היתרון הליבה של הומוגנייזר אולטראסוני בחילוץ משחת זיתים

במערכת טכנולוגיית המיצוי של משחת זיתים, ההומוגנית האולטראסונית היא מכשיר מיוחד המהווה שדרוג של מיצוי- בסיוע אולטרסאונד מסורתי. הוא משלב את אפקט הקוויטציה של אולטרסאונד עם פונקציות הגזירה והערבוב של הומוגניזציה מכנית. כך נוצר פתרון מיצוי מתאים יותר למאפיינים של משחת זיתים בעלת סיבים צפופים ומבנה תאים קשיח. יתרונותיו באים לידי ביטוי בעיקר בחמשת ההיבטים הבאים:

1. שיבוש תאים יסודי יותר, הגדלת שיעור המיצוי של מרכיבי המטרה ב-15%-30%.

החומרים הפעילים במשחת זיתים (כגון פוליפנולים ופלבונואידים) מוקפים בעיקר בדפנות התא ובמבנה הסיבים של העיסה. בעוד שציוד קולי מסורתי יכול ליצור בועות קוויטציה, חדירתן לסיבים צפופים מוגבלת. לעומת זאת, הומוגניזרים אולטראסוניים מנצלים את ההשפעה הסינרגטית של אולטרסאונד בתדר- גבוה (20-40kHz) בשילוב עם גזירת רוטור במהירות גבוהה:

● בועות קוויטציה אולטרא-קולית קורסות באלימות בתוך משחת הזיתים, ויוצרת לחץ גבוה מקומי (עד אלפי אטמוספרות) וסילוני מיקרו-שפורעים ישירות את דפנות התא.

●כוח הגזירה של הרוטור ההומוגגני מפרק עוד יותר את צבירי הסיבים, ומגדיל את שטח המגע בין הממס לתכולת התא פי 3-5.

●נתונים ניסיוניים מראים שבאותם תנאי מיצוי, הומוגגניזרים קוליים יכולים להשיג קצב מיצוי של 2.8-3.2 מ"ג/ג (בסיס יבש) של פוליפנולים משחת זיתים, עלייה של 15%-30% בהשוואה לציוד קולי רגיל. יעילות זו מתקרבת לזו של מיצוי נוזל סופר קריטי, אך ללא צורך בציוד בלחץ גבוה.

2.Eזמן המשיכה מתקצר ב-40%-60%, מה שמפחית את צריכת האנרגיה ואובדן הממס.

מיצוי מסורתי של משחת זיתים דורש 4-6 שעות (מיצוי ממס) או 1-2 שעות (מיצוי בסיוע קולי רגיל). עם זאת, ההומוגנית האולטראסונית מפחיתה את הזמן הזה באופן משמעותי באמצעות תכונות העברת המסה היעילות שלו:

●Cavitation מאיץ את הדיפוזיה של מרכיבי המטרה מהתאים, בעוד גזירה הומוגנית מונעת סטגנציה של ממס בחללי הבין-סיביים, מקצרת את זמן שיווי המשקל בחילוץ מ-60 דקות ל-25-30 דקות.

●זמן המיצוי המקוצר מפחית ישירות את הנידוף הממס (לדוגמה, אובדן אתנול מצטמצם מ-8% לפחות מ-3%) ומוריד את צריכת האנרגיה הפועלת בציוד (חיסכון של כ-0.5-1.2 קילוואט-שעה לאצווה), מה שהופך אותו למתאים יותר להפחתת עלויות בייצור מתמשך תעשייתי.

3. מיצוי-בטמפרטורה נמוכה (פחות מ-50 מעלות או שווה ל-50 מעלות) משמר באופן מלא את החומרים הפעילים הרגישים לחום-.

ויטמין E, הידרוקסיטירוסול ומרכיבים אחרים במשחת זיתים רגישים לטמפרטורה-ונוטים לחמצון או נזק מבני בטמפרטורות מעל 60 מעלות. אחד היתרונות המרכזיים של הומוגגניזרים אולטרסאונדים הוא הביצועים שלהם ב"טמפרטורה-נמוכה,-גבוהה.

●החום שנוצר על ידי אפקט הקוויטציה מרוכז באזור מיקרוסקופי (רמת מיקרומטר), ומערכת הקירור המובנית- של המכשיר מסירה חום בזמן אמת, ושומרת על טמפרטורת מערכת חילוץ יציבה של 40-50 מעלות.

●ניסויים השוואתיים הראו שתמציות משחת זיתים שהופקו באמצעות הומוגגניזרים אולטרסאונדים שמרו על למעלה מ-92% של ויטמין E, ותכולת הידרוקסי-טירוסול (הפוליפנול הפעיל ביותר) הייתה גבוהה ב-40% מזו שהתקבלה בחימום של 60 מעלות. יתרה מזאת, קצב ניקוי הרדיקלים החופשיים של התמצית DPPH (אינדיקטור לפעילות נוגדת חמצון) נשאר על 85%-90%, וחורג משמעותית מה-65%-70% שהושג על ידי מיצוי בטמפרטורה גבוהה.

4. הפחת את פירוק הטומאה והורד את עלויות הטיהור הבאות

כמויות גדולות של זיהומים מולקולריים גדולים (כגון תאית ופקטין) בממרח זיתים עלולות לסבך את כרומטוגרפיית העמודות והפרדת הממברנות. הומוגגניזרים אולטרסאונדים מפחיתים הפרעות לטומאה באמצעות תכונות ה"חילוץ הסלקטיבי" שלהם:

●כוחות הקוויטציה והגזירה שלהם פועלים בעיקר על שכבת השומנים ומבנה הפוליסכריד של דופן התא, ומשחררים מרכיבים פעילים-קטנים של מולקולה.

●יש להם נזק מינימלי למולקולות תאית גדולות (מכיוון שהקשרים הגליקוזידיים של תאית דורשים אנרגיה גבוהה יותר כדי להישבר), ומפחיתים את תכולת התאית בתמצית הגולמית ב-50%-60% ואת תכולת הפקטין ב-35%-45%.

●במהלך הטיהור שלאחר מכן, ניתן להפחית את השימוש בחומצת כרומטוגרפיה בעמודה ב-20%, ניתן להאט את דעיכת שטף הממברנה (ניתן להאריך את חיי הממברנה ב-30%), ועלויות הטיהור הכוללות יכולות להיות מופחתות ב-15%-20%.