Produção eficiente de extractos de lúpulo por sonicação

O lúpulo e os extractos de lúpulo são ingredientes essenciais para a produção de cerveja. Os alfa-ácidos a-cariofileno (humulona) e beta-cariofileno (humuleno) são compostos de sabor importantes, que conferem à cerveja o seu amargor e contribuem para o seu aroma, estrutura da espuma e estabilidade microbiológica. A extração por ultra-sons é uma técnica altamente eficiente para libertar os compostos bioactivos da matriz celular do lúpulo, produzindo um extrato de lúpulo rico em sabor e completo.

Extração ultra-sônica de ácidos amargos do lúpulo

A extração ultra-sónica de ácidos amargos do lúpulo é uma técnica altamente eficiente e fiável utilizada na indústria cervejeira, na produção de aromas e fragrâncias, bem como em instalações de investigação para extrair de forma eficiente e eficaz os compostos responsáveis pelo amargor e os compostos aromáticos dos cones de lúpulo.

A extração por ultra-sons utiliza o princípio de funcionamento da cavitação acústica. A cavitação acústica ou ultra-sónica é gerada por ondas de ultra-sons de baixa frequência em líquidos. Os ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão das ondas de ultra-sons criam minúsculas bolhas de cavitação num solvente. A rápida formação e colapso destas bolhas geram forças locais intensas que rompem as paredes celulares e libertam compostos alvo, tais como ácidos amargos, do material do lúpulo. A cavitação ultra-sónica é muito eficaz para libertar ácidos amargos como a humulona, a cohumulona e a adhumulona do lúpulo. Estes compostos são mais conhecidos como compostos de sabor utilizados na cerveja, onde contribuem para o amargor e o perfil de sabor distinto da cerveja.
Uma das principais vantagens da extração por ultra-sons é a sua eficiência e rapidez. A sonicação reduz significativamente os tempos de extração em comparação com os métodos tradicionais, tornando-a uma escolha atractiva para as cervejeiras e os fabricantes de aromas.
Uma vez que o processo de extração por ultra-sons pode ser optimizado através do ajuste de vários parâmetros, incluindo o tempo de sonicação, a temperatura, a concentração de solvente e a proporção de material de lúpulo para solvente, o processo pode ser ajustado ao perfil de sabor pretendido do extrato de lúpulo. A otimização assegura a extração máxima de ácido amargo, mantendo o sabor desejado da cerveja.
É essencial manter um controlo adequado da temperatura durante a extração por ultra-sons. Temperaturas elevadas podem levar à degradação dos ácidos amargos e à formação de sabores estranhos indesejáveis.

Extractos de lúpulo de espetro total por ultra-sons

Os extractos de lúpulo preparados por ultra-sons são extractos de espetro total, que oferecem toda a gama de ingredientes activos dos cones de lúpulo. Para além dos alfa-ácidos a-cariofileno (humulona) e beta-cariofileno (humuleno), a extração por ultra-sons também liberta outros terpenos, como o linalol e o farneseno, bem como outros fitoquímicos, como os polifenóis e os flavonóides. Os extractos de espetro total são valorizados pelo seu chamado efeito de comitiva.
Durante a extração por ultra-sons, os materiais vegetais, como o lúpulo e outras ervas, são processados a temperaturas suaves, limitando assim a degradação térmica. A sonicação permite a utilização de solventes suaves, seguros e amigos do ambiente – evitar a utilização de solventes tóxicos.
A elevada eficácia da extração por ultra-sons permite mesmo produzir extractos de lúpulo a partir de lúpulo usado. O intenso processo de extração ultra-sónica liberta os restantes fotocompostos do lúpulo usado e ajuda a esgotar o lúpulo usado de todas as substâncias valiosas, de modo a que não sejam desperdiçadas substâncias bioactivas.

Ácidos amargos no lúpulo

Os ácidos amargos do lúpulo distinguem-se em ácidos α e β. Os α-ácidos amargos são compostos por três componentes principais: n-humulona, ad-humulona e co-humulona. Do mesmo modo, os β-ácidos amargos são constituídos por n-lupulona, ad-lupulona e co-lupulona. Para as cervejeiras e para a produção de cerveja, os ácidos α são a forma ácida essencial. Ao ferver os alfa-ácidos em condições fracamente ácidas, os alfa-ácidos são isomerizados e, assim, transformados em iso-α-ácidos. Por isomerização, os alfa-ácidos pouco solúveis em água são transformados numa forma iso mais solúvel, que apresenta o amargor organolético caraterístico. Os ácidos β, que são ainda menos solúveis em água do que os ácidos α, são menos importantes para a produção cervejeira, uma vez que os ácidos beta apresentam uma taxa de isomerização muito baixa durante a ebulição do mosto.
Para além da sua utilização como ingrediente aromatizante, o lúpulo é também conhecido pelas suas propriedades promotoras da saúde, que incluem efeitos antioxidantes, sedativos, anti-inflamatórios, anticarcinogénicos e estrogénicos. Por exemplo, o xantohumol, um prenilflavonóide presente no lúpulo, é conhecido pelos seus fortes efeitos antioxidantes. Estas substâncias naturais do lúpulo são utilizadas em suplementos e produtos medicinais para apoiar a saúde ou tratar doenças.

Porquê utilizar extractos de lúpulo?

Quando utilizados como ingrediente aromatizante, os extractos permitem uma dosagem muito precisa do amargor e do aroma, uma vez que os extractos de lúpulo são normalizados no que diz respeito a quantidades e composições específicas de ácidos alfa. Isto permite produzir o mesmo perfil de sabor e, assim, um produto de alta qualidade contínua que satisfaz as expectativas dos clientes.
Quando utilizado como ingrediente ativo em suplementos e produtos medicinais, os extractos de lúpulo oferecem uma quantidade altamente concentrada de substâncias bioactivas, por exemplo, terpenos e flavonóides. Deste modo, é possível ingerir uma quantidade elevada do fotocomposto ativo para obter o efeito pretendido.

Análise por cromatografia em fase gasosa do extrato de lúpulo preparado com um homogeneizador de ultra-sons UP100H: óxido de β-cariofileno, α-cariofileno, α-pineno, mirceno, limoneno, α-cariofileno, óxido de cariofileno e outros.

Extração de lúpulo por ultra-sons

A extração por solvente acelerada por ultra-sons 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 ultra-sônico dá altos rendimentos em um curto tempo de processo, que são vantagens significativas em comparação com a extração convencional de ácido amargo do lúpulo.
As baixas temperaturas de processamento, os elevados rendimentos, a qualidade superior do extrato (ou seja, extractos de sabor completo/espetro completo) e um tempo de processamento muito curto são as principais vantagens da extração ultrassónica do lúpulo.
Extração de lúpulo por ultra-sons – Vantagens:

• Extração mais completa
• maior rendimento
• Perfil de sabor completo
• Aroma específico da variedade preservado
• Amargor / aroma consistentes
• Processamento em lote e em linha
• Seguro e fácil de utilizar
• Económico, RoI rápido

Extractores ultra-sónicos de alto desempenho

A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência na conceção, fabrico e fornecimento de extractores ultra-sónicos de alto desempenho para pequenas e grandes escalas industriais a empresas e institutos de investigação de renome em todo o mundo. A extração por ultra-sons pode ser efectuada em qualquer escala, desde pequenas instalações laboratoriais a sistemas industriais de grande escala, permitindo aos fabricantes adaptar o seu processo de extração de lúpulo às suas necessidades de produção.
Os ultrassons Hielscher fornecem ultra-sons de alta potência, são robustos e podem funcionar facilmente 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga pesada. Isto faz dos extractores ultra-sónicos Hielscher o cavalo de batalha de confiança na indústria alimentar, farmacêutica e química.
Todos os processadores de ultra-sons digitais estão equipados com um ecrã tátil colorido, através do qual pode definir e controlar os parâmetros do processo de forma fácil e precisa. No cartão SD incorporado, todos os parâmetros do processo são automaticamente registados assim que se liga o extrator de ultra-sons.
O design sofisticado das configurações de sonicação em lote e em linha da Hielscher é extensivamente testado e optimizado para facilitar a utilização e obter resultados de alta qualidade. Os reactores de células de fluxo estão disponíveis em vários tamanhos e com diferentes geometrias. A ampla gama de sonotrodos (sondas ultra-sônicas) com várias formas, tamanhos e comprimentos, bem como acessórios adicionais permitem a configuração ideal do seu sistema ultra-sônico de acordo com o seu processo de extração e material vegetal.
Outra vantagem da Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultra-sónicos industriais são capazes de fornecer amplitudes muito elevadas de até 200µm, que podem ser fácil e continuamente executadas em funcionamento 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultra-sónicos personalizados. O controlo preciso sobre a amplitude e a opção de executar amplitudes muito baixas a muito altas permite um processo ótimo e eficaz. A robustez do equipamento de ultra-sons da Hielscher permite o funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado e em ambientes exigentes.
Extractores ultra-sónicos de alto rendimento Hielscher para extractos de qualidade superior!
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: