Ultraskaņas{0}}zemesriekstu eļļas ekstrakcijas tehnoloģija

I. Ultraskaņas zemesriekstu eļļas ekstrakcijas pamatprincipi

Ultraskaņas zemesriekstu eļļas ekstrakcija ir jauna ekstrakcijas tehnoloģija, kas izmanto ultraskaņas izplatīšanās fizikālo un ķīmisko ietekmi šķidrā vidē, lai nojauktu zemesriekstu šūnu struktūras, veicinātu eļļas izdalīšanos un tādējādi uzlabotu ekstrakcijas efektivitāti un kvalitāti. Tās galvenais mehānisms galvenokārt ir atspoguļots trīs efektos, kas darbojas sinerģiski, lai pabeigtu efektīvu eļļas ieguves procesu.

 

Pirmkārt, kavitācijas efekts, kas ir ultraskaņas ekstrakcijas galvenais dzinējspēks. Kad ultraskaņa (frekvence parasti ir diapazonā no 20 kHz līdz 40 kHz) izplatās ekstrakcijas vidē, tā rada lielu skaitu sīku kavitācijas burbuļu vidē. Šie kavitācijas burbuļi ātri izplešas un plīst mainīgas ultraskaņas darbības rezultātā, uzreiz izlaižot ārkārtīgi augstu lokālo temperatūru (līdz pat tūkstošiem grādu pēc Celsija) un augstu spiedienu (līdz simtiem atmosfēru), veidojot spēcīgus triecienviļņus un mikrostrūklas. Šī tūlītējā fiziskā ietekme var efektīvi iznīcināt strukturālās barjeras, kas sastāv no zemesriekstu šūnu sieniņām, šūnu membrānām un lipopolisaharīdiem un lipoproteīniem, ļaujot zemesriekstu iekšienē esošajām eļļas molekulām ātri tikt pakļautas un nonākt ekstrakcijas vidē, izlaužot tradicionālo ekstrakcijas metožu sašaurinājumu, kas apgrūtina eļļas izdalīšanos no šūnām.

 

Otrkārt, ir termiskais efekts. Izplatīšanās laikā ultraskaņa pārvērš mehāniskās vibrācijas enerģiju siltumenerģijā, izraisot ekstrakcijas sistēmas temperatūras paaugstināšanos (parasti to kontrolē no 40 līdz 60 grādiem). Tas uzlabo eļļas plūstamību, samazina saskarnes spriegumu starp eļļu un ekstrakcijas vidi un samazina eļļas saķeri ar zemesriekstu atlikumiem. Tas arī novērš eļļas oksidēšanos un pasliktināšanos, ko izraisa augsta temperatūra, tādējādi līdzsvarojot ekstrakcijas efektivitāti un eļļas kvalitāti. Vienlaikus paaugstinātā temperatūra uzlabo ekstrakcijas šķīdinātāja šķīdību eļļā, vēl vairāk veicinot eļļas atdalīšanu.

 

Treškārt, ir mehānisks maisīšanas efekts. Ultraskaņas augstas-frekvences vibrācijas izraisa intensīvu mehānisku sajaukšanos starp ekstrakcijas vidi un zemesriekstu izejvielu, ievērojami palielinot saskares laukumu starp zemesriekstu izejmateriālu un ekstrakcijas šķīdinātāju. Tas samazina masas pārneses pretestību ekstrakcijas laikā, paātrina eļļas molekulu difūziju no zemesriekstu izejmateriāla šķīdinātājā, saīsina ekstrakcijas ciklu un samazina emulgāciju ekstrakcijas laikā, uzlabojot eļļas tīrību. Turklāt ultraskaņa var nedaudz mainīt eļļas molekulāro struktūru, pārvēršot to no pus{4}cieta stāvokļa šķidrā stāvoklī, tādējādi vēl vairāk uzlabojot ekstrakcijas efektivitāti.

 

II. Ultraskaņas zemesriekstu eļļas ekstrakcijas priekšrocības un kvalitātes īpašības

I. Galvenās tehnoloģiskās priekšrocības

1. Augsta ekstrakcijas efektivitāte un īss cikls: ultraskaņas kavitācijas sinerģiskais efekts ātri izjauc zemesriekstu šūnu struktūru, ievērojami saīsinot eļļas izdalīšanos un difūzijas laiku. Ekstrakcijas cikls ir tikai 1/3 līdz 1/5 no tradicionālās ekstrakcijas ar šķīdinātāju cikla, palielinot eļļas iznākumu par 10% līdz 20% salīdzinājumā ar tradicionālo presēšanu un par 5% līdz 10% salīdzinājumā ar parasto ekstrakciju ar šķīdinātāju. Dažos optimizētos procesos eļļas iznākums var sasniegt 92,64% ± 0,73% vai pat vairāk, ievērojami uzlabojot ražošanas efektivitāti un izejvielu izmantošanu.

2. Izcila eļļas kvalitāte un augsta drošība: Ultraskaņas ekstrakcija darbojas salīdzinoši zemā temperatūrā (40–60 grādi), kas pieder zemas temperatūras ekstrakcijas tehnoloģijai. Tas efektīvi novērš eļļas oksidēšanos un barības vielu iznīcināšanu, ko izraisa augsta temperatūra, maksimāli palielinot nepiesātināto taukskābju, piemēram, oleīnskābes un linolskābes, kā arī uzturvielu, piemēram, E vitamīna, aizturi zemesriekstu eļļā. Turklāt fermentatīvā ekstrakcija ar ultraskaņas{6}} palīdzību novērš nepieciešamību pēc organiskiem šķīdinātājiem, novēršot organisko šķīdinātāju atlieku risku to avotā. Šķīdinātāja ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību{8}} samazina šķīdinātāja patēriņu un nodrošina rūpīgāku šķīdinātāja atgūšanu, vēl vairāk uzlabojot eļļas drošību. Pārbaudes parādīja, ka ar ultraskaņas ekstrakciju ekstrahētās zemesriekstu eļļas skābes vērtība bija (0,38±0,04) mg/g un peroksīda vērtība (0,15±0,00) g/100g, kas ir zemāka nekā produktiem, kas apstrādāti ar tradicionālajām metodēm. Turklāt DPPH un ABTS brīvo radikāļu attīrīšanas rādītāji sasniedza attiecīgi 64,82% ± 2,51% un 82,56% ± 6,47%, parādot izcilu antioksidantu spēju.

 

3. Enerģijas taupīšana, patēriņa samazināšana un videi draudzīgums: Ultraskaņas ekstrakcijai nav nepieciešami augstas temperatūras un augsta spiediena apstākļi, un enerģijas patēriņš ir tikai 60% ~ 70% no tradicionālajām presēšanas metodēm; Ultraskaņas -ūdens-enzīmu ekstrakcija novērš organisko šķīdinātāju piesārņojumu, un zemesriekstu atlikumus pēc ekstrakcijas var pārstrādāt (izmantošanai barībā, pārtikas piedevās utt.), panākot pilnīgu izejvielu izmantošanu; Ultraskaņas -ar šķīdinātāju ekstrakciju tiek samazināts šķīdinātāja lietojums, tiek samazināts vides piesārņojums, atbilst ekoloģiskas pārtikas pārstrādes attīstības vajadzībām un tiek veicināta videi draudzīgas ražošanas uzlabošana.

 

4. Vienkāršs process un spēcīga pielietojamība: Ultraskaņas ekstrakcijas iekārtas ir viegli darbināmas, neprasa sarežģītus pirmapstrādes procesus. Tas ir piemērojams dažāda izmēra zemesriekstu izejvielām un ir saderīgs ar tradicionālajiem ekstrakcijas un rafinēšanas procesiem. Tas atvieglo tehnoloģisko pārveidi esošajiem zemesriekstu eļļas ražotājiem, samazinot jaunināšanas izmaksas un ļauj elastīgi pielāgoties gan lielas-apjoma nepārtrauktai ražošanai, gan mazām-partiju speciālās ražošanas vajadzībām.

 

(II) Zemesriekstu eļļas kvalitātes raksturojums

Ar ultraskaņu ekstrahētai zemesriekstu eļļai ir lieliskas maņu, uztura un drošības īpašības. Sensoriski eļļa ir dzidra un caurspīdīga, bez duļķainības un nepatīkamām smakām, saglabājot raksturīgo bagātīgo zemesriekstu aromātu, kas ir labāks par zemesriekstu eļļu, kas iegūta ar tradicionālām presēšanas metodēm. Uztura ziņā nepiesātināto taukskābju saturs ir par 3–5% augstāks nekā ar tradicionālajām metodēm apstrādātajos produktos, un E vitamīna aiztures līmenis ir palielināts par 15–20%, tādējādi labāk apmierinot mūsdienu patērētāju vajadzības pēc veselīgām pārtikas eļļām. Attiecībā uz drošību rādītāji, piemēram, skābes vērtība un peroksīda vērtība, atbilst valsts standartiem attiecībā uz pārtikas augu eļļām, un organisko šķīdinātāju atlikuma daudzums (ja tiek izmantota ekstrakcija ar šķīdinātāju) ir daudz zemāks par valsts standarta ierobežojumu, padarot to drošāku un uzticamāku patēriņam. Turklāt ultraskaņas apstrāde būtiski nemaina zemesriekstu eļļas taukskābju sastāvu, saglabājot tai raksturīgās uzturvērtības stabili.