Extrakce stévie bez rozpouštědel pomocí ultrazvuku

Konvenční extrakce sladkých složek, jako jsou stevioglykosidy ze stévie rebaudiana, používá toxická rozpouštědla. Aby bylo možné získat zdravý, vysoce kvalitní potravinářský výrobek, je nutná metoda extrakce bez rozpouštědel. Ultrazvuková extrakční technika se vyhýbá použití rozpouštědel a dosahuje velmi vysokých výtěžků extrakce v krátké době zpracování. Ultrazvuková extrakce stévie tak vyniká vynikající účinností a šetrností k životnímu prostředí.

Zdravé extrakty s ultrazvukovou extrakcí

Sladidla stévie mají být zdraví prospěšným produktem vyrobeným z listů byliny Stevia rebaudiana Bertoni a používají se jako sladidlo s nulovým obsahem kalorií. Sladkost je způsobena diterpenickými glykosidy, které jsou přibližně 300krát sladší než sacharóza.
Obsah glykosidů ve stévii rebaudiana Bertoni se skládá ze steviosidu (5–10 %), rebaudiosidu A (2–4 %), rebaudiosidu C (1–2 %), dulkosidu A (0,5–1 %), rebaudiosidu B, rebaudiosidu D a rebaudiosidu E. Na rozdíl od ostatních glykosidů se rebaudiana A vyznačuje svou nehořkostí. Proto je rebaudiana A nejvíce cílenou sloučeninou z listů stévie. Ultrazvuková extrakce napomáhá extrakci steviosidů a rebaudiosidů s vysokou čistotou. Ultrazvuková extrakce steviol-glykosidů lze snadno provádět ve vodě a poskytuje vysoké výtěžky při velmi vysoké rychlosti extrakce. Relativně nízká teplota extrakce mezi 60 °C a 80 °C je jemná, aby se zabránilo degradaci extraktů.

Vzhledem k tomu, že stévie je schválena jako sladidlo, výrazně se zvýšila poptávka po přírodním cukru, bezkalorické náhražce. Aby bylo možné poskytovat poptávané produkty ze stévie, musí být rozšířeny kapacity komerční výroby. Ultrazvuk je osvědčená metoda pro intenzifikace těžby.

Výhody ultrazvukové extrakce:

• Bez rozpouštědel, např. ve vodě
• Vyšší výnosy
• Vysoké odsávací výkony
• úspora času
• Úspora nákladů
• Trezor
• Šetrný k životnímu prostředí
• dávkové nebo inline zpracování

Ultrazvuková extrakce stévie: Výsledky výzkumu

Carbonell-Capella et al. (2016) porovnávali různé extrakční techniky pro extrakci steviosidů a rebaudiosidů. Nejvyšší výtěžnost steviosidu byla dosažena použitím ultrazvukové extrakce pomocí UP400S (viz obrázek vlevo) s použitím vody jako rozpouštědla, což je 3,5krát vyšší ve srovnání s tradiční metodou difúze a 1,5krát vyšší než u mletých vzorků stévie. V této studii byly listy stévie (6 g) suspendovány ve vodě (180 g) při teplotě 208 °C při poměru pevná látka/kapalina 1:30 (w/w). Ultrazvuková extrakce byla provedena pomocí ultrazvukový procesor UP400S (Hielscher GmbH, Německo), pracující při výkonu 400 W a frekvenci 24 kHz. Pro experimenty výzkumný tým Carbonell-Capella nastavil amplitudu na 100% s kontinuálním režimem sonikace. Titanová sonotroda H22 o průměru 22 mm a délce 100 mm byla namontována, aby bylo možné spojit ultrazvukové vlny se vzorkem. Sonda byla ponořena do směsi obsahující 6 g listů stévie suspendovaných ve 180 g vody nebo ethanolu/vody (50 %) ve skleněné baňce s úzkým hrdlem (kapacita 1 000 ml). Vzorky byly ponořeny do chladicí lázně, aby se zabránilo zahřívání vyvolanému ultrazvukem, a teplota byla vždy udržována nižší než 50 ° C). Celkový měrný příkon energie (W_specifikace, v kJ/kg) se vypočítal vynásobením výkonu generátoru (400 J/s) (výkon) celkovou dobou čištění (s) dělenou hmotností produktu (kg). Ultrazvuková energie byla 178 kJ/kg (pro t_NÁS = 80 sekund)
(srov. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) zkoumali extrakci steviol-glykosidů spolu s dalšími funkčními složkami z listů stévie a dospěli k závěru, že ultrazvuková extrakce je technologie šetrná k životnímu prostředí, kterou lze použít k extrakci funkčních sloučenin z listů stévie s výrazně kratší dobou zpracování a nižší spotřebou energie ve srovnání s konvenční extrakcí.

Liu et al. (2010) zkoumali ultrazvukovou extrakci celkových sacharidů ze Stevia rebaudiana Bertoni. Aby se maximalizoval výtěžek celkových sacharidů ze Stevia rebaudiana Bertoni, byla jako vzorky použita stévie typu LUYU-131. Metodika povrchu odezvy (RSM) byla použita k optimalizaci podmínek extrakce za asistence ultrazvukem. Výsledky ukázaly, že optimálními podmínkami pro extrakci jsou teplota extrakce 68 °C, sonický výkon 60 W a doba extrakce 32 minut. Pomocí ultrazvukem asistované extrakce Zvýšený výnos extraktů faktorem 1,5 na nižší teplota odsávání (68 °C) a doba extrakce (32 min.) se výrazně zkrátila ve srovnání s klasickou extrakcí. Analýza složek surových extraktů odhalila, že relativní množství rebaudiosidu A se zvýšilo v extraktech s ultrazvukovou asistencí ve srovnání s extrakty získanými klasickým procesem a extrakty s ultrazvukovou asistencí měly Lepší kvalita.
Alupului a Lavric (2008) potvrzují ve své studii vynikající účinnost ultrazvukové extrakce stévie a uvádějí, že ultrazvukem indukovaná extrakce steviosidů Stevia rebaudiana má za následek zlepšení produktivity oproti konvenčnímu namáčení dvěstěkrát a také kratší dobu léčby. (srov. Alupului A., Lavric V., 2008)

Ultrazvukové následné zpracování steviosidů

Ultrazvuk je spolehlivá metoda míchání, mísení a Homogenizující, proto se ultrazvuk často používá při formulování a míchání konečného produktu. Když musí být extrakt stévie rozpuštěn v kapalině, ultrazvuk je rychlá a účinná technika pro přípravu homogenní směsi – bez ohledu na viskozitu. Ultrazvukový rozpouštěcí Umožňuje přípravu vysoce nasycených a dokonce přesycených roztoků.

Ultrazvukové extrakční systémy

Sortiment Hielscher vás pokryje – Ať už chcete extrahovat menší a středně velké objemy pro analýzu a výzkum nebo těžit ve velkém komerčním výrobním měřítku. Náš sortiment ultrasonikátorů zahrnuje ultrazvuková laboratorní zařízení, Stolní systémy pro R&D a poloprovozy, jakož i Průmyslový vysoce výkonný ultrazvuk systémy s až 16 000 wattů na jednu jednotku, kterou lze snadno seskupit a kontejnerizovat. Náš široký výběr ultrazvukových Příslušenství jako je sonotroda, průtočné články, reaktory a posilovače, umožňují optimální konfiguraci dokonale přizpůsobeného systému potřebám našich zákazníků.

Investice

Všechna ultrazvuková zařízení Hielscher jsou vyrobena pro 24/7 což znamená, že naše zařízení umožňuje rychlou návratnost investice (Roi). Alupului et al. (2009) během svého výzkumu zjistili, že skutečnost ekonomického odůvodnění aplikace ultrazvuku s vysokou intenzitou jako relativně úsporný metoda nesmí být opomíjena. Mimoto Ultrazvuková extrakce je přesvědčivá technika díky své Jednoduché použití a významné Efektivita.