Extracción de estevia sin disolventes con ultrasonidos

La extracción convencional de los componentes dulces, como los estevioglicósidos de la Stevia rebaudiana, utiliza disolventes tóxicos. Para obtener un producto alimenticio saludable y de alta calidad, se requiere un método de extracción sin solventes. La técnica de extracción ultrasónica evita el uso de disolventes, consiguiendo rendimientos de extracción muy elevados en un corto tiempo de procesamiento. De este modo, la extracción ultrasónica de stevia destaca por su extraordinaria eficacia y respeto por el medio ambiente.

Extractos saludables con extracción ultrasónica

Se supone que los edulcorantes de stevia son un producto beneficioso para la salud elaborado a partir de las hojas de la hierba Stevia rebaudiana Bertoni y se utilizan como edulcorante sin calorías. El dulzor es causado por glucósidos diterpénicos que son aproximadamente 300 veces más dulces que la sacarosa.
El contenido de glucósidos de la stevia rebaudiana Bertoni se compone de esteviósido (5-10%), rebaudiósido A (2-4%), rebaudiósido C (1-2%), dulcósido A (0,5-1%), rebaudiósido B, rebaudiósido D y rebaudiósido E. A diferencia de los demás glucósidos, el rebaudiósido A se caracteriza por no ser amargo. Por lo tanto, el rebaudiósido A es el compuesto más selectivo de las hojas de stevia. La extracción ultrasónica ayuda a la extracción de esteviósidos y rebaudiósidos de alta pureza. Extracción ultrasónica de los glucósidos de esteviol se pueden llevar a cabo fácilmente en agua y dan altos rendimientos a una tasa de extracción muy alta. El Baja temperatura de extracción entre 60°C y 80°C es suave para evitar la degradación de los extractos.

Desde que la stevia está aprobada como edulcorante, la demanda del sustituto natural sin calorías del azúcar aumentó significativamente. Para proporcionar los productos de stevia demandados, se deben ampliar las capacidades de producción comercial. El ultrasonido es un método comprobado para intensificación de la extracción.

Ventajas de la extracción ultrasónica:

• Sin disolventes, por ejemplo, en agua
• mayor rendimiento
• Altas tasas de extracción
• ahorro de tiempo
• Ahorro de costes
• seguro
• Respetuoso con el medio ambiente
• Procesamiento por lotes o en línea

Extracción ultrasónica de stevia: resultados de la investigación

Carbonell-Capella et al. (2016) compararon diversas técnicas de extracción para la extracción de esteviósidos y rebaudiósidos. La mayor recuperación de esteviósido se obtuvo aplicando la extracción ultrasónica con el UP400S (ver imagen de la izquierda) utilizando agua como disolvente, siendo 3,5 veces mayor en comparación con el método de difusión tradicional, y 1,5 veces mayor que las muestras de Stevia molidas. En este estudio, las hojas de stevia (6 g) se suspendieron en agua (180 g) a 208 °C con una relación sólido/líquido de 1:30 (p/p). La extracción ultrasónica se realizó mediante un procesador ultrasónico UP400S (Hielscher GmbH, Alemania)con una potencia de 400 W y una frecuencia de 24 kHz. Para los experimentos, el equipo de investigación de Carbonell-Capella fijó la amplitud al 100%, con un modo de sonicación continuo. Se montó un sonotrodo de titanio H22 de 22 mm de diámetro y 100 mm de longitud para acoplar las ondas ultrasónicas a la muestra. La sonda se sumergió en una mezcla que contenía 6 g de hojas de Stevia suspendidas en 180 g de agua o etanol/agua (50%) en un matraz de vidrio de cuello estrecho (capacidad de 1.000 mL). Las muestras se sumergieron en un baño refrigerante para evitar el calentamiento inducido por la sonicación y la temperatura se mantuvo siempre por debajo de 50ºC). El aporte total de energía específica (W_{Especificaciones}, en kJ/kg) se calculó multiplicando la potencia del generador (400 J/s) (Potencia) por la duración total del tratamiento (seg) dividida por la masa del producto (kg). La energía ultrasónica fue de 178 kJ/kg (para t_NOS = 80 segundos.)
(cf. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) investigaron la extracción de glucósidos de esteviol junto con otros ingredientes funcionales de las hojas de Stevia y concluyeron que la extracción ultrasónica es una tecnología respetuosa con el medio ambiente que puede utilizarse para la extracción de compuestos funcionales de las hojas de Stevia con un tiempo de tratamiento significativamente más corto y un menor consumo de energía en comparación con la extracción convencional.

