Extrakt från kakaoskal med högeffektsultraljud

Kakaoavfall såsom kakaofruktkött och kakaoskal kan enkelt förädlas genom extraktion av kakaosmör, fruktsocker och bioaktiva föreningar. Ultraljudsextraktion har visat sig vara en mycket effektiv teknik för att isolera värdefulla beståndsdelar ur kakaoavfall. Ultraljudsextraktorer frigör höga utbyten av föreningar av livsmedelskvalitet ur kakaofruktskal, kakaobönskal och fruktkött genom en snabb, säker och enkel behandling.

Biprodukter från kakao
Kakao (Theobroma cacao L.) är en värdefull gröda vars bönor främst används för chokladproduktion. Efter att kakaofrukterna har skördats frigörs bönorna från skalen och fruktköttet, antingen före eller efter rostning av kakaobönorna. Kakaobönskal och kakaofruktkött betraktas som biprodukter från kakaoindustrin. Beroende på kakaofruktens art utgör bönorna cirka 25 viktprocent av kakaofrukten. Fruktköttet utgör ytterligare 25 viktprocent och resten är skal, som till största delen kasseras som avfall. Biprodukter från kakao såsom skal och fruktkött är dock rika på fibrer, antioxidanter, polyfenoler, aromämnen, sockerarter och lipider, som kan användas som tillsatser i livsmedel och drycker.

Ultraljudsextraktion av fytonäringsämnen ur kakaoskal

Ultraljudsextraktion av kakaoskal: Ultraljudsextraktion omvandlar bioavfall från kakao (t.ex. kakaobönskal och kakaofruktskal) till värdefulla livsmedelsprodukter såsom kakaosmör, aromämnen, fytonäringsämnen, fruktsockerarter och kostfibrer. För en effektiv ultraljudsextraktionsprocess krävs endast en grov förbehandling av biomassan från kakaoskal, dvs. malning av kakaoskalen.

Högeffektsultraljud för extraktion

Den extraktionsförstärkande mekanismen hos högeffektsultraljud tillskrivs främst fenomenet akustisk kavitation. Ultraljudskavitation orsakar kollisioner mellan partiklar av kakaoskal, vilket leder till sönderdelning genom partiklarnas inbördes påverkan och minskad partikelstorlek. När kavitationsbubblor kollapsar på ytan av det fasta kakaomaterialet förstorar erosion och sonoporation partikelytan ytterligare. Den därigenom intensifierade massöverföringen underlättar frisättningen av molekyler såsom proteiner, lipider och fytokemikalier. Ultraljudsgenererade skjuvkrafter förbättrar lösningsmedlets inträngning i växtmaterialets cellmatris respektive cellmembranens genomsläpplighet. Dessa mekanismer hos högeffektsultraljud ligger bakom den betydande processintensifiering som uppnås när ultraljudsbehandling används för extraktion ur växtmaterial.

Ultraljudsassisterad extraktion av kakaoskal styrkt genom forskning

Grillo et al. (2018) undersökte extraktion av kakaosmör, polyfenoler (t.ex. katekin, epikatekin samt procyanidindimerer, trimerer och tetramerer), antioxidanter och metylxantin (t.ex. koffein och teobromin) ur kakaobönskal med hjälp av ultraljudsextraktion. Som tabellen nedan visar ökade ultraljudsbehandlingen alltid utbytet av både lipofila och hydrofila extrakt, vilket på ett enkelt och smidigt sätt gav extrakt rika på antioxidativa flavanoler (katekiner och epikatekiner), teobromin (32,7 ± 0,12 mg/g skal), koffein (1,76 ± 0,08 mg/g skal) och kakaosmör. De bästa resultaten vid ultraljudsbehandling uppnåddes med den ternära blandningen, som ger en något lägre total återvinning av den hydrofila fraktionen och en 16-faldig minskning av extraktionstiden.

Utbyten från ultraljudsassisterad extraktion (UAE) och den konventionella processen för råa kakaoskal, uttryckta som viktprocent (w/w). Ultraljudsextraktion ger betydligt högre utbyten.
Studie och upphovsrätt: Grillo et al. 2019.

Yusof et al. (2019) kunde också påvisa effektiviteten hos ultraljudsextraktion av flavonoider ur kakaoskal. De fann att följande extraktionsparametrar för etanolkoncentration, temperatur och ultraljudsbehandlingstid var effektivast, dvs. att de högsta extraktutbytena erhölls under följande förhållanden: det högsta värdet för den totala flavonoidhalten (TFC; 7,47 mg RE/g torrvikt (DW)) uppnåddes vid 80% etanolkoncentration, 55ºC processtemperatur och 45 min ultraljudsbehandling.

Högpresterande ultraljudsextraktorer för bearbetning av kakaoavfall

Högpresterande ultraljudsextraktionssystem från Hielscher Ultrasonics används över hela världen inom forskning och utveckling samt i småskalig, medelstor och fullt kommersiell produktion. Högpresterande ultraljudsextraktorer intensifierar extraktionsprocessen och ökar utbytet och den totala effektiviteten vid framställning av högkvalitativa extrakt. Hielscher Ultrasonics erbjuder extraktionsutrustning för alla volymer och processkapaciteter. Med mer än 25 års erfarenhet av extraktion ur växtmaterial är Hielscher Ultrasonics din pålitliga partner för högpresterande ultraljudsextraktion!

Högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken för kakaoextraktion

De smarta funktionerna hos Hielschers ultraljudsapparater är utformade för att garantera tillförlitlig drift, reproducerbara resultat och användarvänlighet. Driftinställningarna är enkla att komma åt och justera via en intuitiv meny, som kan nås via en digital färgpekskärm och fjärrstyrning via webbläsare. Alla processförhållanden såsom nettoenergi, total energi, amplitud, tid, tryck och temperatur registreras därför automatiskt på ett inbyggt SD-kort. Detta gör att du kan granska och jämföra tidigare ultraljudsbehandlingar och optimera extraktionsprocessen för kakaobönskal till högsta effektivitet.
System från Hielscher Ultrasonics används över hela världen för framställning av högkvalitativa växtextrakt. Hielschers industriella ultraljudsapparater kan enkelt arbeta med höga amplituder vid kontinuerlig drift (24/7/365). Amplituder på upp till 200µm kan enkelt genereras kontinuerligt med standardsonotroder (ultraljudssonder / horn). För ännu högre amplituder finns specialanpassade ultraljudssonotroder. Tack vare sin robusthet och sitt låga underhållsbehov installeras våra ultraljudsextraktionssystem ofta för krävande tillämpningar och i krävande miljöer.

 
Kontakta oss nu för att få veta mer om ultraljudsextraktion av polyfenoler, antioxidanter, sockerarter och kakaosmör ur biprodukter från kakao. Vi skickar gärna information om våra ultraljudsextraktionssystem och priser! Vår mycket erfarna personal diskuterar gärna din tillämpning och dina processkrav med dig!
 

Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: