Produção eficiente de extratos de lúpulo por sonicação

O lúpulo e os extratos de lúpulo são ingredientes essenciais para a produção de cerveja. Os alfa-ácidos a-cariofileno (humulona) e beta-cariofileno (humuleno) são importantes compostos de sabor, que conferem à cerveja seu amargor 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 do lúpulo para produzir um extrato de lúpulo rico em sabor e completo.

Extração ultrassônica de ácidos amargos do lúpulo

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

A extração ultrassônica usa o princípio de funcionamento da cavitação acústica. A cavitação acústica ou ultrassônica é gerada por ondas de ultrassom de baixa frequência em líquidos. Os ciclos alternados de alta pressão / baixa pressão das ondas de ultrassom criam bolhas de cavitação minúsculas 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 ultrassônica é muito eficaz para liberar ácidos amargos, como humulona, cohumulona e adhumulona do lúpulo. Esses compostos são mais conhecidos como compostos de sabor usados na cerveja, onde contribuem para o amargor e o perfil de sabor distinto da cerveja.
Uma grande vantagem da extração ultrassônica é sua eficiência e velocidade. A sonicação reduz significativamente os tempos de extração em comparação com os métodos tradicionais, tornando-a uma escolha atraente para cervejarias e fabricantes de aromas.
Como o processo de extração ultrassônica 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 adequado da temperatura durante a extração ultrassônica é essencial. Temperaturas elevadas podem levar à degradação de ácidos amargos e à formação de sabores indesejáveis.

Extratos ultrassônicos de lúpulo de espectro total

Os extratos de lúpulo preparados por ultrassom são extratos de espectro completo, que oferecem toda a gama de ingredientes ativos dos cones de lúpulo. Além dos alfa-ácidos a-cariofileno (humulona) e beta-cariofileno (humuleno), a extração ultrassônica também libera outros terpenos, como linalol e farneseno, bem como outros fitoquímicos, como polifenóis e flavonóides. Os extratos de espectro completo são valorizados por seu chamado efeito entourage.
Durante a extração ultrassônica, os materiais vegetais, como lúpulo e outras ervas, são processados em temperaturas amenas, limitando assim a degradação térmica. A sonicação permite o uso de solventes suaves, 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 fotocompostos restantes do lúpulo gasto e ajuda a esgotar o lúpulo gasto de todas as substâncias valiosas, para que nenhuma substância bioativa seja desperdiçada.

Ácidos amargos no lúpulo

Os ácidos amargos do lúpulo são distinguidos em ácidos α e β. Os α-ácidos amargos são compostos por três componentes principais: n-humulona, ad-humulona e co-humulona. Da mesma forma, os β-ácidos amargos consistem em n-lupulona, ad-lupulona e co-lupulona. Para cervejarias e produção de cerveja, os α-ácidos são a forma ácida essencial. Ao ferver os alfa-ácidos sob 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 em uma isoforma mais solúvel, que exibe o amargor organoléptico característico. Os β-ácidos, que são ainda menos solúveis em água do que os α-ácidos, são menos importantes para a produção da cervejaria, pois os beta-ácidos apresentam uma taxa de isomerização muito baixa durante a ebulição do mosto.
Além de seu uso como ingrediente aromatizante, o lúpulo também é conhecido por suas propriedades promotoras da saúde, que incluem efeitos antioxidantes, sedativos, antiinflamatórios, anticancerígenos e estrogênicos. Por exemplo, o xantohumol, um prenilflavonóide encontrado no lúpulo, é conhecido por seus fortes efeitos antioxidantes. Essas substâncias naturais do lúpulo são usadas em suplementos e medicamentos para apoiar a saúde ou tratar doenças.

Por que usar extratos de lúpulo?

Quando usado ingrediente aromatizante, os extratos permitem uma dosagem muito precisa de amargor e aroma, uma vez que os extratos de lúpulo são padronizados em relação a quantidades e composições específicas de ácidos alfa. Isso permite produzir o mesmo perfil de sabor e, portanto, um produto de alta qualidade que atende continuamente às expectativas do cliente.
Quando usados como ingrediente ativo em suplementos e medicamentos, os extratos de lúpulo oferecem uma quantidade altamente concentrada de substâncias bioativas, por exemplo, terpenos, flavonóides. Assim, é possível ingerir uma grande quantidade do fotocomposto ativo para obter o efeito desejado.

Análise por cromatografia gasosa de extrato ultrassônico de lúpulo preparado com homogeneizador ultrassônico UP100H: óxido de β-cariofileno, α-cariofileno, α-pineno, micreno, limoneno, α-cariofileno e óxido de cariofileno e outros.

Extração ultrassônica de lúpulo

A extração por solvente acelerada por ultrassom é um método simples, rápido e econômico para a extração de ácidos amargos do lúpulo. Por ser um tratamento de baixa temperatura, a extração ultrassônica de lúpulo oferece altos rendimentos em um curto tempo de processo, o que é uma vantagem significativa em comparação com a extração convencional de ácido amargo do lúpulo.
Baixas temperaturas de processamento, altos rendimentos, qualidade superior do extrato (ou seja, extratos de sabor completo / espectro completo) e um tempo de processamento muito curto são as principais vantagens da extração ultrassônica de lúpulo.
Extração ultrassônica de lúpulo – Vantagens:

• Extração mais completa
• maior rendimento
• Perfil de sabor completo
• Aroma específico da variedade preservado
• Amargor/aromatizante consistente
• Processamento em lote e em linha
• Seguro e fácil de operar
• Econômico, RoI rápido

Extratores ultrassônicos de alto desempenho

A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência em projetar, fabricar e fornecer extratores ultrassônicos de alto desempenho para pequenas e grandes escalas industriais para empresas renomadas e institutos de pesquisa em todo o mundo. A extração ultrassônica pode ser realizada em qualquer escala, desde pequenas configurações de laboratório até sistemas industriais de grande escala, permitindo que os fabricantes adaptem seu processo de extração de lúpulo às suas necessidades de produção.
Os ultrassônicos Hielscher fornecem ultrassom de alta potência, são robustos e podem funcionar facilmente 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga pesada. Isso torna os extratores ultrassônicos Hielscher o cavalo de trabalho confiável na indústria alimentícia, farmacêutica e química.
Todos os processadores ultrassônicos digitais são equipados com um display sensível ao toque colorido, através do qual você pode definir e controlar os parâmetros do processo com facilidade e precisão. No cartão SD integrado, todos os parâmetros do processo são gravados automaticamente assim que você liga o extrator ultrassônico.
O design sofisticado das configurações de sonicação em lote e em linha da Hielscher é extensivamente testado e otimizado para facilidade de uso e saída de alta qualidade. Os reatores de célula de fluxo estão disponíveis em vários tamanhos e com diferentes geometrias. A ampla gama de sonotrodos (sondas ultrassônicas) com várias formas, tamanhos e comprimentos, bem como acessórios adicionais, permitem a configuração ideal do seu sistema ultrassônico de acordo com o processo de extração e o material vegetal.
Outra vantagem do Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultrassônicos industriais são as amplitudes muito altas de entrega de até 200μm, que podem ser executadas de forma fácil e contínua em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. O controle preciso sobre a amplitude e a opção de executar amplitudes muito baixas a muito altas permitem um processo ideal e eficaz. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
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A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: