Efficiënte productie van hopextracten door sonificatie

Hop en hopextracten zijn essentiële ingrediënten voor de productie van bier. De alfazuren a-caryofylleen (humulon) en bèta-caryofylleen (humuleen) zijn belangrijke smaakcomponenten die het bier zijn bitterheid geven en bijdragen tot het aroma, de schuimstructuur en de microbiologische stabiliteit. Ultrasone extractie is een zeer efficiënte techniek om de bioactieve bestanddelen vrij te maken uit de celmatrix van de hop en zo een rijk en vol hopextract te produceren.

Ultrasone extractie van bitterzuren uit hop

Ultrasone extractie van bitterzuren uit hop is een zeer efficiënte en betrouwbare techniek die wordt gebruikt in de brouwerij-industrie, smaak- en geurproductie en in onderzoeksfaciliteiten om op efficiënte en effectieve wijze verbindingen die verantwoordelijk zijn voor bitterheid en smaakstoffen uit hopbellen te extraheren.

Ultrasone extractie maakt gebruik van het werkingsprincipe van akoestische cavitatie. Akoestische of ultrasone cavitatie wordt opgewekt door ultrasone geluidsgolven met een lage frequentie in vloeistoffen. De afwisselende hoge-druk/lage-druk cycli van de ultrasone geluidsgolven creëren minuscule cavitatiebelletjes in een oplosmiddel. De snelle vorming en instorting van deze belletjes genereren intense lokale krachten die de celwanden verstoren en doelcomponenten, zoals bitterzuren, vrijmaken uit het hopmateriaal. Ultrasone cavitatie is zeer effectief om bitterzuren zoals humulon, cohumulon en adhumulon vrij te maken uit hop. Deze verbindingen zijn vooral bekend als smaakcomponenten in bier, waar ze bijdragen aan de bitterheid en het uitgesproken smaakprofiel van bier.
Een groot voordeel van ultrasone extractie is de efficiëntie en snelheid. Sonicatie verkort de extractietijden aanzienlijk in vergelijking met traditionele methoden, waardoor het een aantrekkelijke keuze is voor brouwerijen en smaakfabrikanten.
Aangezien het ultrasone extractieproces kan worden geoptimaliseerd door verschillende parameters aan te passen, waaronder de sonificatietijd, temperatuur, concentratie van het oplosmiddel en de verhouding tussen hopmateriaal en oplosmiddel, kan het proces worden aangepast aan het beoogde smaakprofiel van het hopextract. Optimalisatie zorgt voor maximale extractie van bitterzuren met behoud van de gewenste biersmaak.
Het is essentieel om de temperatuur tijdens de ultrasone extractie goed te regelen. Verhoogde temperaturen kunnen leiden tot de afbraak van bitterzuren en de vorming van ongewenste bijsmaken.

Ultrasoon volspectrum hopextracten

Ultrasoon bereide hopextracten zijn fullspectrum extracten, die het volledige scala aan actieve ingrediënten van de hopbellen bieden. Naast de alfa-zuren a-caryofylleen (humulon) en bèta-caryofylleen (humulene) komen bij ultrasone extractie ook andere terpenen vrij, zoals linalool en farneseen, evenals andere fytochemicaliën zoals polyfenolen en flavonoïden. Full spectrum extracten worden gewaardeerd om hun zogenaamde entourage-effect.
Tijdens ultrasone extractie worden plantaardige materialen, zoals hop en andere kruiden, verwerkt bij milde temperaturen, waardoor thermische afbraak wordt beperkt. Sonicatie maakt het gebruik van milde, veilige, milieuvriendelijke oplosmiddelen mogelijk. – het gebruik van giftige oplosmiddelen vermijden.
De hoge effectiviteit van ultrasone extractie maakt het zelfs mogelijk hopextracten te produceren uit gebruikte hop. Het intensieve ultrasone extractieproces maakt de resterende fotoverbindingen uit de gebruikte hop vrij en helpt om de gebruikte hop te ontdoen van alle waardevolle stoffen, zodat er geen bioactieve stoffen verloren gaan.

Bittere zuren in hop

Hopbitterzuren worden onderscheiden in α- en β-zuren. Bittere α-zuren bestaan uit drie hoofdbestanddelen: n-humulon, ad-humulon en co-humulon. Op dezelfde manier bestaan bittere β-zuren uit n-lupulon, ad-lupulon en co-lupulon. Voor brouwerijen en bierproductie zijn α-zuren de essentiële zuurvorm. Door alfazuren onder zwak zure omstandigheden te koken, worden de alfazuren geïsomeriseerd en zo omgezet in iso-α-zuren. Door isomerisatie worden de slecht in water oplosbare alfazuren omgezet in een beter oplosbare isovorm, die de karakteristieke organoleptische bitterheid vertoont. De β-zuren, die nog minder goed oplosbaar zijn in water dan de α-zuren, zijn minder belangrijk voor de brouwerijproductie omdat de beta-zuren een zeer lage isomerisatiesnelheid vertonen tijdens het koken van wort.
Naast het gebruik als smaakstof staat hop ook bekend om zijn gezondheidsbevorderende eigenschappen, waaronder antioxidatieve, kalmerende, ontstekingsremmende, anticarcinogene en oestrogene effecten. Zo staat xanthohumol, een prenylflavonoïde die in hop voorkomt, bekend om zijn sterke antioxidatieve effecten. Deze natuurlijke hopstoffen worden gebruikt in supplementen en geneesmiddelen om de gezondheid te ondersteunen of ziekten te behandelen.

Waarom hopextracten gebruiken?

Als aromatiserend ingrediënt maken hopextracten een zeer precieze dosering van bitterheid en aroma mogelijk, aangezien hopextracten gestandaardiseerd zijn wat betreft specifieke hoeveelheden en samenstellingen van alfazuren. Dit maakt het mogelijk om hetzelfde smaakprofiel te produceren en zo een product van constante hoge kwaliteit te maken dat voldoet aan de verwachtingen van de klant.
Bij gebruik als actief ingrediënt in supplementen en geneesmiddelen bieden hopextracten een zeer geconcentreerde hoeveelheid bioactieve stoffen, zoals terpenen en flavonoïden. Daardoor is het mogelijk om een grote hoeveelheid van de actieve fotocomponent in te nemen om het beoogde effect te bereiken.

Gaschromatografische analyse van ultrasoon hopextract bereid met ultrasone homogenisator UP100Hβ-caryofylleenoxide, α-caryofylleen, α-pineen, mycreen, limoneen, α-caryofylleen en caryofylleenoxide en andere.

Ultrasone hop extractie

Ultrasoon versnelde oplosmiddelextractie is een eenvoudige, snelle en veilige methode voor de extractie van bitterzuren uit hop. Omdat het een behandeling bij lage temperatuur is, geeft ultrasone hopextractie een hoge opbrengst in een korte procestijd, wat belangrijke voordelen zijn in vergelijking met de conventionele bitterzurextractie uit hop.
Lage verwerkingstemperaturen, hoge opbrengsten, superieure extractkwaliteit (d.w.z. volle smaak? volspectrum-extracten) en een zeer korte verwerkingstijd zijn de belangrijkste voordelen van ultrasone hopextractie.
Ultrasone hop extractie – Voordelen:

• Volledigere extractie
• Hogere opbrengst
• Volledig smaakprofiel
• Rasspecifieke aroma's bewaard
• Consistente bitterheid/smaak
• Batch- en inline verwerking
• Veilig en eenvoudig te bedienen
• Economisch, snelle ROI

Ultrasone afzuigers met hoge prestaties

Hielscher Ultrasonics heeft jarenlange ervaring in het ontwerpen, produceren en leveren van hoogwaardige ultrasone extractoren voor kleine tot grote industriële schaal aan gerenommeerde bedrijven en onderzoeksinstituten wereldwijd. Ultrasone extractie kan op elke schaal worden uitgevoerd, van kleine laboratoriumopstellingen tot grootschalige industriële systemen, zodat fabrikanten hun hopextractieproces kunnen afstemmen op hun productiebehoeften.
Hielscher ultrasone machines leveren ultrageluid met een hoog vermogen, zijn robuust en kunnen gemakkelijk 24/7 werken onder zware belasting. Dit maakt Hielscher ultrasone extractors tot het vertrouwde werkpaard in de voedingsmiddelen-, farmaceutische en chemische industrie.
Alle digitale ultrasoonprocessoren zijn uitgerust met een gekleurd touch-display, waarmee u de procesparameters eenvoudig en nauwkeurig kunt instellen en regelen. Op de ingebouwde SD-kaart worden alle procesparameters automatisch opgeslagen zodra u de ultrasone extractor inschakelt.
Het uitgekiende ontwerp van Hielscher's batch- en inline sonicatie-opstellingen is uitgebreid getest en geoptimaliseerd voor gebruiksvriendelijkheid en hoogwaardige output. Flowcelreactoren zijn verkrijgbaar in verschillende maten en met verschillende geometrieën. Het brede scala aan sonotrodes (ultrasone sondes) met verschillende vormen, maten en lengtes, evenals extra accessoires, zorgen voor de ideale configuratie van uw ultrasone systeem in overeenstemming met uw extractieproces en plantmateriaal.
Een ander voordeel van Hielscher Ultrasonics’ Industriële ultrasone processoren zijn de levering van zeer hoge amplitudes tot 200 μm, die gemakkelijk en continu 24/7 in bedrijf kunnen worden gebruikt. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotrodes beschikbaar. De nauwkeurige regeling van de amplitude en de mogelijkheid om zeer lage tot zeer hoge amplitudes te laten lopen, zorgt voor een optimaal en effectief proces. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7 gebruik mogelijk bij zware belasting en in veeleisende omgevingen.
Hielscher ultrasone extractors met hoge prestaties voor superieure extracten!
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: