ضایعات کاکائو مانند تفاله میوه کاکائو و پوسته دانه های کاکائو را می توان با استخراج کره کاکائو، قند میوه و ترکیبات فعال زیستی به راحتی تأمین کرد. ثابت شده است که استخراج به کمک اولتراسونیک یک تکنیک بسیار کارآمد برای جداسازی اجزای ارزشمند از ضایعات کاکائو است.

استخراج کننده های اولتراسونیک در یک روش سریع، ایمن و ساده، بازده زیادی از ترکیبات غذایی را از پوسته کاکائو، پوسته و تفاله کاکائو آزاد می کنند. محصولات جانبی کاکائو (Theobroma cacao L.) یک محصول با ارزش است که از قسمت لوبیایی شکل آن، به طور عمده برای تولید شکلات استفاده می شود. پس از برداشت غلاف کاکائو، چه قبل و چه پس از تفت دادن دانه های کاکائو، دانه ها از پوسته (که به آن پوسته یا غلاف نیز گفته می شود) و تفاله میوه آزاد می شوند. پوسته کاکائو و تفاله میوه کاکائو یکی از محصولات جانبی صنعت کاکائو محسوب می شود. بسته به نوع میوه کاکائو، قسمت لوبیایی تقریباً25٪ وزنی از میوه را تشکیل می دهد، کاکائو پالپ به 25٪ وزنی دیگر را شامل می شود و بقیه پوسته / غلاف است که بیشتر به عنوان زباله دور ریخته می شود. با اینکه، محصولات جانبی کاکائو مانند پوسته و تفاله غنی از فیبرها، آنتی اکسیدان ها، پلی فنول ها، ترکیبات طعم دهنده، قندها و لیپیدها هستند که می توانند به عنوان مواد افزودنی در مواد غذایی و نوشیدنی ها استفاده شوند.

استخراج التراسونیک مواد مغذی گیاهی از پوسته های کاکائو

 با استفاده از فراصوت، آنتی اکسیدان ها، پلی فنول ها و فلاونوئیدها از پوسته کاکائو آزاد می شود.

 استخراج پوسته کاکائو به کمک  اولتراسونیک: استخراج فراصوت، بیو زباله کاکائو (به عنوان مثال ، پوسته کاکائو، پوسته غلاف) را به محصولات غذایی با ارزشی مانند کره کاکائو، ترکیبات طعم دهنده، مواد مغذی گیاهی، قندهای میوه و فیبرهای غذایی تبدیل می کند. برای یک فرآیند استخراج اولتراسونیک کارآمد، فقط پیش تصفیه خام زیست توده پوسته کاکائو، به عنوان مثال، پوسته کاکائو آسیاب شده مورد نیاز است.

التراسونیک (امواج فراصوت) با قدرت بالا برای استخراج

 مکانیسم استخراج التراسونیک (امواج فراصوت) با قدرت بالا عمدتاً به پدیده کاویتاسیون صوتی نسبت داده می شود. حفره سازی اولتراسونیک (کویتاسیون) باعث برخورد بین ذرات پوسته / غلاف کاکائو می شود، که منجر به برخورد بین ذرات و کاهش اندازه ذرات می شود. هنگامی که حباب های حفره روی سطح مواد جامد کاکائو فرو می ریزد، فرسایش و سونوپوراسیون سطح ذرات را بیشتر بزرگ می کند. در نتیجه انتقال جرم تشدید شده باعث آزاد شدن مولکول هایی مانند پروتئین ها، لیپیدها و مواد شیمیایی گیاهی می شود. نیروهای برشی تولید شده توسط اولتراسونیک به ترتیب نفوذ حلال را در ماتریس سلولی ماده گیاهی بهبود می بخشد و نفوذپذیری غشای سلول را بهبود می بخشد.این مکانیزم های التراسونیک (امواج فراصوت) با  قدرت بالا مسئول تشدید روند قابل توجهی هستند که هنگام استفاده از التراسونیک (امواج فراصوت) برای استخراج گیاهان حاصل می شود.

مزایای استخراج کننده های التراسونیک برای پردازش پسماند کاکائو

  • بازده بالا
  • روند سریع
  • هزینه های عملیاتی کم
  • نتایج قابل تکرار
  •  مقیاس پذیری خطی
  •  عملیات ساده

استخراج پوسته کاکائو با کمک فراصوت که توسط تحقیقات اثبات شده است گریلو و همکاران (2018) استخراج کره کاکائو ، پلی فنل ها (به عنوان مثال کاتچین ، اپی کاتچین ، دیمرهای پروسیانیدین ، ​​تریمرها و تترامرها) ، آنتی اکسیدان ها و متیلگزانتین (به عنوان مثال ، کافئین ، تئوبرومین) از پوسته های دانه های کاکائو با استفاده از استخراج اولتراسونیک را بررسی کرد. همانطور که جدول زیر نشان می دهد ، فراصوت همیشه باعث افزایش عملکرد عصاره های چربی دوست و آب دوست می شود.

مقایسه استخراج التراسونیک از پوسته کاکائو با روش سنتی

 بهترین نتایج تحت فراصوت با استفاده از مخلوط سه تایی حاصل شد ، که بازیابی کسری آبدوست کل را کاهش می دهد و 16 برابر کاهش در زمان استخراج را فراهم می کند. التراسونیک (امواج فراصوت) به کمک استخراج و بازده فرآیند متداول از پوسته کاکائو خام، به صورت درصد وزنی / وزنی بیان می شود.

 استخراج اولتراسونیک عملکرد قابل توجهی بیشتری را ارائه می دهد. مطالعه توسط گریلو و همکاران. 2019 یوسف و همکاران (2019) می تواند کارآیی استخراج فراصوت فلاونوئیدها از پوسته کاکائو را نیز اثبات کند. آنها دریافتند که پارامترهای استخراج غلظت اتانول، دما و زمان فراصوت سازی بسیار کارآمد هستند.

شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن)  همراه شما برای فرآیند استخراج از گیاهان است. خواه می خواهید مقادیر کمی برای تحقیق و تجزیه و تحلیل بگیرید یا حجم زیادی را برای تولید تجاری پردازش کنید، ما دستگاه استخراج اولتراسونیک مناسب را برای شما داریم. هموژنایزرهای آزمایشگاهی اولتراسونیک ما و همچنین التراسوند سازهای نیمه صنعتی و صنعتی ما دارای استحکام بالا، استفاده آسان و ساخته شده برای کار 24در 7 روز هفته و 24 ساعته  هستند. طیف گسترده ای از لوازم جانبی مانند سونوترودها (نوک پروب) با اندازه ها و شکل های مختلف، سلول های جریان و راکتورها و تقویت کننده ها امکان تنظیم بهینه فرآیند استخراج خاص شما را فراهم می کند. همه دستگاه های التراسوند دیجیتال مجهز به نمایشگر لمسی برای نظارت کامل بر فرآیند هستند.

با استفاده از سیستم های مافوق صوت پیچیده شرکت فناوری ایرانیان پژوهش نصیر (فاپن)  استاندارد سازی فرآیند بالا و کنترل کیفیت ساده شده است.

Literature / References

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.