Ultrazvuková výroba aromatických zložiek

Ultrazvuková extrakcia aromatických látok je vysoko účinný a udržateľný proces, ktorý zvyšuje výťažnosť a zároveň výrazne skracuje čas spracovania. Ultrazvuková technológia využíva bezpečné, ekologické rozpúšťadlá a ponúka ekologickú metódu extrakcie so zvýšenou energetickou účinnosťou, vďaka čomu predstavuje alternatívu k tradičným extrakčným technikám šetrnú k životnému prostrediu.

Rastlinné extrakty – vylepšené sonikáciou

Ultrazvuková extrakcia je komerčne využívaná technika na výrobu vysokokvalitných extraktov pre potravinársky, nápojový, farmaceutický a kozmetický priemysel.
„Pomocou ultrazvuku možno teraz úplnú extrakciu dokončiť za niekoľko minút s vysokou reprodukovateľnosťou, pričom sa znižuje spotreba rozpúšťadla, zjednodušuje manipulácia a následné spracovanie, dosahuje vyššia čistota konečného produktu, eliminuje dodatočné čistenie odpadovej vody a spotrebuje len zlomok fosílnej energie bežne potrebnej na konvenčnú extrakčnú metódu, ako je Soxhletova extrakcia, macerácia alebo Clevengerova destilácia. Viaceré skupiny zložiek potravín, ako sú aromatické látky, pigmenty, antioxidanty a ďalšie organické a minerálne zlúčeniny, sa účinne extrahovali z rôznych matríc (najmä živočíšnych tkanív, mikrorias, kvasiniek, potravinových a rastlinných materiálov), analyzovali a použili pri príprave formulácií.“ [Chemat et al. 2017]

Ultrazvuková extrakcia sa používa na získavanie izolátov z rastlinného materiálu. Video ukazuje účinnú extrakciu chuťových látok z čili vločiek pomocou UP200Ht.

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ako líder na trhu vytvorila rozsiahlu vedomostnú databázu o procesoch ultrazvukovej extrakcie vrátane extrakcie korenín, bylín, kvetov, ovocia a zeleniny na výrobu aromatických a vonných látok. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics získala hlboké poznatky o extrakcii rôznych rastlinných materiálov, ako sú káva, šafran, hrozno (víno), dub, čajové listy, levanduľa, mäta, stévia, čili papričky, vanilka, kakao, listy boldovníka, a mnohé ďalšie.
Procesy ultrazvukovej extrakcie možno vykonávať s takmer akýmikoľvek rozpúšťadlami, ako sú voda, alkohol, vodný roztok etanolu, glycerín, oleje, izopropanol, hexán, benzén atď.
Pri výrobe aromatických a vonných látok a účinných zložiek, ktoré sa budú používať ako prísady v potravinárskom, nápojovom, farmaceutickom, kozmetickom a parfumérskom priemysle, je používanie bezpečných, ekologických rozpúšťadiel, ako sú voda a alkohol, veľkou výhodou.

Formy ultrazvukovej extrakcie:

• Sonikácia
• Termosonikácia
• Manosonikácia
• Termomanosonikácia
• Ultrazvuková Soxhletova extrakcia (Sono-Soxhet)
• Ultrazvuková superkritická extrakcia

Ultrazvuková metóda poskytuje lepšiu extrakciu v porovnaní s väčšinou konvenčných extrakčných procesov, napr. maceráciou, z hľadiska času spracovania, vyššej výťažnosti, väčšej úspory energie, čistoty, bezpečnosti a kvality produktu. Najmä pri výrobe prísad do potravín, nápojov, liečiv a kozmetiky predstavuje ekologická technika ultrazvukovej extrakcie veľkú výhodu z hľadiska bezpečnosti produktu.

Transparentné aromatické emulzie

Emulzie sú bežnou prísadou na úpravu chuti, výživovej hodnoty a stability potravín a nápojov. Najmä pri formulácii nápojov je čírosť dôležitým faktorom, pretože konečný výrobok musí spĺňať nielen kvalitatívne a výživové, ale aj optické požiadavky. Pri čírych nápojoch a potravinách to znamená, že emulzná prísada by nemala narúšať požadovanú konečnú kvalitu. Číra emulzia sa pritom ľahšie spracúva. Nanoemulzie sú vďaka svojej veľkosti priehľadné a priesvitné (aspoň pri pozorovaní voľným okom). Vďaka vysokej kinetickej stabilite, nízkej viskozite, vysokej priehľadnosti a vysokej odolnosti voči sedimentácii, krémovaniu, koalescencii a flokulácii sa vo veľkej miere používajú ako prísady.
Čím väčšie sú kvapôčky / častice, tým viac zvyšujú nepriehľadnosť konečného výrobku. Pri formulácii čírych nápojov prináša použitie čírej emulzie s nanokvapôčkami najlepšie výsledky. Ultrazvuková emulgácia umožňuje vytvárať emulzie W/O, O/W, inverzné emulzie, ako aj dvojité alebo viacnásobné emulzie W/O/W s kvapôčkami v nanometrovej oblasti (takzvané miniemulzie, nanoemulzie, ultrajemné emulzie alebo submikrónové emulzie). Veľkosť kvapôčok možno nastavovať a regulovať pomocou parametrov ultrazvukového procesu. Sonikátory Hielscher možno presne riadiť na dosiahnutie optimálnych a reprodukovateľných výsledkov procesu.

Spoločnosť Hielscher vyvinula MultiPhaseCavitator, jedinečnú vložku do prietokovej cely, ktorá ešte viac zlepšuje ultrazvukovú emulgáciu.
Kliknite sem a prečítajte si viac o MultiPhaseCavitator!
Kliknite sem a prečítajte si viac o ultrazvukovej emulgácii!

Enkapsulácia chuťových látok pomocou ultrazvuku

Používanie lipozómov vo farmaceutických a potravinárskych výrobkoch neustále rastie. Lipozómy možno používať ako nosiče aktívnych molekúl, napr. živín a liečiv. Pomocou sonikácie možno lipozómy vytvárať emulgáciou suspenzie lipidov vo vode alebo sonikáciou multilamelárnych vezikúl (MLVs). Pri ultrazvukovej emulgácii sa lipidové dvojvrstvy rozbíjajú na menšie fragmenty, ktoré sa samovoľne usporiadajú do malých unilamelárnych vezikúl (SUVs) zložených z fosfolipidov. Počas sonikácie možno do lipozómov enkapsulovať účinné látky.
Kliknite sem a dozviete sa viac o ultrazvukovej výrobe lipozómov!

Ultrazvukové extrakčné systémy

Nasledujúca tabuľka poskytuje prehľad o približnej spracovateľskej kapacite našich najobľúbenejších ultrazvukových extrakčných systémov:

Ultrazvuková superkritická extrakcia

Extrakcia superkritickými fluidmi a superkritickým CO2 patrí medzi najdôležitejšie extrakčné techniky pri výrobe chuťových a vonných látok.
Superkritický oxid uhličitý je selektívne rozpúšťadlo s nastaviteľnou hustotou. Jeho selektivita a rozpúšťacia schopnosť závisia od premenlivej hustoty, ktorú možno ovplyvniť tlakom a teplotou.
Kombináciou superkritickej extrakcie so sonikáciou je možné používať rozpúšťadlá potravinárskej kvality, ako sú alkohol alebo voda, a pritom dosahovať vysoké rýchlosti extrakcie a vysoké výťažky.
Pomocou formulára nižšie získate viac informácií o našich ultrazvukových extrakčných systémoch a ich aplikáciách!

V nasledujúcom videu si pozrite porovnanie ultrazvukovej extrakcie s konvenčnou maceráciou čerstvých listov skorocelu kopijovitého vo vode. Sonikácia nielenže vytvorí účinný extrakt zo skorocelu kopijovitého v priebehu niekoľkých sekúnd, ale aj farba extraktu poukazuje na rozdiel v kvalite. Zatiaľ čo ultrazvukový extrakt má sýtozelenú farbu, extrakt macerovaný počas 20 dní má hnedastú farbu, ktorá poukazuje na oxidačnú degradáciu bioaktívnych zlúčenín.
 

V tomto krátkom videu porovnávame ultrazvukovú extrakciu v studenej vode pomocou sondového sonikátora Hielscher UP200Ht s tradičnou maceráciou trvajúcou 20 dní. Kým bežná macerácia vyžaduje na extrakciu bioaktívnych zlúčenín z čerstvých listov skorocelu kopijovitého celé týždne, ultrazvuková extrakcia pomocou sondy ich uvoľní už za niekoľko sekúnd. Pri porovnaní tradične macerovaného extraktu s ultrazvukovým extraktom je zrejmé, že sonikovaný extrakt má sýtozelenú farbu, zatiaľ čo macerovaný extrakt má hnedastý odtieň, ktorý naznačuje oxidačnú degradáciu bioaktívnych zlúčenín. Sýtozelená farba ultrazvukového extraktu zo skorocelu kopijovitého poukazuje na vyššiu účinnosť ultrazvukovej technológie pri výrobe plnospektrálneho extraktu. Ultrazvuková extrakcia rastlinného materiálu je rýchlejšia, poskytuje účinnejšie extrakty a je efektívnejšia. Vysoko účinná ultrazvuková extrakcia pomocou UP200Ht poskytuje plnospektrálny extrakt zo skorocelu kopijovitého.

 

---

---