Ултразвучна производња ароматичних састојака

Ултразвучна екстракција арома је високо ефикасан и одржив процес који повећава принос уз значајно скраћење времена обраде. Уз употребу безбедних, еколошки прихватљивих растварача, ултразвучна технологија пружа еколошки прихватљив метод екстракције са повећаном енергетском ефикасношћу, што је чини еколошки прихватљивом алтернативом традиционалним техникама екстракције.

Биљни екстракти – побољшани соникацијом

Ултразвучна екстракција је комерцијализована техника за производњу висококвалитетних екстраката за прехрамбену индустрију и индустрију пића, фармацеутску и козметичку индустрију.
„Употребом ултразвука, потпуне екстракције сада се могу завршити за неколико минута уз високу поновљивост, уз смањење потрошње растварача, поједностављење руковања и обраде, постизање веће чистоће крајњег производа, елиминисање накнадне обраде отпадних вода и потрошњу само дела енергије из фосилних извора која је обично потребна за конвенционалну методу екстракције, као што су Сокслетова екстракција, мацерација или дестилација по Клевенџеру. Неколико класа састојака хране, као што су ароме, пигменти, антиоксиданси и друга органска и минерална једињења, ефикасно је екстраховано, анализирано и формулисано из различитих матрица (углавном животињских ткива, микроалги, квасаца, хране и биљних материјала).“ [Chemat et al. 2017]

Ултразвучна екстракција користи се за добијање изолата из биљног материјала. Видео приказује ефикасну екстракцију ароматичних једињења из чили пахуљица помоћу уређаја UP200Ht.

Као лидер на тржишту, Hielscher Ultrasonics је успоставио обимну базу знања о процесима ултразвучне екстракције, укључујући екстракцију зачина, биља, цветова, воћа и поврћа за производњу арома и мириса. Hielscher Ultrasonics је стекао темељно знање о екстракцији различитих биљних материјала као што су кафа, шафран, грожђе (вино), храст, листови чаја, лаванда, нана, стевија, чили паприке, ванила, какао, листови болда, и многи други.
Процеси ултразвучне екстракције могу се изводити са готово свим растварачима, као што су вода, алкохол, водени раствор етанола, глицерин, уља, изопропанол, хексан, бензен итд.
За производњу арома, мириса и активних компоненти које ће се користити као састојци у прехрамбеној индустрији и индустрији пића, фармацеутској, козметичкој и парфемској индустрији, употреба неопасних, еколошки прихватљивих растварача, као што су вода и алкохол, представља велику предност.

Облици ултразвучне екстракције:

• Соникација
• Термосоникација
• Маносоникација
• Термоманосоникација
• Ултразвучна Сокслетова екстракција (Sono-Soxhet)
• Ултразвучна суперкритична екстракција

Ултразвучна метода омогућава бољу екстракцију у поређењу са већином конвенционалних процеса екстракције, нпр. мацерацијом, у погледу времена процеса, већег приноса, веће уштеде енергије, чистоће, безбедности и квалитета производа. Нарочито у производњи адитива за храну и пиће, као и фармацеутских и козметичких адитива, еколошки прихватљива техника ултразвучне екстракције представља велику предност у погледу безбедности производа.

Прозирне емулзије арома

Емулзије су уобичајени додаци који храни и пићима дају функционална својства у погледу ароме, хранљиве вредности и стабилности. Нарочито при формулисању напитака, бистрина је важан фактор, јер коначни производ мора да испуни не само стандарде квалитета и хранљиве вредности већ и оптичке стандарде. За бистра пића и храну то значи да емулзиони додатак не би требало да омета постизање циљаног коначног квалитета. Притом се бистра емулзија лакше обрађује. Због своје величине, наноемулзије су провидне и полупровидне (бар за голо око). Због високе кинетичке стабилности, ниске вискозности, високе провидности и високе отпорности на седиментацију, издвајање кремастог слоја, коалесценцију и флокулацију, широко се користе као састојци.
Што су капљице / честице веће, то је коначни производ непрозирнији. При формулисању бистрих напитака, употреба бистре емулзије са нанокапљицама даје најбоље резултате. Ултразвучно емулговање омогућава производњу W/O, O/W и инверзних емулзија, као и двоструких или вишеструких емулзија W/O/W са капљицама нанометарских димензија (такозваних миниемулзија, наноемулзија, ултрафиних емулзија или субмикронских емулзија). Величина капљица може да се подешава и контролише помоћу параметара ултразвучног процеса. Hielscher соникатори омогућавају прецизну контролу за оптималне и поновљиве резултате процеса.

Са MultiPhaseCavitator, Hielscher је развио јединствени уметак за проточну ћелију како би још више унапредио ултразвучно емулговање.
Кликните овде да бисте прочитали више о MultiPhaseCavitator!
Кликните овде да бисте прочитали више о ултразвучном емулговању!

Инкапсулација арома помоћу ултразвука

Употреба липозома у фармацеутским и прехрамбеним производима непрестано расте. Липозоми се могу користити као носачи активних молекула, нпр. хранљивих материја и лекова. Применом соникације, липозоми се могу формирати емулговањем суспензије липида у води или соникацијом мултиламеларних везикула (MLVs). Током процеса ултразвучног емулговања, липидни двослојеви се разбијају на мање фрагменте, тако да се ови фрагменти сами организују у мале униламеларне везикуле (SUVs) састављене од фосфолипида. Током процеса соникације, активни састојци се могу инкапсулирати у липозоме.
Кликните овде да бисте сазнали више о ултразвучној производњи липозома!

Системи за ултразвучну екстракцију

Табела у наставку даје увид у приближан капацитет обраде наших најпопуларнијих система за ултразвучну екстракцију:

Ултразвучна суперкритична екстракција

Екстракција суперкритичним флуидима и суперкритичним CO2 једна је од најважнијих техника екстракције када је реч о производњи арома и мириса.
Суперкритични угљен-диоксид је селективни растварач са подесивом густином. Његова селективност и моћ растварања зависе од променљиве густине, на коју се може утицати притиском и температуром.
Комбиновањем суперкритичне екстракције са соникацијом постаје могуће користити раствараче прехрамбеног квалитета, као што су алкохол или вода, а ипак постићи високе брзине екстракције и високе приносе.
Користите образац у наставку да бисте добили више информација о нашим системима за ултразвучну екстракцију и њиховим применама!

У видео-снимку у наставку погледајте поређење ултразвучне екстракције и конвенционалне мацерације свежих листова усколисне боквице у води. Соникација не само да за неколико секунди даје снажан екстракт усколисне боквице већ и боја екстракта указује на разлику у квалитету. Док ултразвучни екстракт има тамнозелену боју, екстракт добијен мацерацијом током 20 дана има смеђкасту боју, која указује на оксидативну разградњу биоактивних једињења.
 

У овом кратком видеу поредимо ултразвучну екстракцију хладном водом помоћу ултразвучног уређаја са сондом Hielscher UP200Ht са традиционалном мацерацијом током 20 дана. Док су за екстракцију биоактивних једињења из свежих листова усколисне боквице конвенционалном мацерацијом потребне недеље, ултразвучна екстракција сондом ослобађа их за свега неколико секунди. Поређење екстракта добијеног традиционалном мацерацијом са ултразвучним екстрактом јасно показује да соницирани екстракт има тамнозелену боју, док мацерирани екстракт има смеђкасту нијансу, што указује на оксидативну разградњу биоактивних једињења. Тамнозелена боја ултразвучног екстракта усколисне боквице истиче већу ефикасност ултразвучне технологије у добијању екстракта пуног спектра. Ултразвучна екстракција биљних сировина је бржа, делотворнија и ефикаснија. Високоефикасна ултразвучна екстракција помоћу UP200Ht даје екстракт усколисне боквице пуног спектра.

 

---

---