Producția cu ultrasunete a ingredientelor aromate
Extracția cu ultrasunete este un proces extrem de eficient și durabil care crește randamentul, reducând semnificativ timpul de procesare. Folosind solvenți siguri, verzi, tehnologia cu ultrasunete oferă o metodă de extracție ecologică cu eficiență energetică sporită, făcându-l o alternativă ecologică la tehnicile tradiționale de extracție.
extracte botanice – Îmbunătățit de sonicare
Extracția cu ultrasunete este tehnica comercializată pentru producerea de extracte de înaltă calitate pentru alimente & industria băuturilor, farmaceutică și cosmetică.
“Folosind ultrasunete, extracțiile complete pot fi acum finalizate în câteva minute cu o reproductibilitate ridicată, reducând consumul de solvent, simplificând manipularea și prelucrarea, oferind o puritate mai mare a produsului final, eliminând post-tratarea apelor reziduale și consumând doar o fracțiune din energia fosilă necesară în mod normal pentru o metodă convențională de extracție, cum ar fi extracția Soxhlet, macerarea sau distilarea Clevenger. Mai multe clase de componente alimentare, cum ar fi arome, pigmenți, antioxidanți și alți compuși organici și minerali au fost extrași, analizați și formulați eficient dintr-o varietate de matrice (în principal țesuturi animale, microalge, drojdii, materiale alimentare și vegetale).” [Chemat și colab. 2017]
În calitate de lider de piață, Hielscher Ultrasonics a stabilit o bază largă de date de cunoștințe despre procesele de extracție cu ultrasunete, inclusiv extracția condimentelor, ierburi, flori, fructe, legume pentru producția de arome și parfumuri. Hielscher Ultrasonics a dobândit cunoștințe profunde privind extracția diferitelor materiale vegetale, cum ar fi cafea, șofran, struguri (vin)stejar frunze de ceai, lavandă, menta, Stevia, ardei iute, vanilie, cacao, Boldus frunze, și multe altele.
Procesele de extracție cu ultrasunete pot fi efectuate cu aproape orice solvenți, cum ar fi apă, alcool, etanol apos, glicerină, uleiuri, izopropanol, hexan, benzen etc.
Pentru producerea de arome, parfumuri și componente active, care vor fi utilizate ca ingrediente în produsele alimentare & Industria băuturilor, farmaceutică, cosmetică și a parfumurilor, utilizarea solvenților verzi nepericuloși, cum ar fi apa și alcoolul, reprezintă un mare avantaj.

Instalarea industrială a extractorului cu ultrasunete UIP4000hdT pentru producerea de extracte botanice.
- Sonicare
- termo-sonicare
- Mano-sonicare
- termo-mano-sonicare
- Soxhlet cu ultrasunete (Sono-Soxhet)
- Extracție supercritică cu ultrasunete
Metoda cu ultrasunete oferă o extracție mai bună în comparație cu majoritatea proceselor convenționale de extracție, de exemplu macerarea, în ceea ce privește timpul procesului, randament mai mare, mai multă economie de energie, curățenie, siguranță și calitatea produsului. În special în ceea ce privește producția de alimente, băuturi și aditivi farmaceutici și cosmetici, tehnica de extracție cu ultrasunete verde este un mare avantaj în ceea ce privește siguranța produsului.
Emulsii de aromă transparente
Emulsiile sunt un aditiv comun pentru funcționalizarea alimentelor și băuturilor în ceea ce privește aroma, valoarea nutritivă și stabilitatea. În special pentru formularea băuturilor, claritatea este un factor important, deoarece produsul final trebuie să îndeplinească nu numai standardele de calitate și nutriționale, ci și cele optice. Pentru băuturile și alimentele limpezi, aceasta înseamnă că aditivul de emulsie nu trebuie să interfereze cu obiectivul final de calitate vizat. Astfel, o emulsie clară este mai ușor de procesat. Datorită dimensiunii lor, nanoemulsiile sunt transparente și translucide (cel puțin pentru ochiul liber). Datorită stabilității cinetice ridicate, vâscozității scăzute, transparenței ridicate și stabilității ridicate împotriva sedimentării, cremării, coalescenței și flocularii, acestea sunt utilizate pe scară largă ca ingrediente.
Cu cât dimensiunea picăturilor / particulelor este mai mare, cu atât mai multă opacitate este contribuită la produsul final. Pentru formularea băuturilor clare, utilizarea unei emulsii transparente cu nano-picături dă cele mai bune rezultate. Emulsionarea cu ultrasunete permite producerea de emulsii W/O, O/W, inverse, precum și emulsii duble sau multiple W/O/W cu picături în gama nano (așa-numitele miniemulsii, nanoemulsii, emulsii ultrafine sau emulsii submicronice). Dimensiunea picăturilor poate fi ajustată și controlată de parametrii procesului cu ultrasunete. Sonicatoarele Hielscher pot fi controlate cu precizie pentru rezultate optime și reproductibile ale procesului.
Click aici pentru a citi mai multe despre MultiPhaseCavitator!
Click aici pentru a citi mai multe despre emulsionarea cu ultrasunete!
Încapsularea aromei folosind ultrasunete
Utilizarea lipozomilor în produsele farmaceutice și alimentare este în continuă creștere. Lipozomii pot fi utilizați ca purtători pentru moleculele active, de exemplu nutrienți și medicamente. Prin sonicare, lipozomii pot fi formați prin emulsionarea unei suspensii lipidice/apă sau prin sonicare a veziculelor multilamelare (MLV). Prin procesul de emulsie cu ultrasunete, bilayers lipidici sunt rupte în fracturi mai mici, astfel încât aceste piese se creează la vezicule unilamelare mici (SUV-uri) compuse din fosfolipide. În timpul procesului de sonicare, ingredientele active pot fi încapsulate în lipozomi.
Click aici pentru a afla mai multe despre producția cu ultrasunete de lipozomi!
Sisteme de extracție cu ultrasunete
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a celor mai populare sisteme noastre de extracție cu ultrasunete:
- solvenți verzi
- Randament mai mare
- timp de extracție mai scurt
- Siguranță
- Recuperarea rapidă a investiției
- Costuri reduse
Extracție supercritică cu ultrasunete
Extracția cu fluid supercritic și CO2 supercritic este una dintre cele mai importante tehnici de extracție atunci când vine vorba de producerea de arome și parfumuri.
Dioxidul de carbon supercritic este un solvent selectiv cu o densitate reglabilă. Selectivitatea și puterea solventului depind de densitatea variabilă care poate fi influențată de presiune și temperatură.
Prin combinarea extracției supercritice cu sonicare, devine posibil să se utilizeze solvenți de calitate alimentară, ar fi alcoolul sau apa și totuși să se obțină rate ridicate de extracție și randamente ridicate.
Utilizați formularul de mai jos pentru a obține mai multe informații despre sistemele noastre de extracție cu ultrasunete și aplicațiile lor!
Urmăriți în videoclipul de mai jos o comparație între extracția cu ultrasunete și macerarea convențională a frunzelor proaspete de ribwort în apă. Sonicarea nu numai că produce o coastă puternică în câteva secunde, dar și culoarea extractului indică o diferență de calitate. În timp ce extractul cu ultrasunete are o culoare verde intens, extractul macerat de 20 de zile are o culoare maronie care indică o degradare oxidativă a compușilor bioactivi.
Literatură / Referințe
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
Mai multe despre extracția cu ultrasunete
Extracția cu ultrasunete este o metodă bine cunoscută și fiabilă pentru a produce extracte din diferite materii prime pe bază de plante. Ultrasonics de mare putere crește transferul de masă între materia primă și solvent prin împingerea solventului în structura celulară și spălarea-l la o rată de aproximativ 20.000 de ori pe secundă (la 20kHz). Sonicare sa dovedit a fi o metodă foarte ușoară, dar foarte eficientă – crearea de randamente mai mari și extracte de calitate superioară într-un timp de procesare mai scurt!
Următoarele materiale au fost deja foarte reușite extrase de ultrasonication:
Condimente: șofran, ardei iute (de exemplu, capsaicină), ghimbir, scorțișoară, vanilină / vanilie, acid rosmarinic, salvie, rozmarin, majoram, busuioc etc.
Plante aromatice: mentă, ceaiuri (de exemplu, negru, verde, Pai Mu Tan, iasomie, rooibos, honeybush), mentă, stevia, canabis etc.
Flori: lavandă, patcholi, ylang-ylang, trandafir etc.
Fructe și legume: vin, struguri / semințe de struguri, cafea, cacao, măsline, coajă de portocală / portocală, roșii, semințe de guarana, semințe oleaginoase (migdale, boabe de soia, semințe de papaya, semințe de in, floarea-soarelui, rapiță), coajă de rodie, spanac, dud, rădăcini etc.
Microorganisme: alge marine, spirulină, microalge (microalge Nannochloropsis spp, microalge Nannochloropsis oculata, microalge Dunaliella salina), Synechococcus sp. cianobacterii, drojdie dendrorhous Xanthophyllomyces, drojdie Trichosporon oleaginosisus, ciupercă oleaginoasă, ciuperca Cordyceps sinensis
Extractele vizate, care sunt obținute prin sonicare, sunt uleiuri esențiale, vitamine, lipide, proteine și fitocomplecși, ar fi fenolici, antioxidanți, polizaharide, oleorășini, esteri, esențe, hidrolizate de proteine, aminoacizi, saponine, flavonoide, alcaloizi (de exemplu, morfină, codeină, tebaină), pigmenți / coloranți (carotinoide, clorofilă, ficocianină), antociani, limonen, alantolactonă, izoalantolactonă și alte substanțe active.
Despre Green Extraction
Extracția verde se concentrează pe metode ecologice și durabile. Prin urmare, reducerea consumului de energie al procesului, utilizarea solvenților alternativi și a materiilor prime naturale regenerabile sunt factori cheie pentru extracția verde. Obiectivul este de a asigura un extract sigur și de înaltă calitate. Pentru a obține un produs sigur de înaltă calitate, este important să utilizați solvenți alternativi, reciclabili și mai siguri. Prin reducerea toxicității globale a procesului și a produselor finale, consumatorii beneficiază de un produs mai sănătos și mai sigur, iar producătorii creează un mediu de procesare mai sigur pentru angajații lor.