Εκχύλιση Στέβια Χωρίς Διαλύτες με Υπερήχους
Η συμβατική εκχύλιση των γλυκών συστατικών όπως οι στεβιογλυκοσίδες από τη Stevia rebaudiana χρησιμοποιεί τοξικούς διαλύτες. Προκειμένου να ληφθεί ένα υγιεινό, υψηλής ποιότητας προϊόν διατροφής, απαιτείται μέθοδος εκχύλισης χωρίς διαλύτες. Η τεχνική εκχύλισης με υπερήχους αποφεύγει τη χρήση διαλυτών επιτυγχάνοντας πολύ υψηλές αποδόσεις εκχύλισης σε σύντομο χρόνο επεξεργασίας. Με αυτόν τον τρόπο, υπερήχων εκχύλιση στέβια υπερέχει από εξαιρετική αποτελεσματικότητα και φιλικότητα προς το περιβάλλον.
Υγιή εκχυλίσματα με εκχύλιση με υπερήχους
Οι γλυκαντικές ουσίες στέβια υποτίθεται ότι είναι ένα ευεργετικό για την υγεία προϊόν που παρασκευάζεται από τα φύλλα του βοτάνου Stevia rebaudiana Bertoni και χρησιμοποιούνται ως γλυκαντικές ύλες μηδενικών θερμίδων. Η γλυκύτητα προκαλείται από διτερπενικές γλυκοσίδες που είναι περίπου 300 φορές πιο γλυκές από τη σακχαρόζη.
Η περιεκτικότητα σε γλυκοσίδη της stevia rebaudiana Bertoni αποτελείται από στεβιοσίδη (5-10%), ρεβαουδιοζίτη Α (2-4%), ρεβαουδιοζίτη C (1-2%), δουλκοζίτη Α (0,5-1%), ρεβαουδιοζίτη Β, ρεβαουδιοζίτη D και ρεβαουδιοζίτη Ε. Σε αντίθεση με τις άλλες γλυκοσίδες, η rebaudiana A χαρακτηρίζεται από τη μη πικρία της. Ως εκ τούτου, η rebaudiana A είναι η πιο στοχευμένη ένωση από τα φύλλα στέβιας. Υπερήχων εκχύλιση βοηθά την εκχύλιση των steviosides και rebaudiosides υψηλής καθαρότητας. Εκχύλιση με υπερήχους των γλυκοζιτών στεβιόλης μπορεί εύκολα να πραγματοποιηθεί σε νερό και δίνει υψηλές αποδόσεις με πολύ υψηλό ρυθμό εκχύλισης. Η σχετικά χαμηλή θερμοκρασία εκχύλισης μεταξύ 60°C και 80°C είναι ήπια, έτσι ώστε να αποτρέπεται η αποδόμηση των εκχυλισμάτων.

SonoStation – Μια πλήρης ρύθμιση επεξεργασίας υπερήχων που αποτελείται από δεξαμενή, αντλία, αναδευτήρα και υπερήχων
Δεδομένου ότι η στέβια έχει εγκριθεί ως γλυκαντικό, η ζήτηση για το φυσικό υποκατάστατο ζάχαρης, χωρίς θερμίδες αυξήθηκε σημαντικά. Για να παρασχεθούν τα ζητούμενα προϊόντα στέβιας, πρέπει να επεκταθούν οι δυνατότητες εμπορικής παραγωγής. Ο υπέρηχος είναι μια αποδεδειγμένη μέθοδος για εντατικοποίηση της εξόρυξης.
Πλεονεκτήματα της εκχύλισης με υπερήχους:
- χωρίς διαλύτες, π.χ. σε νερό
- υψηλότερες αποδόσεις
- υψηλοί ρυθμοί εκχύλισης
- εξοικονόμηση χρόνου
- Εξοικονόμηση κόστους
- Ασφαλής
- φιλικό προς το περιβάλλον
- Επεξεργασία παρτίδας ή ενσωματωμένη επεξεργασία
Υπερήχων Stevia εκχύλιση: Αποτελέσματα της έρευνας
Οι Carbonell-Capella et al. (2016) συνέκριναν διάφορες τεχνικές εκχύλισης για την εκχύλιση στεβιοσίδων και ρεβαουδιοζιτών. Η υψηλότερη ανάκτηση του stevioside επιτεύχθηκε εφαρμόζοντας εκχύλιση με υπερήχους με το UP400S (βλ. εικόνα αριστερά) χρησιμοποιώντας νερό ως διαλύτη, που είναι 3,5 φορές υψηλότερο σε σύγκριση με την παραδοσιακή μέθοδο διάχυσης και 1,5 φορές υψηλότερο από τα δείγματα εδάφους Stevia. Σε αυτή τη μελέτη, τα φύλλα στέβιας (6 g) αιωρήθηκαν σε νερό (180 g) στους 208C σε αναλογία στερεού/υγρού 1:30 (w/w). Υπερήχων εκχύλιση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας ένα υπερήχων επεξεργαστή UP400S (Hielscher GmbH, Γερμανία), που λειτουργεί σε συχνότητα 400 W και 24 kHz. Για τα πειράματα, η ερευνητική ομάδα του Carbonell-Capella έθεσε το πλάτος στο 100%, με συνεχή λειτουργία υπερήχων. Ένα sonotrode τιτανίου H22 με διάμετρο 22 mm και μήκος 100 mm τοποθετήθηκε για να συνδέσει τα κύματα υπερήχων στο δείγμα. Ο καθετήρας βυθίστηκε σε μείγμα που περιείχε 6 g φύλλων στέβιας αιωρούμενα σε 180 g νερού ή αιθανόλης/νερού (50%) σε γυάλινη φιάλη στενού λαιμού (χωρητικότητας 1.000 mL). Τα δείγματα βυθίστηκαν σε ένα λουτρό ψύξης για να αποφευχθεί η θέρμανση που προκαλείται από υπερήχους και η θερμοκρασία διατηρήθηκε πάντα χαμηλότερη από 50ºC). Συνολική εισερχόμενη ειδική ενέργεια (WΠροδιαγραφές, σε kJ/kg) υπολογίστηκε πολλαπλασιάζοντας την ισχύ της γεννήτριας (400 J/s) (ισχύς) διά της συνολικής διάρκειας επεξεργασίας (sec) διαιρούμενη διά της μάζας του προϊόντος (kg). Η ενέργεια υπερήχων ήταν 178 kJ/kg (για tΜΑΣ = 80 δευτ.)
(πρβλ. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) διερεύνησε την εκχύλιση των γλυκοζιτών στεβιόλης μαζί με άλλα λειτουργικά συστατικά από φύλλα Stevia και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκχύλιση λειτουργικών ενώσεων από φύλλα Stevia με σημαντικά μικρότερο χρόνο επεξεργασίας και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τη συμβατική εκχύλιση.
Liu et al. (2010) διερεύνησε την υπερήχων εκχύλιση των συνολικών υδατανθράκων από Stevia rebaudiana Bertoni. Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η απόδοση των συνολικών υδατανθράκων από τη Stevia rebaudiana Bertoni, χρησιμοποιήθηκαν ως δείγματα στέβια από τον τύπο LUYU-131. Η μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης (RSM) χρησιμοποιήθηκε για τη βελτιστοποίηση της κατάστασης εκχύλισης με υπερήχους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης ήταν θερμοκρασία εκχύλισης 68 ° C, ηχητική ισχύς 60 W και χρόνος εκχύλισης 32 λεπτά. Χρησιμοποιώντας την εκχύλιση με υπερήχους, η αυξημένη απόδοση εκχυλισμάτων με συντελεστή 1,5 στο χαμηλότερη θερμοκρασία εκχύλισης (68°C) και ο χρόνος εκχύλισης (32 λεπτά) μειώθηκε σημαντικά σε σύγκριση με αυτόν της κλασικής εκχύλισης. Η ανάλυση των συστατικών των ακατέργαστων εκχυλισμάτων αποκάλυψε ότι η σχετική ποσότητα ρεβαουδιοζίτη Α αυξήθηκε στα εκχυλίσματα με υπερήχους σε σύγκριση με τα εκχυλίσματα που ελήφθησαν με κλασική διαδικασία και τα εκχυλίσματα με υπερήχους είχαν καλύτερη ποιότητα.
Οι Alupului και Lavric (2008) επιβεβαιώνουν στη μελέτη τους την ανώτερη αποτελεσματικότητα της εκχύλισης με υπερήχους στέβιας, δηλώνοντας ότι η υπερηχογραφική επαγόμενη εκχύλιση stevioside της Stevia rebaudiana οδηγεί σε βελτιωμένη παραγωγικότητα έναντι της συμβατικής εμβάπτισης κατά διακόσιες φορές και επίσης χαμηλότερο χρόνο θεραπείας. (πρβλ. Alupului A., Lavric V., 2008)
Υπερήχων μετα-επεξεργασία των στεβιοσίδων
Ο υπέρηχος είναι μια αξιόπιστη μέθοδος ανάμιξης, Ανάμειξη και Ομογενοποίηση, Ως εκ τούτου, υπερήχων χρησιμοποιείται συχνά κατά τη διάρκεια της διαμόρφωσης και της σύνθεσης του τελικού προϊόντος. Όταν το εκχύλισμα στέβιας πρέπει να διαλυθεί σε υγρό, ο υπέρηχος είναι μια γρήγορη και αποτελεσματική τεχνική για την παρασκευή ενός ομοιογενούς μείγματος – ανεξάρτητα από το ιξώδες. Υπερήχων διάλυση επιτρέπει την παρασκευή πολύ κορεσμένων και ακόμη και υπερκορεσμένων διαλυμάτων.
Υπερήχων συστήματα εκχύλισης
Η γκάμα προϊόντων της Hielscher σας καλύπτει – Είτε θέλετε να εξαγάγετε μικρότερους και μεσαίους όγκους για ανάλυση και έρευνα είτε να εξαγάγετε σε μεγάλη εμπορική κλίμακα παραγωγής. Η γκάμα των προϊόντων μας των υπερήχων περιλαμβάνει Εργαστηριακές συσκευές υπερήχων, συστήματα πάγκου για R&D και πιλοτικές μονάδες καθώς και βιομηχανική υπερήχων υψηλής ισχύος συστήματα με έως και 16.000 βατ ανά μονάδα, η οποία μπορεί εύκολα να ομαδοποιηθεί και να συσκευαστεί. Η ευρεία επιλογή μας υπερήχων Εξαρτήματα Όπως το Sonotrode, οι κυψέλες ροής, οι αντιδραστήρες και οι ενισχυτές επιτρέπουν τη βέλτιστη διαμόρφωση του τέλεια ταιριάσματος του συστήματος για τις ανάγκες του πελάτη μας.
Επένδυση
Όλες οι συσκευές υπερήχων Hielscher είναι κατασκευασμένες για 24/7 λειτουργία που σημαίνει ότι ο εξοπλισμός μας επιτρέπει γρήγορη απόδοση επένδυσης (RoI). Οι Alupului et al. (2009) διαπίστωσαν κατά τη διάρκεια της έρευνάς τους ότι το γεγονός της οικονομικής αιτιολόγησης της εφαρμογής υπερήχων υψηλής έντασης ως σχετικά χαμηλό κόστος μέθοδος να μην παραμεληθεί. Επιπλέον Εκχύλιση με υπερήχους είναι μια πειστική τεχνική λόγω της Απλή χρήση και σημαντική Αποδοτικότητα.
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- Carbonell-Capella, Juana; Šic Žlabur, Jana; Rimac, Suzana; Barba, Francisco; Grimi, Nabil; Koubaa, Mohamed; Brncic, Mladen; Vorobiev, Eugene (2016): Electrotechnologies, microwaves, and ultrasounds combined with binary mixtures of ethanol and water to extract steviol glycosides and antioxidant compounds from Stevia rebaudiana leaves. Journal of Food Processing and Preservation 41, 2016.
- Žlabur, Jana Šic; Voća, Sandra; Dobričević, Nadica; Brnčić, Mladen; Dujmić, Filip; Karlović, Sven (2012): Possibilities of Using High Intensity Ultrasound Technology with Stevia – a Review. Croatian Journal of Food Technology, Biotechnology and Nutrition 7, 2012. 152-158.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Alupului, Ani Toboc; Vasile, Lavric (2008): Artificial Neural Network Modelling of Ultrasound and Microwave Extraction of Bioactive Constituents from Medicinal Plants. Chem. Eng. Trans. 14, 2008. 83–90.
- Liu, Jie; Li, Jin-Wei; Tang, Jian (2010): Ultrasonically assisted extraction of total carbohydrates from Stevia rebaudiana Bertoni and identification of extracts. Food and Bioproducts Processing 88/ 2-3, 2010. 215-221.
- Wang L.; Weller C.L. (2006): Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends in Food Science and Technology 17, 2006. 300-312.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε
γλυκοζίτες στεβιόλης
Οι γλυκοζίτες στεβιόλης είναι οι ουσίες, οι οποίες είναι υπεύθυνες για τη γλυκιά γεύση των φύλλων στέβιας. Αυτές οι γλυκοσίδες της στεβιόλης είναι ενώσεις διτερπενίου. Έχουν τη χημική δομή ενός μορίου στεβιόλης όπου το άτομο καρβοξυλίου υδρογόνου αντικαθίσταται από ένα μόριο γλυκόζης για να σχηματίσει έναν εστέρα και ένα υδρογόνο υδροξυλίου με συνδυασμούς γλυκόζης και ραμνόζης για να σχηματίσει ακετάλη.
Οι γλυκοζίτες στεβιόλης που βρίσκονται στα φύλλα S. rebaudiana περιλαμβάνουν (με ποσοστό βάρους περίπου):
- Στεβιοσίδη (5-10%)
- Ρεβαουδιοζίτης Α (2-4%)
- Ρεβαουδιοζίτης C (1–2%)
- Δουλκοσίδη Α (0,5-1%)
- ρεβαουδιοζίτης Β
- ρεβαουδιοζίτης D
- ρεβαουδιοζίτης Ε
Οι ρεβαουδιοζίτες Β, ρεβαουδιοζίτης D, ρεβαουδιοζίτης Ε βρίσκονται μόνο σε ελάχιστες ποσότητες. Το εμπορικά διαθέσιμο μείγμα γλυκοζίτη στεβιόλης που χρησιμοποιείται ως μη θερμιδικό γλυκαντικό που εξάγεται από το φυτό αποτελείται κυρίως από περίπου 80% στεβιοσίδη, 8% ρεβαουδιοζίτη Α και 0,6% ρεβαουδιοζίτη C.
Εξοπλισμός υπερήχων
Οι ομογενοποιητές ιστών υπερήχων αναφέρονται συχνά ως ανιχνευτής υπερήχων / sonificator, ηχητικός λύτης, διαταράκτης υπερήχων, υπερηχητικός μύλος, sono-ruptor, sonifier, ηχητικός dismembrator, κυτταρικός διαταράκτης, υπερηχητικός διασκορπιστής, γαλακτωματοποιητής ή διαλύτης. Οι διαφορετικοί όροι προκύπτουν από τις διάφορες εφαρμογές που μπορούν να εκπληρωθούν με υπερήχους.