Ультразвукова мацерація для екстракції ароматичних речовин з олій

Перетворіть традиційну мацерацію харчових олій на швидкий та високоефективний процес. На відміну від звичайної холодної інфузії, яка може тривати тижнями для вилучення ароматичних речовин, ультразвукова кавітація прискорює масообмін, дозволяючи вилучати потужні біоактивні сполуки та ароматичні профілі з рослинної сировини за лічені хвилини.

Кому вигідні ароматизація та мацерація за допомогою ультразвуку?

Мацерація з використанням ультразвуку дозволяє замінити багатотижневе холодне настоювання на кілька хвилин високопродуктивної нетермічної обробки, що забезпечує збереження повного спектру ароматів, антиоксидантів та біодоступності без термічного руйнування.
Незалежно від того, чи ви збільшуєте обсяги виробництва гастрономічної олії, розробляєте косметичні засоби з «чистою етикеткою» чи створюєте високоефективні рослинні екстракти, ультразвукова обробка забезпечує стабільні та масштабовані результати, одночасно усуваючи мікробний ризик та окислювальні втрати.

Кому це вигідно:

Харчування & Виробники напоїв: Перетворіть базові олії на високоякісні, багаті на антиоксиданти гастрономічні олії з насиченим смаковим профілем повного спектру за лічені хвилини, а не тижні.
Косметика & Бренди засобів для догляду за шкірою: Отримуйте ніжні, чутливі до нагрівання рослинні екстракти для виготовлення натуральних олій, сироваток та бальзамів, зберігаючи при цьому леткі сполуки та активні фітохімічні речовини.
Трав'яна добавка & Виробники рослинних екстрактів: Максимізуйте вихід поліфенолів, ефірних олій та олеорезинів для функціональних харчових продуктів та дієтичних добавок за допомогою безрозчинникової, нетермічної обробки.
Крафтові напої & Виробники лікерів: Забезпечити швидке та рівномірне введення свіжих рослинних компонентів у спиртні напої, настоянки та оцти, запобігаючи при цьому окислювальному розпаду та мікробному псуванню.

Дізнайтеся, як ультразвукова обробка прискорює процес екстракції!

Виробництво високоякісних ароматизованих олій методом ультразвукової екстракції

Як нетермічний процес, ультразвукова обробка є ідеальним рішенням для високоякісних олій-носіїв (таких як оливкова олія екстра-класу, олія авокадо та олії з насіння). Вона дозволяє зберегти чутливі до нагрівання леткі речовини, поліфеноли та ефірні олії, які часто втрачаються під час термічної обробки, що дає змогу отримати продукт високої якості з чудовим ароматом, підвищеною стабільністю при зберіганні та покращеною біодоступністю.

Ультразвукова мацерація та ароматизація

Ультразвукова інфузія прискорює вивільнення фітохімічних речовин та ароматичних сполук із рослинних матеріалів (трав, спецій, фруктів) безпосередньо в харчові олії. Завдяки інтенсивним ефектам ультразвукової кавітації біоактивні сполуки рівномірно розподіляються в масляній матриці. Це покращує консистенцію продукту та значно підвищує біодоступність корисних для здоров’я сполук, оскільки олія ефективно розчиняє ці ліпофільні речовини.

У цій презентації ми познайомимо вас з виробництвом рослинних екстрактів. Ми пояснюємо труднощі виробництва високоякісних рослинних екстрактів і те, як ультразвуковий засіб може допомогти вам подолати ці проблеми. Ця презентація покаже вам, як працює ультразвукова екстракція. Ви дізнаєтеся, на які переваги можна розраховувати при використанні ультразвукового екстрактора для екстракції та як можна впровадити ультразвуковий екстрактор у своє виробництво екстракту.

Ультразвукова мацерація порівняно з традиційними методами

Традиційна мацерація — це пасивний процес “холодний” процес настоювання. Рослинну сировину поміщають у розчинник і залишають настоюватися, що дозволяє ніжним, летким ефірним оліям природним чином виділятися протягом періоду від кількох тижнів до кількох місяців. Хоча це дозволяє уникнути пошкодження під дією високої температури, процес є повільним, а якість часто погіршується внаслідок окислення.

