Producția eficientă de extracte de hamei prin sonicare

Hameiul și extractele de hamei sunt ingrediente esențiale pentru producția berii. Alfa-acizii a-cariofilen (humulonă) și beta-cariofilen (humulenă) sunt compuși aromatizanți importanți, care conferă berii amăreala și contribuie la aroma, structura spumei și stabilitatea microbiologică a acesteia. Extracția cu ultrasunete este o tehnică extrem de eficientă pentru eliberarea compușilor bioactivi din matricea celulară a hameiului, în vederea obținerii unui extract de hamei complet și bogat în arome.

Extracția cu ultrasunete a acizilor amari din hamei

Extracția cu ultrasunete a acizilor amari din hamei este o tehnică extrem de eficientă și fiabilă, utilizată în industria berii, în producția de arome și parfumuri, precum și în unitățile de cercetare, pentru a extrage eficient și eficace din conurile de hamei compușii responsabili de amăreală și compușii aromatizanți.

Extracția cu ultrasunete utilizează principiul de funcționare al cavitației acustice. Cavitația acustică sau ultrasonică este generată în lichide de undele ultrasonice de joasă frecvență. Ciclurile alternante de înaltă presiune / joasă presiune ale undelor ultrasonice creează bule de cavitație minuscule într-un solvent. Formarea și implozia rapidă a acestor bule generează forțe locale intense, care distrug pereții celulari și eliberează din materialul de hamei compușii-țintă, cum ar fi acizii amari. Cavitația ultrasonică este foarte eficientă pentru eliberarea din hamei a acizilor amari precum humulona, cohumulona și adhumulona. Acești compuși sunt cunoscuți mai ales ca compuși aromatizanți utilizați în bere, unde contribuie la amăreala și la profilul gustativ distinct al berii.
Un avantaj major al extracției cu ultrasunete îl reprezintă eficiența și viteza sa. Sonicarea reduce semnificativ duratele de extracție comparativ cu metodele tradiționale, ceea ce o face o opțiune atractivă pentru fabricile de bere și producătorii de arome.
Deoarece procesul de extracție cu ultrasunete poate fi optimizat prin ajustarea diverșilor parametri, inclusiv durata sonicării, temperatura, concentrația solventului și raportul dintre materialul de hamei și solvent, procesul poate fi adaptat profilului aromatic țintă al extractului de hamei. Optimizarea asigură extracția maximă a acizilor amari, menținând totodată aroma dorită a berii.
Menținerea unui control adecvat al temperaturii în timpul extracției cu ultrasunete este esențială. Temperaturile ridicate pot duce la degradarea acizilor amari și la formarea unor gusturi străine nedorite.

Extracte de hamei cu spectru complet obținute cu ultrasunete

Extractele de hamei preparate cu ultrasunete sunt extracte cu spectru complet, care oferă întreaga gamă de ingrediente active ale conurilor de hamei. Pe lângă alfa-acizii a-cariofilen (humulonă) și beta-cariofilen (humulenă), extracția cu ultrasunete eliberează și alte terpene, precum linaloolul și farnesenul, precum și alte substanțe fitochimice, cum ar fi polifenolii și flavonoidele. Extractele cu spectru complet sunt apreciate pentru așa-numitul efect de anturaj.
În timpul extracției cu ultrasunete, materialele vegetale, cum ar fi hameiul și alte plante, sunt procesate la temperaturi blânde, limitând astfel degradarea termică. Sonicarea permite utilizarea unor solvenți blânzi, siguri și ecologici – evitând utilizarea solvenților toxici.
Eficacitatea ridicată a extracției cu ultrasunete permite chiar producerea de extracte de hamei din hamei epuizat. Procesul intens de extracție cu ultrasunete eliberează fotocompușii rămași în hameiul epuizat și ajută la extragerea din hameiul epuizat a tuturor substanțelor valoroase, astfel încât nicio substanță bioactivă să nu fie irosită.

Acizii amari din hamei

Acizii amari din hamei se împart în α-acizi și β-acizi. α-acizii amari sunt compuși din trei componente principale: n-humulonă, ad-humulonă și co-humulonă. În mod similar, β-acizii amari constau din n-lupulonă, ad-lupulonă și co-lupulonă. Pentru fabricile de bere și producția berii, α-acizii reprezintă forma de acid esențială. Prin fierberea alfa-acizilor în condiții slab acide, alfa-acizii sunt izomerizați și transformați astfel în izo-α-acizi. Prin izomerizare, alfa-acizii slab solubili în apă sunt transformați într-o izo-formă mai solubilă, care prezintă amăreala organoleptică caracteristică. β-acizii, care sunt și mai puțin solubili în apă decât α-acizii, sunt mai puțin importanți pentru producția din fabricile de bere, deoarece beta-acizii prezintă o rată de izomerizare foarte scăzută în timpul fierberii mustului.
Pe lângă utilizarea sa ca ingredient aromatizant, hameiul este cunoscut și pentru proprietățile sale benefice pentru sănătate, care includ efecte antioxidante, sedative, antiinflamatoare, anticarcinogene și estrogenice. De exemplu, xantohumolul, un prenilflavonoid prezent în hamei, este cunoscut pentru efectele sale antioxidante puternice. Aceste substanțe naturale din hamei sunt utilizate în suplimente și produse medicinale pentru a susține sănătatea sau pentru a trata boli.

De ce să utilizați extracte de hamei?

Atunci când sunt utilizate ca ingredient aromatizant, extractele permit o dozare foarte precisă a amărelii și a aromei, deoarece extractele de hamei sunt standardizate în ceea ce privește cantitățile și compozițiile specifice de alfa-acizi. Acest lucru permite obținerea aceluiași profil aromatic și, astfel, a unui produs constant de înaltă calitate, care răspunde așteptărilor clienților.
Atunci când sunt utilizate ca ingredient activ în suplimente și produse medicinale, extractele de hamei oferă o cantitate foarte concentrată de substanțe bioactive, de ex. terpene, flavonoide. Astfel, este posibilă ingerarea unei cantități mari din fotocompusul activ, pentru a obține efectul vizat.

Analiza prin cromatografie de gaze a extractului de hamei obținut cu ultrasunete, preparat cu omogenizatorul cu ultrasunete UP100H: oxid de β-cariofilen, α-cariofilen, α-pinen, mycrene, limonen, α-caryophylene și oxid de caryophylene, precum și altele.

Extracția hameiului cu ultrasunete

Extracția cu solvent accelerată cu ultrasunete este o metodă simplă, rapidă și sigură pentru extracția acizilor amari din hamei. Fiind un tratament la temperatură scăzută, extracția hameiului cu ultrasunete oferă randamente ridicate într-un timp de proces scurt, acestea fiind avantaje semnificative în comparație cu extracția convențională a acizilor amari din hamei.
Temperaturile scăzute de procesare, randamentele ridicate, calitatea superioară a extractului (adică extracte cu aromă completă / spectru complet) și un timp de procesare foarte scurt sunt principalele avantaje ale extracției hameiului cu ultrasunete.
Extracția hameiului cu ultrasunete – avantaje:

• Extracție mai completă
• Randament mai mare
• Profil aromatic complet
• Aroma specifică soiului este păstrată
• Amăreală / aromatizare constantă
• Procesare în șarje și în flux continuu
• Operare sigură și ușoară
• Economic, RoI rapid

Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță

Hielscher Ultrasonics are o experiență îndelungată în proiectarea, fabricarea și furnizarea de extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță, de la scară mică până la scară industrială mare, către companii și institute de cercetare renumite din întreaga lume. Extracția cu ultrasunete poate fi realizată la orice scară, de la configurații mici de laborator până la sisteme industriale de mare amploare, permițând producătorilor să își adapteze procesul de extracție a hameiului la nevoile lor de producție.
Ultrasonicatoarele Hielscher furnizează ultrasunete de mare putere, sunt robuste și pot funcționa cu ușurință 24/7 la sarcină mare. Acest lucru face ca extractoarele cu ultrasunete Hielscher să fie calul de povară de încredere în industria alimentară, farmaceutică și chimică.
Toate procesoarele digitale cu ultrasunete sunt echipate cu un ecran tactil color, prin care puteți seta și controla parametrii de proces ușor și precis. Pe cardul SD încorporat, toți parametrii de proces sunt înregistrați automat de îndată ce porniți extractorul cu ultrasunete.
Designul sofisticat al configurațiilor Hielscher de sonicare în șarje și în flux continuu este testat extensiv și optimizat pentru ușurința utilizării și rezultate de înaltă calitate. Reactoarele cu celulă de flux sunt disponibile în diverse dimensiuni și cu geometrii diferite. Gama largă de sonotrode (sonde ultrasonice) cu diverse forme, dimensiuni și lungimi, precum și accesoriile suplimentare permit configurarea ideală a sistemului dumneavoastră cu ultrasunete în funcție de procesul de extracție și de materialul vegetal.
Un alt avantaj al procesoarelor industriale cu ultrasunete Hielscher Ultrasonics este furnizarea unor amplitudini foarte mari, de până la 200µm, care pot fi menținute ușor și continuu în regim de funcționare 24/7. Pentru amplitudini și mai mari, sunt disponibile sonotrode ultrasonice personalizate. Controlul precis al amplitudinii și opțiunea de a lucra cu amplitudini de la foarte mici la foarte mari permit un proces optim și eficace. Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim greu și în medii solicitante.
Extractoare cu ultrasunete Hielscher de înaltă performanță pentru extracte superioare!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: