Ефективне виробництво екстрактів хмелю методом ультразвукового дослідження
Хміль та екстракти хмелю є необхідними інгредієнтами для виробництва пива. Альфа-кислоти а-каріофілен (гумулон) і бета-каріофілілен (гумулен) є важливими смаковими сполуками, які надають пиву гіркоту та сприяють його аромату, структурі піни та мікробіологічній стабільності. Ультразвукова екстракція — це високоефективна техніка вивільнення біологічно активних сполук із матриці клітин хмелю для отримання багатого смаком і повного екстракту хмелю.
Ультразвукова екстракція гірких кислот з хмелю
Ультразвукова екстракція гірких кислот з хмелю є високоефективною та надійною технікою, яка використовується в пивоварній промисловості, виробництві ароматизаторів та ароматизаторів, а також у науково-дослідних 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. Чергування циклів високого / низького тиску ультразвукових хвиль створює в розчиннику дрібні кавітаційні бульбашки. Швидке утворення та руйнування цих бульбашок створює інтенсивні місцеві 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 і адгумулон з хмелю. Ці сполуки найбільш відомі як смакові сполуки, які використовуються в пиві, де вони сприяють гіркоті та виразному смаковому профілю пива.
Головною перевагою ультразвукової екстракції є її ефективність і швидкість. Ультразвук значно скорочує час екстракції в порівнянні з традиційними методами, що робить його привабливим вибором для пивоварень і виробників ароматизаторів.
Оскільки процес ультразвукової екстракції можна оптимізувати шляхом регулювання різних параметрів, включаючи час ультразвуку, температуру, концентрацію розчинника та співвідношення хмелевого матеріалу та розчинника, процес можна налаштувати відповідно до цільового смакового профілю екстракту хмелю. Оптимізація забезпечує максимальну екстракцію гіркої кислоти зі збереженням бажаного смаку пива.
Важливо підтримувати належний контроль температури під час ультразвукової екстракції. Підвищена температура може призвести до розкладання гірких кислот і утворення небажаних сторонніх присмаків.
Звуковий апарат UIP4000hdT для потокового виробництва високоякісних екстрактів хмелю
Ультразвукові екстракти хмелю повного спектру
Ультразвуково приготовані екстракти хмелю - це екстракти повного спектру, які пропонують повний спектр активних інгредієнтів шишок хмелю. Крім альфа-кислот а-каріофілену (хумулону) і бета-каріофіллену (гумулену), ультразвукова екстракція також вивільняє додаткові терпени, такі як ліналоол і фарнезен, а також інші фітохімічні речовини, такі як поліфеноли і флавоноїди. Екстракти повного спектру цінуються за так званий антуражний ефект.
Під час ультразвукової екстракції рослинні матеріали, такі як хміль та інші трави, обробляються при помірних температурах, обмежуючи тим самим термічну деградацію. Ультразвукове дослідження дозволяє використовувати м'які, безпечні, екологічно чисті розчинники – уникнення використання токсичних розчинників.
Висока ефективність ультразвукової екстракції дозволяє виробляти навіть екстракти хмелю з відпрацьованого хмелю. Інтенсивний процес ультразвукової екстракції вивільняє залишки фотосполук із відпрацьованого хмелю та допомагає виснажити відпрацьований хміль від усіх цінних речовин, щоб жодні біологічно активні речовини не витрачалися даремно.
Гіркі кислоти в хмелі
Гіркі кислоти хмелю розрізняють на α- і β-кислоти. Гіркі α-кислоти складаються з трьох основних компонентів: н-гумулону, ад-гумулону і ко-гумулону. Так само гіркі β-кислоти складаються з n-лупулону, ад-лупулону та ко-лупулону. Для пивоварень і виробництва пива α-кислоти є незамінною кислотною формою. При кип'ятінні альфа-кислот в слабокислих умовах альфа-кислоти ізомеризуються і тим самим перетворюються в ізо-α-кислоти. Шляхом ізомеризації погано розчинні у воді альфа-кислоти перетворюються в більш розчинну ізоформу, яка проявляє характерну органолептичну гіркоту. β-кислоти, які ще гірше розчиняються у воді, ніж α-кислоти, менш важливі для виробництва пивоварень, оскільки бета-кислоти демонструють дуже низьку швидкість ізомеризації під час кип'ятіння сусла.
Окрім використання як смакового інгредієнта, хміль також відомий своїми корисними властивостями, які включають антиоксидантну, седативну, протизапальну, антиканцерогенну та естрогенну дію. Наприклад, ксантогумол, пренілфлавоноїд, що міститься в хмелі, відомий своєю сильною антиоксидантною дією. Ці натуральні речовини хмелю використовуються в добавках і лікарських засобах для підтримки здоров'я або для лікування захворювань.
Шишки хмелю
Навіщо використовувати екстракти хмелю?
При використанні ароматичного інгредієнта екстракти дозволяють дуже точно дозувати гіркоту і аромат, оскільки екстракти хмелю стандартизовані щодо конкретних кількостей і складу альфа-кислот. Це дозволяє виробляти однаковий смаковий профіль і, тим самим, постійно високоякісний продукт, що відповідає очікуванням клієнтів.
При використанні в якості активного інгредієнта в добавках і лікарських засобах екстракти хмелю містять висококонцентровану кількість біологічно активних речовин, наприклад, терпенів, флавоноїдів. Таким чином, можна проковтнути велику кількість активної фотосполуки для досягнення цілеспрямованого ефекту.
Газова хроматографічна аналіз ультразвукового екстракту хмелю, приготованого за допомогою ультразвукового гомогенізатора UP100H: β-каріофіленоксид, α-каріофілен, α-пінен, мікрен, лімонен, α-каріофілен, а також оксид каріофілену та інші.
Ультразвукова екстракція хмелю
Ультразвукова прискорена екстракція розчинником є простим, швидким і економічним методом екстракції гірких кислот з хмелю. Будучи низькотемпературною обробкою, ультразвукова екстракція хмелю дає високі врожаї за короткий час процесу, що є значними перевагами в порівнянні зі звичайною гіркокислотною екстракцією з хмелю.
Низькі температури обробки, високі виходи, чудова якість екстракту (тобто екстракти повного смаку / повного спектру) і дуже короткий час обробки є основними перевагами ультразвукової екстракції хмелю.
Ультразвукова екстракція хмелю – Переваги:
- Більш повна екстракція
- Більш висока врожайність
- Повний смаковий профіль
- Аромат специфічний для сорту збережено
- Постійна гіркота / смак
- Пакетна та вбудована обробка
- Безпека та простота в експлуатації
- Економічний, швидкий ROI
SonoStation – ультразвукова система з 2x 2 кВт ультразвукаторами, резервуаром для перемішування та насосом – – зручна система для видобутку.
Високоефективні ультразвукові екстрактори
Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід у проектуванні, виробництві та постачанні високоефективних ультразвукових екстракторів для малих і великих промислових масштабів відомим компаніям і науково-дослідним інститутам по всьому світу. 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 апарати Hielscher забезпечують високу потужність ультразвуку, є надійними і можуть легко працювати 24/7 при великому навантаженні. Це робить ультразвукові екстрактори Hielscher надійною робочою конячкою в харчовій, фармацевтичній та хімічній промисловості.
Всі цифрові ультразвукові процесори оснащені кольоровим сенсорним дисплеєм, за допомогою якого можна легко і точно задавати і управляти параметрами процесу. На вбудованій SD-карті всі параметри процесу записуються автоматично, як тільки ви включаєте ультразвуковий екстрактор.
Складна конструкція пакетних і вбудованих звукових установок Hielscher ретельно протестована та оптимізована для зручності використання та високої якості друку. Реактори з проточними комірками доступні в різних розмірах і з різною геометрією. Широкий асортимент сонотродів (ультразвукових зондів) різних форм, розмірів і довжин, а також додаткові аксесуари дозволяють створити ідеальну конфігурацію вашої ультразвукової системи відповідно до вашого процесу екстракції та рослинного матеріалу.
Ще одна перевага ультразвуку Hielscher’ Промислові ультразвукові процесори поставляються з дуже високими амплітудами до 200 мкм, які можна легко і безперервно запускати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Точний контроль над амплітудою та можливість виконання від дуже низької до дуже високої амплітуди забезпечує оптимальний та ефективний процес. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Високоефективні ультразвукові екстрактори Hielscher для чудових екстрактів!
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Потужні ультразвукові гомогенізатори від Лабораторії до Пілот і індастріал розмір.
Література/Список літератури
- Маша Кнез Грнчич; Єва Шпанінге; Ізток Йоже Кошир; Желько Кнец; Urban Bre (2019): Сполуки хмелю: методи екстракції, хімічний аналіз, антиоксидантні, антимікробні та антиканцерогенні ефекти. Поживні речовини 2019, 11, 257.
- Steffen Arctander (2019): Парфумерні та ароматичні матеріали природного походження. інновації в саду; Жовтень 2019 року.
- Санчес-Ернандес Е., Бальдуке-Гіл Дж., Гонсалес-Гарсія В., Барріусо-Варгас Дж.Дж., Казанова-Гаскон Дж., Мартін-Гіл Дж., Мартін-Рамос П. (2023): Фітохімічне профілювання екстрактів квітів і листя Sambucus nigra L. та їх антимікробний потенціал проти патогенів мигдального дерева. Міжнародний журнал молекулярних наук, 2023.
Факти, які варто знати
Біологічно активні сполуки в хмелі
Рослина хміль звичайний Humulus lupulus багатий на фотохімікати, які використовуються як ароматизатори в харчових продуктах і напоях (наприклад, для гіркого пива), а також у парфумерії та ароматизаторах. У дієтичних добавках і лікарських засобах екстракти хмелю використовуються для підтримки здоров'я і для лікування або полегшення захворювань. Нижче наведено опис найбільш відомих фітосполук хмелю:
Альфа-кислоти
Альфа-кислоти або гумулони є найважливішою хімічною сполукою в хмелі. Під час кип'ятіння сусла гумулони термічно ізомеризуються на ізо-альфа-кислоти або ізогумулони, які відповідають за гіркий смак пива.
Бета-кислоти
Хміль містить так звані бета-кислоти або лупулони. Ці сполуки в основному цінуються за їх внесок у аромат пива.
ефірні масла
Основними компонентами ефірних масел хмелю є терпенові вуглеводні, що складаються з мірцену, гумулену і каріофілену. Мирцен надає свіжому хмелю різкий запах. Гумулен і продукти його окислювальних реакцій сприяють вираженому хмелевому аромату пива. Разом мірцен, гумулен і каріофілен становлять від 80 до 90% загального вмісту ефірних олій хмелю.
флавоноїди
Ксантогумол є основним флавоноїдом хмелю. Іншими добре вивченими і важливими пренілфлавоноїдами є 8-пренілнарінгенін і ізоксантогумол. Хоча властивості та ефекти ксантогумолу все ще досліджуються, пренілфлавоноїд 8-пренілнарінгенін вже відомий як потужний фітоестроген.