Extratos de cascas de cacau com ultrassons de potência

Os resíduos de cacau, como a polpa do fruto e as cascas de cacau, podem ser facilmente valorizados através da extração de manteiga de cacau, açúcar do fruto e compostos bioativos. A extração ultrassónica demonstrou ser uma técnica altamente eficiente para isolar componentes valiosos dos resíduos de cacau. Os extratores ultrassónicos libertam elevados rendimentos de compostos de qualidade alimentar a partir das cascas e da polpa do fruto do cacau, num tratamento rápido, seguro e simples.

Subprodutos do cacau
O cacau (Theobroma cacao L.) é uma cultura valiosa, cujas sementes são utilizadas principalmente na produção de chocolate. Após a colheita dos frutos do cacaueiro, antes ou depois da torrefação das sementes de cacau, as sementes são separadas das cascas (também conhecidas como invólucros) e da polpa do fruto. As cascas das sementes de cacau e a polpa do fruto do cacau são consideradas um subproduto da indústria do cacau. Dependendo da espécie do fruto do cacau, as sementes representam aprox. 25% em peso do fruto. A polpa corresponde a outros 25% em peso e o restante é casca / invólucro, que é maioritariamente descartado como resíduo. No entanto, os subprodutos do cacau, como as cascas e a polpa, são ricos em fibras, antioxidantes, polifenóis, compostos aromáticos, açúcares e lípidos, que podem ser utilizados como aditivos em alimentos e bebidas.

Extração ultrassónica de fitonutrientes das cascas de cacau

Extração ultrassónica de cascas de cacau: a extração ultrassónica transforma os biorresíduos de cacau (por exemplo, cascas de cacau, cascas do fruto do cacaueiro) em produtos alimentares valiosos, como manteiga de cacau, compostos aromáticos, fitonutrientes, açúcares do fruto e fibras alimentares. Para um processo de extração ultrassónica eficiente, é necessário apenas um pré-tratamento rudimentar da biomassa das cascas de cacau, ou seja, a moagem das cascas de cacau.

Ultrassons de potência para extração

O mecanismo de intensificação da extração pelos ultrassons de potência é atribuído principalmente ao fenómeno da cavitação acústica. A cavitação ultrassónica provoca colisões entre partículas de cascas / invólucros de cacau, que resultam em fragmentação entre partículas e na redução do tamanho das partículas. Quando as bolhas de cavitação colapsam na superfície dos sólidos de cacau, a erosão e a sonoporação aumentam ainda mais a superfície das partículas. A transferência de massa assim intensificada facilita a libertação de moléculas como proteínas, lípidos e compostos fitoquímicos. As forças de cisalhamento geradas por ultrassons melhoram a penetração do solvente na matriz celular da matéria vegetal e melhoram a permeabilidade das membranas celulares, respetivamente. Estes mecanismos dos ultrassons de potência são responsáveis pela intensificação significativa do processo obtida quando a sonicação é aplicada à extração de matérias vegetais.

Extração de cascas de cacau assistida por ultrassons comprovada pela investigação

Grillo et al. (2018) investigaram a extração de manteiga de cacau, polifenóis (por exemplo, catequina, epicatequina, dímeros, trímeros e tetrâmeros de procianidina), antioxidantes e metilxantinas (por exemplo, cafeína, teobromina) das cascas das sementes de cacau através da extração ultrassónica. Como mostra a tabela abaixo, a sonicação aumentou sempre os rendimentos dos extratos lipofílicos e hidrofílicos, resultando em extratos ricos em flavanóis antioxidantes (catequinas e epicatequinas), teobromina (32,7 ± 0,12 mg/g de cascas), cafeína (1,76 ± 0,08 mg/g de cascas) e manteiga de cacau, de forma simples e fácil. Os melhores resultados com sonicação foram alcançados utilizando a mistura ternária, que proporciona uma recuperação total ligeiramente inferior da fração hidrofílica e permite uma redução de 16 vezes no tempo de extração.

Rendimentos da extração assistida por ultrassons (UAE) e do processo convencional a partir de cascas de cacau em bruto, expressos em percentagem m/m. A extração ultrassónica proporciona rendimentos significativamente superiores.
Estudo e direitos de autor de Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) também conseguiram comprovar a eficiência da extração ultrassónica de flavonoides das cascas de cacau. Identificaram os seguintes parâmetros de extração relativos à concentração de etanol, à temperatura e ao tempo de sonicação como os mais eficientes, ou seja, nas seguintes condições foram obtidos os rendimentos de extração mais elevados: o valor máximo do teor total de flavonoides (TFC; 7,47 mg RE/g de peso seco (DW)) foi alcançado com uma concentração de etanol de 80%, uma temperatura de processo de 55ºC e 45 min de sonicação.

Extratores ultrassónicos de elevado desempenho para o processamento de resíduos de cacau

Os sistemas de extração ultrassónica de elevado desempenho da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo em I&D e na produção em pequena e média escala e à escala plenamente comercial. Os extratores ultrassónicos de elevado desempenho intensificam o processo de extração e aumentam o rendimento e a eficiência global da produção de extratos de elevada qualidade. A Hielscher Ultrasonics oferece equipamentos de extração para qualquer volume / capacidade de processamento. Com mais de 25 anos de experiência na extração de matérias vegetais, a Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro de confiança para a extração ultrassónica de elevado desempenho!

Sonicadores de elevado desempenho e de última geração para a extração de cacau

As funcionalidades inteligentes dos sonicadores Hielscher foram concebidas para garantir uma operação fiável, resultados reprodutíveis e facilidade de utilização. As definições de funcionamento podem ser facilmente acedidas e ajustadas através de um menu intuitivo, acessível através de um ecrã tátil digital a cores e de controlo remoto pelo navegador. Assim, todas as condições de processamento, como a energia líquida, a energia total, a amplitude, o tempo, a pressão e a temperatura, são automaticamente registadas num cartão SD integrado. Isto permite-lhe rever e comparar ciclos de sonicação anteriores e otimizar o processo de extração das cascas das sementes de cacau para alcançar a máxima eficiência.
Os sistemas da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo na produção de extratos vegetais de elevada qualidade. Os sonicadores industriais Hielscher podem facilmente operar com amplitudes elevadas em funcionamento contínuo (24/7/365). Amplitudes até 200µm podem ser facilmente geradas de forma contínua com sonotrodos padrão (sondas / cornetas ultrassónicas). Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultrassónicos personalizados. Devido à sua robustez e reduzidas necessidades de manutenção, os nossos sistemas de extração ultrassónica são frequentemente instalados para aplicações de serviço intensivo e em ambientes exigentes.

 
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A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores: