Главным достоинством ультразвуковой технологии
является воздействие специфических факторов, присущих ультразвуковым колебаниям: кавитационный эффект, образование микропотоков и влияние на диффузионную проницаемость ткани экстрагируемого материала. В связи с этим большой интерес представляет использование ультразвука в технологии получения эктрактов.

Нами было изучено влияние ультразвуковой обработки (УЗВ) на выход БАВ из растительного сырья в сравнении с традиционным способом экстрагирования (настаивания) водопроводной водой (ВВ). Объектами исследований являлось высушенное пряно-ароматического сырье, которое измельчали до размера частиц 2 – 3 мм и дополнительно проводили его замачивание в течение 20 минут. Степень измельчения объясняются исследованиями влияния технологических факторов на процесс извлечения экстрактивных веществ из пряно-ароматического сырья (рисунок 1).

Рисунок 1 – Влияние размера сырья на выход экстрактивных веществ

Из рисунка 1 видно, что наибольшее количество экстрактивных веществ извлекается из сырья размером от 2 до 4 мм, т. к. при крупном измельчении поверхность раздела фаз твердое сырье — жидкость не высока, а при слишком тонком измельчении резко увеличивается количество разорванных клеток, что приводит к вымыванию сопутствующих веществ, загрязняющих вытяжку (белки, слизи, пектины и другие высокомолекулярные соединения). Кроме того, в экстрагент переходит большое количество взвешенных частиц. В результате вытяжки получаются мутные, трудноосветляемые и плохо фильтруемые, поэтому для дальнейших исследований использовались фракции размером 2 – 3 мм.

С целью обеспечения максимальной эффективности извлечения полезных веществ из растительного сырья и сокращения продолжительности обработки необходимо учитывать, что процесс экстрагирования включает две фазы: осмотическое набухание (замачивание) с растворением содержимого клетки (движение растворителя внутрь клетки) и непосредственно само экстрагирование (диализ), при котором из клетки через клеточные мембраны, поры и капилляры происходит транспорт макромолекул растворенных веществ в объем растворителя. В связи с этим дополнительно проводили предварительное замачивание растительного сырья в течение 20 минут.

Изучение влияния УЗ на выход биологически активных веществ из растительного сырья (рисунки 2 – 5) позволило установить, что процесс перехода экстрактивных веществ в раствор при традиционном способе получения настоев протекает медленнее, чем при получении настоя при помощи ультразвуковой энергии. В первые 30 минут извлечения количество органических кислот при обработке УЗВ увеличилось в сравнении с ВВ в среднем в 4,5 раз. Максимальное количество органических кислот в настоях достигли при дальнейшей обработке УЗ в течение 10 минут. Такой же уровень исследуемого показателя при традиционном способе достигается через 2,5 часа.

Рисунок 2 – Кинетика процесса экстрагирования эстрагона

Рисунок 3 – Кинетика процесса экстрагирования мелиссы

Рисунок 4 – Кинетика процесса экстрагирования мяты

Рисунок 5 – Кинетика процесса экстрагирования шалфея

Данные, полученные в результате проведенных экспериментов, использованы при разработке новой технологии производства безалкогольных напитков.