Producția cu ultrasunete a ingredientelor aromatizante

Extracția cu ultrasunete a aromelor este un proces extrem de eficient și sustenabil, care crește randamentul, reducând în același timp semnificativ timpul de procesare. Utilizând solvenți siguri și verzi, tehnologia cu ultrasunete oferă o metodă de extracție verde, cu eficiență energetică îmbunătățită, ceea ce o face o alternativă ecologică la tehnicile tradiționale de extracție.

Extracte botanice – îmbunătățite prin sonicare

Extracția cu ultrasunete este o tehnică comercializată pentru producția de extracte de înaltă calitate pentru industriile alimentară și a băuturilor, farmaceutică și cosmetică.
„Folosind ultrasunetele, extracțiile complete pot fi acum finalizate în câteva minute, cu reproductibilitate ridicată, reducând consumul de solvent, simplificând manipularea și prelucrarea ulterioară, oferind o puritate mai mare a produsului final, eliminând post-tratarea apelor uzate și consumând doar o fracțiune din energia fosilă necesară în mod normal pentru o metodă de extracție convențională, precum extracția Soxhlet, macerarea sau distilarea Clevenger. Mai multe clase de componente alimentare, precum arome, pigmenți, antioxidanți și alți compuși organici și minerali, au fost extrase, analizate și formulate eficient dintr-o varietate de matrici (în principal țesuturi animale, microalge, drojdii, alimente și materiale vegetale).” [Chemat et al. 2017]

Extracția ultrasonică este utilizată pentru obținerea de izolate din materiale vegetale. Videoclipul prezintă extracția eficientă a compușilor aromatici din fulgi de ardei iute cu UP200Ht.

În calitate de lider de piață, Hielscher Ultrasonics a constituit o bază largă de cunoștințe despre procesele de extracție cu ultrasunete, inclusiv extracția de condimente, plante aromatice, flori, fructe și legume pentru producția de arome și parfumuri. Hielscher Ultrasonics a dobândit cunoștințe aprofundate privind extracția diverselor materiale vegetale, precum cafea, șofran, struguri (vin), stejar, frunze de ceai, lavandă, mentă, stevia, ardei iuți, vanilie, cacao, frunze de boldo, precum și multe altele.
Procesele de extracție cu ultrasunete pot fi realizate cu aproape orice solvenți, precum apă, alcool, etanol apos, glicerină, uleiuri, izopropanol, hexan, benzen etc.
Pentru producția de arome, parfumuri și componente active, care vor fi utilizate ca ingrediente în industriile alimentară și a băuturilor, farmaceutică, cosmetică și a parfumurilor, utilizarea unor solvenți nepericuloși, verzi, precum apa și alcoolul, reprezintă un mare avantaj.

Forme de extracție cu ultrasunete:

• Sonicare
• Termo-sonicare
• Mano-sonicare
• Termo-mano-sonicare
• Soxhlet cu ultrasunete (Sono-Soxhet)
• Extracție supercritică cu ultrasunete

Metoda cu ultrasunete asigură o extracție mai bună în comparație cu majoritatea proceselor convenționale de extracție, de exemplu macerarea, în ceea ce privește durata procesului, randamentul mai mare, economia mai mare de energie, curățenia, siguranța și calitatea produsului. Mai ales în ceea ce privește producția de aditivi alimentari, pentru băuturi, farmaceutici și cosmetici, tehnica verde de extracție cu ultrasunete reprezintă un mare avantaj în privința siguranței produsului.

Emulsii aromatice transparente

Emulsiile sunt un aditiv obișnuit pentru funcționalizarea alimentelor și băuturilor în ceea ce privește aroma, valoarea nutritivă și stabilitatea. Mai ales pentru formularea băuturilor, limpezimea este un factor important, deoarece produsul final trebuie să îndeplinească nu doar standarde de calitate și nutriționale, ci și standarde optice. Pentru băuturile și alimentele limpezi, aceasta înseamnă că aditivul sub formă de emulsie nu ar trebui să interfereze cu obiectivul de calitate finală urmărit. Astfel, o emulsie limpede este mai ușor de procesat. Datorită dimensiunii lor, nanoemulsiile sunt transparente și translucide (cel puțin cu ochiul liber). Datorită stabilității cinetice ridicate, vâscozității scăzute, transparenței ridicate și stabilității ridicate împotriva sedimentării, smântânirii, coalescenței și floculării, acestea sunt utilizate pe scară largă ca ingrediente.
Cu cât dimensiunea picăturilor / particulelor este mai mare, cu atât mai multă opacitate este conferită produsului final. Pentru formularea băuturilor limpezi, utilizarea unei emulsii limpezi cu nanopicături oferă cele mai bune rezultate. Emulsificarea cu ultrasunete permite producerea de emulsii W/O, O/W, emulsii inverse, precum și emulsii duble sau multiple W/O/W cu picături în domeniul nano (așa-numitele miniemulsii, nanoemulsii, emulsii ultrafine sau emulsii submicronice). Dimensiunea picăturilor poate fi ajustată și controlată prin parametrii procesului cu ultrasunete. Sonicatoarele Hielscher pot fi controlate cu precizie pentru rezultate optime și reproductibile ale procesului.

