Ultrazvočna proizvodnja sestavin okusa
Ultrazvočna ekstrakcija okusa je zelo učinkovit in trajnosten proces, ki povečuje donos, hkrati pa znatno skrajša čas obdelave. Ultrazvočna tehnologija z uporabo varnih, zelenih topil ponuja zeleno metodo ekstrakcije z večjo energetsko učinkovitostjo, zaradi česar je okolju prijazna alternativa tradicionalnim tehnikam ekstrakcije.
Botanični izvlečki – Izboljšano s sonication
Ultrazvočna ekstrakcija je komercializirana tehnika za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov za hrano & industrija pijač, farmacevtska in kozmetična industrija.
“Z uporabo ultrazvoka se lahko popolne ekstrakcije zdaj zaključijo v nekaj minutah z visoko obnovljivostjo, zmanjša porabo topil, poenostavi manipulacijo in obdelavo, kar daje večjo čistost končnega izdelka, odpravlja naknadno čiščenje odpadne vode in porabi le del fosilne energije, ki je običajno potrebna za konvencionalno metodo ekstrakcije, kot je Soxhletova ekstrakcija, maceracija ali Clevengerjeva destilacija. Več razredov sestavin živil, kot so arome, pigmenti, antioksidanti in druge organske in mineralne spojine, je bilo ekstrahiranih, analiziranih in formuliranih učinkovito iz različnih matrik (predvsem živalskih tkiv, mikroalg, kvasovk, hrane in rastlinskih materialov).” [Chemat et al. 2017]
Kot vodilni na trgu je Hielscher Ultrasonics vzpostavil široko podatkovno bazo znanja o procesih ultrazvočne ekstrakcije, vključno z ekstrakcijo začimb, zelišč, cvetja, sadja, zelenjave za proizvodnjo okusov in dišav. Hielscher Ultrasonics je pridobil poglobljeno znanje o ekstrakciji različnih rastlinskih materialov, kot so kava, žafran, grozdje (vino)hrast čajni listi, sivka, meta, Stevia, čili paprike, vanilija, kakav, boldus listiin mnogi drugi.
Ultrazvočni postopki ekstrakcije se lahko izvajajo s skoraj vsemi topili, kot so voda, alkohol, vodni etanol, glicerin, olja, izopropanol, heksan, benzen itd.
Za proizvodnjo okusov, dišav in aktivnih sestavin, ki se bodo uporabljale kot sestavine v hrani & industrija pijač, farmacevtska, kozmetična in parfumska industrija, uporaba nenevarnih, zelenih topil, kot sta voda in alkohol, je velika prednost.
Industrijska namestitev ultrazvočnega ekstraktorja UIP4000hdT za proizvodnjo botaničnih izvlečkov.
- ultrazvočno razbijanje
- Termo-ultrazvočna razbijanje
- Mano-sonication
- Termo-mano-ultrazvočna razbijanje
- Ultrazvočni Soxhlet (Sono-Soxhet)
- Ultrazvočna superkritična ekstrakcija
Ultrazvočna metoda omogoča boljšo ekstrakcijo v primerjavi z večino običajnih procesov ekstrakcije, npr. Maceracijo, v smislu časa procesa, večjega donosa, večjega varčevanja z energijo, čistoče, varnosti in kakovosti izdelkov. Zlasti v zvezi s proizvodnjo hrane, pijače ter farmacevtskih in kozmetičnih dodatkov je zelena ultrazvočna ekstrakcijska tehnika velika prednost glede varnosti izdelkov.
Prozorne emulzije arome
Emulzije so pogost dodatek za funkcionalizacijo hrane in pijače glede okusa, hranilne vrednosti in stabilnosti. Zlasti pri formulaciji pijač je jasnost pomemben dejavnik, saj mora končni izdelek izpolnjevati ne le kakovostne in prehranske standarde, temveč tudi optične standarde. Za čiste pijače in živila to pomeni, da emulzijski dodatek ne sme posegati v ciljni končni cilj kakovosti. Tako je bistro emulzijo lažje obdelati. Zaradi svoje velikosti so nanoemulzije prozorne in prosojne (vsaj s prostim očesom). Zaradi visoke kinetične stabilnosti, nizke viskoznosti, visoke preglednosti in visoke stabilnosti proti sedimentaciji, kremi, koalescenci in flokulaciji se pogosto uporabljajo kot sestavine.
Večja kot je velikost kapljice / delcev, večja je motnost končnega izdelka. Za formulacijo bistrih pijač daje najboljše rezultate uporaba bistre emulzije z nano-kapljicami. Ultrazvočna emulzifikacija omogoča proizvodnjo W/O, O/W, inverznih emulzij, kot tudi dvojnih ali večkratnih emulzij W/O/W s kapljicami v nano-območju (tako imenovane miniemulzije, nanoemulzije, ultrafine emulzije ali submikronske emulzije). Velikost kapljic se lahko prilagodi in nadzoruje z ultrazvočnimi procesnimi parametri. Hielscher sonicatorji so natančno nadzorovani za optimalne in ponovljive rezultate procesa.
Ultrazvočna ekstrakcija iz zelišč
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o MultiPhaseCavitatorju!
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o ultrazvočni emulzifikaciji!
Inkapsulacija okusa z ultrazvokom
Uporaba liposomov v farmacevtskih in živilskih izdelkih nenehno narašča. Liposomi se lahko uporabljajo kot nosilci aktivnih molekul, npr. hranil in zdravil. Z ultrazvočnim razbijanjem lahko liposomi nastanejo z emulgiranjem suspenzije lipidov / vode ali z ultrazvočnim razbivanjem multilamelarnih veziklov (MLV). Z ultrazvočnim emulzijskim postopkom se lipidni dvosloji razbijejo na manjše zlome, tako da se ti kosi ustvarijo v majhne enolamelarne vezikle (SUV), sestavljene iz fosfolipidov. Med postopkom ultrazvočnega razbijanja se lahko aktivne sestavine inkapsulirajo v liposome.
Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni proizvodnji liposomov!
Ultrazvočni sistemi za ekstrakcijo
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših najbolj priljubljenih ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemov:
- Zelena topila
- Višji donos
- krajši čas ekstrakcije
- Varnost
- hitra donosnost naložbe
- Nizki stroški
Ultrazvočna superkritična ekstrakcija
Superkritična tekočina in superkritična ekstrakcija CO2 je ena najpomembnejših tehnik ekstrakcije pri proizvodnji okusov in dišav.
Superkritični ogljikov dioksid je selektivno topilo z nastavljivo gostoto. Njegova selektivnost in moč topila sta odvisni od spremenljive gostote, na katero lahko vplivata tlak in temperatura.
Z združevanjem superkritične ekstrakcije z ultrazvočnim razbijanjem je mogoče uporabiti topila za živila, kot sta alkohol ali voda, vendar doseči visoke stopnje ekstrakcije in visoke donose.
Uporabite spodnji obrazec, če želite dobiti več informacij o naših ultrazvočnih ekstrakcijskih sistemih in njihovih aplikacijah!
Oglejte si spodnji videoposnetek primerjavo ultrazvočne ekstrakcije s konvencionalno maceracijo svežih listov rebra v vodi. Sonication ne samo da v nekaj sekundah proizvede močan rebro, ampak tudi barva ekstrakta kaže na razliko v kakovosti. Medtem ko ima ultrazvočni ekstrakt temno zeleno barvo, ima 20-dnevni macerirani ekstrakt rjavkasto barvo, ki kaže na oksidativno razgradnjo bioaktivnih spojin.
Temno zelena barva ultrazvočnega izvlečka rebra poudarja vrhunsko učinkovitost ultrazvočne tehnologije pri izdelavi izvlečka s polnim spektrom. Ultrazvočna botanična ekstrakcija je hitrejša, močnejša in učinkovitejša. Visoko učinkovita ultrazvočna ekstrakcija z UP200Ht proizvaja izvleček rebra s polnim spektrom.
Literatura / Reference
- 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.
Več o ultrazvočni ekstrakciji
Ultrazvočna ekstrakcija je dobro znana in zanesljiva metoda za proizvodnjo izvlečkov iz različnih rastlinskih surovin. Ultrazvok visoke moči poveča prenos mase med surovino in topilom tako, da topilo potisne v celično strukturo in ga izpere s hitrostjo približno 20.000-krat na sekundo (pri 20kHz). Ultrazvočno razbijanje se je izkazalo za zelo blago, vendar zelo učinkovito metodo – Ustvarjanje višjih donosov in ekstraktov višje kakovosti v krajšem času obdelave!
Naslednji materiali so bili že zelo uspešni z ultrazvokom:
Začimbe: žafran, čili paprike (npr. kapsaicin), ingver, cimet, vanilin / vanilija, rožmarinska kislina, žajbelj, rožmarin, majoram, bazilika itd.
Zelišča: poprova meta, čaji (npr. črni, zeleni, Pai Mu Tan, jasmin, rooibos, medeni grm), metvica, stevija, konoplja itd.
cvetje: sivka, pačuli, ylang-ylang, vrtnica itd.
Sadje in zelenjava: vino, grozdje / grozdje, kava, kakav, oljke, pomarančna / pomarančna lupina, paradižnik, semena guarane, oljnata semena (mandlji, sojina zrna, semena papaje, lanena semena, sončnice, oljna ogrščica), lupina jabolka, špinača, murva, korenine itd.
Mikroorganizmov: morske alge, spirulina, mikro alge (mikroalge Nannochloropsis spp, mikroalge Nannochloropsis oculata, mikroalge Dunaliella salina), cianobakterije Synechococcus sp., kvasovke Xanthophyllomyces dendrorhous, kvasovke Trichosporon oleaginosisus, oljne glive, glive Cordyceps sinensis
Ciljni izvlečki, ki se pridobivajo z ultrazvočnim razbijanjem, so eterična olja, vitamini, lipidi, beljakovine in fitokompleksi, kot so fenoli, antioksidanti, polisaharidi, oleoresini, estri, esence, beljakovinski hidrolizati, aminokisline, saponini, flavonoidi, alkaloidi (npr. morfij, kodein, tebain), pigmenti / barvila (karotinoidi, klorofil, fikocianin), antocianini, limonen, alantolakton, izoalantolakton in druge aktivne snovi.
O zeleni ekstrakciji
Zeleno pridobivanje je osredotočeno na okolju prijazne, trajnostne metode. Zato so zmanjšanje porabe energije v procesu, uporaba alternativnih topil in obnovljivih naravnih surovin ključni dejavniki za zeleno pridobivanje. Cilj je zagotoviti varen in visokokakovosten ekstrakt. Za pridobitev varnega in visokokakovostnega izdelka je pomembno uporabljati alternativna, reciklirana in varnejša topila. Z zmanjšanjem splošne toksičnosti procesa in končnih izdelkov imajo potrošniki koristi od bolj zdravega in varnejšega izdelka, proizvajalci pa ustvarjajo varnejše procesno okolje za svoje zaposlene.