Wydajna produkcja ekstraktów chmielowych metodą sonikacji

Chmiel i ekstrakty chmielowe są niezbędnymi składnikami do produkcji piwa. Alfa-kwasy a-kariofilen (humulon) i beta-kariofilen (humulen) są ważnymi związkami smakowymi, które nadają piwu goryczkę i przyczyniają się do jego aromatu, struktury piany i stabilności mikrobiologicznej. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest wysoce skuteczną techniką uwalniania związków bioaktywnych z macierzy komórkowej chmielu w celu uzyskania bogatego w smak i pełnego ekstraktu chmielowego.

Ultradźwiękowa ekstrakcja gorzkich kwasów z chmielu

Ultradźwiękowa ekstrakcja gorzkich kwasów z chmielu jest wysoce wydajną i niezawodną techniką stosowaną w przemyśle piwowarskim, produkcji aromatów i zapachów, a także w ośrodkach badawczych do wydajnej i skutecznej ekstrakcji związków odpowiedzialnych za gorycz i związki smakowe z szyszek chmielowych.

Ekstrakcja ultradźwiękowa wykorzystuje zasadę działania kawitacji akustycznej. Kawitacja akustyczna lub ultradźwiękowa jest generowana przez fale ultradźwiękowe o niskiej częstotliwości w cieczach. Naprzemienne cykle wysokiego? niskiego ciśnienia fal ultradźwiękowych tworzą drobne pęcherzyki kawitacyjne w rozpuszczalniku. Szybkie powstawanie i zapadanie się tych pęcherzyków generuje intensywne siły lokalne, które rozbijają ściany komórkowe i uwalniają docelowe związki, takie jak gorzkie kwasy, z materiału chmielowego. Kawitacja ultradźwiękowa jest bardzo skuteczna w uwalnianiu gorzkich kwasów, takich jak humulon, cohumulon i adhumulon z chmielu. Związki te są najbardziej znane jako związki smakowe stosowane w piwie, gdzie przyczyniają się do goryczy i wyraźnego profilu smakowego piwa.
Główną zaletą ekstrakcji ultradźwiękowej jest jej wydajność i szybkość. Sonikacja znacznie skraca czas ekstrakcji w porównaniu z tradycyjnymi metodami, co czyni ją atrakcyjnym wyborem dla browarów i producentów aromatów.
Ponieważ proces ekstrakcji ultradźwiękowej można zoptymalizować, dostosowując różne parametry, w tym czas sonikacji, temperaturę, stężenie rozpuszczalnika i stosunek materiału chmielowego do rozpuszczalnika, proces można dostosować do docelowego profilu smakowego ekstraktu chmielowego. Optymalizacja zapewnia maksymalną ekstrakcję kwasu gorzkiego przy jednoczesnym zachowaniu pożądanego smaku piwa.
Utrzymanie właściwej kontroli temperatury podczas ekstrakcji ultradźwiękowej jest niezbędne. Podwyższone temperatury mogą prowadzić do degradacji gorzkich kwasów i powstawania niepożądanych aromatów.

Ultradźwiękowe ekstrakty chmielowe o pełnym spektrum działania

Ultradźwiękowo przygotowane ekstrakty chmielowe są ekstraktami o pełnym spektrum, które oferują pełen zakres aktywnych składników szyszek chmielowych. Oprócz alfa-kwasów a-kariofilenu (humulonu) i beta-kariofilenu (humulenu), ekstrakcja ultradźwiękowa uwalnia również dalsze terpeny, takie jak linalol i farnezen, a także inne fitochemikalia, takie jak polifenole i flawonoidy. Ekstrakty o pełnym spektrum są cenione za tak zwany efekt entourage.
Podczas ekstrakcji ultradźwiękowej materiały roślinne, takie jak chmiel i inne zioła, są przetwarzane w łagodnych temperaturach, ograniczając w ten sposób degradację termiczną. Sonikacja umożliwia stosowanie łagodnych, bezpiecznych i przyjaznych dla środowiska rozpuszczalników – unikanie stosowania toksycznych rozpuszczalników.
Wysoka skuteczność ekstrakcji ultradźwiękowej pozwala nawet na produkcję ekstraktów chmielowych ze zużytego chmielu. Intensywny proces ekstrakcji ultradźwiękowej uwalnia pozostałe fotozwiązki ze zużytego chmielu i pomaga zubożyć zużyty chmiel ze wszystkich cennych substancji, dzięki czemu żadne substancje bioaktywne nie są marnowane.

Gorzkie kwasy w chmielu

Gorzkie kwasy chmielowe dzielą się na α- i β-kwasy. Gorzkie α-kwasy składają się z trzech głównych składników: n-humulonu, ad-humulonu i ko-humulonu. Podobnie, gorzkie β-kwasy składają się z n-lupulonu, ad-lupulonu i co-lupulonu. Dla browarów i produkcji piwa, α-kwasy są podstawową formą kwasu. Poprzez gotowanie alfa-kwasów w słabo kwaśnych warunkach, alfa-kwasy są izomeryzowane, a tym samym przekształcane w izo-α-kwasy. W wyniku izomeryzacji słabo rozpuszczalne w wodzie alfa-kwasy są przekształcane w bardziej rozpuszczalną izo-formę, która wykazuje charakterystyczną gorycz organoleptyczną. Kwasy β, które są jeszcze mniej rozpuszczalne w wodzie niż kwasy α, są mniej ważne dla produkcji browaru, ponieważ kwasy beta wykazują bardzo niski stopień izomeryzacji podczas gotowania brzeczki.
Oprócz zastosowania jako składnik aromatyzujący, chmiel jest również znany ze swoich właściwości prozdrowotnych, które obejmują działanie przeciwutleniające, uspokajające, przeciwzapalne, przeciwnowotworowe i estrogenne. Na przykład ksantohumol, prenyloflawonoid występujący w chmielu, znany jest z silnego działania przeciwutleniającego. Te naturalne substancje chmielowe są stosowane w suplementach i produktach leczniczych w celu wspierania zdrowia lub leczenia chorób.

