Ultraljudsintensifierad maceration för smakextraktion i oljor

Omvandla traditionell maceration av matoljor till en snabb, högeffektiv process. Till skillnad från konventionell kall infusion, där smakextraktionen kan ta veckor, påskyndar ultraljudskavitation massöverföringen så att potenta bioaktiva föreningar och aromprofiler extraheras ur växtmaterial på några minuter.

Vem har nytta av aromatisering och maceration med ultraljudsbehandling?

Ultraljudsassisterad maceration omvandlar veckor av kall infusion till minuter av icke-termisk bearbetning med högt utbyte och bevarar hela aromspektrumet, antioxidanterna och biotillgängligheten utan termisk nedbrytning.
Oavsett om du skalar upp produktionen av gourmetoljor, formulerar kosmetika med rena innehållsdeklarationer eller utvecklar potenta växtextrakt ger ultraljudsbehandling konsekventa, skalbara resultat samtidigt som mikrobiella risker och oxidativa förluster elimineras.

Vem har nytta av detta:

Livsmedels- och dryckestillverkare: Förädla basoljor till antioxidantrika gourmetoljor av premiumkvalitet med intensiva smakprofiler som omfattar hela smakspektrumet på några minuter i stället för veckor.
Kosmetik- och hudvårdsvarumärken: Extrahera ömtåliga, värmekänsliga växtessenser för naturliga oljor, serum och balsam samtidigt som flyktiga föreningar och aktiva fytokemikalier bevaras.
Tillverkare av örtbaserade kosttillskott och växtextrakt: Maximera utbytet av polyfenoler, eteriska oljor och oleoresiner för funktionella livsmedel och kosttillskott genom lösningsmedelsfri, icke-termisk bearbetning.
Tillverkare av hantverksdrycker och likörer: Åstadkom snabb, jämn infusion av färskt växtmaterial i spritdrycker, tinkturer och vinäger samtidigt som oxidativ nedbrytning och mikrobiell förskämning förhindras.

Upptäck hur ultraljudsbehandling påskyndar din extraktion!

Produktion av smaksatta oljor av premiumkvalitet genom ultraljudsextraktion

Som en icke-termisk process är ultraljudsbehandling den idealiska lösningen för värdefulla bäraroljor (såsom extra jungfruolivolja, avokadoolja och fröoljor). Den bevarar värmekänsliga flyktiga ämnen, polyfenoler och eteriska oljor som ofta går förlorade vid termisk bearbetning, vilket ger en gourmetprodukt med överlägsen arom, förbättrad lagringsstabilitet och förbättrad biotillgänglighet.

Ultraljudsmaceration och aromatisering

Ultraljudsinfusion påskyndar frisättningen av fytokemikalier och smakämnen från växtmaterial (örter, kryddor, frukter) direkt till matoljor. Tack vare de intensiva effekterna av ultraljudskavitation dispergeras bioaktiva föreningar homogent i oljematrisen. Detta förbättrar produktens jämnhet och ökar avsevärt biotillgängligheten hos hälsofrämjande föreningar, eftersom oljan effektivt löser dessa lipofila ämnen.

I denna presentation ger vi en introduktion till framställning av växtextrakt. Vi förklarar utmaningarna med att framställa växtextrakt av hög kvalitet och hur en ultraljudsprocessor kan hjälpa er att övervinna dem. Presentationen visar hur ultraljudsextraktion fungerar. Ni får veta vilka fördelar ni kan förvänta er av att använda en ultraljudsprocessor för extraktion och hur ni kan integrera en ultraljudsextraktor i er extraktproduktion.

Ultraljudsmaceration jämfört med traditionella metoder

Traditionell maceration är en passiv, ”kall” infusionsprocess. Växtmaterial suspenderas i ett lösningsmedel och får stå, så att ömtåliga, flyktiga essenser frisätts naturligt under en period som sträcker sig från flera veckor till månader. Även om detta undviker värmeskador är processen långsam och kvaliteten försämras ofta av oxidation.

Se jämförelsen: ultraljudsextraktion jämfört med konventionell maceration

Videon nedan visar ultraljudsbehandlingens överlägsenhet genom att jämföra ultraljudsextraktion och konventionell extraktion av färska svartkämpeblad i vatten: medan konventionell maceration kräver 20 dagar för att ge ett potent extrakt (vilket ofta resulterar i en brunaktig nyans som tyder på oxidativ nedbrytning), ger ultraljudsextraktion ett djupgrönt extrakt av hög kvalitet på bara några sekunder.

I denna korta video jämför vi ultraljudsextraktion i kallt vatten med sondultraljudsapparaten Hielscher UP200Ht med traditionell maceration under 20 dagar. Medan konventionell maceration kräver veckor för att extrahera bioaktiva föreningar ur färska svartkämpeblad, frigör ultraljudsextraktion med sond dem på bara några sekunder. Vid jämförelse av det traditionellt macererade extraktet med ultraljudsextraktet framgår det tydligt att det ultraljudsbehandlade extraktet har en djupgrön färg, medan det macererade extraktet har en brunaktig nyans, vilket tyder på oxidativ nedbrytning av de bioaktiva föreningarna. Den djupgröna färgen hos ultraljudsextraktet av svartkämpe visar ultraljudsteknikens överlägsna effektivitet vid framställning av ett fullspektrumextrakt. Ultraljudsextraktion av växtmaterial är snabbare, ger mer potenta extrakt och är effektivare. Den högeffektiva ultraljudsextraktionen med UP200Ht ger ett fullspektrumextrakt av svartkämpe.

Hur intensifierar ultraljudsbehandling macerationen?

Ultraljudsbehandling intensifierar macerationssteget avsevärt genom att skapa intensiv mikroblandning och turbulens i macerationsblandningen. Ultraljudsbehandling kan drastiskt påskynda traditionell maceration, som tar veckor eller månader – och uppnå samma resultat vid smakextraktion på bara några minuter. Som en icke-termisk, mekanisk metod ökar ultraljudsmaceration massöverföringen och bevarar värmelabila bioaktiva föreningar såsom flyktiga ämnen, polyfenoler och andra fytokemikalier. Detta gör ultraljudsmaceration till en unik teknik för snabb och effektiv framställning av högkvalitativa macerat.
En annan fördel med ultraljudsmaceration är användningen av färskt växtmaterial. Vid traditionell maceration kan färskt material användas, men det är känsligt för mikrobiell förskämning eftersom växtmaterialet måste ligga kvar i oljan under mycket lång tid. Ultraljudsmaceration är en snabb process som tar flera minuter, vilket innebär att det inte finns någon lång tidsperiod för mikrobiell tillväxt. Dessutom är ultraljudskavitation välkänd för att bryta sönder och inaktivera mikrobiella celler och bidrar därigenom till maceratets stabilitet.

Oljor som aromatiserats med ultraljud, såsom extra jungfruolivolja eller solrosolja, har visat sig ha högre stabilitet eftersom de tillförda antioxidanterna från örterna minskar den primära oxidationen av fettsyror. Oregano, timjan, stark chili, vitlök, lagerblad, basilika, olivblad, salvia, svartkämpar, lavendel, rosmarin, mynta, citron, apelsin samt andra frukter, blad, blommor, rötter, frön och bark är rika på eteriska oljor, polyfenoler, flavonoider och andra bioaktiva föreningar. Ultraljudsmaceration och aromatisering med ultraljud är en effektiv, snabb och säker metod för att förädla matoljor och ge dem högre antioxidant- och polyfenolhalt, förbättrad oxidationsstabilitet och en rik smakprofil.

Fördelar med aromatisering med ultraljud:

Fullständig smakextraktion
Snabb process
Icke-termisk, skonsam process
Utan lösningsmedel

Smaksättning och aromatisering av matoljor genom ultraljudsmaceration är en kraftfull och snabb process för att förädla oljor och framställa så kallade ”gourmetoljor”. Med ett bredare smakspektrum tillför aromatisering med ultraljud ytterligare värde till oljeprodukter.

Videon visar en extraktionsprocess där sondsonikatorn Hielscher UP400St används för att extrahera skuren och torkad rosmarin i en vatten-/etanolblandning vid låga temperaturer. Hielscher UP400St är en högpresterande ultraljudsprocessor utformad för olika tillämpningar, inklusive provberedning och extraktionsprocesser.

Industriella ultraljudsapparater för bearbetning av vegetabiliska oljor

Ultraljudsprocessorer med hög effekt används redan i stor utsträckning inom livsmedelsindustrin för att extrahera smakämnen och bioaktiva föreningar, emulgera oljor med vattenbaserade vätskor eller homogenisera olika material. För smaksatta matoljor möjliggör ultraljudsassisterad extraktion framställning av högkvalitativa oljor med en intensiv och fyllig smakprofil. Samtidigt övertygar ultraljudsmaceration och aromatisering med ultraljud som en snabb, praktisk, säker och kostnadseffektiv metod.
För ultraljudsassisterad maceration, smakextraktion och aromatisering kan hela kryddor (dvs. blad, blommor, frön, bark osv.), malda kryddor (dvs. pulver), eteriska oljor eller oleoresin användas.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudsapparater för allt från laboratorie- och bänkskala till full industriell skala med en bearbetningskapacitet på flera ton per timme.
Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

Satsvolym	Flödeshastighet	Rekommenderade apparater
1 till 500mL	10 till 200mL/min	UP100H
10 till 2000mL	20 till 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 till 20L	0,2 till 4L/min	UIP2000hdT
10 till 100L	2 till 10L/min	UIP4000hdT
n.a.	10 till 100L/min	UIP16000
n.a.	högre	kluster av UIP16000hdT

Kontakta oss! / Fråga oss!

Litteratur/Referenser

Manganiello R., Pagano M., Nucciarelli D., Ciccoritti R., Tomasone R., Di Serio M.G., Giansante L., Del Re P., Servili M., Veneziani G. (2021): Ultraljudsteknikens effekter på kvalitetsegenskaperna hos italiensk extra jungfruolivolja. Foods. 2021 Nov 22;10(11):2884.
Maarit J. Rein, Mathieu Renouf, Cristina Cruz‐Hernandez, Lucas Actis‐Goretta, Sagar K. Thakkar, Marcia da Silva Pinto (2013): Biotillgänglighet hos bioaktiva ämnen i livsmedel: en utmanande resa mot biologisk effekt. Brittisk tidskrift för klinisk farmakologi 2013 Mar; 75(3): 588–602.
Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Satsvis och kontinuerlig ultraljudsassisterad extraktion av boldoblad (Peumus boldus Mol.). Internationell tidskrift för molekylär vetenskap 14, 2013. 5750–5764.
Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Fytokemisk profilering av blom- och bladextrakt från Sambucus nigra L. och deras antimikrobiella potential mot patogener hos mandelträd. Internationell tidskrift för molekylära vetenskaper, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulserad ultraljudsassisterad extraktion som alternativ till konventionell maceration för extraktion av den polyfenoliska fraktionen ur knoppar av Ribes nigrum: en ny kategori av kosttillskott föreslagen av FINNOVER-projektet. Foods. 8. 466; 2019
Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Utvärdering av utformningen av en anläggning för olivoljeextraktion med en integrerad ultraljudsapparat med hög effekt. Ultrasonics Sonochemistry, volym 73, 2021.

Relaterade ämnen

Vanliga frågor om ultraljudsmaceration och aromatisering

Vad är ultraljudsmaceration och hur skiljer den sig från traditionell maceration?

Ultraljudsmaceration (även kallad ultraljudsassisterad extraktion) är en teknik för processintensifiering som använder högintensiva ljudvågor för att påskynda extraktionen av smakämnen, eteriska oljor och bioaktiva fytokemikalier från växtmaterial till ett lösningsmedel, exempelvis matolja. Till skillnad från traditionell kallmaceration, som bygger på långsam diffusion och kan ta veckor eller månader, bryter ultraljudskavitation snabbt sönder växternas cellväggar. Detta frigör ämnen på minuter eller timmar, vilket ger en betydligt snabbare process, högre utbyte och ett mer potent extrakt.

Vilka är de främsta fördelarna med att använda ultraljudsbehandling för att smaksätta och aromatisera matoljor?

Ultraljudsaromatisering erbjuder flera viktiga fördelar för oljeproducenter:

Snabb bearbetning: Förkortar infusionstiderna från veckor till minuter.
Icke-termisk och lösningsmedelsfri: Bevarar värmekänsliga flyktiga ämnen och ömtåliga smaker utan att använda skadliga lösningsmedel.
Högre utbyte och biotillgänglighet: Maximerar extraktionen av polyfenoler, antioxidanter och eteriska oljor och säkerställer att de är jämnt dispergerade i oljematrisen för bättre upptag.
Förbättrad stabilitet: De naturliga antioxidanter som extraheras från växtmaterial (som rosmarin eller timjan) hjälper till att förhindra den primära oxidationen av fettsyror och förlänger därmed oljans hållbarhet.
Mikrobiell säkerhet: Den snabba processen minimerar risken för mikrobiell förskämning, och ultraljudskavitation kan bidra till att inaktivera vissa mikrobiella celler.

Vilka typer av matoljor och växtmaterial fungerar bäst med ultraljudsmaceration?

Ultraljudsmaceration är mycket mångsidig och fungerar med nästan vilken ätlig bärarolja som helst, inklusive extra jungfruolivolja, avokadoolja, solrosfröolja, rapsolja (canolaolja) och kokosolja. Ett brett urval av växtmaterial kan användas för infusion, såsom basilika, rosmarin, timjan, chilipeppar, vitlök, lavendel, fläderblommor, citrusfrukter och olika kryddor. Både färskt och torkat växtmaterial samt pulver och oleoresiner kan användas effektivt.

Är ultraljudsmaceration en icke-termisk process? Varför är detta viktigt?

Ja, ultraljudsmaceration betraktas som en icke-termisk eller ”kall” bearbetningsmetod. Även om själva processen kan generera en liten mängd lokal värme på grund av den akustiska energin, regleras den noggrant så att temperaturen totalt sett hålls låg, vilket förhindrar termisk nedbrytning av känsliga föreningar. Detta är avgörande för att extrahera flyktiga aromämnen, eteriska oljor och värmelabila bioaktiva föreningar (som vissa vitaminer och antioxidanter) som annars skulle förstöras eller förångas vid användning av traditionella värmebaserade extraktionsmetoder.

Hur förbättrar ultraljudsmaceration stabiliteten och hållbarheten hos smaksatta oljor?

Utöver att tillföra smak extraherar ultraljudsmaceration naturliga, antioxidantrika föreningar (som polyfenoler och flavonoider) från växtmaterial som rosmarin, oregano och olivblad direkt till oljan. Dessa antioxidanter fungerar som naturliga konserveringsmedel genom att neutralisera fria radikaler och avsevärt minska den primära oxidationen av oljans fettsyror, vilket förbättrar oljans oxidationsstabilitet och förlänger dess hållbarhet.

Kan ultraljudsmaceration skalas upp från laboratorieskala till full industriell produktion?

Absolut. Tekniken för ultraljudsextraktion är fullt skalbar. Hielscher Ultrasonics erbjuder ett komplett sortiment av ultraljudsapparater, från kompakta laboratorieenheter (t.ex. UP100H) för forskning och utveckling samt små satser till pilotsystem (t.ex. UIP2000hdT) och robusta industriella inlineprocessorer (t.ex. UIP4000hdT, UIP16000) som kan bearbeta flera ton olja per timme. Detta möjliggör smidig tekniköverföring och konsekventa resultat från laboratoriebänken till fullskalig tillverkning.

Är det säkert att använda ultraljudsmaceration för att producera gourmetoljor eller ”kallinfuserade” oljor för livsmedelskonsumtion?

Ja, det är en säker metod som används i stor utsträckning inom livsmedelsindustrin. Eftersom processen är lösningsmedelsfri och icke-termisk uppfyller den standarder för clean label. De extraherade växtämnena och de resulterande smaksatta oljorna behåller sina naturliga, livsmedelsgodkända egenskaper. Ultraljudsapparater som används vid livsmedelsbearbetning är konstruerade med hygieniska komponenter (ofta av livsmedelsgodkänt rostfritt stål) och kan enkelt rengöras och desinficeras för att uppfylla stränga livsmedelssäkerhetskrav.

Vad är maceration?

Den traditionella macerationsprocessen, där oljor som olivolja eller solrosolja berikas med aromatiska föreningar och eteriska oljor från växtmaterial (t.ex. kryddor, örter, frukter osv.), är en infusionsprocess som fungerar genom att växtmaterialet blötläggs i oljan. Detta är en mycket långsam process som tar från flera veckor upp till några månader, eftersom massöverföringen mellan det fasta växtmaterialet och oljan är långsam. En annan faktor som bidrar till att traditionell maceration går långsamt är temperaturen under macerationen. Eftersom det är en kall infusion hålls suspensionen av växtmaterial och olja vid rumstemperatur för att förhindra termisk nedbrytning av de känsliga flyktiga föreningarna, oleoresinerna och de eteriska oljorna. Dessa faktorer saktar ned processen och gör den mycket tidskrävande.
Macerationsprocessen kan användas för att berika matoljor samt oljor och tinkturer för hudvård, medicinska tinkturer och alkoholhaltiga drycker med växtämnen. Vanliga örter och kryddor som används vid maceration av oljor och tinkturer är bland annat mynta, basilika, chili, rosmarin, timjan, vanilj, kanel, lavendel, fläderblommor, ringblomma, johannesört, havtorn och många andra.
Vanliga oljor för maceration är olivolja, solrosolja, kokosolja, jojobaolja, rapsolja, linfröolja eller hampolja. För att bereda tinkturer eller alkoholhaltiga drycker används alkohol som vätska.

Vad är eteriska oljor?

En eterisk olja är en koncentrerad hydrofob vätska som innehåller flyktiga kemiska föreningar från växtmaterial. Eteriska oljor kallas även flyktiga oljor, essentiella oljor och aetherolea. Eteriska oljor benämns ofta efter den växt som de utvinns ur, exempelvis rosenolja, teträdsoljor eller bergamottolja. Eteriska oljor kallas på engelska ”essential oils” eftersom de innehåller ”essensen av” växtens doft. När ordet ”essential” används om eteriska oljor betyder det inte att oljan är en oumbärlig förening, som i termerna essentiell aminosyra eller essentiell fettsyra, vilka kallas så eftersom en viss levande organism behöver dem näringsmässigt. Eteriska oljor framställs genom destillation, hydrodestillation, lösningsmedelsextraktion eller pressning. Ultraljudsbehandling används ofta för att intensifiera och påskynda extraktionen samt öka utbytet av eterisk olja.
Läs mer om hydrodestillation av eteriska oljor med ultraljud!

Vad är oleoresiner?

Oleoresiner är en naturlig kombination av olja och harts i växter. Oleoresiner är högkoncentrerade, halvfasta extrakt som består av harts löst i en eterisk och/eller fet olja (triglycerider).
Till skillnad från eteriska oljor är oleoresiner rika på tyngre, mindre flyktiga och lipofila föreningar, såsom hartser, vaxer, fetter och feta oljor.
Oleoresiner kan framställas ur kryddor såsom basilika, spanskpeppar, kardemumma, sellerifrön, kanelbark, kryddnejlikans blomknoppar, bockhornsklöver, granbalsam, ingefära, jambu, labdanum, muskotblomma, mejram, muskotnöt, persilja, peppar (svart/vit), kryddpeppar, rosmarin, salvia, kyndel, timjan, gurkmeja, vanilj och blad av västindiskt lagerträd. De lösningsmedel som används är icke-vattenbaserade och kan vara antingen polära (dvs. alkoholer) eller opolära (dvs. kolväten, koldioxid). Metoden för ultraljudsextraktion är kompatibel med dessa lösningsmedel och påskyndar extraktionen samt ökar utbytet.
Både eteriska oljor och oleoresiner är utmärkta naturliga ämnen som kan tillsättas som koncentrerade smakingredienser i olika livsmedel och drycker. Eteriska oljor och oleoresiner isoleras från växter genom extraktion (t.ex. ultraljudsassisterad extraktion) och efterföljande destillation. Örter, kryddor och annat växtmaterial används som råvaror för framställning av eteriska oljor och oleoresiner.