Como método de tratamento físico eficiente e verde, a tecnoloxía de homoxeneización ultrasónica demostrou vantaxes significativas no campo da extracción nos últimos anos. Este artigo introduce sistematicamente o principio de traballo da homoxeneización ultrasónica, analiza en detalle a súa aplicación específica na extracción de ingredientes activos das plantas, nutrientes alimentarios e ingredientes medicinais, discute a superioridade desta tecnoloxía en comparación cos métodos tradicionais e agarda a súa futura tendencia de desenvolvemento.
2. Principio de traballo da tecnoloxía de homoxeneización ultrasónica
2.1 Mecanismo de efecto de cavitación
A función central da homoxeneización ultrasónica vén do efecto de cavitación - Cando as ondas ultrasónicas de alta intensidade (normalmente 20kHz - 1MHz) propaganse nun medio líquido, xeran ondas de presión positivas e negativas. Na metade de presión negativa - Ciclo, o líquido está sometido a tensión de tracción para formar microbubbles; Na metade de presión positiva posterior - ciclo, estas burbullas colapsan rapidamente, xerando instantaneamente altas temperaturas de ata 5000k e altas presións de 50MPa. Esta condición extrema pode destruír eficazmente a estrutura da parede celular e aumentar a permeabilidade do disolvente.
2.2 Efectos secundarios Efecto sinérxico
Ademais do efecto de cavitación, a ecografía tamén produce unha variedade de efectos sinérxicos:
Impacto do microjet: a rotura de burbullas asimétricas produce microjets cunha velocidade superior a 100m/s
Efecto da forza de cizalladura: vibración de alta frecuencia produce unha forte forza de cizalladura mecánica (ata 10⁴s⁻¹)
Efecto térmico: a conversión de enerxía provoca un aumento moderado da temperatura do sistema (normalmente controlado a 50 - 60 ℃)
Efecto radical libre: · Oh e · H Xérrense os radicais libres activos no medio da auga
3. Principais áreas de aplicación
3.1 Extracción de ingredientes activos das plantas
Na extracción de flavonoides, a asistencia por ultrasóns pode aumentar a taxa de extracción nun 30 - 50%e acurtar o tempo de procesamento de varias horas a 15 - 30 minutos. Por exemplo, na extracción de follas de ginkgo, en comparación co método tradicional de refluxo de etanol, o tratamento por ultrasóns (40kHz, 300W) aumentou o rendemento de quercetina do 2,1% ao 3,4%.
A extracción de polifenois tamén se beneficiou significativamente. O rendemento de hidroxitrosol de follas de oliva despois da extracción ultrasónica (25kHz, amplitude do 80%) durante 20 minutos foi un 22% superior á da extracción estática durante 24 horas, e a actividade antioxidante foi máis intacta.
3.2 Aplicación na industria alimentaria
No campo da extracción de petróleo, o pretratamento ultrasónico pode aumentar a taxa de extracción do aceite de soia nun 12 - 18%, ao tempo que reduce a cantidade de disolvente en aproximadamente un 30%. Cabe destacar especialmente que a microcavitación xerada por ultrasóns pode destruír eficazmente a estrutura da membrana das células do corpo do petróleo, pero non provocará unha isomerización significativa dos ácidos graxos.
En termos de extracción de proteínas, o tratamento por ultrasóns pulsado (20kHz, intervalo de pulso 1: 1) pode aumentar a taxa de extracción de proteínas de soia do 68% ao 85% e o índice de dispersión de proteínas (PDI) pode aumentar en 15 puntos porcentuais.
3.3 Extracción de ingredientes medicinais
Para a extracción de alcaloides como a vinblastina, a ecografía - A extracción asistida acurta o tempo de extracción de 8 horas a 45 minutos e aumenta o rendemento nun 40%. Os estudos sobre parámetros do proceso clave demostran que a ecografía (40kHz) ten o mellor efecto nas condicións de concentración de etanol do 70%, 1:15 material - relación líquida e temperatura de 50 ° C.
Na extracción de compostos terpenoides, a alta temperatura e alta presión local xerada por ultrasóns son especialmente adecuadas para a retención de compoñentes volátiles. A extracción ultrasónica de aceite de menta non só reduce o tempo nun 80%, senón que tamén aumenta o contido de mentol nun 8 - 12% en comparación coa destilación de vapor.






