Microwave-assisted Extraction for Bioactive Compounds: Theory and Practice

با افزایش قیمت انرژی و تلاش برای کاهش انتشار CO2، صنایع غذایی برای یافتن فناوری‌های جدید به منظور کاهش مصرف انرژی، برآورده کردن الزامات قانونی در مورد انتشار گازهای گلخانه‌ای، ایمنی محصول/فرآیند و کنترل، و کاهش و افزایش هزینه‌ها به چالش کشیده می‌شوند. کیفیت و همچنین عملکرد استخراج یکی از موضوعات نوآوری امیدوارکننده است که می تواند به رشد پایدار در صنایع شیمیایی و غذایی کمک کند. به عنوان مثال، فن‌آوری‌های استخراج موجود، تنگناهای فن‌آوری و علمی قابل‌توجهی برای غلبه بر آن دارند، مانند اغلب نیاز به 50 درصد سرمایه‌گذاری در یک کارخانه جدید و بیش از 70 درصد از کل انرژی فرآیند مورد استفاده در صنایع غذایی، مواد شیمیایی خوب و داروسازی. این کاستی ها باعث شده است که استفاده از تکنیک های جدید "سبز" در استخراج مورد توجه قرار گیرد که معمولاً از حلال و انرژی کمتری مانند استخراج مایکروویو استفاده می کنند. استخراج تحت شرایط شدید یا غیر کلاسیک در حال حاضر یک منطقه در حال توسعه پویا در تحقیقات کاربردی و صنعت است. با استفاده از امواج مایکروویو، استخراج و تقطیر با تکرارپذیری بالا، کاهش مصرف حلال، ساده کردن دستکاری و کار کردن، خلوص بالاتر محصول نهایی، حذف پس از تصفیه آب و صرفاً مصرف، اکنون می‌تواند در عرض چند دقیقه به جای چند ساعت انجام شود. کسری از انرژی که معمولاً برای یک روش استخراج مرسوم مورد نیاز است. چندین دسته از ترکیبات مانند اسانس ها، عطرها، آنتی اکسیدان ها، رنگدانه ها، رنگ ها، چربی ها و روغن ها، کربوهیدرات ها و سایر ترکیبات زیست فعال به طور موثر از انواع ماتریس ها (عمدتا بافت های حیوانی، مواد غذایی و گیاهان) استخراج شده اند. مزایای استفاده از انرژی مایکروویو که منبع گرمایی غیر تماسی است شامل گرمایش موثرتر، انتقال سریعتر انرژی، کاهش گرادیان حرارتی، گرمایش انتخابی، کاهش اندازه تجهیزات، پاسخ سریعتر به کنترل گرمایش فرآیند، راه اندازی سریعتر، افزایش تولید است. ، و حذف مراحل فرآیند. این کتاب تصویر کاملی از دانش فعلی در مورد استخراج به کمک مایکروویو (MAE) ترکیبات فعال زیستی از مواد غذایی و محصولات طبیعی را ارائه می دهد. این پیش‌زمینه نظری و جزئیات لازم در مورد استخراج توسط امواج مایکروویو، از جمله اطلاعات در مورد تکنیک، مکانیسم، پروتکل‌ها، کاربردهای صنعتی، اقدامات احتیاطی ایمنی، و اثرات زیست‌محیطی را ارائه می‌دهد.

With increasing energy prices and the drive to reduce CO2 emissions, food industries are challenged to find new technologies in order to reduce energy consumption, to meet legal requirements on emissions, product/process safety and control, and for cost reduction and increased quality as well as functionality. Extraction is one of the promising innovation themes that could contribute to sustainable growth in the chemical and food industries. For example, existing extraction technologies have considerable technological and scientific bottlenecks to overcome, such as often requiring up to 50% of investments in a new plant and more than 70% of total process energy used in food, fine chemicals and pharmaceutical industries. These shortcomings have led to the consideration of the use of new "green" techniques in extraction, which typically use less solvent and energy, such as microwave extraction. Extraction under extreme or non-classical conditions is currently a dynamically developing area in applied research and industry. Using microwaves, extraction and distillation can now be completed in minutes instead of hours with high reproducibility, reducing the consumption of solvent, simplifying manipulation and work-up, giving higher purity of the final product, eliminating post-treatment of waste water and consuming only a fraction of the energy normally needed for a conventional extraction method. Several classes of compounds such as essential oils, aromas, anti-oxidants, pigments, colours, fats and oils, carbohydrates, and other bioactive compounds have been extracted efficiently from a variety of matrices (mainly animal tissues, food, and plant materials). The advantages of using microwave energy, which is a non-contact heat source, includes more effective heating, faster energy transfer, reduced thermal gradients, selective heating, reduced equipment size, faster response to process heating control, faster start-up, increased production, and elimination of process steps. This book will present a complete picture of the current knowledge on microwave-assisted extraction (MAE) of bioactive compounds from food and natural products. It will provide the necessary theoretical background and details about extraction by microwaves, including information on the technique, the mechanism, protocols, industrial applications, safety precautions, and environmental impacts.