Ефективне виробництво екстрактів хмелю за допомогою ультразвукової обробки

Хміль та екстракти хмелю є важливими інгредієнтами для виробництва пива. Альфа-кислоти a-caryophyllene (гумулон) та beta-caryophyllene (гумулен) є важливими смаковими сполуками, які надають пиву гіркоту та сприяють його аромату, структурі піни та мікробіологічній стабільності. Ультразвукова екстракція є високоефективною технікою для вивільнення біоактивних сполук з клітинної матриці хмелю для отримання насиченого смаком та повноцінного екстракту хмелю.

Ультразвукова екстракція гірких кислот з хмелю

Ультразвукова екстракція гірких кислот з хмелю є високоефективною та надійною технікою, що використовується в пивоварній промисловості, виробництві ароматизаторів та парфумерії, а також у дослідницьких установах для ефективного та результативного вилучення сполук, відповідальних за гіркоту та смакові сполуки з шишок хмелю.

Ультразвукова екстракція використовує принцип роботи акустичної кавітації. Акустична або ультразвукова кавітація генерується низькочастотними ультразвуковими хвилями в рідинах. Альтернуючі цикли високого тиску / низького тиску ультразвукових хвиль створюють крихітні кавітаційні бульбашки в розчиннику. Швидке утворення та колапс цих бульбашок генерують інтенсивні локальні сили, які руйнують клітинні стінки та вивільняють цільові сполуки, такі як гіркі кислоти, з матеріалу хмелю. Ультразвукова кавітація дуже ефективна для вивільнення гірких кислот, таких як гумулон, когумулон та адгумулон, з хмелю. Ці сполуки найбільш відомі як смакові сполуки, що використовуються в пиві, де вони сприяють гіркоті та характерному смаковому профілю пива.
Головною перевагою ультразвукової екстракції є її ефективність та швидкість. Ультразвукова обробка значно скорочує час екстракції порівняно з традиційними методами, роблячи її привабливим вибором для пивоварень та виробників ароматизаторів.
Оскільки процес ультразвукової екстракції можна оптимізувати шляхом налаштування різних параметрів, включаючи час ультразвукової обробки, температуру, концентрацію розчинника та співвідношення матеріалу хмелю до розчинника, процес можна адаптувати до цільового смакового профілю екстракту хмелю. Оптимізація забезпечує максимальну екстракцію гірких кислот при збереженні бажаного смаку пива.
Підтримання належного контролю температури під час ультразвукової екстракції є необхідним. Підвищені температури можуть призвести до деградації гірких кислот та утворення небажаних сторонніх присмаків.

Ультразвукові повноспектрові екстракти хмелю

Екстракти хмелю, підготовлені за допомогою ультразвуку, є повноспектровими екстрактами, які пропонують повний діапазон активних інгредієнтів шишок хмелю. Окрім альфа-кислот a-caryophyllene (гумулон) та beta-caryophyllene (гумулен), ультразвукова екстракція також вивільняє інші терпени, такі як ліналоол та фарнесен, а також інші фітохімічні речовини, такі як поліфеноли та флавоноїди. Повноспектрові екстракти цінуються за їхній так званий ефект оточення.
Під час ультразвукової екстракції рослинні матеріали, такі як хміль та інші трави, обробляються при помірних температурах, обмежуючи тим самим термічну деградацію. Ультразвукова обробка дозволяє використовувати м’які, безпечні, екологічно чисті розчинники – уникаючи використання токсичних розчинників.
Висока ефективність ультразвукової екстракції дозволяє навіть виробляти екстракти хмелю з відпрацьованого хмелю. Інтенсивний процес ультразвукової екстракції вивільняє залишкові фото-сполуки з відпрацьованого хмелю та допомагає вичерпати відпрацьований хміль з усіх цінних речовин, так що жодні біоактивні речовини не втрачаються.

