การสกัดคาเฟอีนด้วยอัลตราซาวนด์
การใช้อัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสกัดคาเฟอีนและสารออกฤทธิ์อื่น ๆ จากกาแฟ เครื่องอัลตราโซนิกกำลังสูงช่วยในกระบวนการสกัด พร้อมทั้งเพิ่มผลได้ให้สูงสุดและลดระยะเวลาการแปรรูป เรียนรู้ว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยส่งเสริมการสกัดคาเฟอีนและการชงเครื่องดื่มกาแฟแบบสกัดเย็นได้อย่างไร!
ปรับปรุงการสกัดคาเฟอีนด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูง
รสชาติของกาแฟและฤทธิ์ของคาเฟอีนเป็นสิ่งที่ผู้คนหลายล้านคนทั่วโลกหลงใหลร่วมกันมานานหลายศตวรรษ เมื่อทั้งผู้ชื่นชอบกาแฟและนักวิทยาศาสตร์ต่างแสวงหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดคาเฟอีน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และสารให้รสชาติจากเมล็ดกาแฟ เทคนิคใหม่ ๆ จึงเกิดขึ้นเพื่อปฏิวัติกระบวนการนี้ วิธีหนึ่งที่ใช้พลังของอัลตราซาวนด์ได้กลายเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดคาเฟอีน เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สกัดคาเฟอีนได้ผลได้สูงขึ้น และเปิดมิติใหม่ของรสชาติและกลิ่นหอมในเครื่องดื่มกาแฟ วัตถุเจือปนอาหาร และสารสกัด
เครื่องอัลตราโซนิกระดับอุตสาหกรรม UIP6000hdT สำหรับการสกัดคาเฟอีนจากเมล็ดกาแฟแบบต่อเนื่อง
ข้อดีของการสกัดเมล็ดกาแฟโดยใช้การโซนิเคชัน
ประสิทธิภาพสูงและคุณภาพสารสกัดกาแฟที่เหนือกว่าเป็นเพียงสองเกณฑ์ที่ทำให้การใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบของ Hielscher เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการสกัดคาเฟอีนและสารประกอบในกาแฟจากเมล็ดกาแฟ ข้อดีที่สำคัญที่สุดของการสกัดกาแฟด้วยอัลตราซาวนด์มีดังต่อไปนี้:
- ประสิทธิภาพ: เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบสร้างคลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงที่สามารถแทรกผ่านวัสดุของแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยทำลายโครงสร้างเมล็ดกาแฟและเอื้อต่อการสกัดคาเฟอีน
- การควบคุมที่แม่นยำ: เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบช่วยให้ควบคุมพลังงานอัลตราซาวนด์และระยะเวลาที่วัสดุสัมผัสคลื่นได้อย่างแม่นยำ การควบคุมนี้จำเป็นต่อการหลีกเลี่ยงการสกัดมากเกินไป ซึ่งอาจทำให้สารสกัดกาแฟมีรสชาติที่ไม่พึงประสงค์และมีรสขม
- ความรวดเร็ว: การโซนิเคชันเป็นกระบวนการที่รวดเร็ว และเครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบสามารถลดระยะเวลาการสกัดได้อย่างมากเมื่อเทียบกับวิธีดั้งเดิม ทำให้กระบวนการมีประสิทธิภาพมากขึ้น
- ความสม่ำเสมอ: คลื่นอัลตราซาวนด์สามารถทำให้การสกัดทั่วทั้งวัสดุเมล็ดกาแฟมีความสม่ำเสมอมากขึ้น จึงทำให้มั่นใจได้ว่าคาเฟอีนถูกสกัดอย่างสม่ำเสมอ
- การลดการใช้ตัวทำละลาย: การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์มักต้องใช้ตัวทำละลายน้อยกว่าวิธีดั้งเดิม ซึ่งอาจเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและคุ้มค่าด้านต้นทุน
- การรักษาสารให้รสชาติ: การโซนิเคชันแบบโพรบสามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อสกัดคาเฟอีนอย่างเลือกจำเพาะ โดยคงสารให้รสชาติอื่น ๆ ไว้เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งมีความสำคัญต่อการรักษาคุณภาพและรสชาติของสารสกัดกาแฟ
- การขยายขนาด: ด้วย Hielscher Ultrasonics กระบวนการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นเพื่อใช้งานในระดับอุตสาหกรรมได้ นั่นหมายความว่าสามารถศึกษาความเป็นไปได้และปรับกระบวนการให้เหมาะสมในระดับห้องปฏิบัติการ แล้วขยายขนาดสู่อัตราการผลิตได้อย่างง่ายดายและปราศจากความเสี่ยง
โพรบอัลตราโซนิก UP400St สำหรับการสกัดคาเฟอีนจากเมล็ดกาแฟ ชา และโกโก้อย่างมีประสิทธิภาพ
การสกัดสารประกอบในกาแฟด้วยอัลตราซาวนด์
การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากวัสดุพืช [Dong et al. 2010]. สำหรับเมล็ดกาแฟ คาเฟอีนและสารประกอบฟีนอลิกที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระอาจเป็นสารประกอบที่มีคุณค่ามากที่สุดสำหรับการสกัด เนื่องจากมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยาและอาหาร อย่างไรก็ตาม ฟลาโวนอยด์ กรดคลอโรจีนิก และกรดโพรโทคาเทคูอิกก็เป็นสารสกัดที่ใช้เป็นสารเติมแต่งเช่นกัน
เมื่อใช้วิธีสกัดดั้งเดิม เช่น การสกัดของเหลว–ของเหลวด้วยตัวทำละลาย โดยทั่วไปประสิทธิภาพการสกัดจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิการสกัดสูงขึ้น ซึ่งมักทำให้สารสกัดเสียหายและสูญเสียคุณภาพ เนื่องจากอุณหภูมิมีผลต่อเสถียรภาพของสารประกอบฟีนอลิก
การสกัดของแข็ง–ของเหลวโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยได้รับการแสดงให้เห็นว่าเป็นวิธีสกัดที่มีประสิทธิภาพและประหยัดเวลา แรงอัลตราซาวนด์ที่ทรงพลังอย่างยิ่งให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการสกัด จึงต้องใช้ตัวทำละลายน้อยลงหรือแม้กระทั่งไม่ต้องใช้เลย สามารถควบคุมอุณหภูมิได้ดี เนื่องจากชุดวัสดุที่ผ่านการโซนิเคชันหรือเครื่องปฏิกรณ์แบบเซลล์ไหลสามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ (หรือให้ความร้อนได้หากจำเป็น)
เนื่องจากแรงสกัดที่เข้มข้นของอัลตราซาวนด์ แม้แต่กากกาแฟที่ใช้แล้ว (ของเสียจากกาแฟ) ก็ยังเป็นวัตถุดิบที่อุดมด้วยสารประกอบที่สามารถสกัดได้ เนื่องจากของเสียจากกาแฟมีราคาถูกและมีอยู่ในปริมาณมาก จึงเป็นวัตถุดิบที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ที่เหลืออยู่ แม้ว่าปริมาณคาเฟอีนและองค์ประกอบอื่น ๆ ในของเสียจากกาแฟจะต่ำกว่าในผงกาแฟที่ยังไม่ผ่านการใช้ แต่ยังคงเหลืออยู่ในปริมาณมากและสามารถสกัดได้ เพื่อปลดปล่อยสารประกอบเหล่านี้จากกากกาแฟ ความสามารถในการควบคุมพารามิเตอร์การแปรรูปได้อย่างเต็มที่จึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ อัลตราซาวนด์กำลังสูงสามารถสกัดสารออกฤทธิ์ในปริมาณมากได้ภายในระยะเวลาการแปรรูปสั้น ๆ
กาแฟเขียวคือเมล็ดกาแฟที่ยังไม่ผ่านการคั่ว ซึ่งมีคาเฟอีนสูงมาก การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์และการชงแบบสกัดเย็นเป็นเทคนิคที่ยอดเยี่ยมสำหรับการผลิตสารสกัดกาแฟเขียวและกาแฟเขียวสกัดเย็น!
เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UIP2000hdT สำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเมล็ดกาแฟ
เครื่องอัลตราโซนิกกำลังสูงสำหรับการสกัดกาแฟ
เพื่อให้เข้าใจขั้นตอนการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยได้ง่ายขึ้น จำเป็นต้องอธิบายผลของอัลตราซาวนด์ในของเหลว
การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเป็นทางเลือกที่มีต้นทุนต่ำ เรียบง่าย และมีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิม ข้อดีหลักของอัลตราซาวนด์ในการสกัดของแข็ง–ของเหลว ได้แก่ การเพิ่มผลได้การสกัดและจลนพลศาสตร์ที่เร็วขึ้น การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่ใช้บ่อยในการสกัดวัสดุพืชด้วยตัวทำละลายที่เป็นของเหลว และได้รับการพิสูจน์ว่าทำให้กระบวนการสกัดรวดเร็วและสมบูรณ์กว่าวิธีดั้งเดิม เนื่องจากการทำลายเซลล์และการกระจายอนุภาคทำให้พื้นที่ผิวระหว่างเฟสของแข็งและเฟสของเหลวเพิ่มขึ้นอย่างมาก
การใช้การโซนิเคชันยังช่วยลดอุณหภูมิการดำเนินกระบวนการ ทำให้สามารถสกัดองค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิได้ เมื่อเทียบกับเทคนิคการสกัดใหม่อื่น ๆ เช่น การสกัดโดยใช้ไมโครเวฟช่วย อุปกรณ์อัลตราซาวนด์มีราคาถูกกว่าและใช้งานง่ายกว่า นอกจากนี้ การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยสามารถใช้กับตัวทำละลายใดก็ได้ เช่นเดียวกับการสกัดแบบซอกซ์เลต เพื่อสกัดสารประกอบธรรมชาติได้หลากหลายชนิด [Wang et al. 2006]
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของอัลตราซาวนด์คือความสามารถในการควบคุมพารามิเตอร์การแปรรูปที่สำคัญที่สุด ได้แก่ แอมพลิจูด เวลา อุณหภูมิ ความดัน และความหนืด ดังนั้นจึงสามารถปรับกระบวนการสกัดให้เหมาะสมเพื่อให้มั่นใจว่าโครงสร้างของสารสกัดจะไม่เสียหาย
ปรับปรุงการสกัดคาเฟอีนด้วยการโซนิเคชัน
อาจกล่าวได้ว่าคาเฟอีนเป็นสารกระตุ้นที่มีการบริโภคมากที่สุด เนื่องจากการบริโภคคาเฟอีนไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการดื่มกาแฟที่ชงแล้ว อุตสาหกรรมจึงใช้สารสกัดคาเฟอีนเพื่อเติมคาเฟอีนลงในผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ในฐานะสารเติมแต่ง ทำให้สามารถผลิตกาแฟที่มีฤทธิ์แรงขึ้น หรือพัฒนาสูตรเครื่องดื่มไม่มีแอลกอฮอล์ (เช่น โคล่า) เครื่องดื่มชูกำลัง หรืออาหารอื่น ๆ (เช่น ช็อกโกแลต) ได้
แต่คาเฟอีนไม่ได้ใช้เป็นเพียงสารเติมแต่งในการผลิตอาหารเท่านั้น ยังเป็นสารออกฤทธิ์ที่สำคัญในผลิตภัณฑ์ยาอีกด้วย ตัวอย่างการใช้สารสกัดคาเฟอีนที่พบได้ทั่วไปคือการผสมในยารักษาอาการปวดศีรษะและไมเกรน หรือในยาแก้ปวด
การใช้อัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่เหมาะสมสำหรับการสกัดคาเฟอีน ซึ่งเป็นแอลคาลอยด์หลักในกาแฟ Wang และคณะพบว่า หากใช้อัลตราซาวนด์ จะต้องใช้เวลาสกัดเพียงสั้น ๆ เพื่อให้ถึงสภาวะอิ่มตัว นั่นหมายความว่าอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงมากและประหยัดเวลาในการสกัดคาเฟอีน [Wang et al. 2011]
เพิ่มความเข้มข้นในการสกัดโมเลกุลกลิ่นหอมและสารให้รสชาติด้วยการโซนิเคชัน
สารประกอบระเหยง่ายในกาแฟเป็นส่วนที่มีคุณค่ามากที่สุดของเมล็ดกาแฟคั่ว และทำให้กาแฟมีรสชาติและกลิ่นหอมเฉพาะตัว คุณภาพของกาแฟละลายน้ำสามารถปรับปรุงได้อย่างมากด้วยการเติมน้ำมันกาแฟที่ดูดซับสารกลิ่นหอมไว้ลงในผงกาแฟ
การศึกษาเปรียบเทียบที่ตรวจสอบการสกัดสารประกอบฟีนอลิกจากสตรอว์เบอร์รีแสดงให้เห็นว่า การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ทำให้สารฟีนอลิกเสื่อมสภาพน้อยกว่า และเป็นกระบวนการสกัดที่รวดเร็วกว่าวิธีสกัดอื่น ๆ มาก รวมถึงการสกัดของแข็ง–ของเหลว การสกัดด้วยน้ำกึ่งวิกฤต และการสกัดโดยใช้ไมโครเวฟช่วย [Herrera et al. 2005]
การศึกษาของ Wang และคณะแสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ำและกำลังสูงมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับการสกัดสารให้รสชาติของกาแฟ โดยเฉพาะสำหรับ 4-Tridecanone และ 2-Methoxy-3-Methylpyrazine พวกเขาพบว่าการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่ง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า โดยให้ผลได้การสกัดสูงมาก นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่าต้องควบคุมอุณหภูมิ เนื่องจากองค์ประกอบที่ให้รสชาติของกาแฟระเหยง่ายมากที่อุณหภูมิสูง พวกเขาได้ผลการสกัดที่ดีในช่วงอุณหภูมิ 35~65 °C ภายใต้การฉายคลื่นอัลตราซาวนด์เป็นระยะเวลาค่อนข้างสั้น [Wang et al. 2011]
ปรับปรุงการสกัดชาด้วยการโซนิเคชัน
ผลที่ได้จากการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยยังเหมาะสำหรับการสกัดสารประกอบในชา (เช่น ใบชาเขียว) การศึกษาของ Xia และคณะแสดงให้เห็นว่า น้ำชาที่ผ่านการใช้อัลตราซาวนด์มีปริมาณโพลีฟีนอลจากชา กรดอะมิโน และคาเฟอีนสูงกว่าน้ำชาที่ได้จากการสกัดแบบดั้งเดิมอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้การประเมินทางประสาทสัมผัสได้ผลดีขึ้น โดยพบว่าคุณภาพทางประสาทสัมผัสของน้ำชาที่สกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยดีกว่าน้ำชาที่สกัดแบบดั้งเดิม [Xia et al. 2005]
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับชาสกัดเย็นด้วยอัลตราซาวนด์และน้ำชาที่แช่สกัดเย็น!
การสกัดสมุนไพรด้วยอัลตราซาวนด์
บทสรุป: การสกัดคาเฟอีนอย่างมีประสิทธิภาพสูงด้วยอัลตราซาวนด์
การสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพ ประหยัดเวลา และควบคุมได้ สำหรับการสกัดสารออกฤทธิ์จากกาแฟ สารประกอบที่น่าสนใจและมีคุณค่ามากที่สุดคือคาเฟอีนและสารต้านอนุมูลอิสระ เช่น ไดเทอร์พีนฟีนอลิก (cafestol, kahweol) และกรดแอสคอร์บิกชนิดต่าง ๆ ข้อดีหลักของการสกัดโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยคือการได้สารสกัดคุณภาพดีเยี่ยมในระดับผลได้สูง ประโยชน์เหล่านี้ของการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์เกิดจากการปรับพารามิเตอร์การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้เหมาะสมและควบคุมอย่างแม่นยำ
เครื่องอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับการสกัดคาเฟอีน
สำหรับการสกัดคาเฟอีนในทุกขนาดการแปรรูป เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher อยู่ในจุดสูงสุดด้านนวัตกรรมและประสิทธิภาพ ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ผลิตรายย่อยที่ผลิตด้วยงานฝีมือหรือโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher นำเสนอโซลูชันที่แม่นยำและทรงพลังสำหรับการสกัดคาเฟอีนบริสุทธิ์จากวัตถุดิบของคุณ
- ความแม่นยำและความสม่ำเสมอ: เครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบของ Hielscher ได้รับการออกแบบให้ควบคุมกระบวนการสกัดได้อย่างแม่นยำ เทคโนโลยีที่ล้ำสมัยช่วยให้มั่นใจได้ถึงผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอในทุกชุดการผลิต ทำให้คุณรักษาคุณภาพและความแรงของสารสกัดคาเฟอีนได้
- การขยายขนาด: Hielscher มีเครื่องอัลตราโซนิกหลากหลายรุ่นที่เหมาะกับขนาดการแปรรูปต่าง ๆ ตั้งแต่รุ่นตั้งโต๊ะขนาดกะทัดรัดสำหรับการวิจัยและพัฒนา ไปจนถึงระบบอุตสาหกรรมที่แข็งแกร่งและสามารถรองรับปริมาณมาก Hielscher มอบความยืดหยุ่นที่จำเป็นต่อการตอบสนองความต้องการในการผลิตของคุณ
- ประสิทธิภาพ: ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher คุณสามารถลดระยะเวลาการสกัดได้อย่างมากเมื่อเทียบกับวิธีดั้งเดิม คลื่นอัลตราซาวนด์ที่เครื่องเหล่านี้สร้างขึ้นทำให้เกิดแรงคาวิเทชันที่เข้มข้น ทำลายผนังเซลล์และปลดปล่อยโมเลกุลคาเฟอีนอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้รอบการแปรรูปสั้นลง
- ความอเนกประสงค์: เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ไม่ได้จำกัดการใช้งานเฉพาะการสกัดคาเฟอีนเท่านั้น เครื่องอัลตราโซนิกของเราสามารถปรับใช้กับงานได้หลากหลายในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเครื่องสำอาง ไม่ว่าคุณจะสกัดคาเฟอีนจากเมล็ดกาแฟ ใบชา หรือแหล่งพืชอื่น ๆ เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher มีความอเนกประสงค์ที่เหมาะกับความต้องการของคุณ
Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงที่มีเทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานง่าย แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามข้อกำหนด CE และตรงตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs
ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาตรต่อชุด | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 0.5 ถึง 1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | สูงกว่า | ชุดเครื่องที่ทำงานร่วมกันของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับการผสม การกระจายตัว การทำอิมัลชัน และการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการ ระดับนำร่อง และระดับอุตสาหกรรม
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการสกัดกาแฟ
กาแฟและสารสกัดกาแฟคืออะไร?
กาแฟ – ซึ่งทำจากเมล็ดกาแฟคั่ว – เป็นเครื่องดื่มที่ได้รับความนิยมอย่างมากและมีการบริโภคทั่วโลก นอกเหนือจากผลที่ช่วยให้กระปรี้กระเปร่าเมื่อบริโภคเป็นเครื่องดื่มกระตุ้นแล้ว สารประกอบในกาแฟยังเป็นที่สนใจของอุตสาหกรรมอาหาร ยา (เช่น ในยาแก้ปวด) และเครื่องสำอาง เนื่องจากใช้เป็นสารเติมแต่งที่มีคุณค่าในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ โดยเฉพาะคาเฟอีน (1,3,7-trimethylxanthine) และสารต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งเป็นที่รู้จักว่ามีผลดีต่อสุขภาพมนุษย์ กาแฟมีสารหลายชนิด รวมถึงไดเทอร์พีนฟีนอลิก เช่น cafestol และ kahweol และกรดแอสคอร์บิกชนิดต่าง ๆ ซึ่งเป็นที่รู้จักว่ามีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ การศึกษาทางระบาดวิทยาบ่งชี้ว่าองค์ประกอบในกาแฟอาจมีผลในการป้องกันโรคเรื้อรังหลายชนิด รวมถึงโรคเบาหวานชนิดที่ 2 โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน และโรคตับ เช่น โรคตับแข็งและมะเร็งเซลล์ตับ
อัลตราซาวนด์เป็นเครื่องมือที่เป็นที่รู้จักดีและได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมต่าง ๆ หนึ่งในการใช้งานอัลตราซาวนด์กำลังสูงที่โดดเด่นและประสบความสำเร็จมากที่สุดคือการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช คาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์ทำลายเซลล์และทำให้สารภายในเซลล์ถูกปลดปล่อยออกมา ด้วยผลเหล่านี้ การโซนิเคชันจึงให้ผลได้การสกัดที่สูงกว่าและสมบูรณ์กว่าภายในระยะเวลาการแปรรูปสั้นมาก เนื่องจากเป็นเทคนิคการแปรรูปที่ไม่ใช้ความร้อน จึงป้องกันโมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากการเสื่อมสภาพด้วยอุณหภูมิสูง ส่งผลให้ได้สารสกัดคุณภาพสูง
สารสกัดกาแฟมีคาเฟอีนสูงหรือไม่?
ใช่ โดยทั่วไปสารสกัดกาแฟมีคาเฟอีนสูง แต่ปริมาณที่แน่นอนขึ้นอยู่กับชนิดของเมล็ดกาแฟและวิธีสกัดที่ใช้ สารสกัดกาแฟที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์มีแนวโน้มที่จะมีปริมาณคาเฟอีนสูง เนื่องจากวิธีนี้เพิ่มประสิทธิภาพการสกัดสารประกอบต่าง ๆ รวมถึงคาเฟอีนจากเมล็ดกาแฟ
สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในสารสกัดกาแฟมีอะไรบ้าง?
สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในสารสกัดกาแฟ ได้แก่ คาเฟอีน กรดคลอโรจีนิกชนิดต่าง ๆ ไดเทอร์พีน (เช่น cafestol และ kahweol) ไตรโกเนลลีน และสารต้านอนุมูลอิสระต่าง ๆ
กาแฟดำและสารสกัดกาแฟเขียวมีประโยชน์อย่างไร?
กาแฟและสารสกัดกาแฟเขียวมีประโยชน์ที่เป็นไปได้หลายประการ ได้แก่ การเพิ่มความตื่นตัวทางจิตใจจากคาเฟอีน ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระจากกรดคลอโรจีนิกชนิดต่าง ๆ ความเป็นไปได้ในการช่วยลดน้ำหนัก การลดความเสี่ยงของโรคบางชนิด เช่น โรคเบาหวานชนิดที่ 2 และการป้องกันโรคที่เกิดจากการเสื่อมของเซลล์ประสาท โดยเฉพาะสารสกัดกาแฟเขียวอาจมีผลต่อการลดน้ำหนักและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่เด่นชัดกว่า เนื่องจากมีปริมาณกรดคลอโรจีนิกสูงกว่า
กาแฟดำและสารสกัดกาแฟเขียวแตกต่างกันอย่างไร?
กาแฟดำทำจากเมล็ดกาแฟคั่ว ซึ่งนำมาบดและชงเป็นเครื่องดื่ม กระบวนการคั่วเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของเมล็ดกาแฟ โดยลดปริมาณกรดคลอโรจีนิก พร้อมทั้งเพิ่มรสชาติและกลิ่นหอม ส่วนสารสกัดกาแฟเขียวได้มาจากเมล็ดกาแฟเขียวที่ยังไม่ผ่านการคั่ว ซึ่งอุดมด้วยกรดคลอโรจีนิกชนิดต่าง ๆ และสารต้านอนุมูลอิสระอื่น ๆ เชื่อกันว่าสารประกอบเหล่านี้ให้ประโยชน์ต่อสุขภาพหลายประการ รวมถึงการลดน้ำหนักและการลดความเสี่ยงของโรคเรื้อรังบางชนิด ต่างจากกาแฟดำ โดยทั่วไปสารสกัดกาแฟเขียวไม่ได้บริโภคในรูปเครื่องดื่ม แต่บริโภคเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ทำงานอย่างไร?
อัลตราซาวนด์กำลังสูง – ที่ส่งเข้าไปในของเหลว – ทำให้เกิดผลที่รุนแรงอย่างยิ่งเฉพาะจุด เมื่อโซนิเคตของเหลวด้วยความเข้มสูง คลื่นเสียงที่แพร่เข้าไปในตัวกลางของเหลวทำให้เกิดวัฏจักรความดันสูง (การอัดตัว) และความดันต่ำ (การขยายตัว) สลับกัน โดยมีอัตราขึ้นอยู่กับความถี่ ในช่วงวัฏจักรความดันต่ำ คลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงจะสร้างฟองสุญญากาศหรือช่องว่างขนาดเล็กในของเหลว เมื่อฟองมีปริมาตรถึงระดับที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานได้อีกต่อไป ฟองจะยุบตัวอย่างรุนแรงในช่วงวัฏจักรความดันสูง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าคาวิเทชันทางเสียง ระหว่างการยุบตัวเข้าสู่ภายใน จะเกิดอุณหภูมิสูงมาก (ประมาณ 5,000K) และความดันสูงมาก (ประมาณ 2,000atm) เฉพาะจุด การยุบตัวเข้าสู่ภายในของฟองคาวิเทชันยังทำให้เกิดลำเจ็ตของเหลวที่มีความเร็วสูงถึง 280m/s [Suslick 1998] แรงที่รุนแรงเหล่านี้ทำให้เกิดโซโนไลซิส ผนังเซลล์ถูกทำลาย และสารภายในเซลล์ถูกสกัดออกมา
วรรณกรรม/เอกสารอ้างอิง
- Caballero Galván, Ashley; Restrepo, Daissy;Ortiz-Sánchez, Mariana; Cardona, Carlos Ariel (2018): Analysis of Extraction Kinetics of Bioactive Compounds from Spent Coffee Grounds (Coffea arábica). Waste and Biomass Valorization 9, 2018.
- Mohammad H. Zamanipoor, Bailina Yakufu, Ernest Tse, Adel Rezaeimotlagh, James M. Hook, Martin P. Bucknall, Donald S. Thomas, Francisco J. Trujillo (2020): Brewing coffee? – Ultra-sonication has clear beneficial effects on the extraction of key volatile aroma components and triglycerides. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 60, 2020.
- Huamaní-Meléndez V.J., Darros-Barbosa R. (2018): High intensity ultrasound assisted decaffeination process of coffee beans in aqueous medium. Journal of Food Science and Technology, 55(12), 2018. 4901-4908.
- Suslick, K.S.: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 4th ed. J. Wiley & Sons: New York; 26, 1998. 517-541.
- Wang, Cheng-Chi; Sheu, Shane-Rong; Chou, Ya-Yen; Jang, Ming-Jyi; Yang, Li-Chen (2011): A novel optimized energy-saving extraction process on coffee. Thermal Science 15/1, 2011. 53-59.
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสมรรถนะสูงตั้งแต่ขนาด ห้องปฏิบัติการ ไปจนถึง ขนาดอุตสาหกรรม