Экстракты из оболочек какао с помощью мощного ультразвука

Отходы какао, такие как мякоть плодов и оболочки какао, можно легко превратить в ценные продукты путём извлечения какао-масла, фруктового сахара и биоактивных соединений. Доказано, что ультразвуковая экстракция является высокоэффективным методом выделения ценных компонентов из отходов какао. Ультразвуковые экстракторы обеспечивают высокий выход соединений, пригодных для пищевого использования, из шелухи, оболочек и мякоти плодов какао в ходе быстрой, безопасной и простой обработки.

Побочные продукты производства какао
Какао (Theobroma cacao L.) – ценная сельскохозяйственная культура, бобы которой используются главным образом для производства шоколада. После сбора плодов какао, до или после обжаривания какао-бобов, бобы отделяют от оболочек (также называемых шелухой) и мякоти плодов. Оболочки какао-бобов и мякоть плодов какао считаются побочными продуктами какао-индустрии. В зависимости от вида плодов какао бобы составляют приблизительно 25% массы плода. Ещё 25% массы приходится на мякоть, а остальное составляет оболочка / шелуха, которую преимущественно выбрасывают как отходы. Однако побочные продукты производства какао, такие как оболочки и мякоть, богаты пищевыми волокнами, антиоксидантами, полифенолами, вкусоароматическими соединениями, сахарами и липидами, которые можно использовать в качестве добавок в пищевые продукты и напитки.

Ультразвуковая экстракция фитонутриентов из оболочек какао

Ультразвуковая экстракция из оболочек какао: ультразвуковая экстракция превращает биоотходы какао (например, шелуху какао, шелуху плодов) в ценные пищевые продукты, такие как какао-масло, вкусоароматические соединения, фитонутриенты, фруктовые сахара и пищевые волокна. Для эффективного процесса ультразвуковой экстракции требуется лишь грубая предварительная обработка биомассы оболочек какао, то есть измельчение оболочек какао.

Мощный ультразвук для экстракции

Механизм интенсификации экстракции с помощью мощного ультразвука главным образом связан с явлением акустической кавитации. Ультразвуковая кавитация вызывает столкновения между частицами оболочек / шелухи какао, что приводит к дроблению частиц при взаимных столкновениях и уменьшению их размера. Когда кавитационные пузырьки схлопываются на поверхности твёрдых частиц какао, эрозия и сонопорация ещё больше увеличивают площадь поверхности частиц. Усиленный таким образом массоперенос облегчает высвобождение таких молекул, как белки, липиды и фитохимические соединения. Создаваемые ультразвуком силы сдвига улучшают проникновение растворителя в клеточную матрицу растительного материала и повышают проницаемость клеточных мембран соответственно. Эти механизмы действия мощного ультразвука обеспечивают значительную интенсификацию процесса при применении обработки ультразвуком для экстракции из растительного сырья.

Эффективность экстракции из оболочек какао с помощью ультразвука подтверждена исследованиями

Grillo и соавт. (2018) исследовали извлечение какао-масла, полифенолов (например, катехина, эпикатехина, димеров, тримеров и тетрамеров процианидина), антиоксидантов и метилксантинов (например, кофеина, теобромина) из оболочек какао-бобов с помощью ультразвуковой экстракции. Как показано в таблице ниже, обработка ультразвуком всегда повышала выход как липофильных, так и гидрофильных экстрактов, позволяя простым и лёгким способом получать экстракты, богатые флаванолами с антиоксидантными свойствами (катехинами и эпикатехинами), теобромином (32,7 ± 0,12 mg/g оболочек), кофеином (1,76 ± 0,08 mg/g оболочек) и какао-маслом. Наилучшие результаты при обработке ультразвуком были достигнуты с использованием трёхкомпонентной смеси, которая обеспечивает несколько меньшую общую степень извлечения гидрофильной фракции и сокращение времени экстракции в 16 раз.

Выход при экстракции с помощью ультразвука (UAE) и при традиционном процессе из необработанных оболочек какао, выраженный в массовых процентах (w/w). Ультразвуковая экстракция обеспечивает значительно более высокий выход.
Исследование и авторские права: Grillo et al. 2019.

Yusof и соавт. (2019) также смогли доказать эффективность ультразвуковой экстракции флавоноидов из оболочек какао. Они установили наиболее эффективные параметры экстракции по концентрации этанола, температуре и времени обработки ультразвуком, то есть следующие условия, при которых был получен наивысший выход экстракта: максимальное общее содержание флавоноидов (TFC; 7,47 mg RE/g сухой массы (DW)) было достигнуто при концентрации этанола 80%, температуре процесса 55ºC и обработке ультразвуком в течение 45 min.

Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы для переработки отходов какао

Высокопроизводительные системы ультразвуковой экстракции Hielscher Ultrasonics используются во всём мире в исследованиях и разработках, в малом, среднем и полномасштабном коммерческом производстве. Высокопроизводительные ультразвуковые экстракторы интенсифицируют процесс экстракции, повышают выход и общую эффективность производства высококачественных экстрактов. Hielscher Ultrasonics предлагает экстракционное оборудование для любого объёма / производительности процесса. Обладая более чем 25-летним опытом экстракции из растительного сырья, Hielscher Ultrasonics является вашим надёжным партнёром в области высокопроизводительной ультразвуковой экстракции!

Высокопроизводительные современные ультразвуковые аппараты для экстракции из какао

Интеллектуальные функции ультразвуковых аппаратов Hielscher разработаны для гарантированного обеспечения надёжной работы, воспроизводимых результатов и удобства использования. Рабочие настройки легко открыть и задать через интуитивно понятное меню, доступное на цифровом цветном сенсорном дисплее и при дистанционном управлении через браузер. Поэтому все параметры обработки, такие как полезная энергия, общая энергия, амплитуда, время, давление и температура, автоматически записываются на встроенную SD-карту. Это позволяет просматривать и сравнивать предыдущие циклы обработки ультразвуком и оптимизировать процесс экстракции из оболочек какао-бобов для достижения наивысшей эффективности.
Системы Hielscher Ultrasonics используются во всём мире для производства высококачественных растительных экстрактов. Промышленные ультразвуковые аппараты Hielscher легко работают с высокими амплитудами в непрерывном режиме (24/7/365). С помощью стандартных сонотродов (ультразвуковых зондов / рупоров) можно легко и непрерывно создавать амплитуды до 200µm. Для ещё более высоких амплитуд доступны ультразвуковые сонотроды, изготовленные по индивидуальному заказу. Благодаря надёжности и низкой потребности в техническом обслуживании наши системы ультразвуковой экстракции широко устанавливаются для работы с высокими нагрузками и в сложных условиях.

 
Свяжитесь с нами сейчас, чтобы узнать больше об ультразвуковой экстракции полифенолов, антиоксидантов, сахаров и какао-масла из побочных продуктов производства какао. Мы будем рады отправить вам информацию о наших системах ультразвуковой экстракции и ценах! Наши опытные специалисты с удовольствием обсудят с вами вашу задачу и требования к процессу обработки!
 

Таблица ниже даёт представление о приблизительной производительности обработки наших ультразвуковых аппаратов: