Ultrazvuková výroba aromatických zložiek
Ultrazvuková extrakcia príchutí je vysoko efektívny a udržateľný proces, ktorý zvyšuje výťažnosť a zároveň výrazne skracuje čas spracovania. Ultrazvuková technológia využíva bezpečné zelené rozpúšťadlá a ponúka zelenú metódu extrakcie so zvýšenou energetickou účinnosťou, čo z nej robí ekologickú alternatívu k tradičným extrakčným technikám.
Rastlinné extrakty – Vylepšené sonikáciou
Ultrazvuková extrakcia je komercializovaná technika na výrobu vysokokvalitných extraktov pre potraviny & nápojový, farmaceutický a kozmetický priemysel.
“Pomocou ultrazvuku je teraz možné dokončiť úplné extrakcie v priebehu niekoľkých minút s vysokou reprodukovateľnosťou, čím sa zníži spotreba rozpúšťadla, zjednoduší sa manipulácia a spracovanie, čím sa dosiahne vyššia čistota konečného produktu, eliminuje sa dodatočná úprava odpadových vôd a spotrebuje sa len zlomok fosílnej energie, ktorá je bežne potrebná na konvenčnú metódu extrakcie, ako je Soxhletova extrakcia, macerácia alebo Clevengerova destilácia. Niekoľko tried zložiek potravín, ako sú arómy, pigmenty, antioxidanty a iné organické a minerálne zlúčeniny, bolo extrahovaných, analyzovaných a formulovaných efektívne z rôznych matríc (najmä živočíšnych tkanív, mikrorias, kvasiniek, potravín a rastlinných materiálov).” [Chemat a kol. 2017]
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ako líder na trhu vytvorila širokú databázu znalostí o procesoch ultrazvukovej extrakcie vrátane extrakcie korenia, bylín, kvetov, ovocia, zeleniny na výrobu príchutí a vôní. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics získala hlboké znalosti o extrakcii rôznych rastlinných materiálov, ako sú káva, šafran, hrozno (víno)dub čajové lístky, levanduľa, mäta, Stevia, chilli papričky, vanilka, kakao, boldus listya mnoho ďalších.
Ultrazvukové extrakčné procesy je možné vykonávať s takmer akýmikoľvek rozpúšťadlami, ako je voda, alkohol, vodný etanol, glycerín, oleje, izopropanol, hexán, benzén atď.
Na výrobu príchutí, vôní a aktívnych zložiek, ktoré sa použijú ako prísady do potravín & Veľkou výhodou je nápojový, farmaceutický, kozmetický a parfumérsky priemysel, používanie nezávadných, zelených rozpúšťadiel, ako je voda a alkohol.
Priemyselná inštalácia ultrazvukového extraktora UIP4000hdT na výrobu botanických extraktov.
- Ultrazvukom
- termosonikácia
- mano-sonikácia
- Termo-mano-sonikácia
- Ultrazvukový Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultrazvuková superkritická extrakcia
Ultrazvuková metóda poskytuje lepšiu extrakciu v porovnaní s väčšinou konvenčných extrakčných procesov, napr. maceráciou, z hľadiska času procesu, vyššej výťažnosti, väčšej úspory energie, čistoty, bezpečnosti a kvality produktu. Najmä pokiaľ ide o výrobu potravinárskych, nápojových a farmaceutických a kozmetických prísad, je technika zelenej ultrazvukovej extrakcie vysokou výhodou z hľadiska bezpečnosti výrobkov.
Priehľadné aromatické emulzie
Emulzie sú bežnou prísadou na funkcionalizáciu potravín a nápojov, pokiaľ ide o chuť, nutričnú hodnotu a stabilitu. Najmä pri formulovaní nápojov je čistota dôležitým faktorom, pretože konečný produkt musí spĺňať nielen kvalitatívne a nutričné normy, ale aj optické. V prípade čírych nápojov a potravín to znamená, že emulzná prísada by nemala zasahovať do stanoveného konečného cieľa kvality. Číra emulzia sa tak ľahšie spracováva. Nanoemulzie sú vďaka svojej veľkosti priehľadné a priesvitné (aspoň voľným okom). Vďaka svojej vysokej kinetickej stabilite, nízkej viskozite, vysokej priehľadnosti a vysokej stabilite proti sedimentácii, krémovaniu, koalescencii a flokulácii sú široko používané ako prísady.
Čím väčšia je veľkosť kvapiek? častíc, tým väčšia neprehľadnosť prispieva k konečnému produktu. Na formuláciu čírych nápojov poskytuje najlepšie výsledky použitie čírej emulzie s nanokvapôčkami. Ultrazvuková emulgácia umožňuje vyrábať W/O, O/W, inverzné emulzie, ako aj dvojité alebo viacnásobné emulzie W/O/W s kvapôčkami v nanorozsahu (tzv. miniemulzie, nanoemulzie, ultrajemné emulzie alebo submikrónové emulzie). Veľkosť kvapiek je možné nastaviť a regulovať pomocou parametrov ultrazvukového procesu. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú presne ovládateľné pre optimálne a reprodukovateľné výsledky procesu.
Ultrazvuková extrakcia z bylín
Kliknite sem a prečítajte si viac o MultiPhaseCavitator!
Kliknite sem a prečítajte si viac o ultrazvukovej emulgácii!
Zapuzdrenie príchutí pomocou ultrazvuku
Používanie lipozómov vo farmaceutických a potravinárskych výrobkoch sa neustále zvyšuje. Lipozómy možno použiť ako nosiče aktívnych molekúl, napr. živín a liekov. Sonikáciou môžu byť lipozómy vytvorené emulgáciou lipidovej? vodnej suspenzie alebo sonikáciou multilamelárnych vezikúl (MLV). Ultrazvukovým emulzným procesom sa lipidové dvojvrstvy rozpadajú na menšie zlomeniny, takže tieto kúsky sa vytvárajú do malých jednolamelárnych vezikúl (SUV) zložených z fosfolipidov. Počas procesu sonikácie môžu byť účinné látky zapuzdrené do lipozómov.
