Ultrazvuk može poboljšati ekstrakciju ekstra djevičanskog maslinovog ulja
Istraživači su razvili pristupačan sustav ekstrakcije pomoću ultrazvuka koji može poboljšati kvalitetu i povećati prinos.
Istraživački tim Sveučilišta u Bariju usredotočen je na optimizaciju faze miješanja u proizvodnji maslinovog ulja. Miješanje je faza u kojoj se pasta od maslina miješa prije nego što se odvoji u centrifugi.
"Glavni ciljevi istraživanja u području ekstrakcije u suštini su tri, a odnose se na fazu miješanja: skratiti trajanje tog koraka, poboljšati izmjenu topline i povećati prinose ekstrakcije ulja bez negativnih učinaka na sadržaj fenola", objasnila je Maria Lisa Amirante Clodoveo s Sveučilišta Bari Aldo Moro.
Smanjenje postupka i potrošnje resursa, uz održavanje kvalitete, doprinosi osiguravanju bolje dobiti.
"Tradicionalni sustavi, kao što su zagrijavanje maslinene paste, dodavanje vode i produljenje trajanja miješanja, dovedeni su do krajnjih granica, pa se činilo nužnim uvesti nešto novo kako bi se postiglo veće prinose i učinkovitost", rekla je Clodoveo.
U tom smislu, prvi cilj istraživača koje je koordinirao Clodoveo bio je pronaći rješenje za poboljšanje tog postupka. Malaksator je serijski stroj koji radi između dva kontinuirana uređaja (drobljenice i dekantera) i neadekvatan je izmjenjivač topline zbog nepovoljnog omjera male površine i velikog volumena maslinene kaše unutar njega.
Širom svijeta testirane su i korištene nove tehnologije, od mikrovalova do pulsnih električnih polja, no skupina talijanskih istraživača usredotočila se na ultrazvuk. Osim što modulira kemijske, fizikalne i biokemijske reakcije unutar usitnjene maslinove paste, ultrazvuk nudi jeftine uređaje, jednostavnu skalabilnost i visoku održivost procesa s energetskog stajališta.
Stoga su istraživači željeli predstaviti tehničko rješenje koje bi bilo pristupačno širokom krugu proizvođača kako bi se povećali prinosi i kvaliteta bez dodatnih troškova za energiju.
Maria Lisa Clodoveo
"Vjerovali smo da bi ultrazvuk mogao biti vrlo obećavajući jer ima blago termičko djelovanje u kombinaciji s znatnim mehaničkim djelovanjem", objasnila je Clodoveo. Mehaničko djelovanje posljedica je kavitacije koja se, jednostavno rečeno, sastoji od stvaranja mikroskopskih mjehurića pare uzrokovanih oscilacijama u vrijednostima tlaka.
Mjehurići dosegnu kritični promjer sve dok nasilno ne implodiraju, stvarajući mlazove tekućine koji razbijaju stanice koje su prošle kroz drobilicu netaknute. Međutim, ne mogu sve ultrazvučne frekvencije generirati učinkovitu kavitaciju unutar paste od maslina. Tijekom simulacijskih testova, istraživači su provjerili da je samo niskofrekventni ultrazvučni raspon (20–50 kHz) koristan za postizanje cilja.
U suštini, mnoge stanice prolaze kroz drobilicu neoštećene sve dok ne dospiju u miješalicu. "Zahvaljujući ultrazvuku, kavitacija trenutačno uzrokuje pucanje tih stanica, oslobađajući masne kapljice i manje spojeve", objasnio je istraživač. "To ima dvostruki učinak koji se sastoji od većeg oslobađanja maslinovog ulja i veće koncentracije polifenola i antioksidansa poput karotenoida i tokoferola."
Primjenom ultrazvuka u mlinu s neprekidnim ciklusom, istraživači su uočili očitu povećanje prinosa, s otprilike 14,5 posto kod konvencionalnog procesa na 16,5 posto kod upotrebe ultrazvuka.
Osim toga, procijenili su povećanje od više od 20 posto polifenola u uzorcima tretiranima ultrazvučnim sustavom. "Sadržaj molekula s blagotvornim djelovanjem, koji je procijenila Filomena Corbo, bio je viši nego u tradicionalnom maslinovom ulju", istaknuo je Clodoveo.
Također, profil kemijskih i organoleptičkih svojstava koji se koristi za klasifikaciju proizvoda nije bio pogođen te nije bilo značajnih razlika u usporedbi s tradicionalnim sustavom.
Štoviše, analiza plinskog prostora uzoraka koju je provela Antonella Paduano pomoću plinske kromatografije otkrila je da hlapljivi spojevi nisu pretrpjeli nikakvu štetu. To je naglasilo da nježni enzimski put lipoksigenaze nije bio narušen toplinskim djelovanjem ultrazvuka.
"Kako bi zadovoljili promjenjive potrebe tržišta, mlinari trebaju pogone visoke učinkovitosti, sposobne ograničiti troškove ulaganja i upravljanja, smanjiti vrijeme prerade i maksimizirati radni kapacitet", objasnila je Clodoveo. "Smanjenje postupaka i potrošnje resursa, uz održavanje kvalitete, doprinosi osiguravanju bolje dobiti", primijetila je.
Završni korak istraživanja zahtijevao je suradnju s Politehničkim sveučilištem u Bariju. "Zahvaljujući vještinama Riccardo Amirantea iz područja strojarstva, postigli smo industrijsku razinu", dodala je Clodoveo, pojasnivši da je zahvaljujući financiranju PerformTech
iz regije Apulije stroj postigao visoku razinu tehnološke zrelosti
i sada je spreman za plasman na tržište.