การผลิตส่วนผสมให้กลิ่นรสด้วยอัลตราโซนิก
การสกัดสารให้กลิ่นรสด้วยอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงและยั่งยืน ซึ่งเพิ่มผลผลิตพร้อมกับลดเวลาในการแปรรูปอย่างมีนัยสำคัญ เทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ใช้ตัวทำละลายที่ปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จึงเป็นวิธีการสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงขึ้น ทำให้เป็นทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมแทนเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิม
สารสกัดจากพืช – ปรับปรุงด้วยการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่นำมาใช้เชิงพาณิชย์ในการผลิตสารสกัดคุณภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม ยา และเครื่องสำอาง
“การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ทำให้สามารถสกัดได้อย่างสมบูรณ์ภายในเวลาไม่กี่นาที โดยให้ผลที่ทำซ้ำได้ในระดับสูง ลดการใช้ตัวทำละลาย ทำให้การดำเนินการและการจัดการสารหลังการสกัดง่ายขึ้น เพิ่มความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สุดท้าย ขจัดความจำเป็นในการบำบัดน้ำเสียภายหลัง และใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเพียงส่วนเล็กน้อยของปริมาณที่ปกติต้องใช้ในวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม เช่น การสกัดแบบ Soxhlet การแช่สกัด หรือการกลั่นแบบ Clevenger องค์ประกอบในอาหารหลายกลุ่ม เช่น สารให้กลิ่น สารสี สารต้านอนุมูลอิสระ และสารประกอบอินทรีย์และแร่ธาตุอื่น ๆ ได้รับการสกัด วิเคราะห์ และนำมาจัดทำสูตรอย่างมีประสิทธิภาพจากเมทริกซ์หลากหลายชนิด (ส่วนใหญ่เป็นเนื้อเยื่อสัตว์ สาหร่ายขนาดเล็ก ยีสต์ อาหาร และวัสดุจากพืช)” [Chemat et al. 2017]
ในฐานะผู้นำตลาด Hielscher Ultrasonics ได้สร้างฐานข้อมูลความรู้ที่ครอบคลุมเกี่ยวกับกระบวนการสกัดด้วยอัลตราโซนิก รวมถึงการสกัดเครื่องเทศ สมุนไพร ดอกไม้ ผลไม้ และผัก เพื่อผลิตสารให้กลิ่นรสและสารให้กลิ่นหอม Hielscher Ultrasonics มีความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับการสกัดวัสดุจากพืชหลากหลายชนิด เช่น กาแฟ, หญ้าฝรั่น, องุ่น (ไวน์), โอ๊ก, ใบชา, ลาเวนเดอร์ มินต์, หญ้าหวาน, พริก วานิลลา โกโก้, ใบโบลโด และอีกมากมาย
กระบวนการสกัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถดำเนินการได้ด้วยตัวทำละลายแทบทุกชนิด เช่น น้ำ แอลกอฮอล์ เอทานอลในน้ำ กลีเซอรีน น้ำมัน isopropanol, hexane, benzene เป็นต้น
สำหรับการผลิตสารให้กลิ่นรส สารให้กลิ่นหอม และองค์ประกอบออกฤทธิ์ ซึ่งจะใช้เป็นส่วนผสมในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม ยา เครื่องสำอาง และน้ำหอม การใช้ตัวทำละลายที่ไม่เป็นอันตรายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำและแอลกอฮอล์ ถือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก
การติดตั้งเครื่องสกัดอัลตราโซนิก UIP4000hdT ในระดับอุตสาหกรรมเพื่อผลิตสารสกัดจากพืช
- การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์
- การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ร่วมกับความร้อน
- การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ร่วมกับความดัน
- การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ร่วมกับความร้อนและความดัน
- การสกัดแบบ Soxhlet ด้วยอัลตราโซนิก (Sono-Soxhet)
- การสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตร่วมกับอัลตราโซนิก
วิธีอัลตราโซนิกให้ผลการสกัดที่ดีกว่ากระบวนการสกัดแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ เช่น การแช่สกัด ในด้านระยะเวลาดำเนินกระบวนการ ผลผลิตที่สูงขึ้น การประหยัดพลังงานที่มากขึ้น ความสะอาด ความปลอดภัย และคุณภาพผลิตภัณฑ์ โดยเฉพาะในการผลิตสารเติมแต่งสำหรับอาหาร เครื่องดื่ม ยา และเครื่องสำอาง เทคนิคการสกัดด้วยอัลตราโซนิกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีข้อได้เปรียบอย่างมากในด้านความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์
อิมัลชันให้กลิ่นรสแบบโปร่งใส
อิมัลชันเป็นสารเติมแต่งที่ใช้กันทั่วไปเพื่อให้อาหารและเครื่องดื่มมีคุณสมบัติด้านกลิ่นรส คุณค่าทางโภชนาการ และความคงตัว โดยเฉพาะในการจัดทำสูตรเครื่องดื่ม ความใสเป็นปัจจัยสำคัญ เนื่องจากผลิตภัณฑ์สุดท้ายต้องเป็นไปตามมาตรฐานทั้งด้านคุณภาพ โภชนาการ และลักษณะที่มองเห็น สำหรับเครื่องดื่มและอาหารที่ใส หมายความว่าสารเติมแต่งอิมัลชันไม่ควรรบกวนเป้าหมายคุณภาพสุดท้ายที่กำหนดไว้ ดังนั้น อิมัลชันที่ใสจึงแปรรูปได้ง่ายกว่า เนื่องจากขนาดของมัน นาโนอิมัลชันจึงมีลักษณะโปร่งใสและโปร่งแสง (อย่างน้อยเมื่อมองด้วยตาเปล่า) ด้วยความคงตัวทางจลนศาสตร์สูง ความหนืดต่ำ ความโปร่งใสสูง และความต้านทานสูงต่อการตกตะกอน การแยกชั้นครีม การรวมตัวของหยด และการจับกลุ่มเป็นฟล็อก จึงมีการใช้นาโนอิมัลชันเป็นส่วนผสมอย่างแพร่หลาย
ยิ่งหยด / อนุภาคมีขนาดใหญ่ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายก็ยิ่งมีความทึบแสงมากขึ้น สำหรับการจัดทำสูตรเครื่องดื่มที่ใส การใช้อิมัลชันที่ใสและมีหยดระดับนาโนให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด การทำอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิกช่วยให้ผลิตอิมัลชัน W/O, O/W อิมัลชันแบบกลับเฟส รวมถึงอิมัลชันซ้อนสองชั้นหรือหลายชั้นแบบ W/O/W ที่มีหยดในช่วงขนาดนาโนได้ (เรียกว่ามินิอิมัลชัน นาโนอิมัลชัน อิมัลชันละเอียดพิเศษ หรืออิมัลชันระดับต่ำกว่าไมครอน) ขนาดหยดสามารถปรับและควบคุมได้ด้วยพารามิเตอร์ของกระบวนการอัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของกระบวนการที่เหมาะสมที่สุดและทำซ้ำได้
การสกัดสมุนไพรด้วยอัลตราโซนิก
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ MultiPhaseCavitator!
คลิกที่นี่เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิก!
การห่อหุ้มสารให้กลิ่นรสด้วยอัลตราซาวนด์
การใช้ไลโปโซมในผลิตภัณฑ์ยาและอาหารเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ไลโปโซมสามารถใช้เป็นตัวพาโมเลกุลออกฤทธิ์ เช่น สารอาหารและยาได้ การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์สามารถสร้างไลโปโซมได้โดยการทำอิมัลชันจากสารแขวนลอยลิพิด/น้ำ หรือโดยการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์กับเวสิเคิลที่มีเยื่อหุ้มหลายชั้น (MLVs) ในกระบวนการทำอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิก ชั้นคู่ของลิพิดจะแตกออกเป็นชิ้นส่วนที่เล็กลง แล้วชิ้นส่วนเหล่านี้จะรวมตัวเป็นเวสิเคิลขนาดเล็กที่มีเยื่อหุ้มชั้นเดียว (SUVs) ซึ่งประกอบด้วยฟอสโฟลิพิด ระหว่างกระบวนการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ สามารถห่อหุ้มสารออกฤทธิ์ไว้ภายในไลโปโซมได้
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตไลโปโซมด้วยอัลตราโซนิก!
ระบบสกัดด้วยอัลตราโซนิก
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการแปรรูปโดยประมาณของระบบสกัดด้วยอัลตราโซนิกที่ได้รับความนิยมมากที่สุดของเรา:
- ตัวทำละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- ผลผลิตสูงขึ้น
- ระยะเวลาสกัดสั้นลง
- ความปลอดภัย
- คืนทุนรวดเร็ว
- ต้นทุนต่ำ
การสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตร่วมกับอัลตราโซนิก
การสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตและ CO2 เหนือวิกฤตเป็นหนึ่งในเทคนิคการสกัดที่สำคัญที่สุดสำหรับการผลิตสารให้กลิ่นรสและสารให้กลิ่นหอม
คาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤตเป็นตัวทำละลายที่มีความจำเพาะในการละลายและสามารถปรับความหนาแน่นได้ ความจำเพาะในการละลายและความสามารถในการละลายขึ้นอยู่กับความหนาแน่นที่เปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งความดันและอุณหภูมิมีผลต่อความหนาแน่นดังกล่าว
การผสานการสกัดด้วยของไหลเหนือวิกฤตเข้ากับการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ทำให้สามารถใช้ตัวทำละลายเกรดอาหาร เช่น แอลกอฮอล์หรือน้ำ และยังคงได้อัตราการสกัดสูงและผลผลิตสูง
ใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบสกัดด้วยอัลตราโซนิกของเราและการประยุกต์ใช้งาน!
ชมวิดีโอด้านล่างเพื่อเปรียบเทียบการสกัดด้วยอัลตราโซนิกกับการแช่สกัดแบบดั้งเดิมจากใบริบเวิร์ตสดในน้ำ การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ไม่เพียงผลิตสารสกัดริบเวิร์ตที่มีฤทธิ์สูงได้ภายในไม่กี่วินาที แต่สีของสารสกัดยังบ่งชี้ถึงความแตกต่างด้านคุณภาพด้วย ขณะที่สารสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีสีเขียวเข้ม สารสกัดที่ผ่านการแช่สกัดนาน 20 วันมีสีน้ำตาล ซึ่งบ่งชี้ถึงการเสื่อมสลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน
วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง
- Dent, M.; Dragović-Uzelac, V; Elez Garofulić, I.; Bosiljkov, T.; Ježek, D.; Brnčić, M. (2015): Comparison of Conventional and Ultrasound-assisted Extraction Techniques on Mass Fraction of Phenolic Compounds from Sage (Salvia officinalis L.). Chem. Biochem. Eng. Q., 29 (3), 2015. 475–484.
- Djenni, Z.; Pingret, D.; Mason, T.J.; Chemat, F. (2013): Sono–Soxhlet: In Situ Ultrasound-Assisted Extraction of Food Products. Food Anal. Methods 6, 2013. 1229-1233.
- Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 5750-5764.
- Sicaire, Anne-Gaëlle; Vian, Maryline Abert; Fine, Frédéric; Carré, Patrick; Tostain, Sylvain; Chemat, Farid (2016): Ultrasound induced green solvent extraction of oil from oleaginous seeds. Ultrasonics Sonochemistry (2016), Vol. 31. 319-329.
- Šic Žlabur, J.; Voća, S.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Dujmić, F.; Rimac Brnčić, S. (2015): Optimization of ultrasound assisted extraction of functional ingredients from Stevia rebaudiana Bertoni leaves. Int. Agrophys. 29, 2015. 231-237.
ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสกัดด้วยอัลตราโซนิก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่เป็นที่รู้จักและเชื่อถือได้ในการผลิตสารสกัดจากวัตถุดิบจากพืชหลากหลายชนิด อัลตราซาวนด์กำลังสูงเพิ่มการถ่ายเทมวลระหว่างวัตถุดิบกับตัวทำละลาย โดยผลักตัวทำละลายเข้าสู่โครงสร้างเซลล์และชะออกด้วยอัตราประมาณ 20,000 ครั้งต่อวินาที (ที่ 20kHz) การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นวิธีที่อ่อนโยนมาก แต่มีประสิทธิภาพสูงมาก – ให้ผลผลิตสูงขึ้นและสารสกัดคุณภาพสูงขึ้นภายในระยะเวลาการแปรรูปที่สั้นลง!
