Технологии экстракции кэроба
Общее у таких продуктов, как рожковая масса, патока, сироп и экстракт, так это то, что растворимые компоненты фруктов переносятся в растворитель, чаще всего в воду. Этот этап называется экстракциями и используемым методом; Он напрямую влияет на выход сахара, количество фенольных соединений, вкус, цвет и время производства.
В этой статье мы сравнительно обсуждаем технологии экстракции, используемые в рожковом дереве — от традиционной водной экстракции до ультразвуковых и микроволновых методов, а затем до методов очистки и обогащения — в свете научных исследований.
Что такое экстракция и почему она важна для кэроба?
Экстракция — это перенос желаемых компонентов сырья из твёрдой структуры в жидкую фазу с помощью подходящего растворителя. Мякотка плода рожкового дерева содержит высокие уровни сахара, клетчатки и фенольных соединений. По данным Antoniou и др. (2020) из Кипрского сельскохозяйственного исследовательского института, трещины рожкового дерева содержат около 48–56 процентов сахара, около 40 процентов сырой клетчатки, 2–7 процентов белка и 1,4–2,0 процента общего количества полифенолов на сухом весе.
В том же исследовании выделена вводная экстракция крошек рожкового дерева как «базовый этап» производства рожкового сустула и патоки. Поскольку патока или сироп — это конденсированная форма этого сусла. Поэтому чем больше сахара попадает в раствор при экстракции, тем эффективнее можно получить производство на следующем этапе загустения.
Сложность экстракции связана с волокнистой структурой рожкового дерева. В докторской диссертации, проведённой в Университете Мунзура (Эроглу, 2020), отмечается, что время экстракции можно увеличить с 12 часов до 3 дней для получения маста в традиционном производстве рожковой патоки, что связано с трудностями растворения сахара из-за волокнистой структуры плода. Большинство новых технологий экстракции разработаны для сокращения этого периода или увеличения урожайности.
Традиционная водная экстракция
Самый распространённый и древний способ — замачивать дроблённый рожковый дерево в воде или нагревать его и приближать к воде. Преимущество этого метода — его простота и отсутствие необходимости органических растворителей; поэтому естественно предпочитать воду для пищевых продуктов.
Антониу и соавторы рассмотрели четыре ключевых переменных, влияющих на выход при водной добыче: источник сырья, размер трещины, температуру и продолжительность. К заметным результатам исследования относятся:
- Фактором, определяющим больше всего количество фенольных соединений, был источник сырья.
- Источник сырья также влиял на соотношение сахарозы, глюкозы и фруктозы друг к другу; это могло влиять на воспринимаемую сладость сусла.
- Повышение температуры с 25 °C до 75 °C при тепловой экстракции пропускало фенолики в большее количество раствора, чем сахара.
- Продление периода при 25 °C улучшало урожай сахара без чрезмерного увеличения фенолов.
Этот вывод важен на практике: концепция «горячая вода — лучшая экстракция» не всегда верна. Высокая температура может пропускать в сусло больше фенольных соединений, смещая вкус продукта в сторону втягивающей. Исследователи отмечают, что использование тепловой поддержки для увеличения выхода сахара остаётся ограниченным, тогда как более длительное извлечение в условиях, близких к окружающей температуре, может увеличить урожайность сахара, удерживая низкий уровень фенолов.
Влияние размера детали
Массоперенос обычно ускоряется по мере увеличения площади контакта с растворителем при извлечении. Антониу и соавторы сравнили два размера переломов: средний перелом 9–13 мм и перелом размером с пыль 1–4 мм. Эффект размера перелома был более выражен при ультразвуковом извлечении, чем при термическом методе, но этот эффект уменьшился по мере увеличения времени УЗИ.
Также стоит отметить практическое наблюдение исследователей: в испытаниях с лёгким смешиванием порошковые трещины оседали на дно и препятствовали циркуляции растворителя, в то время как эта проблема была решена с помощью непрерывного ультразвукового применения. В исследовании отмечается, что порошковые трещины являются неизбежным и недорогим побочным продуктом промышленного измельчения рожковой печки, часто используемым как корм или при производстве сусла и патоки.
В докторской диссертации, проведённой в Университете Мерсина (Ялым Кая, 2010), размер частиц, соотношение воды и фруктов, температура экстракции и время экстракции были оптимизированы вместе для производства высокочистого сахарного сиропа из рожкового рожкового дерева. Этот подход показывает, что экстракция — это не единая среда, а балансировка переменных, влияющих друг на друга.
Экстракция с помощью ультразвука
При ультразвуковой экстракции высокочастотные звуковые волны, приложенные к жидкой среде, приводят к образованию и коллапсу мелких пузырьков (кавитации). Этот эффект может расслаблять структуры клеток, ускоряя прохождение растворимых компонентов в жидкость. Привлекательность метода рожкового дерева в том, что он может давать результаты за короткое время при относительно низких температурах.
В диссертации Эроглу (2020) условия экстракции с помощью ультразвука оптимизировались по времени, температуре, соотношению фруктов к растворителю и мощности ультразвука; оптимальные условия определялись как 40 °C, 21 минута, соотношение 1:9 и мощность ультразвука 84 процента. При сравнении патоки, полученной из ультразвукового сусла, с патокой, полученной из обычного сусла, не было обнаружено значимых различий в химическом составе, цвете, антиоксидантной ёмкости и общем содержании фенольных веществ. Сообщалось, что значения HMF были немного выше при ультразвуковом применении, но оставались ниже допустимых пределов. Автор пришёл к выводу, что метод может сократить традиционную экстракцию с часов до примерно 21 минуты.
Антониу и др. также отмечают, что ультразвук является эффективным инструментом для извлечения сахара, особенно при порошковых трещинах. В другом исследовании (Ben Hamouda и др., 2025) мацерация и ультразвуковая экстракция были сравнительно оптимизированы с учётом таких переменных, как концентрация этанола, температура, продолжительность и ультразвуковая мощность для увеличения антиоксидантного выхода.
Микроволновая и сверхкритическая экстракция жидкости
При микроволновой экстракции энергия передаётся непосредственно воде в растворителе и сырье; таким образом, нагрев происходит быстро, и повышение внутриклеточного давления способствует выходу компонентов. При экстракции сверхкритической жидкостью углекислый газ обычно используется в качестве растворителя в условиях выше критической температуры и давления.
Исследование с участием учёных из Марокко, Италии и Испании (Mansouri et al., 2022) сравнило четыре метода получения фенольных соединений из рожковых плодов. Результаты приведены в таблице ниже:
| Метод (Мансури и др., 2022) | Общие фенолики (мг ГАЭ/г сухого вещества) |
|---|---|
| Микроволновая экстракция | 34,35 |
| Экстракция сверхкритической жидкости (CO₂) | 28,38 |
| Экстракция с помощью ультразвука | 20,38 |
| Экстракция Soxhlet | 11,55 |
В этом исследовании применение в микроволне проводилось в закрытом контейнере при 100 °C мощностью 400 Вт и с использованием смеси ацетона и воды. Общие значения флавоноидов и конденденсированных танинов также были обнаружены в самом высоком микроволновом экстракте. Важно отметить здесь важное различие: такие исследования проводятся в лабораторных масштабах и часто с использованием органических растворителей для анализа или экстракции биоактивных соединений. При производстве сусла или патоки, которая является пищевым продуктом, растворителем является вода, а цель — в основном сахарный выход. Таким образом, тот факт, что какой-либо метод является «лучшим» для получения феноликов, не означает, что он наиболее подходящий для производства продуктов питания.
Очищение и обогащение: что происходит после экстракции?
Жидкость, полученная экстракцией; Помимо сахаров, она содержит фенолики, минералы, белки и взвешенные твёрдые частицы. В зависимости от назначения продукта эта жидкость подвергается различным процессам:
- Фильтрация и уточнение: удаление взвешенных твердых и мутных веществ
- Адсорбентное применение: уменьшение цвета и некоторых фенольных соединений
- Мембранная фильтрация: разделение молекул в зависимости от их размера
- Утолщение: увеличение сухого вещества за счёт удаления воды
В диссертации Yalım Kaya (2010) было отмечено, что сироп с 73,62 процента сахарозы, 14,58 процента глюкозы и 9,06 процента фруктозы с общим содержанием сахара примерно 97,26 процента был получен в ходе этапов очистки и очистки. Этот пример показывает, что из того же сырья можно получить совершенно отличный продукт от традиционной патоки в зависимости от процессов послеэкстракции.
Примером обогащения являются исследования D-пинитола. Hacıoğlu и др. (2020) обогащили D-пинитол из экстракта рожковой гильки путём экстракции, очистки, нанесения адсорбента и этапов нанофильтрации; достигли наивысшей концентрации D-пинитола с мембраной 5 кДа, при давлении подачи 3 бар и при 25 °C, получив 10,48 г/л D-пинитола в филтрате. Для подробной информации о D-пинитоле Что такое D-Пинитол в кэробе? Вы можете ознакомиться с нашей статьёй.
Холодная экстракция и продукты «кэробового экстракта»
Некоторые продукты, продаваемые на рынке под названием «экстракт рожкового кэроба», утверждают, что они получаются путём конденсации сусла, полученного холодной экстракцией при низкой температуре. Явуз Кючук и Дураклы Велиоглу (2022) сравнивали эти продукты с традиционной патокой рожкового дерева. Общее содержание фенолного вещества составляло примерно 5,80–18,00 мг ГАЭ/г в образцах патоки и 0,10–18,40 мг ГАЭ/г в образцах экстракта; HMF составляло примерно 0,79–50,25 мг/кг в патоке и 1,25–68,77 мг/кг в экстрактах. Исследователи не обнаружили статистически значимой разницы между двумя группами по измеряемым свойствам и заявили, что результаты могут пролить свет на будущие корректировки для этой группы продуктов.
Этот результат напоминает нам, что само выражение «холодная» или «низкая температура» не гарантирует качество продукта; основным фактором является контроль сырья, процесс и анализ конечной продукции. О понятиях экстракта и экстракта Что такое экстракт рожкового дерева? Больше информации вы можете найти в нашей статье.
На что обращать внимание при выборе метода
Не существует единого «лучшего метода» извлечения рожкового дерева. Выбор зависит от целевой культуры:
| Цель | Основной подход | Пункт к примечению |
|---|---|---|
| Суст и патока | Водная экстракция, поддержка УЗИ при необходимости | Сахар/фенольный баланс, вкус, HMF |
| Чистый сахарный сироп | Водная экстракция + очистка и очистка | Цвет, прозрачность, чистота сахара |
| Фенольный/антиоксидантный экстракт | Микроволновый, сверхкритический, ультразвуковой (в основном с растворительными смесями) | Безопасность, масштабируемость решателя |
| Конкретный ингредиент (например, D-пинитол) | Экстракция + разделение мембран | Чистота, урожайность, стоимость |
Обзоры, оценивающие сочетание передовых методов экстракции, используемых для извлечения биоактивных компонентов из природных источников (например, Bhadange и др., 2024), показывают, что эти методы всё чаще исследуются на различных сырьевых продуктах. Однако такие вопросы, как инвестиции в оборудование, энергопотребление и крупномасштабная передача, должны рассчитываться отдельно для каждого бизнеса; не всегда легко воспроизвести хорошие результаты, полученные в лаборатории, аналогично на промышленных объектах.
Часто задаваемые вопросы
Зачем использовать воду при экстракции рожкового дерева?
В пищевых продуктах, таких как сусла, патока и сироп, в основном используются водорастворимые сахара. Вода — безопасный, дешёвый и пищевой растворитель.
Всегда ли повышение температуры улучшает экстракцию?
Одно исследование показало, что повышение температуры пропускает фенолики в большее количество раствора, чем сахара, что может изменить вкус на втягивший.
Портит ли УЗИ качество патоки?
В исследовании диссертации не было выявлено значимой разницы между патокой, полученной из ультразвукового сусла, и традиционной патокой по составу, цвету и антиоксидантной ёмкости; Хотя HMF был немного высоким, он оставался ниже пределов.
Можно ли использовать микроволновочный метод в производстве продуктов питания?
В исследованиях рожковых деревьев микроволна в основном применялась для получения фенольных соединений и часто с органическими растворителями. Её применение на пищевых шкалах следует оценивать отдельно.
Сырье рожкового кэроба с Carob Türkiye
Какой бы метод извлечения ни был выбран, первым фактором, определяющим результат, является сырье. Как показали исследования, источник сырья и размер трещины напрямую влияют на выход сахаров и фенолов.
В Carob Türkiye мы поставляем рожковые плоды, крошки, муку/порошок, зерна и экстракты. Перелом рожкового колеса (зернистый), Экстракт кэроба и Экстракт D-Пинитола Вы можете ознакомиться с нашими страницами, где мы объясняем производство патоки. Что такое рожковая патока и как её делают? Вы можете прочитать нашу статью. Для ваших оптовых и экспортных запросов Связаться сейчас Вы можете связаться с нами на нашей странице.
Внутренние ресурсы
Эроглу, З., «Исследование некоторых качественных свойств патоки, полученной из рожкового дерева, путём определения ультразвуковых параметров экстракции», докторская диссертация, Институт высшего образования Университета Мунзура, 2020 (диссертация YÖK No: 628859). Тезара.
org/ Тезисы/ 628859 Ялым Кая, С., «Производство высокочистого сахарного сиропа из рожковых плодов», докторская диссертация, Институт естественных и прикладных наук Университета Мерсин, 2010 (Диссертация YÖK No 283071). Тезара.
org/ Тезисы/ 283071 Yavuz Küçük, A., Duraklı Velioğlu, S., «Определение некоторых химических свойств продукта, предлагаемого для продажи под названием 'Экстракт кэроба', и сравнение с рожковой патокой», Gıda, 47(5), 889–903, 2022. DOI.
org/ 10. 15237/ Еда. GD22033 Хаджиоглу, А., Ассуму, У. Т. З., Йылдыз, М., Арслан Кулджан, А., Явуз, И., Кархан, М., «Оптимизация обогащения D-пинитолом из экстракта рожкового (кечибойнузу) с помощью нанофильтрации с использованием методологии поверхности ответа» (название статьи на английском), Turkish Journal of Agriculture – Food Science and Technology, 8(9), 1846–1853, 2020. DOI.
org/ 10. 24925/ Турджаф. V8i9. 1846- 1853. 3429 Зарубежные источники
Antoniou, C., Kyratzis, A., Rouphael, Y., Stylianou, S., Kyriacou, M. C., «Горячая и ультразвуковая водная экстракция растворимых углеводов и фенолов из рожковых кормов переменного размера и исходного материала», Foods, 9(10), 1364, 2020. DOI.
org/ 10. 3390/ foods9101364 Мансури, Ф. Э. и др., «Оценка различных методов экстракции по фенольному профилю и антиоксидантному потенциалу экстрактов Ceratonia siliqua L. pods», Molecules, 27(19), 6163, 2022. DOI.
org/ 10. 3390/ молекулы27196163 Ben Hamouda, G., Bettaieb Rebey, I., Zar Kalai, F., Hammami, M., Ksouri, R., «Повышение антиоксидантного выхода из рожкового дерева (Ceratonia siliqua L.): оценка эффективности методов мацерации и ультразвука», International Journal of Environmental Health Research, 35(7), 1793–1805, 2025. DOI.
org/ 10. 1080/ 09603123. 2024. 2407456 Бхаданге, Й. А., Карпентер, Дж., Сахаран, В. К., «Всесторонний обзор передовых методов экстракции для извлечения биоактивных компонентов из природных источников», ACS Omega, 9(29), 31274–31297, 2024. DOI.
Научные ресурсыorg/ 10. 1021/ acsomega. 4c02718
