Ultrazvočno intenzivirana maceracija za ekstrakcijo arom v oljih

Spremenite tradicionalno maceracijo jedilnih olj v hiter, visoko učinkovit postopek. V nasprotju z običajnim hladnim namakanjem, pri katerem lahko ekstrakcija arom traja več tednov, ultrazvočna kavitacija pospeši prenos snovi ter v nekaj minutah iz rastlinskih surovin izloči močne bioaktivne spojine in aromatične profile.

Komu koristita aromatizacija in maceracija s sonikacijo?

Maceracija s pomočjo ultrazvoka spremeni večtedensko hladno namakanje v nekajminutno netoplotno obdelavo z visokim izkoristkom, pri čemer ohranja celoten spekter arom, antioksidante in biološko uporabnost brez toplotne razgradnje.
Ne glede na to, ali povečujete obseg proizvodnje gurmanskih olj, razvijate kozmetične formulacije s čisto deklaracijo ali pripravljate močne rastlinske ekstrakte, sonikacija zagotavlja dosledne rezultate, ki jih je mogoče prenesti v večji obseg proizvodnje, hkrati pa odpravlja mikrobno tveganje in izgube zaradi oksidacije.

Komu koristi:

Proizvajalci hrane in pijač: V nekaj minutah namesto v več tednih pretvorite osnovna olja v vrhunska gurmanska olja, bogata z antioksidanti, z intenzivnimi profili celotnega spektra okusov.
Blagovne znamke kozmetike in izdelkov za nego kože: Ekstrahirajte občutljive, toplotno občutljive rastlinske esence za naravna olja, serume in balzame, pri tem pa ohranite hlapne spojine in aktivne fitokemikalije.
Proizvajalci zeliščnih prehranskih dopolnil in rastlinskih ekstraktov: Z netoplotno obdelavo brez topil povečajte izkoristek polifenolov, eteričnih olj in oleorezinov za funkcionalna živila in prehranska dopolnila na največjo možno raven.
Proizvajalci obrtniških pijač in likerjev: Dosezite hiter in enakomeren prenos spojin iz svežih rastlinskih surovin v žgane pijače, tinkture in kise, pri tem pa preprečite oksidativno razgradnjo in mikrobni kvar.

Raziščite, kako sonikacija pospeši vašo ekstrakcijo!

Proizvodnja vrhunskih aromatiziranih olj z ultrazvočno ekstrakcijo

Sonikacija je kot netoplotni postopek idealna rešitev za nosilna olja visoke vrednosti (kot so ekstra deviško oljčno olje, avokadovo olje in olja iz semen). Ohranja toplotno občutljive hlapne snovi, polifenole in eterična olja, ki se med toplotno obdelavo pogosto izgubijo, zato nastane gurmanski izdelek z vrhunsko aromo, večjo stabilnostjo med shranjevanjem in izboljšano biološko uporabnostjo.

Ultrazvočna maceracija in aromatizacija

Ultrazvočno namakanje pospeši sproščanje fitokemikalij in aromatičnih spojin iz rastlinskih surovin (zelišč, začimb, sadja) neposredno v jedilna olja. Zaradi intenzivnih učinkov ultrazvočne kavitacije se bioaktivne spojine homogeno dispergirajo v oljni matrici. To izboljša enotnost izdelka in bistveno poveča biološko uporabnost zdravju koristnih spojin, saj olje učinkovito raztaplja te lipofilne snovi.

V tej predstavitvi vam predstavljamo proizvodnjo rastlinskih izvlečkov. Pojasnjujemo izzive pri proizvodnji visokokakovostnih rastlinskih izvlečkov in kako vam jih lahko sonikator pomaga premagati. Predstavitev prikazuje delovanje ultrazvočne ekstrakcije. Spoznali boste prednosti uporabe sonikatorja za ekstrakcijo in načine vključitve ultrazvočnega ekstraktorja v proizvodnjo izvlečkov.

Ultrazvočna maceracija v primerjavi s tradicionalnimi metodami

Tradicionalna maceracija je pasiven postopek »hladnega« namakanja. Rastlinski material se suspendira v topilu in pusti stati, da se občutljive, hlapne esence naravno sproščajo v obdobju od več tednov do več mesecev. Čeprav se tako izognemo toplotnim poškodbam, je postopek počasen, oksidacija pa pogosto poslabša kakovost.

Oglejte si primerjavo: ultrazvočna ekstrakcija in običajna maceracija

Spodnji videoposnetek prikazuje prednost sonikacije s primerjavo ultrazvočne in običajne ekstrakcije svežih listov ozkolistnega trpotca v vodi: medtem ko običajna maceracija za pridobitev močnega ekstrakta zahteva 20 dni (pri čemer pogosto nastane rjavkast odtenek, ki kaže na oksidativno razgradnjo), ultrazvočna ekstrakcija v zgolj nekaj sekundah ustvari temno zelen, visokokakovosten ekstrakt.

V tem kratkem videoposnetku primerjamo ultrazvočno ekstrakcijo s hladno vodo s sonikatorjem Hielscher UP200Ht s sondo in tradicionalno 20-dnevno maceracijo. Medtem ko običajna maceracija za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz svežih listov ozkolistnega trpotca potrebuje več tednov, jih ultrazvočna ekstrakcija s sondo sprosti v le nekaj sekundah. Primerjava tradicionalno maceriranega in ultrazvočno pridobljenega izvlečka pokaže, da je sonikirani izvleček temno zelene barve, macerirani pa ima rjavkast odtenek, kar nakazuje oksidativno razgradnjo bioaktivnih spojin. Temno zelena barva ultrazvočno pridobljenega izvlečka ozkolistnega trpotca poudarja večjo učinkovitost ultrazvočne tehnologije pri pridobivanju izvlečka s celotnim spektrom spojin. Ultrazvočna ekstrakcija rastlinskih snovi je hitrejša in učinkovitejša ter daje močnejše izvlečke. Zelo učinkovita ultrazvočna ekstrakcija z UP200Ht omogoča pridobivanje izvlečka ozkolistnega trpotca s celotnim spektrom spojin.

Kako sonikacija intenzivira maceracijo?

Ultrazvočna obdelava bistveno intenzivira korak maceracije, saj v maceracijski mešanici povzroča intenzivno mikromešanje in turbulenco. Sonikacija lahko močno pospeši tradicionalno maceracijo, ki traja več tednov ali mesecev – enake rezultate prenosa arom doseže v nekaj minutah. Ultrazvočna maceracija kot netoplotna mehanska metoda poveča prenos snovi in ohranja toplotno labilne bioaktivne spojine, kot so hlapne snovi, polifenoli in druge fitokemikalije. Zaradi tega je ultrazvočna maceracija edinstvena tehnika za hitro in učinkovito proizvodnjo visokokakovostnih maceratov.
Druga prednost ultrazvočne maceracije je uporaba svežega rastlinskega materiala. Pri tradicionalni maceraciji je mogoče uporabiti svež material, vendar je dovzeten za mikrobni kvar, saj mora rastlinski material zelo dolgo ostati v olju. Ultrazvočna maceracija je hiter postopek, ki traja nekaj minut, kar pomeni, da ni dolgega obdobja za rast mikroorganizmov. Poleg tega je ultrazvočna kavitacija dobro znana po razgradnji in inaktivaciji mikrobnih celic ter tako prispeva k stabilnosti macerata.

Dokazano je, da imajo ultrazvočno aromatizirana olja, kot sta ekstra deviško oljčno olje in sončnično olje, večjo stabilnost, saj dodani antioksidanti iz zelišč zmanjšujejo primarno oksidacijo maščobnih kislin. Origano, timijan, pekoči čili, česen, lovor, bazilika, oljčni listi, žajbelj, ozkolistni trpotec, sivka, rožmarin, meta, limona, pomaranča ter drugo sadje, listi, cvetovi, korenine, semena in lubje so bogati z eteričnimi olji, polifenoli, flavonoidi in drugimi bioaktivnimi spojinami. Ultrazvočna maceracija in aromatizacija sta učinkoviti, hitri in varni metodi za izboljšanje jedilnih olj, ki jim zagotavljata večjo vsebnost antioksidantov in polifenolov, izboljšano oksidacijsko stabilnost ter bogat profil okusov.

Prednosti ultrazvočne aromatizacije:

Popolna ekstrakcija arom
Hiter postopek
Netoplotni, blag postopek
Brez topil

Dodajanje okusov in aromatizacija jedilnih olj z ultrazvočno maceracijo sta učinkovit in hiter postopek za izboljšanje olj in proizvodnjo tako imenovanih »gurmanskih olj«. Ultrazvočna aromatizacija s širšim naborom okusov dodatno poveča vrednost oljnih izdelkov.

Videoposnetek prikazuje postopek ekstrakcije narezanega in posušenega rožmarina v mešanici vode in etanola pri nizkih temperaturah s sonikatorjem Hielscher UP400St s sondo. Hielscher UP400St je visokozmogljiv ultrazvočni procesor, zasnovan za različne uporabe, vključno s pripravo vzorcev in ekstrakcijskimi postopki.

Industrijski ultrazvočni procesorji za obdelavo rastlinskih olj

Ultrazvočni procesorji visoke moči se v živilski industriji že široko uporabljajo za ekstrakcijo arom in bioaktivnih spojin, emulgiranje olj s tekočinami na vodni osnovi ali homogenizacijo različnih materialov. Pri aromatiziranih jedilnih oljih ekstrakcija s pomočjo ultrazvoka omogoča proizvodnjo visokokakovostnih olj z intenzivnim, polnim profilom okusov. Hkrati ultrazvočna maceracija in aromatizacija prepričata kot hitri, priročni, varni in stroškovno učinkoviti metodi.
Za maceracijo s pomočjo ultrazvoka, ekstrakcijo arom in aromatizacijo je mogoče uporabiti cele začimbe (tj. liste, cvetove, semena, lubje itd.), mlete začimbe (tj. prah), eterična olja ali oleorezin.
Hielscher Ultrasonics izdeluje visokozmogljive ultrazvočne procesorje za laboratorijsko in namizno uporabo vse do polnega industrijskega obsega z zmogljivostjo obdelave več ton na uro.
Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih procesorjev:

Prostornina šarže	Pretok	Priporočene naprave
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT
10 do 100L	2 do 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 do 100L/min	UIP16000
n.a.	večji	sklop naprav UIP16000hdT

Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!

Literatura/Reference

Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Učinki ultrazvočne tehnologije na kakovostne lastnosti italijanskega ekstra deviškega oljčnega olja. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.
Maarit J. Rein, Mathieu Renouf, Cristina Cruz‐Hernandez, Lucas Actis‐Goretta, Sagar K. Thakkar, Marcia da Silva Pinto (2013): Biološka uporabnost bioaktivnih spojin v živilih: zahtevna pot do biološke učinkovitosti. British Journal of Clinical Pharmacology 2013 Mar; 75(3): 588–602.
Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Šaržna in kontinuirna ekstrakcija listov bolda (Peumus boldus Mol.) s pomočjo ultrazvoka. International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750–5764.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Fitokemijsko profiliranje ekstraktov cvetov in listov Sambucus nigra L. ter njihov protimikrobni potencial proti povzročiteljem bolezni mandljevca. International Journal of Molecular Sciences, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Ekstrakcija s pomočjo pulznega ultrazvoka kot alternativna metoda običajni maceraciji za ekstrakcijo polifenolne frakcije brstov Ribes nigrum: nova kategorija prehranskih dopolnil, predlagana v okviru projekta FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019
Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Ocena razporeditve obrata za ekstrakcijo oljčnega olja z vključeno ultrazvočno napravo visoke moči. Ultrasonics Sonochemistry, zvezek 73, 2021.

Sorodne teme

Pogosta vprašanja o ultrazvočni maceraciji in aromatizaciji

Kaj je ultrazvočna maceracija in kako se razlikuje od tradicionalne maceracije?

Ultrazvočna maceracija (znana tudi kot ekstrakcija s pomočjo ultrazvoka) je tehnika intenziviranja procesov, ki uporablja zvočne valove visoke intenzivnosti za pospešitev ekstrakcije aromatičnih spojin, eteričnih olj in bioaktivnih fitokemikalij iz rastlinskih surovin v topilo, kot je jedilno olje. V nasprotju s tradicionalno hladno maceracijo, ki temelji na počasni difuziji in lahko traja več tednov ali mesecev, ultrazvočna kavitacija hitro razgradi rastlinske celične stene. Tako se spojine sprostijo v nekaj minutah ali urah, kar omogoča bistveno hitrejši postopek, večji izkoristek in močnejši ekstrakt.

Katere so glavne prednosti uporabe sonikacije za dodajanje okusov in aromatizacijo jedilnih olj?

Ultrazvočna aromatizacija proizvajalcem olj prinaša več ključnih koristi:

Hitra obdelava: Skrajša čas namakanja z več tednov na nekaj minut.
Netoplotna obdelava brez topil: Ohranja toplotno občutljive hlapne spojine in nežne okuse brez uporabe škodljivih topil.
Večji izkoristek in biološka uporabnost: Poveča ekstrakcijo polifenolov, antioksidantov in eteričnih olj na največjo možno raven ter zagotavlja njihovo enakomerno dispergiranost v oljni matrici za boljšo absorpcijo.
Izboljšana stabilnost: Ekstrahirani naravni antioksidanti iz rastlinskih surovin (kot sta rožmarin ali timijan) pomagajo preprečevati primarno oksidacijo maščobnih kislin in s tem podaljšujejo rok uporabnosti olja.
Mikrobiološka varnost: Hiter postopek zmanjša tveganje mikrobnega kvara na najmanjšo možno raven, ultrazvočna kavitacija pa lahko pomaga inaktivirati določene mikrobne celice.

Katere vrste jedilnih olj in rastlinskih surovin se najbolje obnesejo pri ultrazvočni maceraciji?

Ultrazvočna maceracija je izjemno vsestranska in deluje s skoraj vsakim jedilnim nosilnim oljem, vključno z ekstra deviškim oljčnim oljem, avokadovim oljem, oljem iz sončničnih semen, oljem oljne ogrščice (kanole) in kokosovim oljem. Namakati je mogoče širok nabor rastlinskih surovin, kot so bazilika, rožmarin, timijan, čili, česen, sivka, bezgovi cvetovi, citrusi in različne začimbe. Učinkovito je mogoče uporabiti tako svež kot posušen rastlinski material, pa tudi praške in oleorezine.

Ali je ultrazvočna maceracija netoplotni postopek? Zakaj je to pomembno?

Da, ultrazvočna maceracija velja za netoplotno oziroma »hladno« metodo obdelave. Čeprav lahko sam postopek zaradi akustične energije lokalno ustvari majhno količino toplote, se skrbno nadzoruje, da temperatura v celoti ostane nizka, kar preprečuje toplotno razgradnjo občutljivih spojin. To je ključno za ekstrakcijo hlapnih arom, eteričnih olj in toplotno labilnih bioaktivnih spojin (kot so določeni vitamini in antioksidanti), ki bi se pri uporabi tradicionalnih ekstrakcijskih metod s segrevanjem sicer uničile ali izhlapele.

Kako ultrazvočna maceracija izboljša stabilnost in rok uporabnosti aromatiziranih olj?

Ultrazvočna maceracija poleg samega dodajanja arom ekstrahira naravne spojine, bogate z antioksidanti (kot so polifenoli in flavonoidi), iz rastlinskih surovin, kot so rožmarin, origano in oljčni listi, neposredno v olje. Ti antioksidanti delujejo kot naravni konzervansi, saj nevtralizirajo proste radikale in bistveno zmanjšujejo primarno oksidacijo maščobnih kislin v olju, s čimer povečajo oksidacijsko stabilnost olja in podaljšajo njegov rok uporabnosti.

Ali je mogoče ultrazvočno maceracijo prenesti iz laboratorijskega v polni industrijski obseg proizvodnje?

Vsekakor. Tehnologijo ultrazvočne ekstrakcije je mogoče v celoti prilagoditi večjemu obsegu proizvodnje. Hielscher Ultrasonics ponuja celoten nabor ultrazvočnih procesorjev, od kompaktnih laboratorijskih naprav (npr. UP100H) za raziskave in razvoj ter majhne šarže do pilotnih sistemov (npr. UIP2000hdT) in robustnih industrijskih procesorjev za obdelavo v pretočni liniji (npr. UIP4000hdT, UIP16000), ki lahko obdelajo več ton olja na uro. To omogoča nemoten prenos tehnologije in dosledne rezultate od laboratorijske mize do proizvodnje v polnem obsegu.

Ali je uporaba ultrazvočne maceracije za proizvodnjo gurmanskih ali »hladno aromatiziranih« olj za uživanje varna?

Da, to je varna in široko uveljavljena metoda v živilski industriji. Ker postopek poteka brez topil in je netoploten, izpolnjuje standarde čiste deklaracije. Ekstrahirane rastlinske surovine in nastala aromatizirana olja ohranijo svoje naravne lastnosti in primernost za uporabo v živilih. Ultrazvočni procesorji, ki se uporabljajo pri predelavi živil, so zasnovani s higienskimi sestavnimi deli (pogosto iz nerjavnega jekla, primernega za stik z živili) ter jih je mogoče preprosto čistiti in razkuževati za izpolnjevanje strogih predpisov o varnosti živil.

Kaj je maceracija?

Tradicionalna maceracija, pri kateri se olja, kot sta oljčno ali sončnično olje, obogatijo z aromatičnimi spojinami in eteričnimi olji rastlinskih surovin (npr. začimb, zelišč, sadja itd.), je postopek, ki temelji na namakanju rastlinskega materiala v olju. To je zelo počasen postopek, ki traja od več tednov do nekaj mesecev, saj je prenos snovi med trdnimi rastlinskimi snovmi in oljem počasen. Drug dejavnik, ki je odgovoren za počasnost tradicionalne maceracije, je temperatura med maceracijo. Pri hladnem namakanju se suspenzija rastlinskega materiala in olja vzdržuje pri sobni temperaturi, da se prepreči toplotna razgradnja občutljivih hlapnih spojin, oleorezinov in eteričnih olj. Ti dejavniki upočasnjujejo postopek in povzročajo, da je zelo dolgotrajen.
Postopek maceracije se lahko uporablja za aromatiziranje jedilnih olj ter za pripravo olj in tinktur za nego kože, zdravilnih tinktur in alkoholnih pijač. Med običajna zelišča in začimbe za maceracijo olj in tinktur spadajo meta, bazilika, čili, rožmarin, timijan, vanilja, cimet, sivka, bezgovi cvetovi, ognjič, šentjanževka, rakitovec in številni drugi.
Običajna olja za maceracijo so oljčno olje, olje iz sončničnih semen, kokosovo, jojobino olje, olje oljne ogrščice, laneno ali konopljino olje. Za pripravo tinktur ali alkoholnih pijač se kot tekočina uporablja alkohol.

Kaj so eterična olja?

Eterično olje je koncentrirana hidrofobna tekočina, ki vsebuje hlapne kemične spojine iz rastlinskih surovin. Eterična olja so znana tudi kot hlapna olja, etrska olja oziroma aetherolea. Pogosto so poimenovana po rastlini, iz katere so pridobljena, na primer olje vrtnice, olja čajevca ali bergamotkino olje. Eterična olja so v angleščini poimenovana »essential«, ker vsebujejo »esenco« vonja rastline. Pri eteričnih oljih izraz »essential« ne pomeni, da je olje nujno potrebna spojina, kot pri izrazih esencialna aminokislina ali esencialna maščobna kislina, ki sta tako poimenovani, ker ju določen živi organizem nujno potrebuje v prehrani. Eterična olja se pridobivajo z destilacijo, hidrodestilacijo, ekstrakcijo s topili ali stiskanjem. Ultrazvočna obdelava se pogosto uporablja za intenziviranje in pospeševanje ekstrakcije ter povečanje izkoristka eteričnega olja.
Preberite več o ultrazvočni hidrodestilaciji eteričnih olj!

Kaj so oleorezini?

Oleorezini so naravna kombinacija olja in smole v rastlinah. Kot zelo koncentrirane snovi so oleorezini poltrdni ekstrakti, sestavljeni iz smole, raztopljene v eteričnem in/ali maščobnem olju (trigliceridih).
V nasprotju z eteričnimi olji so oleorezini bogati s težjimi, manj hlapnimi in lipofilnimi spojinami, kot so smole, voski, maščobe in maščobna olja.
Oleorezine je mogoče pripraviti iz začimb, kot so bazilika, paprika, kardamom, semena zelene, cimetova skorja, cvetni popki klinčevca, triplat, jelkov balzam, ingver, jambu, labdanum, muškatni cvet, majaron, muškatni orešček, peteršilj, poper (črni/beli), piment, rožmarin, žajbelj, šetraj, timijan, kurkuma, vanilja in listi zahodnoindijskega lovorja. Uporabljena topila so nevodna in so lahko polarna (tj. alkoholi) ali nepolarna (tj. ogljikovodiki, ogljikov dioksid). Metoda ultrazvočne ekstrakcije je združljiva s temi topili ter pospeši ekstrakcijo in poveča njen izkoristek.
Tako eterična olja kot oleorezini so odlične naravne snovi, ki jih je mogoče dodajati različnim živilom in pijačam kot koncentrirano aromatično sestavino. Eterična olja in oleorezini se iz rastlin izolirajo z ekstrakcijo (npr. ekstrakcijo s pomočjo ultrazvoka) in naknadno destilacijo. Zelišča, začimbe in druge rastlinske surovine se uporabljajo kot surovine za proizvodnjo eteričnih olj in oleorezinov.