วัสดุต่อไปนี้ได้รับการสกัดด้วยอัลตราโซนิกอย่างประสบความสำเร็จอย่างมากแล้ว:
เครื่องเทศ: หญ้าฝรั่น พริก (เช่น capsaicin) ขิง อบเชย vanillin / วานิลลา rosmarinic acid เสจ โรสแมรี มาร์จอแรม โหระพาฝรั่ง เป็นต้น
สมุนไพร: เปปเปอร์มินต์ ชา (เช่น ชาดำ ชาเขียว ไป๋หมู่ตาน ชามะลิ รอยบอส ฮันนีบุช) สเปียร์มินต์ หญ้าหวาน กัญชา เป็นต้น
ดอกไม้: ลาเวนเดอร์ พิมเสน กระดังงา กุหลาบ เป็นต้น
ผลไม้และผัก: ไวน์ องุ่น / เมล็ดองุ่น กาแฟ โกโก้ มะกอก ส้ม / เปลือกส้ม มะเขือเทศ เมล็ดกัวรานา เมล็ดพืชน้ำมัน (อัลมอนด์ ถั่วเหลือง เมล็ดมะละกอ เมล็ดแฟลกซ์ ทานตะวัน เมล็ดเรพซีด) เปลือกทับทิม ผักโขม หม่อน ราก เป็นต้น
จุลินทรีย์: สาหร่ายทะเล สไปรูลินา สาหร่ายขนาดเล็ก (สาหร่ายขนาดเล็ก Nannochloropsis spp สาหร่ายขนาดเล็ก Nannochloropsis oculata สาหร่ายขนาดเล็ก Dunaliella salina) ไซยาโนแบคทีเรีย Synechococcus sp. ยีสต์ Xanthophyllomyces dendrorhous ยีสต์ Trichosporon oleaginosisus เชื้อราที่สะสมไขมัน เชื้อรา Cordyceps sinensis
สารสกัดเป้าหมายที่ได้จากการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ ได้แก่ น้ำมันหอมระเหย วิตามิน ลิพิด โปรตีน และสารเชิงซ้อนจากพืช เช่น สารฟีนอลิก สารต้านอนุมูลอิสระ พอลิแซ็กคาไรด์ โอลีโอเรซิน เอสเทอร์ หัวเชื้อกลิ่น สารไฮโดรไลเสตของโปรตีน กรดอะมิโน ซาโปนิน ฟลาโวนอยด์ แอลคาลอยด์ (เช่น morphine, codeine, thebaine) สารสี / สารให้สี (แคโรทีนอยด์ chlorophyll, phycocyanin) แอนโทไซยานิน limonene, alantolactone, isoalantolactone และสารออกฤทธิ์อื่น ๆ
เกี่ยวกับการสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมุ่งเน้นวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน ดังนั้น การลดการใช้พลังงานของกระบวนการ การใช้ตัวทำละลายทางเลือก และการใช้วัตถุดิบธรรมชาติที่หมุนเวียนทดแทนได้ จึงเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการสกัดที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เป้าหมายคือเพื่อให้มั่นใจว่าได้สารสกัดที่ปลอดภัยและมีคุณภาพสูง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ปลอดภัยและมีคุณภาพสูง การใช้ตัวทำละลายทางเลือกที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้และปลอดภัยกว่าจึงมีความสำคัญ การลดความเป็นพิษโดยรวมของกระบวนการและผลิตภัณฑ์สุดท้ายทำให้ผู้บริโภคได้รับประโยชน์จากผลิตภัณฑ์ที่ดีต่อสุขภาพและปลอดภัยยิ่งขึ้น และผู้ผลิตสามารถสร้างสภาพแวดล้อมในการแปรรูปที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับพนักงาน