Ultrasone productie van aroma-ingrediënten

Ultrasone aroma-extractie is een zeer efficiënt en duurzaam proces dat de opbrengst verhoogt en tegelijkertijd de verwerkingstijd aanzienlijk verkort. Door gebruik te maken van veilige, groene oplosmiddelen biedt ultrasone technologie een groene extractiemethode met een verbeterde energie-efficiëntie, waardoor deze een milieuvriendelijk alternatief vormt voor traditionele extractietechnieken.

Plantaardige extracten – verbeterd door sonicatie

Ultrasone extractie is een commercieel toegepaste techniek voor de productie van hoogwaardige extracten voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de farmaceutische industrie en de cosmetische industrie.
“Met ultrasoon geluid kunnen volledige extracties nu binnen enkele minuten met een hoge reproduceerbaarheid worden uitgevoerd, waarbij het oplosmiddelverbruik wordt verminderd, de behandeling en opwerking worden vereenvoudigd, een hogere zuiverheid van het eindproduct wordt verkregen, nabehandeling van afvalwater overbodig wordt en slechts een fractie van de fossiele energie wordt verbruikt die normaal gesproken nodig is voor een conventionele extractiemethode zoals Soxhlet-extractie, maceratie of Clevenger-destillatie. Verschillende klassen van voedingscomponenten, zoals aroma’s, pigmenten, antioxidanten en andere organische en minerale verbindingen, zijn efficiënt geëxtraheerd, geanalyseerd en geformuleerd uit uiteenlopende matrices (voornamelijk dierlijke weefsels, microalgen, gisten, voedingsmiddelen en plantaardige materialen).” [Chemat et al. 2017]

Ultrasone extractie wordt gebruikt om isolaten uit plantaardig materiaal te verkrijgen. De video toont de efficiënte extractie van smaakstoffen uit chilivlokken met de UP200Ht.

Als marktleider heeft Hielscher Ultrasonics een uitgebreide kennisbasis opgebouwd over ultrasone extractieprocessen, waaronder de extractie van specerijen, kruiden, bloemen, fruit en groenten voor de productie van aroma’s en geurstoffen. Hielscher Ultrasonics heeft diepgaande kennis opgedaan over de extractie van verschillende plantaardige materialen, zoals koffie, saffraan, druiven (wijn), eikenhout, theebladeren, lavendel, munt, stevia, chilipepers, vanille, cacao, boldusbladeren, en vele andere.
Ultrasone extractieprocessen kunnen worden uitgevoerd met vrijwel elk oplosmiddel, zoals water, alcohol, waterige ethanol, glycerine, oliën, isopropanol, hexaan, benzeen enz.
Voor de productie van aroma’s, geurstoffen en actieve bestanddelen die als ingrediënten worden gebruikt in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de farmaceutische industrie, de cosmetische industrie en de parfumindustrie, biedt het gebruik van niet-gevaarlijke, groene oplosmiddelen zoals water en alcohol een groot voordeel.

Vormen van ultrasone extractie:

• Sonicatie
• Thermosonicatie
• Manosonicatie
• Thermo-manosonicatie
• Ultrasone Soxhlet-extractie (Sono-Soxhet)
• Ultrasone superkritische extractie

De ultrasone methode biedt een betere extractie dan de meeste conventionele extractieprocessen, bijvoorbeeld maceratie, wat betreft procestijd, hogere opbrengst, grotere energiebesparing, reinheid, veiligheid en productkwaliteit. Vooral bij de productie van additieven voor voedingsmiddelen, dranken, farmaceutische producten en cosmetica biedt de groene ultrasone extractietechniek een groot voordeel voor de productveiligheid.

Transparante aroma-emulsies

Emulsies zijn een veelgebruikt additief om voedingsmiddelen en dranken gewenste eigenschappen te geven op het gebied van smaak, voedingswaarde en stabiliteit. Vooral bij de formulering van dranken is helderheid een belangrijke factor, omdat het eindproduct niet alleen aan kwaliteits- en voedingsnormen moet voldoen, maar ook aan optische normen. Voor heldere dranken en voedingsmiddelen betekent dit dat het emulsieadditief de beoogde eindkwaliteit niet mag verstoren. Daarbij is een heldere emulsie gemakkelijker te verwerken. Door hun grootte zijn nano-emulsies transparant en doorschijnend (ten minste voor het blote oog). Dankzij hun hoge kinetische stabiliteit, lage viscositeit, hoge transparantie en hoge stabiliteit tegen sedimentatie, oproming, coalescentie en flocculatie worden ze op grote schaal als ingrediënten gebruikt.
Hoe groter de druppel- / deeltjesgrootte, hoe meer ondoorzichtigheid aan het eindproduct wordt toegevoegd. Voor de formulering van heldere dranken geeft het gebruik van een heldere emulsie met nanodruppels de beste resultaten. Ultrasone emulsificatie maakt het mogelijk W/O- en O/W-emulsies, inverse emulsies en dubbele of meervoudige W/O/W-emulsies met druppels in het nanobereik te produceren (zogenoemde mini-emulsies, nano-emulsies, ultrafijne emulsies of submicronemulsies). De druppelgrootte kan met ultrasone procesparameters worden ingesteld en geregeld. De sonicatoren van Hielscher zijn nauwkeurig regelbaar voor optimale en reproduceerbare procesresultaten.

Met de MultiPhaseCavitator heeft Hielscher een uniek inzetstuk voor de doorstroomcel ontwikkeld om de ultrasone emulsificatie nog verder te verbeteren.
Klik hier om meer te lezen over de MultiPhaseCavitator!
Klik hier om meer te lezen over ultrasone emulsificatie!

Inkapseling van aroma’s met ultrasoon geluid

Het gebruik van liposomen in farmaceutische producten en voedingsmiddelen neemt voortdurend toe. Liposomen kunnen worden gebruikt als dragers voor actieve moleculen, bijvoorbeeld voedingsstoffen en geneesmiddelen. Met sonicatie kunnen liposomen worden gevormd door emulsificatie van een lipide/water-suspensie of door sonicatie van multilamellaire vesikels (MLVs). Door het ultrasone emulsificatieproces worden lipidendubbellagen in kleinere fragmenten opgebroken, waarna deze fragmenten zichzelf vormen tot kleine unilamellaire vesikels (SUVs) die uit fosfolipiden bestaan. Tijdens het sonicatieproces kunnen actieve ingrediënten in de liposomen worden ingekapseld.
Klik hier voor meer informatie over de ultrasone productie van liposomen!

Ultrasone extractiesystemen

De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze populairste ultrasone extractiesystemen:

Ultrasone superkritische extractie

Extractie met superkritische vloeistoffen en superkritische CO2 behoort tot de belangrijkste extractietechnieken voor de productie van aroma’s en geurstoffen.
Superkritisch koolstofdioxide is een selectief oplosmiddel met een instelbare dichtheid. De selectiviteit en het oplossend vermogen ervan zijn afhankelijk van de variabele dichtheid, die door de druk en temperatuur kan worden beïnvloed.
Door superkritische extractie met sonicatie te combineren, wordt het mogelijk oplosmiddelen van voedingsmiddelenkwaliteit, zoals alcohol of water, te gebruiken en toch hoge extractiesnelheden en hoge opbrengsten te behalen.
Gebruik het onderstaande formulier voor meer informatie over onze ultrasone extractiesystemen en hun toepassingen!

Bekijk in de onderstaande video een vergelijking van ultrasone extractie en conventionele maceratie van verse bladeren van smalle weegbree in water. Sonicatie levert niet alleen binnen enkele seconden een krachtig extract van smalle weegbree op, maar ook de kleur van het extract wijst op een verschil in kwaliteit. Terwijl het ultrasone extract een diepgroene kleur heeft, heeft het gedurende 20 dagen gemacereerde extract een bruinachtige kleur die wijst op oxidatieve afbraak van de bioactieve verbindingen.
 

In deze korte video vergelijken wij ultrasone extractie in koud water met het ultrasone sondeapparaat Hielscher UP200Ht met traditionele maceratie gedurende 20 dagen. Terwijl conventionele maceratie weken nodig heeft om bioactieve stoffen uit verse smalleweegbreebladeren te extraheren, maakt ultrasone extractie met een sonde deze stoffen al binnen enkele seconden vrij. Bij vergelijking van het traditioneel gemacereerde extract met het ultrasone extract is duidelijk te zien dat het ultrasoon behandelde extract diepgroen is, terwijl het gemacereerde extract een bruinachtige tint heeft, wat wijst op oxidatieve afbraak van de bioactieve stoffen. De diepgroene kleur van het ultrasone smalleweegbree-extract onderstreept de superieure efficiëntie van ultrasone technologie bij het produceren van een extract met een volledig spectrum aan stoffen. Ultrasone extractie van plantaardig materiaal is sneller, krachtiger en efficiënter. De zeer efficiënte ultrasone extractie met de UP200Ht levert een smalleweegbree-extract met een volledig spectrum aan stoffen op.

 

---

---