Extracția cu ultrasunete de cafeină

Utilizarea ultrasunetelor este o metodă eficientă pentru extracția cafeină și alți compuși activi din cafea. dispozitive cu ultrasunete puternice ajuta procesul de extracție în același timp maximizarea randamentului și scurtarea timpului de procesare.

Cafea - din boabe de cafea prăjită – este o bautura foarte populara, care este la nivel mondial consumat. Pe lângă impactul său vitalizant dacă este consumat ca băutură stimulent, compușii cafelei sunt de interes pentru produse alimentare, farmaceutice (de exemplu, în antialgice) și industria cosmetică așa cum se utilizează ca aditivi valoroase în diverse produse. Acest lucru este valabil mai ales pentru cofeina (1,3,7-Trimethylxanthine) și antioxidanți, care sunt cunoscute pentru efectele lor pozitive asupra sănătății umane. Cafeaua conține, printre altele, diterpeni fenolici precum cafestol și kahweol și acizi ascorbic, care sunt cunoscute pentru activitatea lor antioxidantă. Studiile epidemiologice sugerează că ingredientele de cafea poate avea un efect preventiv asupra mai multor boli cronice, inclusiv diabet zaharat tip 2, boala Alzheimer, boala Parkinson și bolile de ficat, cum ar fi ciroza și carcinomul hepatocelular.
Ultrasunetelor este un instrument bine cunoscut și dovedit pentru multe aplicații diferite în diferite industrii. O aplicație foarte mare succes este ultrasunete Extracţie. Astfel, efectele de cavitație cu ultrasunete asupra materialului celular care cauzează sfărâmării celulelor și eliberarea materiei intracelulare.

De mare putere cu ultrasunete

Pentru a asigura o înțelegere mai ușoară a procedurii de extracție cu ultrasunete asistată, trebuie explicat efectul ultrasunetelor în lichide.
Ecografie – introdus în lichide – provoacă efecte foarte extreme la nivel local. Atunci când sonicarea lichidelor la intensități mari, undele sonore care se propagă în mediul lichid conduc la alternarea ciclurilor de presiune înaltă (compresiune) și presiune joasă (rarefaction), cu rate în funcție de frecvență. În timpul ciclului de joasă presiune, undele ultrasonice de mare intensitate creează bule mici de vid sau goluri în lichid. Când bulele ating un volum la care nu mai pot absorbi energia, ele se prăbușesc violent în timpul unui ciclu de înaltă presiune. Acest fenomen este denumit cavitație. In timpul implozia temperaturi foarte ridicate (aproximativ 5,000K) și presiunile (aproximativ 2,000atm) sunt atinse la nivel local. Implozia bulei de cavitație, de asemenea, duce la jeturi de lichid de până la 280m / s viteză. [Suslick 1998] Prin aceste forțe extreme se produce sonolysis, peretii celulelor sunt perturbate, iar materialul intracelular este extras.

Extracția asistată cu ultrasunete este o alternativă ieftină, simplă și eficientă comparativ cu tehnicile convenționale de extracție. Principalele avantaje ale ultrasunetelor în extracția solid-lichid includ creșterea randamentului de extracție și cinetica mai rapidă. Extracția cu ultrasunete este o tehnică frecvent utilizată pentru extracția materialelor vegetale care utilizează solvenți lichizi și este dovedită pentru un proces de extracție rapid și mai complet în comparație cu metodele tradiționale, deoarece suprafața dintre faza solidă și cea lichidă este semnificativ mai mare datorită întreruperii celulei și dispersia particulelor.
Prin utilizarea sonicării, de asemenea, temperatura de funcționare poate fi redusă, permițând extragerea componentelor sensibile la temperatură. În comparație cu alte tehnici noi de extracție, cum ar fi extracția cu microunde, aparatul cu ultrasunete este mai ieftin și funcționarea sa este mai ușoară. Mai mult, extracția asistată cu ultrasunete poate fi utilizată cu orice solvent, cum ar fi extracția Soxhlet, pentru extragerea unei mari varietăți de compuși naturali. [Wang și colab. 2006] Dacă este necesar, sunt disponibile sisteme cu protecție împotriva exploziilor pentru capacitățile industriale de procesare.
Un avantaj substanțial al ultrasunetelor este influența asupra celor mai importanți parametri de procesare: amplitudine, timp, temperatura, presiunea și vâscozitatea. Astfel, procesul de extracție poate fi optimizat pentru a se asigura că structura extractelor nu deteriora.