Гіркі кислоти в хмелі

Гіркі кислоти хмелю поділяються на α- та β-кислоти. Гіркі α-кислоти складаються з трьох основних компонентів: n-гумулону, ad-гумулону та co-гумулону. Так само гіркі β-кислоти складаються з n-лупулону, ad-лупулону та co-лупулону. Для пивоварень і виробництва пива α-кислоти є важливою формою кислоти. При кип’ятінні альфа-кислот у слабкокислих умовах альфа-кислоти ізомеризуються і перетворюються на ізо-α-кислоти. Внаслідок ізомеризації погано розчинні у воді альфа-кислоти перетворюються на більш розчинну ізо-форму, яка характеризується специфічною органолептичною гіркотою. β-кислоти, які ще менш розчинні у воді, ніж α-кислоти, мають менше значення для пивоварного виробництва, оскільки β-кислоти демонструють дуже низьку швидкість ізомеризації під час кип’ятіння солодового суслa.
Крім використання як інгредієнта для надання смаку, хміль також відомий своїми оздоровчими властивостями, які включають антиоксидантні, седативні, протизапальні, антиканцерогенні та естрогенні ефекти. Наприклад, ксантогумол, пренілфлавоноїд, що міститься в хмелі, відомий своїми сильними антиоксидантними ефектами. Ці природні речовини хмелю використовуються в добавках і лікарських засобах для підтримки здоров’я або лікування захворювань.

Чому використовувати екстракти хмелю?

При використанні як інгредієнт для надання смаку, екстракти дозволяють дуже точно дозувати гіркоту та аромат, оскільки екстракти хмелю стандартизовані щодо конкретних кількостей і складів альфа-кислот. Це дозволяє створювати однаковий смаковий профіль і, таким чином, безперервно якісний продукт, що відповідає очікуванням споживачів.
При використанні як активна речовина в добавках і лікарських засобах, екстракти хмелю пропонують висококонцентровану кількість біоактивних речовин, наприклад, терпенів, флавоноїдів. Таким чином, можна вживати високу кількість активної фото-сполуки, щоб досягти цільового ефекту.

Аналіз газової хроматографії ультразвукового екстракту хмелю, приготованого за допомогою ультразвукового гомогенізатора UP100H: β-каріофіленоксид, α-каріофілен, α-пінен, mycrene, лімонен, α-caryophylene, caryophylene oxide та інші.

Ультразвукова екстракція хмелю

Ультразвуково прискорена екстракція розчинником – це простий, швидкий і безпечний метод екстракції гірких кислот із хмелю. Як низькотемпературна обробка, ультразвукова екстракція хмелю дає високі виходи за короткий час процесу, що є значними перевагами порівняно з традиційною екстракцією гірких кислот із хмелю.
Низькі температури обробки, високі виходи, вища якість екстракту (тобто повний смак / екстракти повного спектру) і дуже короткий час обробки є основними перевагами ультразвукової екстракції хмелю.
Ультразвукова екстракція хмелю – переваги:

• Більш повна екстракція
• Вищий вихід
• Повний смаковий профіль
• Збереження сортового аромату
• Стабільна гіркота / смак
• Порційна та потокова обробка
• Безпечний і простий в експлуатації
• Економічний, швидкий RoI

Високопродуктивні ультразвукові екстрактори

Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід у розробці, виробництві та постачанні високопродуктивних ультразвукових екстракторів для промислових масштабів від малих до великих для відомих компаній і дослідницьких інститутів у всьому світі. Ультразвукова екстракція може виконуватися в будь-якому масштабі, від невеликих лабораторних установок до великомасштабних промислових систем, що дозволяє виробникам адаптувати процес екстракції хмелю до своїх виробничих потреб.
Ультразвукові обробники Hielscher генерують потужний ультразвук, є надійними і можуть легко працювати 24/7 під великим навантаженням. Це робить ультразвукові екстрактори Hielscher надійною робочою конячкою в харчовій, фармацевтичній і хімічній промисловості.
Усі цифрові ультразвукові процесори оснащені кольоровим сенсорним дисплеєм, через який можна легко та точно встановлювати й контролювати параметри процесу. На вбудованій SD-картці всі параметри процесу автоматично записуються щойно ви вмикаєте ультразвуковий екстрактор.
Складний дизайн партійних і потокових установок для ультразвукової обробки від Hielscher ретельно протестований та оптимізований для зручності використання та високоякісного результату. Проточні реактори доступні в різних розмірах і з різними геометріями. Широкий асортимент сонотродів (ультразвукових зондів) різної форми, розміру та довжини, а також додаткові аксесуари дозволяють ідеально налаштувати вашу ультразвукову систему відповідно до вашого процесу екстракції та рослинної сировини.
Ще однією перевагою промислових ультразвукових процесорів Hielscher Ultrasonics є забезпечення дуже високих амплітуд до 200µm, які можна легко та безперервно використовувати в режимі 24/7. Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Точне керування амплітудою та можливість роботи з амплітудами від дуже низьких до дуже високих забезпечують оптимальний та ефективний процес. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати в режимі 24/7 при важких навантаженнях та у складних умовах.
Високопродуктивні ультразвукові екстрактори Hielscher для отримання екстрактів найвищої якості!
Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових апаратів: