Ultrazvočna ekstrakcija jedilnih olj
Jedilna olja se uporabljajo za številne namene pri kuhanju in proizvodnji živil. Mehanska ekstrakcija jedilnih olj preprečuje razgradnjo olj. Ultrazvočna ekstrakcija jedilnih olj je vrhunska metoda za sproščanje olj iz semen, jedrc in plodov. Kot netoplotna tehnika ekstrakcije ultrazvočna ekstrakcija omogoča pridobivanje visokokakovostnih jedilnih olj ter se odlikuje po višjih izkoristkih in krajšem času obdelave.
Intenziviranje proizvodnje jedilnih olj s sonikacijo
Ultrazvočna ekstrakcija se pogosto uporablja za sproščanje dragocenih znotrajceličnih snovi iz rastlinskega materiala. Ciljni ekstrakti vključujejo lipide / maščobne kisline, beljakovine, vitamine, polifenole in druge bioaktivne spojine. Kot tehnika intenziviranja procesa ultrazvočna ekstrakcija jedilnih olj, kot so ekstra deviško oljčno olje, avokadovo olje, olje sončničnih semen in laneno olje, med drugim povečuje izkoristek ekstrahiranega olja (maščobnih kislin), skrajšuje čas ekstrakcije ter zmanjšuje ali odpravlja porabo topil. Ultrazvočno podprta ekstrakcija je netoplotna tehnika ekstrakcije, katere načelo delovanja temelji na pojavu akustične kavitacije. Akustična oziroma ultrazvočna kavitacija ustvarja intenzivne strižne sile, ki porušijo celične stene in povečajo prenos snovi med notranjostjo celic in okoliškim topilom. Zaradi tega je ultrazvočna ekstrakcija vrhunska tehnika za sproščanje in izolacijo spojin, ujetih v rastlinskih celicah.
- višji izkoristek
- krajši čas ekstrakcije
- brez porabe topil ali z zmanjšano porabo topil
- netoplotni proces
- visoka prehranska kakovost
- preprosta in varna uporaba
- hitra povrnitev naložbe
Ultrazvočni ekstraktor UIP4000hdT nameščen v oljarni za izboljšano proizvodnjo ekstra deviškega oljčnega olja
Študije primerov ultrazvočne ekstrakcije jedilnih olj
Ultrazvočna ekstrakcija je bila preizkušena pri različnih oljnih semenih in plodovih ter se je izkazala za učinkovito.
Ultrazvočna ekstrakcija sončničnega olja
Moradi in sod. (2018) so preučevali vpliv ultrazvočno podprte ekstrakcije na izkoristek olja in sestavo hranil iz oluščenih in neoluščenih sončničnih semen. Uporabili so sonikator UP400S (400 vatov, 24kHz) za ekstrakcijo sončničnega olja iz sončničnih semen z uporabo n-heksana kot topila.
Za ovrednotenje rezultatov ekstrakcije so olje ekstrahirali tudi s konvencionalno šaržno ekstrakcijo s topilom in Soxhletovo ekstrakcijo, pri čemer so za vse metode ekstrakcije uporabili n-heksan.
Ultrazvočna ekstrakcija sončničnega olja je dala najvišja izkoristka olja, in sicer 45,44 ± 0,27% za neoluščena in 23,71 ± 0,22% za oluščena sončnična semena. V sončnični moki po ultrazvočni ekstrakciji je ostalo manj kot 4% preostalega olja pri neoluščenih in manj kot 5% pri oluščenih sončničnih semenih.
Pri ultrazvočni ekstrakciji se je potreben čas ekstrakcije skrajšal na samo 105 min, medtem ko je Soxhletova ekstrakcija zahtevala 6 ur, šaržna ekstrakcija s topilom pa 10 ur obdelave.
Analiza s plinsko kromatografijo je pokazala, da ultrazvočno podprta ekstrakcija znatno izboljša kakovost ekstrahiranih olj in α-linolenske kisline.
Plinski kromatogram olja, ekstrahiranega iz oluščenih sončničnih semen s sonikacijo
Študija in graf: Moradi in sod. 2018
Ultrazvočna ekstrakcija ekstra deviškega oljčnega olja
Servili in sod. (2019) so vgradili sonikator z močjo 4kW UIP4000hdT v konvencionalno linijo za malaksacijo pri proizvodnji oljčnega olja. Mehanska obdelava oljčne paste s sonikacijo izboljša učinkovitost procesa ekstrakcije in poveča ekstrakcijsko zmogljivost oljarn. Ker je tlak pomemben dejavnik, so sonikacijo izvedli z ultrazvočno pretočno celico s sonotrodo cascatrode pri 3,5 bar. Ultrazvočna ekstrakcija ni povzročila nobenih sprememb glavnih zakonsko določenih parametrov kakovosti in je pri povišanem tlaku 3,5 bar pokazala pozitiven vpliv na fenolno sestavo ekstra deviškega oljčnega olja (EVOO). Ultrazvočno podprta malaksacija oljčne paste omogoča višje izkoristke in izboljšano fenolno sestavo EVOO.
Kliknite tukaj in preberite več o ultrazvočno podprti malaksaciji pri proizvodnji ekstra deviškega oljčnega olja!
Ultrazvočna ekstrakcija avokadovega olja
Martinez-Oadilla in sod. (2018) so v svoji študiji pokazali, da je sonikacija z uporabo naprave UIP1000hdT (20kHz, 1000W) za obdelavo nemalaksiranega avokadovega pireja izboljšala ekstraktibilnost, kar je omogočilo pridobivanje dodatnih 15–24% olja.
Kliknite tukaj in preberite več o ultrazvočni ekstrakciji avokadovega olja!
Ultrazvočna ekstrakcija lanenega olja
Gutte in sod. (2015) so uporabili sonikacijo za ekstrakcijo olja iz zmletih lanenih semen z uporabo n-heksana kot topila. Kot alternativna topila se lahko uporabijo diklorometan, petroleter ali etanol. Ultrazvočna ekstrakcija je izboljšala izkoristek ekstrakcije za 11,5% ob uporabi podobne količine topila kot pri konvencionalni ekstrakciji. Kromatografska analiza je pokazala, da ultrazvočna ekstrakcija ni povzročila pomembnih učinkov, kot je razgradnja α-linolenske kisline (ω-3). Študija kaže, da sonikacija povečuje izkoristek ekstrakcije jedilnega olja in skrajšuje čas ekstrakcije, obenem pa ohranja visoko hranilno vrednost lanenega olja.
Sinergijski učinki ultrazvočne ekstrakcije olja
Ultrazvočna ekstrakcija se lahko uporablja kot samostojna metoda za sproščanje olja iz semen in plodov, bogatih z oljem, ali pa se lahko vključi oziroma naknadno vgradi v konvencionalne / že obstoječe obrate za proizvodnjo jedilnih olj, da se povečata izkoristek in kakovost olja. Sisteme za ultrazvočno ekstrakcijo je mogoče preprosto namestiti za predobdelavo ali naknadno obdelavo pri malaksaciji, v kombinaciji s Soxhletovo ekstrakcijo ali za mehansko oljno stiskalnico oziroma vijačno stiskalnico.
Ekstrakcijska oprema Hielscher Ultrasonics se preprosto namesti, potrebuje le zelo malo prostora (majhna tlorisna površina), zato jo je mogoče naknadno vgraditi v obstoječe oljarne. Industrijski sonikatorji Hielscher so zaradi svoje robustnosti in industrijske izvedbe zasnovani za delovanje 24/7 pri velikih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Povečajte izkoristek in kakovost svojega olja s Hielscher Ultrasonics!
UIP4000hdT, zmogljiv ultrazvočni procesor z močjo 4kW za ekstrakcijo jedilnih olj
Visokozmogljivi ultrazvočni ekstraktorji za proizvodnjo jedilnih olj
Za obdelavo jedilnih olj na industrijski ravni, primerno za živilsko uporabo, je potrebna visokozmogljiva ultrazvočna oprema za obdelavo velikih volumskih tokov oljnih semen v sistemu z neprekinjenim pretokom. Hielscher Ultrasonics je zaupanja vreden dobavitelj visokozmogljive opreme za ultrazvočno ekstrakcijo z dolgoletnimi izkušnjami; njegova oprema je vgrajena v obrate za proizvodnjo živil po vsem svetu.
Napredne sonikatorje Hielscher Ultrasonics je mogoče natančno krmiliti, upravljavcu pa zagotavljajo popoln nadzor nad pomembnimi procesnimi parametri, kot so amplituda, tlak, temperatura in čas sonikacije.
Obsežen nabor dodatne opreme, kot so sonotrode (sonde), ojačevalniki amplitude, reaktorji s pretočno celico in drugi dodatki, omogoča konfiguracijo sistema za ultrazvočno ekstrakcijo posebej za obdelovano surovino in želeni rezultat.
Sonikatorji velike moči Hielscher Ultrasonic preprosto obdelujejo suspenzije z visoko vsebnostjo trdnih snovi, kar pomeni visoko razmerje med trdnimi snovmi (semeni) in topilom
Nadzor temperature med ultrazvočno obdelavo
Ker je ultrazvočno podprta ekstrakcija netoplotna metoda obdelave, je mogoče preprečiti toplotno razgradnjo hranilnih spojin, občutljivih na toploto. Ultrazvočni reaktorji s pretočno celico Hielscher so opremljeni s hladilnim plaščem za odvajanje toplote. Poleg tega je mogoče vnos energije natančno prilagoditi optimalnim pogojem obdelave, npr. z uporabo pulznega načina ultrazvočnega ekstraktorja. Ultrazvočna ekstrakcija jedilnih olj pri nizkih temperaturah preprečuje toplotno povzročeno razgradnjo ekstrahiranih olj in zmanjšuje izgubo bioaktivnih spojin na najmanjšo možno mero.
Spremljanje ultrazvočnega procesa
Vsi digitalni sonikatorji Hielscher – od laboratorijskih do industrijskih velikosti – so opremljeni z inteligentno programsko opremo, ki omogoča preprosto in natančno krmiljenje, spremljanje in pregledovanje ultrazvočnega procesa. Amplitudo, omejitev vnosa energije, pulzne cikle in čas sonikacije je mogoče vnaprej nastaviti z uporabniku prijazno programsko opremo. Barvni zaslon na dotik omogoča preprost dostop do menija in intuitivno upravljanje. Daljinsko upravljanje prek brskalnika omogoča upravljavcu upravljanje in spremljanje ultrazvočnega sistema na daljavo.
Vsi pomembni podatki ultrazvočnega procesa (kot so amplituda, temperatura, tlak, neto energija, skupna energija, čas in datum) se samodejno shranjujejo na vgrajeno kartico SD. Samodejno beleženje podatkov je zelo cenjeno v živilski in farmacevtski industriji, saj proizvajalcu živil omogoča pregled pogojev obdelave katere koli sonikirane serije. To omogoča standardizacijo procesa, stalno visoko kakovost proizvodov in izvajanje dobre proizvodne prakse (GMP).
Sonikator UIP4000hdT za obdelavo oljnih semen v pretočni liniji za višje izkoristke visokokakovostnih jedilnih olj
Industrijski sonikatorji Hielscher Ultrasonics lahko zagotavljajo zelo visoke amplitude. Pri amplitudah do 200µm lahko brez težav neprekinjeno delujejo 24/7. Za še višje amplitude so na voljo ultrazvočne sonotrode po meri. Robustnost ultrazvočne opreme Hielscher omogoča delovanje 24/7 pri velikih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših sonikatorjev:
| 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 UIP16000 |
Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!
Ultrazvočni homogenizatorji velike moči od laboratorijskega do pilotnega in industrijskega merila.
Literatura / Viri
- FactSheet Ultrasonic Extraction of Extra Virgin Olive Oil
- Negin Moradi, Masoud Rahimi, Atefeh Moeini, Mohammad Amin Parsamoghadam (2018): Impact of ultrasound on oil yield and content of functional food ingredients at the oil extraction from sunflower. Separation Science and Technology, 53:2, 2018. 261-276.
- Servili M; Veneziani G.; Taticchi A.; Romaniello R.; Tamborrino A.; Leone A.(2019): Low-frequency, high-power ultrasound treatment at different pressures for olive paste: Effects on olive oil yield and quality. Ultrasonics Sonochemistry 59, 2019.
- Krishna B. Gutte, Akshaya K. Sahoo, Rahul C. Ranveer (2014): Effect of ultrasonic treatment on extraction and fatty acid profile of flaxseed oil. Oilseeds & fats Crops and Lipids Journal 22(6) 2015.
- Laura Patricia Martínez-Padilla, Lisa Franke, Xin-Qing Xu, Pablo Juliano (2018): Improved Extraction of Avocado Oil by Application of Sono-Physical Processes. Ultrasonics Sonochemistry 40, Jan. 2018. 720-726.
Koristna dejstva
Jedilna olja
Jedilna olja so pri sobni temperaturi običajno tekoča, čeprav so lahko nekatera olja, ki vsebujejo nasičene maščobe, kot so kokosovo olje, palmovo olje in olje palmovih jedrc, trdna. Jedilna olja so večinoma rastlinska olja in olja iz plodov, kot sta oljčno in avokadovo olje. Rastlinska olja, kot so sojino olje, olje kanole / olje oljne ogrščice, koruzno olje, arašidovo olje, sezamovo olje, sončnično olje, olje žafranike, palmovo olje, gorčično olje, olje riževih otrobov, bučno olje, kokosovo olje in druga semenska olja, se pogosto uporabljajo kot olja za kuhanje in v dodatkih jedem (npr. solatnih prelivih, marinadah, omakah, pomakah itd.). Rastlinska olja se pri kuhanju pogosto uporabljajo kot alternativa maščobam živalskega izvora, kot sta maslo in svinjska mast.
Margarina je priljubljen nadomestek masla na osnovi rafiniranih rastlinskih olj (npr. olja žafranike, sončničnega, sojinega ali bombaževega olja, olja oljne ogrščice ali oljčnega olja). Preberite več o ultrazvočni proizvodnji margarine!
Jedilna olja, kot so oljčno olje, olje oljne ogrščice, sončnično olje ali olje grozdnih pešk, je mogoče aromatizirati z namakanjem aromatičnih rastlin, kot so zelišča (npr. rožmarin, bazilika itd.), sadja (npr. citrusov, pomaranč, malin), čilijev ali česna. Sonikacija se uporablja za obogatitev rastlinskih olj z zeliščnimi ekstrakti. Preberite več o ultrazvočni maceraciji in infuziji!
Olja in maščobe – razlika: Maščobe so pri sobni temperaturi trdne, olja pa tekoča. Nenasičene maščobe, kot so večkrat nenasičene in enkrat nenasičene maščobne kisline, spadajo v kategorijo olj. Maščobe so večinoma živalskega izvora in vsebujejo pretežno nasičene maščobne kisline. Pogoste maščobe so maslo, svinjska mast in loj.