Extracción de Stevia 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 sano y de alta calidad, se requiere un método de extracción sin disolventes. La técnica de extracción por ultrasonidos evita el uso de disolventes y consigue rendimientos de extracción muy elevados en un tiempo de procesamiento corto. De este modo, la extracción ultrasónica de stevia destaca por su extraordinaria eficacia y su respeto por el medio ambiente.

Extractos saludables con extracción ultrasónica

Se supone que los edulcorantes de estevia 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 se debe a los glucósidos diterpénicos, que son unas 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 puede realizarse fácilmente en agua y proporciona altos rendimientos a una velocidad de extracción muy elevada. La relativamente baja temperatura de extracción entre 60°C y 80°C es suave para evitar la degradación de los extractos.

Desde la aprobación de la stevia como edulcorante, la demanda de este sustituto natural del azúcar, sin calorías, ha aumentado considerablemente. Para suministrar los productos de stevia demandados, es necesario ampliar las capacidades de producción comercial. El ultrasonido es un método probado para intensificación de la extracción.

Ventajas de la extracción por ultrasonidos:

• sin disolventes, por ejemplo, en agua
• mayor rendimiento
• altos índices 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 varias técnicas de extracción para la extracción de esteviósidos y rebaudiósidos. La mayor recuperación de esteviósidos se obtuvo aplicando la extracción por ultrasonidos con el UP400S (véase la imagen de la izquierda) utilizando agua como disolvente, siendo 3,5 veces superior en comparación con el método de difusión tradicional, y 1,5 veces superior a las muestras de Stevia molida. En este estudio, las hojas de Stevia (6 g) se suspendieron en agua (180 g) a 208C en una proporción sólido/líquido de 1:30 (p/p). La extracción ultrasónica se realizó utilizando 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_specen kJ/kg) se calculó multiplicando la potencia del generador (400 J/s) (Potencia) por la duración total del tratamiento (s) dividida por la masa del producto (kg). La energía de los ultrasonidos fue de 178 kJ/kg (para t_US = 80 seg.)
(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 utilizaron como muestras stevia del tipo LUYU-131. Se empleó la metodología de superficie de respuesta (RSM) para optimizar la condición de extracción asistida por ultrasonidos. Los resultados indicaron que las condiciones óptimas de extracción eran 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 ultrasonidos en comparación con los extractos obtenidos por el proceso clásico, y los extractos asistidos por ultrasonidos tenían mejor calidad.
Alupului y Lavric (2008) confirman en su estudio la eficacia superior de la extracción ultrasónica de estevia afirmando que la extracción de esteviósido inducida por ultrasonidos de Stevia rebaudiana da lugar a una productividad mejorada con respecto al remojo convencional en doscientas veces y también a un menor tiempo de tratamiento. (cf. Alupului A., Lavric V., 2008)

Postprocesado ultrasónico de esteviósidos

Los ultrasonidos son un método fiable para mezclar, Mezclar y HomogeneizaciónPor lo tanto, los ultrasonidos se utilizan a menudo durante la formulación y la composición del producto final. Cuando el extracto de stevia debe disolverse en un líquido, los ultrasonidos son una técnica rápida y eficaz para preparar una mezcla homogénea. – independientemente de la viscosidad. Ultrasonidos disolución permite preparar soluciones muy saturadas e incluso sobresaturadas.

Sistemas de extracción por ultrasonidos

La gama de productos de Hielscher le da cobertura – tanto si desea extraer volúmenes pequeños y medianos para análisis e investigación como si desea extraer a gran escala de producción comercial. Nuestra gama 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 unidad, que pueden agruparse y contenerse fácilmente. Nuestra amplia selección de Accesorios como sonotrodos, celdas de flujo, reactores y boosters permite la configuración óptima del sistema perfectamente adaptado a las necesidades de nuestros clientes.

Inversión

Todos los dispositivos ultrasónicos de Hielscher están fabricados para 24/7 lo que significa que nuestros equipos permiten un rápido retorno de la inversión (RdI). Alupului et al. (2009) encontraron durante su investigación que el hecho de la justificación económica de la aplicación de ultrasonidos de alta intensidad como un método relativamente bajo coste no debe descuidarse. Además, Extracción ultrasónica es una técnica convincente por su utilización simple y significativo Eficacia.