Cu ultrasunete Extracția de cafea Compuși

extracție cu ultrasunete asistată este o metodă comună utilizată pentru a izola substanțe bioactive din materialul vegetal [Dong et al. 2010]. În ceea ce privește boabe de cafea, cafeina și compușii fenolici antioxidanți pot fi compuși mai valoroase pentru extracție datorită aplicațiilor lor pe scară largă în industria alimentară și farmaceutică. Dar, de asemenea, flavonoide, acid clorogenic și acidul protocatechuic sunt extracte care sunt utilizate ca aditivi.
Folosind metode tradiționale de extracție, cum ar fi extracția lichid-lichid în solvenți, în general eficiența de extracție crește odată cu creșterea temperaturii de extracție. Acest lucru cauzează adesea daune și pierderi de calitate ale extractului, deoarece temperatura afectează stabilitatea compușilor fenolici.
Extracția solid-lichid asistată cu ultrasunete a fost prezentată ca o metodă de extracție eficientă și de economisire a timpului. Forțele ultrasonice foarte puternice asigură energia necesară pentru extracție, astfel încât sunt necesari mai puțin sau chiar nici unul dintre solvenți. Temperatura poate fi bine controlată, deoarece reactorul de celule sau fluxul sonic poate fi răcit eficient (sau încălzit dacă este necesar). Pentru procesele de extracție cu solvenți, Hielscher Ultrasonics furnizează și sisteme ATEX și FM certificate cu protecție la explozie.
Datorită forțelor de extracție intense de ultrasunete, de asemenea, solul de cafea deja consumat (deșeuri de cafea) este încă o materie primă bogată în compuși extrași. Ca material deșeuri de cafea este ieftin și disponibil în cantități mari, este o materie primă ideală pentru extracția compușilor activi rămași. Deși conținutul de cofeină și alte componente din deșeurile de cafea este mai mic decât în ​​pulberea de cafea nefolosită, rămâne o mare cantitate și este extrasă. Pentru a elibera acești compuși din solul de cafea, influența deplină asupra parametrilor de procesare devine deosebit de semnificativă. Ultrasunetele de înaltă putere sunt capabile să extragă cantități mari de compus activ într-un timp scurt de procesare.

Cafeina extracție

Cofeina poate fi revendicat stimulatorul cel mai frecvent consumate. Ca cafeina nu este consumat numai prin consumul de cafea preparată, extract de cofeina este utilizat în industrie pentru a trata alt produs cu cofeină ca aditiv. Prin aceasta devine posibilă crearea de cafea mai puternic sau pentru a formula băuturi răcoritoare (de exemplu, cola), băuturi energizante sau alte produse alimentare (de exemplu, ciocolată).
Dar cofeina nu este folosit doar ca aditiv în Alimente producție, este un compus activ important în produse farmaceutice, precum și. O aplicație comună a extractului cafeină este de exemplu amestecul în medicamente pentru dureri de cap și migrene sau în antialgice.
Pentru a extrage cafeina, principalul alcaloid din cafea, ultrasonare este o metodă adecvată. Wang și colegii săi [Wang și colab. 2011] a constatat că este nevoie de doar un timp de extracție scurt pentru a ajunge la o stare saturată, în cazul în care se utilizează ultrasonare. Acest lucru înseamnă că un ultrasunete foarte eficient si timp tehnica de economisire pentru a obține cofeina.

compuși aromatici și aromă

Compușii volatili cafea sunt cele mai valoroase fracțiunea boabelor de cafea prăjită și conferă cafelei aroma unică și parfum. Calitatea cafelei solubile poate fi substanțial îmbunătățită prin adăugarea de uleiuri de cafea absorbit aromă la pulberea de cafea.
Un studiu comparativ, extractia examinând compuși fenolici din căpșuni, au arătat că extracția cu ultrasunete cauzează o degradare mai redusa a fenolii si este un proces de extracție mult mai rapid în comparație cu alte metode de extracție, inclusiv solid-lichid, apa subcritic si metoda asistata cu microunde. [Herrera și colab. 2005]
Studiul lui Wang și colegii săi [Wang și colab. 2011] arată că frecvența joasă, cu ultrasunete de mare putere este mai eficient pentru extragerea de arome de cafea. Mai ales pentru 4-Tridecanone și 2-metoxi-3-metilpirazină, au găsit extracția cu ultrasunete mai tehnică simplă și eficientă obținerea de randamente foarte ridicate de extracție. În plus, se arată că temperatura trebuie să fie controlată ca și componente de aromă de cafea sunt foarte volatile la temperaturi ridicate. Ei au obținut rezultate bune de extracție, în intervalul de temperatură între 35 ~ 65 ° C sub iradiere cu ultrasunete relativ scurtă de timp.

extracție de ceai

Rezultatele obținute prin extracție ultrasonically asistate sunt de asemenea adecvate pentru extracția compușilor de ceai (de exemplu, verde ceai) frunze. Un studiu efectuat de Xia și colab. a arătat un conținut semnificativ mai mare de polifenoli ceai, aminoacizi și cafeină în infuzii de ceai tratate cu ajutorul ultrasunetelor decât în ​​cele obținute prin extracție convențională. Acest lucru duce la rezultate mai bune în timpul unei evaluări organoleptice care sa dovedit: calitatea senzorială a infuzie de ceai cu extracție cu ultrasunete asistată a fost mai bună decât cea a infuzie de ceai cu extracție convențională. [Xia și colab. 2005]