Kliknite sem a dozviete sa viac o ultrazvukovej výrobe lipozómov!
Ultrazvukové extrakčné systémy
Nasledujúca tabuľka uvádza približnú kapacitu spracovania našich najpopulárnejších ultrazvukových extrakčných systémov:
- Zelené rozpúšťadlá
- Vyšší výnos
- kratší čas extrakcie
- Bezpečnosť
- rýchla návratnosť investícií
- Nízke náklady
Ultrazvuková superkritická extrakcia
Superkritická kvapalina a superkritická extrakcia CO2 je jednou z najdôležitejších extrakčných techník pri výrobe príchutí a vôní.
Superkritický oxid uhličitý je selektívne rozpúšťadlo s nastaviteľnou hustotou. Jeho selektivita a sila rozpúšťadla závisí od premenlivej hustoty, ktorú môže ovplyvniť tlak a teplota.
Kombináciou superkritickej extrakcie so sonikáciou je možné používať potravinárske rozpúšťadlá, ako je alkohol alebo voda, a zároveň dosiahnuť vysoké rýchlosti extrakcie a vysoké výnosy.
Pomocou nižšie uvedeného formulára získate viac informácií o našich ultrazvukových extrakčných systémoch a ich aplikáciách!
Pozrite si vo videu nižšie porovnanie ultrazvukovej extrakcie s konvenčnou maceráciou čerstvých listov rebra vo vode. Sonikácia nielenže vytvorí silný ribwort v priebehu niekoľkých sekúnd, ale aj farba extraktu naznačuje rozdiel v kvalite. Zatiaľ čo ultrazvukový extrakt má sýtozelenú farbu, 20-dňový macerovaný extrakt má hnedastú farbu, ktorá poukazuje na oxidačnú degradáciu bioaktívnych zlúčenín.
Sýtozelená farba ultrazvukového extraktu z ribwortu zdôrazňuje vynikajúcu účinnosť ultrazvukovej technológie pri výrobe plnospektrálneho extraktu. Ultrazvuková botanická extrakcia je rýchlejšia, účinnejšia a efektívnejšia. Vysoko účinná ultrazvuková extrakcia s UP200Ht vytvára plnospektrálny extrakt z ribwortu.
Literatúra? Referencie
- 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.
Viac o ultrazvukovej extrakcii
Ultrazvuková extrakcia je známa a spoľahlivá metóda výroby extraktov z rôznych rastlinných surovín. Vysokovýkonné ultrazvuky zvyšujú prenos hmoty medzi surovinou a rozpúšťadlom tým, že tlačia rozpúšťadlo do bunkovej štruktúry a vyplavujú ho rýchlosťou cca. 20 000-krát za sekundu (pri 20 kHz). Sonikácia sa ukázala ako veľmi mierna, ale veľmi účinná metóda – Vytváranie vyšších výnosov a kvalitnejších extraktov pri kratšom čase spracovania!
Ultrazvukom už boli veľmi úspešne extrahované tieto materiály:
korenie: šafran, čili papričky (napr. kapsaicín), zázvor, škorica, vanilín/vanilka, kyselina rozmarínová, šalvia, rozmarín, majoram, bazalka atď.
bylinky: mäta pieporná, čaje (napr. čierna, zelená, Pai Mu Tan, jazmín, rooibos, medovník), mäta, stévia, konope atď.
kvety: levanduľa, pačuli, ylang-ylang, ruža atď.
Ovocie a zelenina: víno, hrozno? hroznové semienka, káva, kakao, olivy, pomarančová? pomarančová kôra, paradajka, semená guarany, olejnaté semená (mandle, sójové bôby, papája, ľanové semienka, slnečnica, repka), kôra z jabĺka, špenát, moruša, korene atď.
mikroorganizmy: morské riasy, spirulina, mikroriasy (mikroriasy Nannochloropsis spp, mikroriasy Nannochloropsis oculata, mikroriasy Dunaliella salina), sinice Synechococcus sp., kvasinky Xanthophyllomyces dendrorhous, kvasinky Trichosporon oleaginosisus, olejnaté huby, huba Cordyceps sinensis
Cielené extrakty, ktoré sa získavajú sonikáciou, sú éterické oleje, vitamíny, lipidy, proteíny a fytokomplexy, ako sú fenoly, antioxidanty, polysacharidy, oleoživice, estery, esencie, proteínové hydrolyzáty, aminokyseliny, saponíny, flavonoidy, alkaloidy (napr. morfín, kodeín, thebaín), pigmenty/farbivá (karotenoidy, chlorofyl, fykocyanín), antokyány, limonén, alantolaktón, izoalantolaktón a ďalšie účinné látky.
O spoločnosti Green Extraction
Zelená ťažba je zameraná na ekologické a udržateľné metódy. Preto je znižovanie spotreby energie v procese, používanie alternatívnych rozpúšťadiel a obnoviteľných prírodných surovín kľúčovými faktormi pre zelenú ťažbu. Cieľom je zabezpečiť bezpečný a vysoko kvalitný extrakt. Na získanie bezpečného a kvalitného produktu je dôležité používať alternatívne, recyklovateľné a bezpečnejšie rozpúšťadlá. Znížením celkovej toxicity procesu a finálnych produktov majú spotrebitelia úžitok zo zdravšieho a bezpečnejšieho produktu a výrobcovia vytvárajú bezpečnejšie prostredie pre svojich zamestnancov.