Dlaczego warto używać ekstraktów z chmielu?

W przypadku stosowania jako składnik aromatyzujący, ekstrakty pozwalają na bardzo precyzyjne dozowanie goryczy i aromatu, ponieważ ekstrakty chmielowe są standaryzowane pod względem określonych ilości i składu alfa kwasów. Umożliwia to uzyskanie tego samego profilu smakowego, a tym samym stale wysokiej jakości produktu spełniającego oczekiwania klientów.
Ekstrakty z chmielu, stosowane jako składnik aktywny w suplementach i produktach leczniczych, oferują wysoce skoncentrowaną ilość substancji bioaktywnych, np. terpenów, flawonoidów. Dzięki temu możliwe jest spożycie dużej ilości aktywnego fotoskładnika w celu osiągnięcia zamierzonego efektu.

Analiza chromatografii gazowej ultradźwiękowego ekstraktu chmielu przygotowanego za pomocą homogenizatora ultradźwiękowego UP100HTlenek β-kariofilenu, α-kariofilen, α-pinen, mykren, limonen, α-kariofilen, tlenek kariofilenu i inne.

Ultradźwiękowa ekstrakcja chmielu

Ultradźwiękowo przyspieszona ekstrakcja rozpuszczalnikiem jest prostą, szybką i oszczędną metodą ekstrakcji gorzkich kwasów z chmielu. Będąc obróbką niskotemperaturową, ultradźwiękowa ekstrakcja chmielu daje wysoką wydajność w krótkim czasie procesu, co stanowi istotną zaletę w porównaniu z konwencjonalną ekstrakcją kwasu gorzkiego z chmielu.
Niskie temperatury przetwarzania, wysoka wydajność, doskonała jakość ekstraktu (tj. pełny smak? pełne spektrum ekstraktów) i bardzo krótki czas przetwarzania to główne zalety ultradźwiękowej ekstrakcji chmielu.
Ultradźwiękowa ekstrakcja chmielu – Zalety:

• Pełniejsza ekstrakcja
• Wyższa wydajność
• Pełny profil smakowy
• Zachowany aromat charakterystyczny dla danej odmiany
• Stała goryczka? aromat
• Przetwarzanie wsadowe i inline
• Bezpieczna i łatwa obsługa
• Ekonomiczny, szybki zwrot z inwestycji

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe

Hielscher Ultrasonics posiada wieloletnie doświadczenie w projektowaniu, produkcji i dostarczaniu wysokowydajnych ekstraktorów ultradźwiękowych na małą i dużą skalę przemysłową do renomowanych firm i instytutów badawczych na całym świecie. Ekstrakcja ultradźwiękowa może być przeprowadzana w dowolnej skali, od małych instalacji laboratoryjnych po wielkoskalowe systemy przemysłowe, umożliwiając producentom dostosowanie procesu ekstrakcji chmielu do ich potrzeb produkcyjnych.
Ultradźwięki Hielscher zapewniają ultradźwięki o dużej mocy, są wytrzymałe i mogą z łatwością pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu pod dużym obciążeniem. To sprawia, że ultradźwiękowe ekstraktory Hielscher są zaufanym koniem roboczym w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i chemicznym.
Wszystkie cyfrowe procesory ultradźwiękowe są wyposażone w kolorowy wyświetlacz dotykowy, za pomocą którego można łatwo i precyzyjnie ustawiać i kontrolować parametry procesu. Na wbudowanej karcie SD wszystkie parametry procesu są automatycznie zapisywane zaraz po włączeniu ekstraktora ultradźwiękowego.
Wyrafinowana konstrukcja zestawów do sonikacji wsadowej i liniowej firmy Hielscher jest szeroko testowana i optymalizowana pod kątem łatwości obsługi i wysokiej jakości wydruków. Reaktory przepływowe są dostępne w różnych rozmiarach i o różnych geometriach. Szeroka gama sonotrod (sond ultradźwiękowych) o różnych kształtach, rozmiarach i długościach, a także dodatkowe akcesoria pozwalają na idealną konfigurację systemu ultradźwiękowego zgodnie z procesem ekstrakcji i materiałem roślinnym.
Kolejna zaleta ultradźwięków firmy Hielscher’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe to dostarczanie bardzo wysokich amplitud do 200 μm, które mogą być łatwo i nieprzerwanie uruchamiane w trybie 24/7. Dla jeszcze większych amplitud dostępne są sonotrody ultradźwiękowe dostosowane do potrzeb klienta. Precyzyjna kontrola amplitudy i możliwość pracy z bardzo niskimi i bardzo wysokimi amplitudami umożliwia optymalny i efektywny proces. Wytrzymałość urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe Hielscher do ekstraktów najwyższej jakości!
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: