Ultraljudsförstärkt maceration för extraktion av smakämnen i oljor

Förvandla den traditionella macerationen av matoljor till en snabb och högeffektiv process. Till skillnad från konventionell kallinfusion, där det kan ta veckor att extrahera smakämnen, påskyndar ultraljudskavitation massöverföringen och utvinner därmed kraftfulla bioaktiva ämnen och aromatiska profiler från växtmaterial på bara några minuter.

Vem har nytta av aromatisering och maceration med hjälp av ultraljud?

Ultraljudsassisterad maceration förvandlar veckor av kallinfusion till minuter av högavkastande, icke-termisk bearbetning, vilket bevarar hela spektrumet av aromer, antioxidanter och biotillgänglighet utan att värmen bryter ned dem.
Oavsett om du utökar produktionen av gourmetolja, tar fram kosmetika med ”clean label”-märkning eller utvecklar kraftfulla växtextrakt, ger ultraljudsbehandling jämna och skalbara resultat samtidigt som mikrobiella risker och oxidationsförluster elimineras.

Vem har nytta av detta:

Mat & Dryckestillverkare: Förvandla basoljor till förstklassiga, antioxidantrika gourmetoljor med intensiva smakprofiler som täcker hela smakspektrumet – på några minuter istället för veckor.
Kosmetika & Hudvårdsmärken: Extrahera känsliga, värmekänsliga växtessenser för naturliga oljor, serum och salvor, samtidigt som flyktiga ämnen och aktiva fytokemikalier bevaras.
Örtpreparat & Tillverkare av botaniska extrakt: Maximera utbytet av polyfenoler, eteriska oljor och oleoresiner för funktionella livsmedel och kosttillskott med hjälp av lösningsmedelsfri, icke-termisk bearbetning.
Hantverksdrycker & Likörtillverkare: Uppnå en snabb och jämn infusion av färska växtdelar i spritdrycker, tinkturer och vinäger, samtidigt som oxidativ nedbrytning och mikrobiell förskämning förhindras.

Upptäck hur ultraljud kan påskynda din extraktion!

Framställning av högkvalitativa smaksatta oljor genom ultraljudsextraktion

Eftersom ultraljudsbehandling är en icke-termisk process är den den perfekta lösningen för högvärdiga basoljor (såsom extra jungfruolja, avokadoolja och fröoljor). Den bevarar värmekänsliga flyktiga ämnen, polyfenoler och eteriska oljor som ofta går förlorade vid termisk bearbetning, vilket resulterar i en gourmetprodukt med överlägsen arom, förbättrad hållbarhet och ökad biotillgänglighet.

Ultraljud maceration och aromatisering

Ultraljudsinfusion påskyndar frisättningen av fytokemikalier och smakämnen från växtbaserade råvaror (örter, kryddor, frukter) direkt i matoljor. Tack vare de intensiva ultraljudskavitationseffekterna sprids de bioaktiva ämnena jämnt i oljematrisen. Detta förbättrar produktens konsistens och ökar avsevärt biotillgängligheten hos de hälsofrämjande ämnena, eftersom oljan effektivt löser upp dessa lipofila substanser.

I den här presentationen introducerar vi dig till tillverkning av botaniska extrakt. Vi förklarar utmaningarna med att producera högkvalitativa botaniska extrakt och hur en ultraljudsbehandling kan hjälpa dig att övervinna dessa utmaningar. Den här presentationen kommer att visa dig hur ultraljudsextraktion fungerar. Du kommer att lära dig, vilka fördelar du kan förvänta dig att använda en sonikator för extraktion och hur du kan implementera en ultraljud extraktor i din extrakt produktion.

Ultraljudsmacerering jämfört med traditionella metoder

Traditionell maceration är en passiv process “kall” infusionsprocess. Växtmaterialet läggs i ett lösningsmedel och får stå i ro, så att de känsliga, flyktiga essenserna frigörs naturligt under en period som sträcker sig från flera veckor till månader. Detta förhindrar visserligen värmeskador, men processen är långsam och kvaliteten försämras ofta på grund av oxidation.

Se jämförelsen: Ultraljudsextraktion jämfört med konventionell maceration

Videon nedan visar ultraljudsbehandlingens överlägsenhet genom att jämföra ultraljudsextraktion med konventionell extraktion av färska ribwortblad i vatten: medan konventionell maceration kräver 20 dagar för att uppnå ett kraftfullt 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 den här korta videon jämför vi ultraljud kallvattenextraktion med hjälp av Hielscher UP200Ht sond-typ sonchester med traditionell maceration över 20 dagar. Medan konventionell maceration kräver veckor för att extrahera bioaktiva föreningar från färska revbensblad, frigör extraktion av ultraljudssondtyp dem på bara några sekunder. Jämföra det traditionellt macererade extraktet med ultraljudsextraktet är det uppenbart att det ultraljudsbehandlade extraktet har en djupgrön färg, medan det macererade extraktet visar en brunaktig nyans, vilket tyder på oxidativ nedbrytning av de bioaktiva föreningarna.
Den djupgröna färgen på ultraljudsribwort-extraktet framhäver den överlägsna effektiviteten hos ultraljudstekniken för att producera ett fullspektrumextrakt. Ultraljud botanisk extraktion är snabbare, mer potent, och mer effektiv. Den högeffektiva ultraljudsextraktionen med UP200Ht producerar ett fullspektrum ribwort-extrakt.

Hur bidrar ultraljudsbehandling till att intensifiera macerationen?

Ultraljud intensifierar macerationssteget avsevärt genom att tillämpa intensiv mikroblandning och turbulens till macerationsblandningen. Ultraljudsbehandling kan påskynda den traditionella macerationen, som tar veckor eller månader, drastiskt – uppnå samma resultat av smakinfusion inom några minuter. Som en icke-termisk, mekanisk metod ökar ultraljudmaceration massöverföringen och bevarar de bioaktiva föreningarna som flyktiga ämnen, polyfenoler och andra fytokemikalier. Detta gör ultraljudmaceration till en unik teknik för en snabb och effektiv produktion av högkvalitativa macarater.
En annan fördel med ultraljudsmaceration är användningen av färskt växtmaterial. Vid traditionell maceration kan färskt material användas men är benäget att mikrobiellt förstöras, eftersom det botaniska materialet måste finnas kvar under mycket långa perioder i oljan. Ultraljudmaceration är en snabb process på flera minuter, vilket innebär att det inte finns någon lång period för mikrobiell tillväxt. Dessutom är ultraljudskavitation välkänt för att störa och inaktivera mikrobiella celler och bidrar därmed till det maceratets stabilitet.

Ultraljudsaromatiserade oljor som extra virgin olivolja eller solrosolja har visat sig ha en högre stabilitet eftersom de tillsatta antioxidanterna från örterna minskar den primära oxidationen av fettsyror. Oregano, timjan, het chilipeppar, vitlök, lagerblad, basilika, olivblad, salvia, revbensrot, lavendel, rosmarin, menthe, citron, apelsin samt andra frukter, blad, blommor, rötter, frön och bark är rika på eteriska oljor, polyfenoler, flavonoider och andra bioaktiva föreningar. Ultraljudmaceration och aromatisering är en effektiv, snabb och säker metod för att uppgradera ätbara oljor, vilket ger dem ett högre innehåll av antioxidanter och polyfenoler, förbättrad oxidationsstabilitet och en rik smakprofil.

Fördelar med ultraljud aromatisering:

Komplett smakextraktion
Snabb process
Icke-termisk, mild process
fri från lösningsmedel

Smaksättning och aromatisering av matoljor genom ultraljudsmaceration är en effektiv och snabb metod för att förädla oljor och framställa så kallade “gourmetoljor”. Tack vare ett bredare utbud av smaker ger ultraljudsaromatisering oljeprodukterna ett ytterligare mervärde.

Videon visar en extraktionsprocess med hjälp av Hielscher UP400St sond sonikator för extraktion av skuren och torkad rosmarin i en vatten/etanolblandning under kalla temperaturer. Hielscher UP400St är en högpresterande ultraljudsprocessor designad för olika applikationer, inklusive provberednings- och extraktionsprocesser.

Industriella ultraljudsapparater för bearbetning av vegetabilisk olja

Ultraljudsprocessorer med hög effekt används redan i stor utsträckning inom livsmedelsindustrin för att extrahera smaker och bioaktiva föreningar, för att emulgera oljor med vattenbaserade vätskor eller för att homogenisera olika material. För smaksatta ätbara oljor möjliggör den ultraljudsassisterade extraktionen produktion av högkvalitativa oljor med en intensiv, full smakprofil. Samtidigt övertygar ultraljudmaceration och aromatisering som en snabb, bekväm, säker och kostnadseffektiv metod.
För ultraljudsassisterad maceration, smakextraktion och arombildning kan hela kryddor (t.ex. blad, blommor, frön, bark etc.), malda kryddor (t.ex. pulver), eteriska oljor eller oleoresin användas.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudsapparater från labb och bänkskiva till full industriell skala med bearbetningskapacitet på flera ton per timme.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

Batchvolym	Flöde	Rekommenderade enheter
1 till 500 ml	10 till 200 ml/min	UP100H
10 till 2000 ml	20 till 400 ml/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 100 L/min	UIP16000
N.A.	Större	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): Effekter av ultraljudsteknik på de kvalitativa egenskaperna hos italiensk extra jungfruolivolja. Livsmedel. 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 av bioaktiva livsmedelsföreningar: en utmanande resa till bioeffektivitet. British Journal of Clinical Pharmacology, 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 Sambucus nigra L. Blom- och bladextrakt och deras antimikrobiella potential mot mandelträdspatogener. Internationell tidskrift för molekylära vetenskaper, 2023.
Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsad ultraljudsassisterad extraktion som en alternativ metod till konventionell maceration för extraktion av den polyfenoliska fraktionen av Ribes nigrum-knoppar: En ny kategori av kosttillskott som föreslås av FINNOVER-projektet. Livsmedel. 8. 466; 2019
Antonia Tamborrino, Agnese Taticchi, Roberto Romaniello, Claudio Perone, Sonia Esposto, Alessandro Leone, Maurizio Servili (2021): Bedömning av layouten för olivoljeutvinningsanläggningen som implementerar en ultraljudsmaskin med hög effekt. Ultraljud Sonochemistry, volym 73, 2021.

Relaterade ämnen

Vanliga frågor om ultraljudsmacerering & aromatisering

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

Ultraljudsmaceration (även kallad ultraljudsassisterad extraktion) är en processintensifieringsteknik som använder högintensiva ljudvågor för att påskynda extraktionen av smakämnen, eteriska oljor och bioaktiva fytokemikalier från växtmaterial till ett lösningsmedel, till exempel matolja. Till skillnad från traditionell kallmaceration, som bygger på långsam diffusion och kan ta veckor eller månader, bryter ultraljudskavitation snabbt ned växtcellväggarna. Detta frigör föreningarna inom några minuter eller timmar, vilket resulterar i en betydligt snabbare process, högre utbyte och ett mer potent extrakt.

Vilka är de främsta fördelarna med att använda ultraljudsbehandling för att tillföra smak och arom till matoljor?

Aromatisering med ultraljud erbjuder flera viktiga fördelar för oljeproducenter:

Snabb bearbetning: Förkortar infusionstiden från veckor till minuter.
icke-termisk & Lösningsmedelsfritt: Bevarar värmekänsliga flyktiga ämnen och delikata smaker utan att använda skadliga lösningsmedel.
Högre avkastning & Biotillgänglighet: Maximerar utvinningen av polyfenoler, antioxidanter och eteriska oljor och säkerställer att de fördelas jämnt i oljematrisen för bättre upptag.
Förbättrad stabilitet: De naturliga antioxidanterna som extraherats ur växter (som rosmarin eller timjan) bidrar till att förhindra den primära oxidationen av fettsyror, vilket förlänger oljans hållbarhetstid.
Mikrobiologisk säkerhet: Den snabba processen minimerar risken för mikrobiell nedbrytning, och ultraljudskavitation kan bidra till att inaktivera vissa mikrobiella celler.

Vilka typer av matoljor och växtbaserade råvaror fungerar bäst vid ultraljudsmaceration?

Ultraljudsmaceration är mycket mångsidig och fungerar med nästan alla ätbara basoljor, däribland extra jungfruolivolja, avokadoolja, solrosfröolja, rapsolja (canola) och kokosolja. Ett brett utbud av växtbaserade ingredienser kan infunderas, såsom basilika, rosmarin, timjan, chilipeppar, vitlök, lavendel, fläderblommor, citrusfrukter och olika kryddor. Både färska och torkade växtdelar, liksom 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 viss lokal värme på grund av den akustiska energin, kontrolleras den noggrant så att den totala värmen förblir låg, vilket förhindrar termisk nedbrytning av känsliga föreningar. Detta är avgörande för att extrahera flyktiga aromer, eteriska oljor och värmekänsliga bioaktiva föreningar (som vissa vitaminer och antioxidanter) som annars skulle förstöras eller avdunsta vid användning av traditionella värmebaserade extraktionsmetoder.

Hur förbättrar ultraljudsmacerering stabiliteten och hållbarheten hos infunderade oljor?

Förutom att helt enkelt tillföra smak extraherar ultraljudsmacering naturliga antioxidantrika föreningar (såsom polyfenoler och flavonoider) från växter som rosmarin, oregano och olivblad direkt in i 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 hållbarhetstid.

Kan ultraljudsmacerering skalas upp från laboratorienivå till fullskalig industriell produktion?

Absolut. Ultraljudsextraktionstekniken är fullt skalbar. Hielscher Ultrasonics erbjuder ett komplett sortiment av ultraljudsenheter, från kompakta laboratorieenheter (t.ex. UP100H) för F&Från D-skala och små satser till pilotsystem (t.ex. UIP2000hdT) och robusta industriella inline-processorer (t.ex. UIP4000hdT, UIP16000) som kan bearbeta flera ton olja per timme. Detta möjliggör en smidig tekniköverföring och konsekventa resultat från laboratoriet till fullskalig tillverkning.

Är det säkert att använda ultraljudsmacerering för att tillverka gourmetmat eller “kallinfunderad” oljor avsedda för livsmedelsbruk?

Ja, det är en säker och allmänt använd metod inom livsmedelsindustrin. Eftersom processen är lösningsmedelsfri och icke-termisk uppfyller den kraven för ”clean label”. De extraherade växtämnena och de resulterande infunderade oljorna behåller sina naturliga egenskaper av livsmedelskvalitet. Ultraljudsapparater som används inom livsmedelsbearbetning är konstruerade med hygieniska komponenter (ofta av livsmedelsgodkänt rostfritt stål) och kan enkelt rengöras och desinficeras för att uppfylla strikta livsmedelssäkerhetskrav.

Vad är maceration?

Den traditionella macerationsprocessen, genom vilken oljor som oliv- eller solrosolja infunderas med aromatiska föreningar och eteriska oljor från växter (t.ex. kryddor, örter, frukter etc.), är en infusionsprocess som fungerar genom att blötlägga växtmaterialet i oljan. Detta är en mycket långsam process, som tar från flera veckor upp till några månader, eftersom massöverföringen mellan de botaniska fasta ämnena och oljan är långsam. En annan faktor, som är ansvarig för långsamheten vid traditionell maceration, är temperaturen under macerationen. Som en kall infusion förvaras suspensionen av botaniska oljor och oljor i rumstemperatur för att förhindra termisk nedbrytning av känsliga flyktiga föreningar, oleoresiner och eteriska oljor. Dessa faktorer saktar ner processen och gör den mycket tidskrävande.
Macerationsprocessen kan användas för att infusera ätliga oljor, såväl som oljor och tinkturer för hudvård, medicinska tinkturer och alkoholhaltiga drycker. Vanliga örter och kryddor som används för maceration av oljor och tinkturer inkluderar mynta, basilika, chili, rosmarin, timjan, vanilj, kanel, lavendel, fläderblomma, ringblomma, johannesört, havtorn och många andra.
Vanliga oljor för maceration är olivolja, solrosolja, kokosolja, jojobaolja, rapsolja, linfröolja eller hampolja. För att förbereda 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 växter. Eteriska oljor är också kända som flyktiga oljor, eteriska oljor, aetherolea. Eteriska oljor kallas ofta för oljan från växten som utvinns ur, till exempel rosenolja, teatreeoljor eller bergamottolja. Eteriska oljor kallas “väsentlig” eftersom de innehåller “Kärnan i” växtens doft. När det används för eteriska oljor används termen “väsentlig” betyder inte att oljan är en oumbärlig beståndsdel, som med termerna essentiell aminosyra eller essentiell fettsyra, som kallas så eftersom de är näringsmässigt nödvändiga av en given levande organism. Eteriska oljor framställs genom destillation, hydrodestillation, lösningsmedelsextraktion eller pressning. Ultraljudsbearbetning används ofta för att intensifiera och påskynda utvinningshastigheten och öka utbytet av eterisk olja.
Läs mer om ultraljudshydrodestillation av eteriska oljor!

Vad är oleoresiner?

Oleoresiner är en naturlig kombination av olja och harts i växter. Eftersom oleoresiner är ett högkoncentrerat ämne är det halvfasta extrakt som består av ett harts i lösning i en eterisk och/eller fet olja (trigylcerider).
Till skillnad från eteriska oljor finns det gott om oleoresiner i tyngre, mindre flyktiga och lipofila föreningar, såsom hartser, vaxer, fetter och feta oljor.
Oleoresiner kan framställas av kryddor, såsom basilika, paprika, kardemumma, sellerifrö, kanelbark, kryddnejlikaknopp, bockhornsklöver, granbalsam, ingefära, jambu, labdanum, muskotblomma, mejram, muskotnöt, persilja, peppar (svart/vit), pimenta (kryddpeppar), rosmarin, salvia, kyndel, timjan, gurkmeja, vanilj, västindiska lagerblad. De lösningsmedel som används är icke-vattenhaltiga och kan vara antingen polära (dvs. alkoholer) eller icke-polära (dvs. kolväten, koldioxid). Ultraljud extraktionsmetoden är kompatibel med dessa lösningsmedel och påskyndar extraktionshastigheten och utbytet.
Både eteriska oljor och oleoresiner är utmärkta naturliga ämnen, som kan tillsättas som koncentrerad smakingrediens i olika livsmedel och drycker. Eteriska oljor och oleoresiner isoleras från växter genom extraktion (t.ex. ultraljudsassisterad extraktion) och efterföljande destillation. Örter, kryddor och andra växter används som råvaror för produktion av eteriska oljor och oleoresiner.