatuur en ultrasoontijd het meest efficiënt, d.w.z. onder volgende omstandigheden werden de hoogste extractopbrengsten verkregen: maximale waarde van het totale flavonoïdengehalte (TFC; 7,47 mg RE/g gedroogd gewicht (DW)) werd bereikt 80% ethanolconcentratie, 55ºC procestemperatuur, en 45 min sonicatie.

Hoogwaardige ultrasone extractoren voor de verwerking van cacao-afval

High-performance ultrasone afzuigsystemen van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt op R&D, kleine, middelgrote en volcommerciële productieniveaus. Hoogwaardige ultrasone extractoren intensiveren het extractieproces en verhogen de opbrengst en algehele efficiëntie van de productie van hoogwaardige extracten. Hielscher Ultrasonics biedt extractieapparatuur voor elk volume / procescapaciteit. Hielscher Ultrasonics heeft al meer dan 25 jaar ervaring op het gebied van botanische extractie en is uw betrouwbare partner voor high-performance ultrasone extractie!

Ultrasooninstallaties met hoge prestaties en de allernieuwste technologie

De slimme functies van Hielscher ultrasoonapparaten zijn ontworpen om een betrouwbare werking, reproduceerbare resultaten en gebruiksvriendelijkheid te garanderen. Operationele instellingen kunnen eenvoudig worden opgeroepen en gekozen via een intuïtief menu, dat toegankelijk is via een digitaal kleuren touch-display en browser-afstandsbediening. Alle verwerkingscondities zoals netto energie, totale energie, amplitude, tijd, druk en temperatuur worden automatisch geregistreerd op een ingebouwde SD-kaart. Dit maakt het mogelijk om eerdere sonicaties te herzien en te vergelijken en het extractieproces van de cacaoboonschil te optimaliseren tot de hoogste efficiëntie.
Hielscher ultrasoon systemen worden wereldwijd gebruikt voor de productie van hoogwaardige botanische extracten. Hielscher industriële ultrasooninstallaties kunnen gemakkelijk hoge amplitudes in continubedrijf (24/7/365) draaien. Amplitudes tot 200µm kunnen gemakkelijk continu worden gegenereerd met standaard sonotrodes (ultrasone sondes / hoorns). Voor nog hogere amplitudes zijn aangepaste ultrasone sonotroden beschikbaar. Vanwege hun robuustheid en geringe onderhoud worden onze ultrasone afzuigsystemen vaak geïnstalleerd voor zware toepassingen en in veeleisende omgevingen.

Neem nu contact met ons op om meer te weten te komen over ultrasone extractie van polyfenolen, antioxidanten, suikers en cacaoboter uit cacao bijproducten. Wij sturen u graag informatie over onze ultrasone extractiesystemen en prijzen! Onze goed ervaren medewerkers bespreken graag met u uw toepassing en verwerkingsvereisten!
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators: