Ultradźwiękowa produkcja składników smakowych
Ultradźwiękowa ekstrakcja aromatów to wysoce wydajny i zrównoważony proces, który zwiększa wydajność przy jednoczesnym znacznym skróceniu czasu przetwarzania. Wykorzystując bezpieczne, ekologiczne rozpuszczalniki, technologia ultradźwiękowa oferuje ekologiczną metodę ekstrakcji o zwiększonej wydajności energetycznej, co czyni ją przyjazną dla środowiska alternatywą dla tradycyjnych technik ekstrakcji.
ekstrakty botaniczne – Ulepszony przez sonikację
Ekstrakcja ultradźwiękowa to skomercjalizowana technika produkcji wysokiej jakości ekstraktów do żywności & przemysł napojów, farmaceutyczny i kosmetyczny.
“Za pomocą ultradźwięków, pełne ekstrakcje mogą być teraz zakończone w ciągu kilku minut z wysoką powtarzalnością, zmniejszając zużycie rozpuszczalnika, upraszczając manipulację i obróbkę, dając wyższą czystość produktu końcowego, eliminując oczyszczanie ścieków i zużywając tylko ułamek energii kopalnej normalnie potrzebnej do konwencjonalnej metody ekstrakcji, takiej jak ekstrakcja Soxhleta, maceracja lub destylacja Clevengera. Kilka klas składników żywności, takich jak aromaty, pigmenty, przeciwutleniacze i inne związki organiczne i mineralne, zostało skutecznie wyekstrahowanych, przeanalizowanych i opracowanych z różnych matryc (głównie tkanek zwierzęcych, mikroalg, drożdży, żywności i materiałów roślinnych).” [Chemat et al. 2017].
Jako lider rynku, firma Hielscher Ultrasonics stworzyła szeroką bazę wiedzy na temat procesów ekstrakcji ultradźwiękowej, w tym ekstrakcji przypraw, ziół, kwiatów, owoców, warzyw do produkcji smaków i zapachów. Firma Hielscher Ultrasonics zdobyła głęboką wiedzę na temat ekstrakcji różnych materiałów roślinnych, takich jak kawa, szafran, winogrona (wino)dąb, liście herbatylawenda, mięta, stewiapapryczka chili, wanilia, kakao, liście boldusi wiele innych.
Procesy ekstrakcji ultradźwiękowej mogą być wykonywane przy użyciu prawie wszystkich rozpuszczalników, takich jak woda, alkohol, wodny etanol, gliceryna, oleje, izopropanol, heksan, benzen itp.
Do produkcji aromatów, substancji zapachowych i składników aktywnych, które będą wykorzystywane jako składniki żywności. & W przemyśle napojów, farmaceutycznym, kosmetycznym i perfumeryjnym ogromną zaletą jest stosowanie nieszkodliwych, ekologicznych rozpuszczalników, takich jak woda i alkohol.
Instalacja przemysłowa ekstraktora ultradźwiękowego UIP4000hdT do produkcji ekstraktów botanicznych.
- sonikacja
- termosonikacja
- manosonizacja
- termo-mano-sonikacja
- Ultradźwiękowy Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultradźwiękowa ekstrakcja nadkrytyczna
Metoda ultradźwiękowa daje lepszą ekstrakcję w porównaniu z większością konwencjonalnych procesów ekstrakcji, np. maceracji, pod względem czasu procesu, wyższej wydajności, większej oszczędności energii, czystości, bezpieczeństwa i jakości produktu. Szczególnie w odniesieniu do produkcji żywności, napojów oraz dodatków farmaceutycznych i kosmetycznych, zielona technika ekstrakcji ultradźwiękowej jest dużą zaletą w zakresie bezpieczeństwa produktu.
Przezroczyste emulsje smakowe
Emulsje są powszechnym dodatkiem do funkcjonalizacji żywności i napojów pod względem smaku, wartości odżywczych i stabilności. Zwłaszcza w przypadku formułowania napojów, klarowność jest ważnym czynnikiem, ponieważ produkt końcowy musi spełniać nie tylko standardy jakościowe i odżywcze, ale także optyczne. W przypadku klarownych napojów i żywności oznacza to, że dodatek do emulsji nie powinien zakłócać docelowej jakości końcowej. Tym samym, klarowna emulsja jest łatwiejsza w przetwarzaniu. Ze względu na swój rozmiar, nanoemulsje są przezroczyste i półprzezroczyste (przynajmniej dla gołego oka). Ze względu na ich wysoką stabilność kinetyczną, niską lepkość, wysoką przezroczystość i wysoką stabilność przed sedymentacją, kremowaniem, koalescencją i flokulacją, są one szeroko stosowane jako składniki.
Im większy rozmiar kropli/cząstek, tym większa nieprzezroczystość produktu końcowego. W przypadku formułowania klarownych napojów najlepsze wyniki daje zastosowanie klarownej emulsji z nanokropelkami. Emulsyfikacja ultradźwiękowa umożliwia wytwarzanie emulsji W / O, O / W, emulsji odwrotnych, a także podwójnych lub wielokrotnych emulsji W / O / W z kropelkami w zakresie nano (tzw. miniemulsje, nanoemulsje, ultradrobne emulsje lub emulsje submikronowe). Wielkość kropli można regulować i kontrolować za pomocą parametrów procesu ultradźwiękowego. Sonikatory Hielscher są precyzyjnie kontrolowane w celu uzyskania optymalnych i powtarzalnych wyników procesu.
ultradźwiękowa ekstrakcja ze zióła
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o MultiPhaseCavitator!
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o emulgowaniu ultradźwiękowym!
Enkapsulacja aromatów za pomocą ultradźwięków
Zastosowanie liposomów w produktach farmaceutycznych i spożywczych stale rośnie. Liposomy mogą być stosowane jako nośniki aktywnych cząsteczek, np. składników odżywczych i leków. Za pomocą sonikacji liposomy mogą być tworzone przez emulgowanie zawiesiny lipidowo-wodnej lub przez sonikację pęcherzyków wielokomórkowych (MLV). W procesie emulsji ultradźwiękowej, dwuwarstwy lipidowe są rozbijane na mniejsze pęknięcia, tak że kawałki te tworzą się do małych pęcherzyków jednokomórkowych (SUV) składających się z fosfolipidów. Podczas procesu sonikacji składniki aktywne mogą być zamknięte w liposomach.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej produkcji liposomów!
Ultradźwiękowe systemy ekstrakcji
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych najpopularniejszych ultradźwiękowych systemów ekstrakcyjnych:
- Ekologiczne rozpuszczalniki
- Wyższa wydajność
- Krótszy czas ekstrakcji
- Bezpieczeństwo
- Szybki zwrot z inwestycji
- Niskie koszty
Ultradźwiękowa ekstrakcja nadkrytyczna
Ekstrakcja płynem nadkrytycznym i CO2 w stanie nadkrytycznym to jedne z najważniejszych technik ekstrakcji w produkcji aromatów i substancji zapachowych.
Dwutlenek węgla w stanie nadkrytycznym jest selektywnym rozpuszczalnikiem o regulowanej gęstości. Jego selektywność i moc rozpuszczania zależy od zmiennej gęstości, na którą może wpływać ciśnienie i temperatura.
Łącząc ekstrakcję nadkrytyczną z sonikacją, możliwe staje się stosowanie rozpuszczalników spożywczych, takich jak alkohol lub woda, a mimo to osiąganie wysokich szybkości ekstrakcji i wysokich wydajności.
Skorzystaj z poniższego formularza, aby uzyskać więcej informacji na temat naszych ultradźwiękowych systemów ekstrakcyjnych i ich zastosowań!
Poniższy film przedstawia porównanie ekstrakcji ultradźwiękowej z konwencjonalną maceracją świeżych liści żeń-szenia w wodzie. Sonikacja nie tylko wytwarza silny ribwort w ciągu kilku sekund, ale także kolor ekstraktu wskazuje na różnicę w jakości. Podczas gdy ekstrakt ultradźwiękowy ma głęboki zielony kolor, ekstrakt macerowany przez 20 dni ma brązowawy kolor, który wskazuje na degradację oksydacyjną związków bioaktywnych.
Głęboki zielony kolor ultradźwiękowego ekstraktu z żeń-szenia podkreśla doskonałą wydajność technologii ultradźwiękowej w produkcji ekstraktu o pełnym spektrum działania. Ultradźwiękowa ekstrakcja botaniczna jest szybsza, silniejsza i bardziej wydajna. Wysokowydajna ekstrakcja ultradźwiękowa za pomocą UP200Ht wytwarza ekstrakt z żebrówki o pełnym spektrum działania.
Literatura / Referencje
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
Więcej informacji o ekstrakcji ultradźwiękowej
Ekstrakcja ultradźwiękowa jest dobrze znaną i niezawodną metodą produkcji ekstraktów z różnych surowców roślinnych. Ultradźwięki o dużej mocy zwiększają przenoszenie masy między surowcem a rozpuszczalnikiem, wpychając rozpuszczalnik do struktury komórkowej i wypłukując go z prędkością około 20 000 razy na sekundę (przy 20 kHz). Udowodniono, że sonikacja jest bardzo łagodną, ale bardzo skuteczną metodą – tworząc wyższe plony i ekstrakty wyższej jakości w krótszym czasie przetwarzania!
Następujące materiały zostały już z powodzeniem wyekstrahowane za pomocą ultradźwięków:
przyprawyszafran, papryczki chili (np. kapsaicyna), imbir, cynamon, wanilina, kwas rozmarynowy, szałwia, rozmaryn, majeranek, bazylia itp.
zioła: mięta pieprzowa, herbaty (np. czarna, zielona, Pai Mu Tan, jasmin, rooibos, honeybush), mięta zielona, stewia, konopie indyjskie itp.
kwiatylawenda, paczula, ylang-ylang, róża itp.
Owoce i warzywawino, winogrona / nasiona winogron, kawa, kakao, oliwki, pomarańcza / skórka pomarańczy, pomidor, nasiona guarany, nasiona oleiste (migdały, soja, nasiona papai, nasiona lnu, słonecznika, rzepaku), skórka granatu, szpinak, morwa, korzenie itp.
mikroorganizmywodorosty, spirulina, mikroalgi (mikroalgi Nannochloropsis spp, mikroalgi Nannochloropsis oculata, mikroalgi Dunaliella salina), sinice Synechococcus sp., drożdże Xanthophyllomyces dendrorhous, drożdże Trichosporon oleaginosisus, grzyby oleiste, grzyby Cordyceps sinensis.
Ekstrakty docelowe, które uzyskuje się przez sonikację, to olejki eteryczne, witaminy, lipidy, białka i fitokompleksy, takie jak fenole, przeciwutleniacze, polisacharydy, oleożywice, estry, esencje, hydrolizaty białkowe, aminokwasy, saponiny, flawonoidy, alkaloidy (np. morfina, kodeina, kodeina).morfina, kodeina, tebaina), pigmenty / barwniki (karotynoidy, chlorofil, fikocyjanina), antocyjany, limonen, alantolakton, izoalantolakton i inne substancje czynne.
Informacje o Green Extraction
Zielona ekstrakcja koncentruje się na przyjaznych dla środowiska, zrównoważonych metodach. W związku z tym zmniejszenie zużycia energii w procesie, stosowanie alternatywnych rozpuszczalników i odnawialnych surowców naturalnych są kluczowymi czynnikami dla zielonej ekstrakcji. Celem jest zapewnienie bezpiecznego i wysokiej jakości ekstraktu. Aby uzyskać bezpieczny produkt wysokiej jakości, ważne jest stosowanie alternatywnych, nadających się do recyklingu i bezpieczniejszych rozpuszczalników. Zmniejszając ogólną toksyczność procesu i produktów końcowych, konsumenci korzystają ze zdrowszego i bezpieczniejszego produktu, a producenci tworzą bezpieczniejsze środowisko przetwarzania dla swoich pracowników.