Cu MultiphaseCavitator, Hielscher a dezvoltat un insert unic pentru celula de flux, pentru a îmbunătăți și mai mult emulsificarea cu ultrasunete.
Faceți clic aici pentru a citi mai multe despre MultiphaseCavitator!
Faceți clic aici pentru a citi mai multe despre emulsificarea cu ultrasunete!

Încapsularea aromelor cu ajutorul ultrasunetelor

Utilizarea lipozomilor în produsele farmaceutice și alimentare este în continuă creștere. Lipozomii pot fi utilizați ca purtători pentru molecule active, de exemplu nutrienți și medicamente. Prin sonicare, lipozomii pot fi formați prin emulsificarea unei suspensii lipid/apă sau prin sonicarea veziculelor multilamelare (MLVs). Prin procesul de emulsificare cu ultrasunete, bistraturile lipidice sunt rupte în fragmente mai mici, astfel încât aceste fragmente se reorganizează în vezicule unilamelare mici (SUVs) alcătuite din fosfolipide. În timpul procesului de sonicare, ingredientele active pot fi încapsulate în lipozomi.
Faceți clic aici pentru a afla mai multe despre producția de lipozomi cu ultrasunete!

Sisteme de extracție cu ultrasunete

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a celor mai populare sisteme de extracție cu ultrasunete ale noastre:

Extracție supercritică cu ultrasunete

Extracția cu fluide supercritice și extracția cu CO2 supercritic reprezintă una dintre cele mai importante tehnici de extracție în ceea ce privește producția de arome și parfumuri.
Dioxidul de carbon supercritic este un solvent selectiv cu o densitate ajustabilă. Selectivitatea și puterea sa de solvatare depind de densitatea variabilă, care poate fi influențată de presiune și temperatură.
Prin combinarea extracției supercritice cu sonicarea, devine posibilă utilizarea unor solvenți de calitate alimentară, precum alcoolul sau apa, obținând totuși rate de extracție ridicate și randamente ridicate.
Utilizați formularul de mai jos pentru a obține mai multe informații despre sistemele noastre de extracție cu ultrasunete și aplicațiile acestora!

Urmăriți în videoclipul de mai jos o comparație între extracția cu ultrasunete și macerarea convențională a frunzelor proaspete de pătlagină îngustă în apă. Sonicarea nu doar produce în câteva secunde un extract puternic de pătlagină îngustă, ci și culoarea extractului indică o diferență de calitate. În timp ce extractul obținut cu ultrasunete are o culoare verde intens, extractul macerat timp de 20 de zile are o culoare maronie, care indică o degradare oxidativă a compușilor bioactivi.

În acest scurt videoclip, comparăm extracția cu ultrasunete în apă rece folosind sonicatorul cu sondă Hielscher UP200Ht cu macerarea tradițională timp de 20 zile. În timp ce macerarea convențională necesită săptămâni pentru a extrage compușii bioactivi din frunzele proaspete de pătlagină îngustă, extracția cu ultrasunete cu sondă îi eliberează în doar câteva secunde. Comparând extractul obținut prin macerare tradițională cu extractul obținut cu ultrasunete, se observă că extractul sonicat are o culoare verde intens, în timp ce extractul macerat prezintă o nuanță maronie, ceea ce sugerează degradarea oxidativă a compușilor bioactivi. Culoarea verde intens a extractului de pătlagină îngustă obținut cu ultrasunete evidențiază eficiența superioară a tehnologiei ultrasonice în producerea unui extract cu spectru complet. Extracția cu ultrasunete din materiale vegetale este mai rapidă, are o eficacitate mai mare și este mai eficientă. Extracția cu ultrasunete de înaltă eficiență cu UP200Ht produce un extract de pătlagină îngustă cu spectru complet.

 

---

---