Ефикасна производња екстраката хмеља соникацијом

Хмељ и екстракти хмеља су неопходни састојци за производњу пива. Алфа-киселине a-кариофилен (хумулон) и бета-кариофилен (хумулен) су важна ароматична једињења која пиву дају горчину и доприносе његовој ароми, структури пене и микробиолошкој стабилности. Ултразвучна екстракција је високоефикасна техника за ослобађање биоактивних једињења из ћелијског матрикса хмеља ради добијања потпуног екстракта хмеља богатог укуса и ароме.

Ултразвучна екстракција горких киселина из хмеља

Ултразвучна екстракција горких киселина из хмеља је високоефикасна и поуздана техника која се користи у пиварској индустрији, производњи арома и мириса, као и у истраживачким установама за ефикасно и делотворно издвајање једињења одговорних за горчину и ароматичних једињења из шишарки хмеља.

Ултразвучна екстракција користи принцип акустичне кавитације. Акустична или ултразвучна кавитација настаје дејством ултразвучних таласа ниске фреквенције у течностима. Наизменични циклуси високог / ниског притиска ултразвучних таласа стварају сићушне кавитационе мехуриће у растварачу. Брзо настајање и колапс ових мехурића стварају интензивне локалне силе које разарају ћелијске зидове и ослобађају циљна једињења, као што су горке киселине, из хмељног материјала. Ултразвучна кавитација је веома делотворна у ослобађању горких киселина као што су хумулон, кохумулон и адхумулон из хмеља. Ова једињења су најпознатија као ароматична једињења која се користе у пиву, где доприносе горчини и препознатљивом профилу укуса пива.
Велика предност ултразвучне екстракције су њена ефикасност и брзина. Соникација значајно скраћује време екстракције у поређењу са традиционалним методама, што је чини привлачним избором за пиваре и произвођаче арома.
Пошто се процес ултразвучне екстракције може оптимизовати подешавањем различитих параметара, укључујући време соникације, температуру, концентрацију растварача и однос хмељног материјала и растварача, процес се може прилагодити циљном профилу укуса и ароме екстракта хмеља. Оптимизација обезбеђује максималну екстракцију горких киселина уз очување жељеног укуса и ароме пива.
Одржавање одговарајуће контроле температуре током ултразвучне екстракције је неопходно. Повишене температуре могу довести до разградње горких киселина и настанка непожељних укуса и мириса.

Ултразвучни екстракти хмеља пуног спектра

Ултразвучно припремљени екстракти хмеља су екстракти пуног спектра који садрже читав спектар активних састојака шишарки хмеља. Поред алфа-киселина a-кариофилена (хумулона) и бета-кариофилена (хумулена), ултразвучна екстракција ослобађа и друге терпене, као што су линалол и фарнезен, као и друге фитохемикалије, попут полифенола и флавоноида. Екстракти пуног спектра цењени су због такозваног ефекта заједничког деловања састојака.
Током ултразвучне екстракције, биљни материјали, као што су хмељ и друге биљке, обрађују се на умереним температурама, чиме се ограничава термичка разградња. Соникација омогућава употребу благих, безбедних и еколошки прихватљивих растварача – уз избегавање употребе токсичних растварача.
Висока делотворност ултразвучне екстракције омогућава чак и производњу екстраката хмеља из већ коришћеног хмеља. Интензиван процес ултразвучне екстракције ослобађа преостала фитоједињења из већ коришћеног хмеља и помаже да се из њега издвоје све вредне супстанце, тако да се ниједна биоактивна супстанца не расипа.

Горке киселине у хмељу

Горке киселине хмеља деле се на α- и β-киселине. Горке α-киселине састоје се од три главне компоненте: n-хумулона, ad-хумулона и co-хумулона. Исто тако, горке β-киселине састоје се од n-лупулона, ad-лупулона и co-лупулона. За пиваре и производњу пива, α-киселине су кључни облик киселина. Кувањем алфа-киселина у слабо киселим условима долази до њихове изомеризације, чиме се претварају у изо-α-киселине. Изомеризацијом се алфа-киселине, које су слабо растворљиве у води, претварају у растворљивији изо-облик, који испољава карактеристичну органолептичку горчину. β-киселине, које су још слабије растворљиве у води од α-киселина, мање су важне за пиварску производњу јер током кувања сладовине показују веома ниску стопу изомеризације.
Поред употребе као састојка за ароматизацију, хмељ је познат и по својствима која повољно утичу на здравље, укључујући антиоксидативно, седативно, противупално, антиканцерогено и естрогено дејство. На пример, ксантохумол, пренилфлавоноид присутан у хмељу, познат је по снажном антиоксидативном дејству. Ове природне супстанце хмеља користе се у додацима исхрани и лековитим производима за подршку здрављу или лечење болести.