Liu et al. (2010) investigaron la extracción ultrasónica de carbohidratos totales de Stevia rebaudiana Bertoni. Con el fin de maximizar el rendimiento de carbohidratos totales de Stevia rebaudiana Bertoni, se utilizó stevia del tipo LUYU-131 como muestras. Se empleó la metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar la condición de extracción asistida por ultrasonido. Los resultados indicaron que las condiciones óptimas de extracción fueron una temperatura de extracción de 68°C, una potencia sónica de 60 W y un tiempo de extracción de 32 min. Mediante la extracción asistida por ultrasonidos, el Aumento del rendimiento de los extractos por un factor de 1,5 en el menor temperatura de extracción (68°C) y el tiempo de extracción (32 min.) se acortó sustancialmente en comparación con el de la extracción clásica. El análisis de los componentes de los extractos crudos reveló que la cantidad relativa de rebaudiósido A aumentó en los extractos asistidos por ultrasonido en comparación con los extractos obtenidos por proceso clásico, y los extractos asistidos por ultrasonido tuvieron mejor calidad.
Alupului y Lavric (2008) confirman en su estudio la eficacia superior de la extracción ultrasónica de stevia, afirmando que la extracción de esteviósidos de Stevia rebaudiana inducida por ultrasonidos da lugar a una mejora de la productividad respecto al remojo convencional en doscientas veces y también a un menor tiempo de tratamiento. (cf. Alupului A., Lavric V., 2008)

Post-procesamiento ultrasónico de esteviósidos

El ultrasonido es un método fiable para mezclar, Mezclar y Homogeneización, por lo que los ultrasonidos se utilizan a menudo durante la formulación y composición del producto final. Cuando el extracto de stevia tiene que disolverse en un líquido, el ultrasonido es una técnica rápida y eficaz para preparar una mezcla homogénea – independientemente de la viscosidad. Ultrasónico disolución Permite preparar soluciones altamente saturadas e incluso sobresaturadas.

Sistemas de extracción por ultrasonidos

La gama de productos de Hielscher le cubre – Ya sea que desee extraer volúmenes pequeños y medianos para análisis e investigación o para extraer a gran escala de producción comercial. Nuestra gama de productos de ultrasonidos incluye: Dispositivos de ultrasonidos para laboratorio, Sistemas de sobremesa para R&D y plantas piloto, así como ultrasonidos industriales de alta potencia sistemas con hasta 16.000 W por una sola unidad, que se puede agrupar y contenerizar fácilmente. Nuestra amplia selección de ultrasonidos Accesorios como sonotrodos, celdas de flujo, reactores y boosters, permite la configuración óptima del sistema que se adapta perfectamente a las necesidades de nuestros clientes.

Inversión

Todos los dispositivos ultrasónicos de Hielscher están construidos para 24/7 lo que significa que nuestros equipos permiten un rápido retorno de la inversión (Retorno de la inversión). Alupului et al. (2009) encontraron durante su investigación que el hecho de la justificación económica de la aplicación de ultrasonidos de alta intensidad como una de bajo costo no se debe descuidar el método. Además Extracción ultrasónica es una técnica convincente por su Utilización sencilla y significativas Eficacia.