Перегляньте порівняння: ультразвукова екстракція проти традиційної мацерації

На відео нижче продемонстровано переваги ультразвукової екстракції порівняно з традиційною екстракцією свіжого листя підбілу у воді: тоді як для отримання концентрованого екстракту методом традиційної мацерації потрібно 20 днів (що часто супроводжується появою коричневого відтінку, який свідчить про окислювальне розкладання), ультразвукова екстракція дозволяє отримати високоякісний екстракт насичено-зеленого кольору всього за кілька секунд.

У цьому короткому відео ми порівнюємо ультразвукову екстракцію холодною водою за допомогою зондового магнітола Hielscher UP200Ht з традиційною мацерацією протягом 20 днів. У той час як звичайна мацерація вимагає тижнів для вилучення біологічно активних сполук зі свіжого листя ребристої кропиви, ультразвукова екстракція зондового типу вивільняє їх за лічені секунди. Порівнюючи традиційно мацерований екстракт з ультразвуковим екстрактом, очевидно, що ультразвуковий екстракт має глибокий зелений колір, тоді як мацерований екстракт має коричневий відтінок, що свідчить про окислювальну деградацію біологічно активних сполук.
Насичений зелений колір ультразвукового екстракту ребристої кропиви підкреслює чудову ефективність ультразвукової технології у виробництві екстракту повного спектру. Ультразвукова ботанічна екстракція швидша, потужніша та ефективніша. Високоефективна ультразвукова екстракція за допомогою UP200Ht виробляє екстракт ребристої кропи повного спектру.

Як ультразвукова обробка посилює мацерацію?

Ультразвук значно інтенсифікує етап мацерації, застосовуючи інтенсивне мікрозмішування та турбулентності до суміші для мацерації. Ультразвукова діагностика може різко прискорити традиційну мацерацію, яка займає тижні або місяці – досягнення таких же результатів ароматного настоювання протягом декількох хвилин. Як нетермічний, механічний метод, ультразвукова мацерація збільшує масообмін і зберігає біологічно активні сполуки, такі як леткі, поліфеноли та інші фітохімічні речовини. Це робить ультразвукову мацерацію унікальною технікою для швидкого та ефективного виробництва високоякісних мацератів.
Ще однією перевагою ультразвукової мацерації є використання свіжої рослинної сировини. При традиційній мацерації можна використовувати свіжий матеріал, але він схильний до мікробного псування, оскільки рослинний матеріал повинен залишатися в олії протягом дуже тривалого часу. Ультразвукова мацерація – це швидкий процес тривалістю в кілька хвилин, що означає, що немає тривалого періоду для росту мікроорганізмів. Крім того, добре відомо, що ультразвукова кавітація руйнує та інактивує мікробні клітини і тим самим сприяє стабільності мацерату.

Ультразвуково ароматизовані олії, такі як оливкова олія першого віджиму або соняшникова олія, показали вищу стабільність, оскільки додані антиоксиданти з трав зменшують первинне окислення жирних кислот. Орегано, чебрець, гострий перець чилі, часник, лавр, базилік, листя оливи, шавлія, ребриста, лаванда, розмарин, менте, лимон, апельсин, а також інші фрукти, листя, квіти, коріння, насіння та кора багаті ефірними оліями, поліфенолами, флавоноїдами та іншими біологічно активними сполуками. Ультразвукова мацерація та ароматизація є ефективним, швидким та безпечним методом оновлення харчових олій, забезпечуючи їм вищий вміст антиоксидантів та поліфенолів, покращену стабільність окислення та багатий смаковий профіль.

Переваги ультразвукової ароматизації:

Повна екстракція смаку
швидкий процес
Нетермічний, м'який процес
Не містить розчинників

Надання смаку та аромату харчовим оліям за допомогою ультразвукової мацерації — це ефективний і швидкий процес, що дозволяє поліпшити якість олій та отримати так звані “вишукані олії”. Завдяки ширшому асортименту смаків ультразвукова ароматизація надає нафтопродуктам додаткову цінність.

У відео показаний процес екстракції за допомогою зондового сонника Hielscher UP400St для екстракції нарізаного та висушеного розмарину в суміші води та етанолу при низьких температурах. Hielscher UP400St — це високопродуктивний ультразвуковий процесор, призначений для різних застосувань, включаючи процеси підготовки зразків та екстракції.

Промислові ультразвукові апарати для переробки рослинної олії

Потужні ультразвукові процесори вже широко використовуються в харчовій промисловості для вилучення ароматизаторів і біологічно активних сполук, для емульгування масел з рідинами на водній основі або для гомогенізації різних матеріалів. Для ароматизованих харчових олій екстракція за допомогою ультразвуку дозволяє виробляти високоякісні олії з інтенсивним, повним смаковим профілем. У той же час ультразвукова мацерація та ароматизація переконує як швидкий, зручний, безпечний та економічно вигідний метод.
Для мацерації за допомогою ультразвуку, екстракції та ароматизації смаку можна використовувати цілі спеції (тобто листя, квіти, насіння, кору тощо), мелені спеції (тобто порошок), ефірні олії або олеорезин.
Hielscher Ultrasonics виробляє високопродуктивні ультразвукові апарати від лабораторних і настільних до повністю промислових масштабів з продуктивністю обробки кілька тонн на годину.
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 UIP16000HDT

Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!

Література/Список літератури

Манганьєлло Р., Пагано М., Нуччіареллі Д., Чіккорітті Р., Томасоне Р., Ді Серіо М.Г., Джансанте Л., Дель Ре П., Сервілі М., Венеціані Г. (2021): Вплив ультразвукової технології на якісні властивості італійської оливкової олії першого віджиму. Продукти. 22 листопада 2021 року; 10(11):2884.
Мааріт Рейн, Матьє Ренуф, Крістіна Крус-Ернандес, Лукас Актіс-Горетта, Сагар К. Таккар, Марсія да Сілва Пінто (2013): Біодоступність біоактивних харчових сполук: складний шлях до біоефективності. Британський журнал клінічної фармакології 2013 березень; 75(3): 588–602.
Петіньї Л., Періно-Іссартьє С., Вайсман Дж., Чемат Ф. (2013): Пакетна та безперервна екстракція за допомогою ультразвуку листя болдо (Peumus boldus mol.). Міжнародний журнал молекулярних наук 14, 2013. 5750-5764.
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.
Турріні, Федеріка; Донно, Даріо; Беккаро, Габріеле; Зунін, Паола; Пітталуга, Анна; Богджа, Рафаелла (2019): Імпульсна екстракція за допомогою ультразвуку як альтернативний метод звичайної мацерації для екстракції поліфенольної фракції бруньок Ribes nigrum: нова категорія харчових добавок, запропонована проектом FINNOVER. Продукти. 8. 466; 2019
Антонія Тамборріно, Аньєзе Татічкі, Роберто Романьєлло, Клаудіо Пероне, Соня Еспосто, Алессандро Леоне, Мауріціо Сервілі (2021): Оцінка компонування заводу з екстракції оливкової олії з впровадженням ультразвукового апарату високої потужності. Ультразвукова сонохімія, Випуск 73, 2021.

Пов'язані теми

Поширені запитання щодо ультразвукової мацерації & ароматизація

Що таке ультразвукова мацерація і чим вона відрізняється від традиційної мацерації?

Ультразвукова мацерація (також відома як ультразвукова екстракція) — це метод інтенсифікації процесу, який використовує звукові хвилі високої інтенсивності для прискорення вилучення ароматичних сполук, ефірних олій та біоактивних фітохімічних речовин із рослинної сировини у розчинник, наприклад, харчову олію. На відміну від традиційної холодної мацерації, яка ґрунтується на повільній дифузії й може тривати тижні або місяці, ультразвукова кавітація швидко руйнує клітинні стінки рослин. Це призводить до вивільнення сполук за лічені хвилини або години, що забезпечує значно швидший процес, вищий вихід та більш ефективний екстракт.

Які основні переваги використання ультразвукової обробки для надання смаку та аромату харчовим оліям?

Ультразвукова ароматизація надає виробникам олії низку ключових переваг:

Швидка обробка: Скорочує час інфузії з тижнів до хвилин.
не термічний & Без розчинників: Зберігає чутливі до нагрівання леткі сполуки та ніжні аромати без використання шкідливих розчинників.
Більш висока врожайність & Біодоступність: Забезпечує максимальне вилучення поліфенолів, антиоксидантів та ефірних олій, гарантуючи їх рівномірний розподіл у масляній матриці для кращого засвоєння.
Покращена стабільність: Натуральні антиоксиданти, вилучені з рослинних компонентів (таких як розмарин або чебрець), допомагають запобігати первинному окисленню жирних кислот, подовжуючи термін придатності олії.
Мікробіологічна безпека: Цей швидкий процес мінімізує ризик мікробного псування, а ультразвукова кавітація може сприяти інактивації певних мікробних клітин.

Які види харчових олій та рослинних інгредієнтів найкраще підходять для ультразвукової мацерації?

Ультразвукова мацерація є надзвичайно універсальною і підходить практично для будь-якої їстівної олії-носія, зокрема оливкової олії екстра-класу, олії авокадо, соняшникової олії, рапсової (канолової) олії та кокосової олії. Можна настоювати широкий спектр рослинних інгредієнтів, таких як базилік, розмарин, чебрець, перець чилі, часник, лаванда, квіти бузини, цитрусові та різні спеції. Ефективно можна використовувати як свіжі, так і сушені рослинні матеріали, а також порошки та олеорезини.

Чи є ультразвукова мацерація нетермічним процесом? Чому це важливо?

Так, ультразвукова мацерація вважається нетермічним або “холодний” метод обробки. Хоча сам процес може супроводжуватися незначним локальним нагріванням внаслідок акустичної енергії, його ретельно контролюють, щоб загальний рівень нагрівання залишався низьким, що запобігає термічній деградації чутливих сполук. Це має вирішальне значення для екстракції летких ароматів, ефірних олій та термолабільних біоактивних сполук (таких як певні вітаміни та антиоксиданти), які в іншому випадку були б знищені або випарувалися б при застосуванні традиційних методів екстракції, що базуються на нагріванні.

Як ультразвукова мацерація покращує стабільність та термін придатності настоїв на олії?

Ультразвукова мацерація не лише надає смак, а й дозволяє вилучати природні сполуки, багаті на антиоксиданти (такі як поліфеноли та флавоноїди), з рослинних компонентів, таких як розмарин, орегано та листя оливи, безпосередньо в олію. Ці антиоксиданти діють як природні консерванти, нейтралізуючи вільні радикали та значно зменшуючи первинне окислення жирних кислот олії, тим самим підвищуючи її окислювальну стабільність і подовжуючи термін придатності.

Чи можна масштабувати ультразвукову мацерацію з лабораторного рівня до повномасштабного промислового виробництва?

Безумовно. Технологія ультразвукової екстракції є повністю масштабованою. Компанія Hielscher Ultrasonics пропонує повний асортимент ультразвукових приладів — від компактних лабораторних моделей (наприклад, UP100H) для НДДКР&Від дослідних систем (наприклад, UIP2000hdT) і невеликих партій до надійних промислових процесорів, що працюють у режимі «інлайн» (наприклад, UIP4000hdT, UIP16000), здатних переробляти кілька тонн олії на годину. Це забезпечує безперебійний перенос технологій та стабільні результати від лабораторних умов до повномасштабного виробництва.

Чи безпечно застосовувати ультразвукову мацерацію для виробництва делікатесних продуктів або “настояний у холодній воді” олії, призначені для споживання в їжу?

Так, це безпечний і широко застосовуваний метод у харчовій промисловості. Оскільки цей процес не передбачає використання розчинників і не є термічним, він відповідає стандартам «чистої етикетки». Екстраговані рослинні компоненти та отримані в результаті ароматизовані олії зберігають свої природні властивості, що відповідають харчовим стандартам. Ультразвукові апарати, що використовуються у харчовій промисловості, виготовляються з гігієнічних матеріалів (часто з харчової нержавіючої сталі) і легко піддаються очищенню та дезінфекції, що дозволяє дотримуватися суворих вимог безпеки харчових продуктів.

Що таке мацерація?

Традиційний процес мацерації, за допомогою якого олії, такі як оливкова або соняшникова, наповнюються ароматичними сполуками та ефірними оліями рослинних компонентів (наприклад, спецій, трав, фруктів тощо), — це процес настоювання, який працює шляхом замочування рослинного матеріалу в олії. Це дуже повільний процес, який займає від кількох тижнів до кількох місяців, оскільки масообмін між рослинними твердими речовинами та олією відбувається повільно. Ще одним фактором, який відповідає за повільність традиційної мацерації, є температура під час мацерації. У вигляді холодного настою суспензію рослинного та олійного тримають при кімнатній температурі, щоб запобігти термічному розкладанню чутливих летких сполук, олеорезинів та ефірних олій. Ці фактори уповільнюють процес і роблять його дуже трудомістким.
Процес мацерації можна використовувати для настоювання харчових олій, а також масел і настоянок для догляду за шкірою, лікувальних настоянок і алкогольних напоїв. До поширених трав і спецій, які використовуються для мацерації масел і настоянок, відносяться м'ята, базилік, перець чилі, розмарин, чебрець, ваніль, кориця, лаванда, квіти бузини, календула, звіробій, обліпиха і багато інших.
Поширеними оліями для мацерації є оливкова, соняшникова, кокосова, жожоба, рапсова, лляна або конопляна олія. Для приготування настоянок або алкогольних напоїв в якості рідини використовується спирт.

Що таке ефірні олії?

Ефірна олія – це концентрована гідрофобна рідина, що містить леткі хімічні сполуки рослинного походження. Ефірні олії також відомі як леткі олії, ефірні олії, ефіролеї. Ефірними оліями часто називають олію рослини, що видобувається з, наприклад, олію троянди, олії чайного дерева або олію бергамоту. Ефірні масла називаються “істотний” тому що вони містять “сутність” Аромат рослини. Коли використовується для ефірних масел, термін “істотний” не означає, що олія є незамінною сполукою, як у випадку з термінами незамінна амінокислота або незамінна жирна кислота, які називаються так тому, що вони необхідні для певного живого організму з точки зору харчування. Ефірні олії виробляють шляхом дистиляції, гідродистиляції, екстракції розчинником або пресування. Ультразвукова обробка часто використовується для інтенсифікації та прискорення швидкості екстракції та збільшення виходу ефірної олії.
Дізнайтеся більше про ультразвукову гідродистиляцію ефірних олій!

Що таке олеорезини?

Олеорезини є природним поєднанням олії та смоли в рослинах. Будучи висококонцентрованою речовиною, олеорезини є напівтвердими екстрактами, що складаються зі смоли в розчині в ефірній та/або жирній олії (тригілцериди).
На відміну від ефірних олій, олеорезини містять багато більш важких, менш летких і ліпофільних сполук, таких як смоли, воски, жири та жирні олії.
Олеорезини можна приготувати зі спецій, таких як базилік, стручковий перець, кардамон, насіння селери, кора кориці, бутон гвоздики, пажитник, ялицевий бальзам, імбир, джамбу, лабданум, булава, майоран, мускатний горіх, петрушка, перець (чорний/білий), пімента (запашний перець), розмарин, шавлія, чабер, чебрець, куркума, ваніль, західно-індійський лавровий лист. Використовувані розчинники є неводними і можуть бути як полярними (тобто спирти), так і неполярними (тобто вуглеводні, вуглекислий газ). Ультразвуковий метод екстракції сумісний з цими розчинниками і прискорює швидкість екстракції та вихід.
Як ефірні олії, так і олеорезини є чудовими природними речовинами, які можна додавати як концентрований смаковий інгредієнт до різних продуктів харчування та напоїв. Ефірні олії та олеорезини виділяють з рослин шляхом екстракції (наприклад, ультразвукова екстракція) та подальшої дистиляції. Трави, прянощі та інші рослинні компоненти використовуються в якості сировини для виробництва ефірних масел і олеорезинів.