Зашто користити екстракте хмеља?

Када се користе као састојак за ароматизацију, екстракти омогућавају веома прецизно дозирање горчине и ароме, јер су екстракти хмеља стандардизовани у погледу одређених количина и састава алфа-киселина. То омогућава добијање истог профила укуса, а тиме и производа стално високог квалитета који испуњава очекивања купаца.
Када се користе као активни састојак у додацима исхрани и лековитим производима, екстракти хмеља обезбеђују висококонцентроване биоактивне супстанце, нпр. терпене и флавоноиде. Тиме је могуће унети велику количину активног фитохемијског једињења ради постизања циљаног дејства.

Гаснохроматографска анализа ултразвучног екстракта хмеља припремљеног ултразвучним хомогенизатором UP100H: β-кариофилен-оксид, α-кариофилен, α-пинен, мирцен, лимонен, α-кариофилен и кариофилен-оксид и друга једињења.

Ултразвучна екстракција хмеља

Екстракција растварачем убрзана ултразвуком је једноставна, брза и безбедна метода за екстракцију горких киселина из хмеља. Као поступак обраде на ниској температури, ултразвучна екстракција хмеља даје високе приносе за кратко време обраде, што представља значајне предности у поређењу са конвенционалном екстракцијом горких киселина из хмеља.
Ниске температуре обраде, високи приноси, врхунски квалитет екстракта (тј. екстракти пуног укуса / пуног спектра) и веома кратко време обраде главне су предности ултразвучне екстракције хмеља.
Ултразвучна екстракција хмеља – предности:

• Потпунија екстракција
• Већи принос
• Пун профил укуса
• Очувана арома специфична за сорту
• Уједначено додавање горчине / ароматизација
• Шаржна и проточна обрада
• Безбедно и једноставно руковање
• Економичност, брз повраћај улагања

Ултразвучни екстрактори високих перформанси

Hielscher Ultrasonics има дугогодишње искуство у пројектовању, производњи и испоруци ултразвучних екстрактора високих перформанси за мали до велики индустријски обим производње реномираним компанијама и истраживачким институтима широм света. Ултразвучна екстракција може се спроводити у било ком обиму, од малих лабораторијских поставки до великих индустријских система, што произвођачима омогућава да процес екстракције хмеља прилагоде својим производним потребама.
Hielscher ултразвучни уређаји испоручују ултразвук велике снаге, робусни су и могу без тешкоћа да раде 24/7 под великим оптерећењем. То чини Hielscher ултразвучне екстракторе поузданим ослонцем у прехрамбеној, фармацеутској и хемијској индустрији.
Сви дигитални ултразвучни процесори опремљени су екраном у боји осетљивим на додир, преко којег можете једноставно и прецизно подешавати и контролисати параметре процеса. Сви параметри процеса аутоматски се бележе на уграђеној SD картици чим укључите ултразвучни екстрактор.
Софистицирани дизајн Hielscher система за шаржну и проточну соникацију опсежно је испитан и оптимизован за једноставну употребу и висок квалитет добијених производа. Реактори са проточном ћелијом доступни су у различитим величинама и са различитим геометријама. Широк избор сонотрода (ултразвучних сонди) различитих облика, величина и дужина, као и додатна опрема, омогућавају идеалну конфигурацију вашег ултразвучног система у складу са вашим поступком екстракције и биљним материјалом.
Још једна предност индустријских ултразвучних процесора компаније Hielscher Ultrasonics јесте постизање веома високих амплитуда до 200µm, при којима се лако може радити непрекидно, 24/7. За још више амплитуде доступне су ултразвучне сонотроде израђене по мери. Прецизна контрола амплитуде и могућност рада при амплитудама од веома ниских до веома високих омогућавају оптималан и делотворан процес. Робусност Hielscher ултразвучне опреме омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима.
Hielscher ултразвучни екстрактори високих перформанси за екстракте врхунског квалитета!
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: