Chiết xuất từ vỏ ca cao bằng siêu âm công suất cao
Phế phẩm ca cao như thịt quả ca cao và vỏ ca cao có thể dễ dàng được tận dụng để tạo giá trị bằng cách chiết xuất bơ ca cao, đường trái cây và các hợp chất có hoạt tính sinh học. Chiết xuất bằng siêu âm đã được chứng minh là một kỹ thuật có hiệu quả cao để phân lập các thành phần có giá trị từ phế phẩm ca cao. Thiết bị chiết xuất siêu âm giải phóng các hợp chất đạt tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm từ vỏ quả, vỏ hạt và thịt quả ca cao với hiệu suất thu hồi cao thông qua quy trình xử lý nhanh chóng, an toàn và đơn giản.
Phụ phẩm ca cao
Ca cao (Theobroma cacao L.) là một cây trồng có giá trị, với hạt được sử dụng chủ yếu để sản xuất sô cô la. Sau khi thu hoạch quả ca cao, hạt được tách khỏi vỏ (còn được gọi là lớp vỏ bao hoặc vỏ trấu) và thịt quả, trước hoặc sau khi rang hạt ca cao. Vỏ hạt ca cao và thịt quả ca cao được xem là phụ phẩm của ngành công nghiệp ca cao. Tùy theo loài ca cao, hạt chiếm khoảng 25% khối lượng quả ca cao. Thịt quả chiếm thêm 25% khối lượng, phần còn lại là vỏ quả / vỏ bao, phần lớn bị loại bỏ như chất thải. Tuy nhiên, các phụ phẩm ca cao như vỏ và thịt quả rất giàu chất xơ, chất chống oxy hóa, polyphenol, hợp chất tạo hương vị, đường và lipid, có thể được sử dụng làm phụ gia trong thực phẩm và đồ uống.
Hệ thống chiết xuất siêu âm UIP2000hdT để xử lý phụ phẩm ca cao. Chiết xuất bằng siêu âm giải phóng chất chống oxy hóa, polyphenol và flavonoid từ vỏ ca cao.
Chiết xuất dưỡng chất thực vật từ vỏ ca cao bằng siêu âm
Chiết xuất vỏ ca cao bằng siêu âm: Chiết xuất bằng siêu âm biến phế phẩm sinh học ca cao (ví dụ: vỏ hạt, vỏ quả ca cao) thành các sản phẩm thực phẩm có giá trị như bơ ca cao, hợp chất tạo hương vị, dưỡng chất thực vật, đường trái cây và chất xơ thực phẩm. Để quá trình chiết xuất bằng siêu âm đạt hiệu quả, chỉ cần xử lý sơ bộ sinh khối vỏ ca cao ở mức thô, tức là nghiền vỏ ca cao.
Siêu âm công suất cao để chiết xuất
Cơ chế tăng cường chiết xuất của siêu âm công suất cao chủ yếu bắt nguồn từ hiện tượng xâm thực âm. Hiện tượng xâm thực siêu âm gây ra va chạm giữa các hạt vỏ ca cao / vỏ bao, dẫn đến sự phân mảnh do tương tác giữa các hạt và làm giảm kích thước hạt. Khi các bọt xâm thực sụp đổ trên bề mặt chất rắn ca cao, sự xói mòn và sự tạo lỗ bằng siêu âm tiếp tục làm tăng diện tích bề mặt hạt. Quá trình truyền khối được tăng cường nhờ đó tạo thuận lợi cho việc giải phóng các phân tử như protein, lipid và các hợp chất hóa thực vật. Lực cắt do siêu âm tạo ra cải thiện sự thâm nhập của dung môi vào cấu trúc tế bào của nguyên liệu thực vật, đồng thời cải thiện tính thấm của màng tế bào. Các cơ chế này của siêu âm công suất cao tạo nên sự tăng cường đáng kể của quá trình khi áp dụng siêu âm để chiết xuất nguyên liệu thực vật.
- hiệu suất thu hồi cao
- quy trình nhanh chóng
- chi phí vận hành thấp
- kết quả có thể tái lập
- khả năng mở rộng quy mô tuyến tính
- vận hành đơn giản
- độ bền cao
Chiết xuất vỏ ca cao có hỗ trợ siêu âm được chứng minh qua nghiên cứu
Grillo và cộng sự (2018) đã nghiên cứu việc chiết xuất bơ ca cao, polyphenol (ví dụ: catechin, epicatechin, các dạng dimer, trimer và tetramer của procyanidin), chất chống oxy hóa và methylxanthine (ví dụ: caffeine, theobromine) từ vỏ hạt ca cao bằng phương pháp chiết xuất siêu âm. Như bảng dưới đây cho thấy, xử lý siêu âm luôn làm tăng hiệu suất thu hồi của cả dịch chiết ưa lipid và dịch chiết ưa nước, tạo ra các dịch chiết giàu flavanol chống oxy hóa (catechin và epicatechin), theobromine (32,7 ± 0,12 mg/g vỏ), caffeine (1,76 ± 0,08 mg/g vỏ) và bơ ca cao theo cách đơn giản và dễ thực hiện. Kết quả tốt nhất khi xử lý siêu âm đạt được bằng cách sử dụng hỗn hợp ba thành phần, cho mức thu hồi tổng phân đoạn ưa nước thấp hơn một chút và giúp rút ngắn thời gian chiết xuất 16 lần.
Hiệu suất thu hồi từ vỏ ca cao thô bằng phương pháp chiết xuất có hỗ trợ siêu âm (UAE) và quy trình thông thường, được biểu thị bằng phần trăm khối lượng/khối lượng (w/w). Chiết xuất bằng siêu âm cho hiệu suất thu hồi cao hơn đáng kể.
Nghiên cứu và bản quyền thuộc về Grillo và cộng sự 2019.
Yusof và cộng sự (2019) cũng đã chứng minh hiệu quả của việc chiết xuất flavonoid từ vỏ ca cao bằng siêu âm. Họ xác định các thông số chiết xuất sau đây về nồng độ ethanol, nhiệt độ và thời gian xử lý siêu âm là hiệu quả nhất, tức là hiệu suất thu hồi dịch chiết cao nhất đạt được trong các điều kiện sau: giá trị tối đa của hàm lượng flavonoid tổng số (TFC; 7,47 mg RE/g khối lượng khô (DW)) đạt được ở nồng độ ethanol 80%, nhiệt độ xử lý 55ºC và thời gian xử lý siêu âm 45 min.
Thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu suất cao để xử lý phế phẩm ca cao
Các hệ thống chiết xuất siêu âm hiệu suất cao của Hielscher Ultrasonics được sử dụng trên toàn thế giới ở cấp độ nghiên cứu và phát triển, sản xuất quy mô nhỏ, vừa và hoàn toàn thương mại. Thiết bị chiết xuất siêu âm hiệu suất cao tăng cường quá trình chiết xuất, đồng thời nâng cao hiệu suất thu hồi và hiệu quả tổng thể của việc sản xuất dịch chiết chất lượng cao. Hielscher Ultrasonics cung cấp thiết bị chiết xuất cho mọi thể tích / công suất xử lý. Với hơn 25 năm kinh nghiệm trong chiết xuất nguyên liệu thực vật, Hielscher Ultrasonics là đối tác đáng tin cậy của bạn về chiết xuất siêu âm hiệu suất cao!
Thiết bị siêu âm hiệu suất cao, hiện đại nhất để chiết xuất ca cao
Các tính năng thông minh của thiết bị siêu âm Hielscher được thiết kế để bảo đảm vận hành đáng tin cậy, kết quả có thể tái lập và sự thân thiện với người dùng. Có thể dễ dàng truy cập và điều chỉnh các thiết lập vận hành thông qua menu trực quan, có thể truy cập bằng màn hình cảm ứng màu kỹ thuật số và chức năng điều khiển từ xa qua trình duyệt. Do đó, tất cả các điều kiện xử lý như năng lượng thuần, tổng năng lượng, biên độ, thời gian, áp suất và nhiệt độ đều được tự động ghi lại trên thẻ SD tích hợp. Điều này cho phép bạn xem lại và so sánh các lần xử lý siêu âm trước đó, đồng thời tối ưu hóa quá trình chiết xuất vỏ hạt ca cao để đạt hiệu quả cao nhất.
Các hệ thống Hielscher Ultrasonics được sử dụng trên toàn thế giới để sản xuất dịch chiết thực vật chất lượng cao. Thiết bị siêu âm công nghiệp Hielscher có thể dễ dàng vận hành ở biên độ cao trong chế độ hoạt động liên tục (24/7/365). Có thể dễ dàng tạo ra biên độ lên đến 200µm liên tục bằng các sonotrode tiêu chuẩn (đầu dò / đầu khuếch đại siêu âm). Đối với biên độ cao hơn nữa, có các sonotrode siêu âm được chế tạo theo yêu cầu. Nhờ độ bền cao và nhu cầu bảo trì thấp, các hệ thống chiết xuất siêu âm của chúng tôi thường được lắp đặt cho các ứng dụng tải nặng và trong những môi trường khắc nghiệt.
Hãy liên hệ với chúng tôi ngay để tìm hiểu thêm về việc chiết xuất polyphenol, chất chống oxy hóa, đường và bơ ca cao từ phụ phẩm ca cao bằng siêu âm. Chúng tôi rất sẵn lòng gửi cho bạn thông tin về các hệ thống chiết xuất siêu âm và giá cả! Đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm của chúng tôi rất sẵn lòng trao đổi với bạn về ứng dụng và yêu cầu xử lý của bạn!
Bảng dưới đây cho biết công suất xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi:
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200mL/min | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lớn hơn | cụm thiết bị UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Đặt câu hỏi cho chúng tôi!
Hielscher Ultrasonics sản xuất thiết bị đồng nhất siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ hóa và chiết xuất ở quy mô phòng thí nghiệm, thí điểm và công nghiệp.
Tài liệu / Tài liệu tham khảo
- Disca, V.; Travaglia, F.; Carini, C.; Coïsson, J.D.; Cravotto, G.; Arlorio, M.; Locatelli, M. (2024): Improving the Extraction of Polyphenols from Cocoa Bean Shells by Ultrasound and Microwaves: A Comparative Study. Antioxidants 2024, 13, 1097.
- Giorgio Grillo, Luisa Boffa, Arianna Binello, Stefano Mantegna, Giancarlo Cravotto, Farid Chemat, Tatiana Dizhbite, Liga Lauberte, Galina Telysheva (2019): Cocoa bean shell waste valorisation; extraction from lab to pilot-scale cavitational reactors. Food Research International, Volume 115, 2019. 200-208.
- Md Yusof, A. H.; Abd Gani, S. S.; Zaidan, U. H.; Halmi, M.; Zainudin, B. H. (2019): Optimization of an Ultrasound-Assisted Extraction Condition for Flavonoid Compounds from Cocoa Shells (Theobroma cacao) Using Response Surface Methodology. Molecules 2019, 24(4), 711.
- Ruesgas-Ramón M, Suárez-Quiroz ML, González-Ríos O, Baréa B, Cazals G, Figueroa-Espinoza MC, Durand E. (2020): Biomolecules extraction from coffee and cocoa by- and co-products using deep eutectic solvents. J Sci Food Agric 100(1), 2020. 81-91.
- Medina-Torres N.; Ayora-Talavera T.; Espinosa-Andrews H.; Sánchez-Contreras A.; Pacheco N. (2017): Ultrasound Assisted Extraction for the Recovery of Phenolic Compounds from Vegetable Sources. Agronomy 7(3):47, 2017.
- S.R. Shirsath, S.H. Sonawane, P.R. Gogate (2012): Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations–A review of current status. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification Volume 53, 2012. 10-23.
Hielscher Ultrasonics sản xuất thiết bị đồng nhất siêu âm hiệu suất cao từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.