Produção Eficiente de Extratos de Lúpulo por Sonication

Lúpulo e extratos de lúpulo são ingredientes essenciais para a produção de cerveja. Os alfa-ácidos a-carophyllene (humulone) e beta-carofílico (humuleno) são compostos de sabor importantes, que dão à cerveja sua amargura e contribuem para seu aroma, estrutura de espuma e estabilidade microbiológica. A extração ultrassônica é uma técnica altamente eficiente para liberar os compostos bioativos da matriz celular hops para produzir um extrato de lúpulo rico em sabor e completo.

Extração Ultrasônica de Ácidos Amargos do Lúpulo

A extração ultra-sônica de ácidos amargos do lúpulo é uma técnica altamente eficiente e confiável usada na indústria cervejeira, produção de aromas e fragrâncias, bem como em instalações de pesquisa para extrair de forma eficiente e eficaz compostos responsáveis por amargor e compostos de sabor de cones de lúpulo.

A extração ultra-sônica usa o princípio de funcionamento da cavitação acústica. A cavitação acústica ou ultra-sônica é gerada por ondas de ultrassom de baixa frequência em líquidos. Os ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão das ondas de ultrassom criam minúsculas bolhas de cavitação em um solvente. A rápida formação e colapso dessas bolhas geram forças locais intensas que rompem as paredes celulares e liberam compostos-alvo, como ácidos amargos, do material do lúpulo. A cavitação ultra-sônica é muito eficaz para liberar ácidos amargos como humulona, cohumulona, e adhumulone de lúpulo. Estes compostos são mais conhecidos como compostos de sabor usados na cerveja, onde contribuem para o amargor e perfil de sabor distinto da cerveja.
Uma grande vantagem da extração ultra-sônica é sua eficiência e velocidade. A sonicação reduz significativamente os tempos de extração em comparação com os métodos tradicionais, tornando-se uma escolha atraente para cervejarias e fabricantes de aromas.
Uma vez que o processo de extração ultra-sônica pode ser otimizado ajustando vários parâmetros, incluindo tempo de sonicação, temperatura, concentração de solvente e a proporção de material de lúpulo para solvente, o processo pode ser ajustado ao perfil de sabor alvo do extrato de lúpulo. A otimização garante a máxima extração de ácido amargo, mantendo o sabor desejado da cerveja.
Manter o controle de temperatura adequado durante a extração ultra-sônica é essencial. Temperaturas elevadas podem levar à degradação de ácidos amargos e à formação de dessabores indesejáveis.

Pedido de informação





Extrator ultra-sônico UIP4000hdT para a extração de alto rendimento de botânicos, por exemplo, para produzir extratos de lúpulo

Sonicator UIP4000hdT para a produção em linha de extractos de lúpulo de alta qualidade

Extração Ultrassônica terpene de Hops: Extração ultrassônica é realizada usando o Hielscher UP100H isolando o caroffilo e outros terpenos de cones hop.

Extração ultrassônica de terpenos de lúpulo com UP100H

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Extratos ultra-sônicos de lúpulo de espectro completo

Extratos de lúpulo ultrassonicamente preparados são extratos de espectro completo, que oferecem toda a gama de ingredientes ativos dos cones de lúpulo. Além dos alfaácidos a-carofifano (humulona) e beta-carofílico (humulene), a extração ultrassônica também libera mais terpenos como linalool e farnesene, bem como outros fitoquímicos, como polifenóis e flavonoides. Extratos de espectro completo são valorizados pelo seu chamado efeito comitiva.
Durante a extração ultrassônica, os materiais vegetais, como lúpulo e outras ervas, são processados a temperaturas amenas, limitando assim a degradação térmica. Sonication permite o uso de solventes leves, seguros e ecológicos – evitando o uso de solventes tóxicos.
A alta eficácia da extração ultrassônica permite até mesmo produzir extratos de lúpulo a partir de lúpulo gasto. O intenso processo de extração ultrassônica libera os demais compostos fotográficos dos lúpulos gastos e ajuda a esgotar os lúpulos gastos de todas as substâncias valiosas para que nenhuma substância bioativa seja desperdiçada.

Ácidos amargos no lúpulo

Os ácidos amargos do pulo são distinguidos em α-e β-ácidos. Os αácidos amargos são compostos por três componentes principais: n-humulone, ad-humulone e co-humulone. Da mesma forma, os βácidos amargos consistem em n-lupulona, ad-lupulona e co-lupulona. Para cervejarias e produção de cerveja, α-ácidos são a forma ácida essencial. Ao ferver alfaácidos condições fracamente ácidas, os alfaácidos são isomerizados e, assim, transformados em ácidos iso-α. Por isomerização, os alfaácidos mal solúveis são transformados em uma forma iso-formmais solúvel, que exibe a amargura organolética característica. Os βácidos, que são ainda menos solúveis em água do que os α-ácidos, são menos importantes para a produção de cervejarias, pois os betaácidos mostram uma taxa de isomereização muito baixa durante a ebulição do wort.
Além de seu uso como ingrediente aromatizante, o lúpulo também é conhecido por suas propriedades promotoras à saúde, que incluem efeitos antioxidantes, sedativos, anti-inflamatórios, anticancerígenos e estrogênicos. Por exemplo, xanthohumol, um pré-lavumóide encontrado no lúpulo, é conhecido por seus fortes efeitos antioxidantes. Essas substâncias naturais de lúpulo são usadas em suplementos e medicamentos para apoiar a saúde ou para tratar doenças.

Os compostos bioativos de lúpulo, como alfa-ácidos alfa-caryophyllene (humulona) e beta-carofílico (humulene) podem ser eficientemente extraídos pela sônica.

Cones hops

Por que usar extratos de lúpulo?

Quando usado ingrediente de sabor, os extratos permitem uma dosagem muito precisa de amargura e aroma, uma vez que extratos de lúpulo são padronizados em relação a quantidades específicas e composições de ácidos alfa. Isso permite produzir o mesmo perfil de sabor e, assim, um produto continuamente de alta qualidade atendendo às expectativas dos clientes.
Quando usados como ingrediente ativo em suplementos e medicamentos, extratos de lúpulo oferecem uma quantidade altamente concentrada de substâncias bioativas, por exemplo, terpenos, flavonoides. Assim, é possível ingerir uma alta quantidade de foto-compund ativo, a fim de alcançar o efeito direcionado.

Análise do GC do extrato ultra-sônico do óxido do cariofileno dos botões do lúpulo

Análise cromatografia gasosa do extrato de lúpulo ultrassônico preparado com homogeneizador ultrassônico UP100H: óxido β-caryophyllene, α-caryophyllene, α-pinene, mycrene, limonene, α-caryophylene, e óxido de caroffitileno e outros.

Extração de Lúpulos Ultrassônicos

A extração de solventes ultrassonicamente acelerada é um método simples, rápido e salvo para a extração de ácidos amargos do lúpulo. Sendo um tratamento de baixa temperatura, a extração de lúpulo ultrassônico dá altos rendimentos em um curto tempo de processo, que são vantagens significativas em comparação com a extração convencional de ácido amargo do lúpulo.
Baixas temperaturas de processamento, altas rendimentos, qualidade superior do extrato (ou seja, sabor completo / extratos de espectro completo) e um tempo de processamento muito curto são as principais vantagens da extração de lúpulo ultrassônico.
Extração de lúpulo ultrassônico – vantagens:

  • extracção mais completa
  • maior rendimento
  • Perfil de sabor completo
  • Aroma específico da variedade preservado
  • Amargor consistente / sabor
  • O processamento em lote e in-line
  • seguro e fácil de operar
  • Econômico, RoI rápido
O SonoStation da Hielscher Ultrasonics é uma configuração ultrassônica fácil de usar para escala de produção. (Clique para ampliar!)

A SonoStation – um sistema ultra-sônico com 2x 2kW ultrasonicators, agitou o tanque e a bomba – é um sistema fácil de usar para a extração.

 

Nesta apresentação, apresentamos a fabricação de extratos botânicos. Explicamos os desafios de produzir extratos botânicos de alta qualidade e como um sonicator pode ajudá-lo a superar esses desafios. Esta apresentação irá mostrar-lhe como a extração ultra-sônica funciona. Você vai aprender, quais benefícios você pode esperar usando um sonicator para extração e como você pode implementar um extrator ultra-sônico em sua produção de extrato.

Extração botânica ultra-sônica - Como usar sonicators para extrair compostos botânicos

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Extratores ultra-sônicos de alto desempenho

Hielscher Ultrasonics é de longa data experiência em projeto, fabricação e fornecimento de extratores ultra-sônicos de alto desempenho para pequena a grande escala industrial para empresas renomadas e institutos de pesquisa em todo o mundo. A extração ultra-sônica pode ser realizada em qualquer escala, desde pequenas instalações laboratoriais até sistemas industriais de grande escala, permitindo que os fabricantes adaptem seu processo de extração de lúpulo às suas necessidades de produção.
Os ultrasonicators Hielscher oferecem ultrassom de alta potência, são robustos e podem funcionar facilmente 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga pesada. Isso faz dos extratores ultrassônicos Hielscher o cavalo de batalha confiável na indústria alimentícia, farmacêutica e química.
Todos os processadores ultrassônicos digitais são equipados com um touch-display colorido, através do qual você pode definir e controlar os parâmetros de processo fácil e precisamente. Na placa SD incorporada todos os parâmetros de processo são automaticamente registrados assim que você ligar o extrator ultrassônico.
UIP4000hdT célula de fluxo para sonication inline em escala industrialO design sofisticado das configurações de sonsagem em lote e inline da Hielscher é amplamente testado e otimizado para a simpatia do usuário e saída de alta qualidade. Reatores de células de fluxo estão disponíveis em vários tamanhos e com geometrias diferentes. A ampla gama de sonotrodes (sondas ultrassônicas) com várias formas, tamanhos e comprimentos, bem como acessórios adicionais, permitem a configuração ideal do seu sistema ultrassônico de acordo com o seu processo de extração e material vegetal.
Outra vantagem do Hielscher Ultrasonics’ processadores ultrassônicos industriais é a entrega de amplitudes muito altas de até 200μm, que podem ser facilmente e continuamente executadas em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para amplitudes ainda maiores, sonotrodes ultrassônicos personalizados estão disponíveis. O controle preciso sobre a amplitude e a opção de correr amplitudes muito baixas a muito altas permite um processo ideal e eficaz. A robustez dos equipamentos ultrassônicos da Hielscher permite a operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e em ambientes exigentes.
Extratores ultrassônicos hielscher de alto desempenho para extratos superiores!
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batchQuociente de vazãoDispositivos Recomendados
1 a 500mL10 a 200 mL / minUP100H
10 a 2000 mL20 a 400 mL / minUP200Ht, UP400St
0.1 a 20L00,2 a 4 L / minUIP2000hdT
10 a 100L2 de 10L / minUIP4000hdT
n / D.10 a 100L / minUIP16000
n / D.maioraglomerado de UIP16000

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Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de Laboratório para piloto e Industrial escala.



Literatura / Referências

  • Maša Knez Hrnčič; Eva Španinge; Iztok Jože Košir; Željko Knez; Urban Bre (2019): Compostos de Lúpulo: Técnicas de Extração, Análises Químicas, Efeitos Antioxidativos, Antimicrobianos e Anticarcinogênicos. Nutrientes 2019, 11.
  • Steffen Arctander (2019): Materiais de perfume e sabor de Origem Natural. Orchard Innovations; Outubro de 2019.
  • Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Perfil Fitoquímico de Extratos de Flores e Folhas de Sambucus nigra L. e seu Potencial Antimicrobiano contra Patógenos de Amendoeiras. Revista Internacional de Ciências Moleculares, 2023.

Fatos, vale a pena conhecer

Compostos Bioativos no Lúpulo

A planta de lúpulo comum Humulus lupulus é rico em foto-produtos químicos, que são usados como ingredientes de sabor em alimentos e bebidas (por exemplo, para a cerveja amargando) bem como em perfumes e fragrâncias. Em suplementos alimentares e medicamentos, extratos de lúpulo são usados para apoiar a saúde e para curar ou aliviar doenças. Encontre uma descrição dos mais proeminentes fitos-compostos de lúpulo abaixo:

Ácidos alfa

Alfa-ácidos ou humulones são o composto químico mais importante dentro do lúpulo. Durante a ebulição de wort, os humulonos são termalmente isomerizados em ácidos iso-alfa ou isohumulones, que são responsáveis pelo gosto amargo da cerveja.

Ácidos beta

O lúpulo contém os chamados betaácidos ou lupulonas. Estecomposto é principalmente valorizado por suas contribuições aroma para a cerveja.

óleos essenciais

Os principais componentes dos óleos essenciais do lúpulo são os hidrocarbonetos terpenos compostos por mirceno, humulene e carofílico. O mirceno dá aos lúpulos frescos seu cheiro pungente. Humulene e seus produtos de reação oxidativa contribuem para o aroma de salto proeminente na cerveja. Juntos, mirceno, humulene e carofílico representam de 80 a 90% do conteúdo total de óleos essenciais de lúpulo.

Flavonóides

Xanthohumol é o flavonoide principal no lúpulo. Outros prenylflavoides bem estudados e importantes são 8 prenylnaringenin e isoxanthohumol. Enquanto os trajes e efeitos adequados de Xanthohumol ainda estão pesquisa, o pré-lavonoide 8-prenylnaringenin já é conhecido como um potente fitoestrogênio.

Ficaremos felizes em discutir seu processo.

Vamos entrar em contato.