Ultrasonic Cold-Water Extraction of Mogrosides from Monk Fruit

  • Fruta del monje (S. grosvenorii) y, en particular, su compuesto mogrósido V, se utiliza como edulcorante natural no calórico.
    Mogrósidos.
  • La extracción ultrasónica es un método de extracción sencillo, rápido, reproducible y fiable que se ha aplicado con éxito para producir edulcorante natural no calórico a partir de la fruta del monje.
  • La extracción ultrasónica puede realizarse con agua o con disolventes como etanol o metanol. La extracción con agua es un método ecológico que permite producir extractos de mogrósidos de alta calidad.

Mogrósidos como edulcorantes

Estructura química del mogrósido V. La extracción ultrasónica mejora el aislamiento de los mongrósidos de la fruta del monje, proporcionando mayores rendimientos de la sustancia dulce. Estructura química del mogrósido V [/caption]La fruta del monje contiene triterpenoides de tipo cucurbitano conocidos como mogrósidos. El mogrósido V es el que más ha llamado la atención, ya que ofrece un dulzor entre 100 y 250 veces superior al del azúcar normal, sin aportar calorías. Por ello, el extracto de fruta del monje es hoy en día un popular edulcorante natural sin calorías. Sus mogrósidos de sabor dulce muestran diversos beneficios para la salud, como propiedades antioxidantes y antiinflamatorias, que hacen que su consumo sea beneficioso en muchos sentidos.

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Ultrasonic SonoStation - Un sistema de producción por ultrasonidos todo en uno que consta de depósito, agitador, bomba y sonicador listo para la producción.

SonoStation – un sistema de ultrasonidos con 2 ultrasonidos de 2 kW, un tanque agitado y una bomba – es un sistema de extracción fácil de usar.

 

Ultrasonic botanical extraction gives higher yields. The Hielscher UIP2000hdT, 2000 watts homogenizer is powerful enough to extract batches from 10 liters to 120 liters easily.

Ultrasonic Extraction of Botanicals - 30 Liter / 8 Gallon Batch

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Extracción ultrasónica de mogrósidos de la fruta del monje

La técnica de extracción por ultrasonidos es bien conocida por intensificar los procesos de extracción al abrir las estructuras celulares y aumentar la transferencia de masa. Los extractos de mogrósidos pueden recuperarse muy eficazmente de la materia prima de la fruta utilizando agua o diversas soluciones acuosas como disolvente. La sonicación es un tratamiento suave, no térmico, que puede combinarse con la extracción de agua fría para producir extractos de fruta del monje de la más alta calidad. Gracias a la suave temperatura del proceso y a la ausencia de disolventes agresivos, se evita la degradación térmica y química de los mogrósidos.
Sin embargo, en lo que respecta al uso de disolventes, la sonicación puede utilizarse con diversos medios de extracción. Más información sobre el uso de disolventes para la extracción por ultrasonidos de productos botánicos.
Por ejemplo, en un estudio de caso de Luo et al. 2016 se descubrió que la extracción sólido-líquido asistida por ultrasonidos de mogrósidos en metanol/agua (80:20 v/v) daba resultados óptimos a la vez que era conveniente, rentable y altamente reproducible.

¿Por qué ultrasonidos para la extracción de la fruta del monje?

La extracción por sonda ultrasónica es un método muy eficaz para extraer los mogrósidos de la fruta del monje (Siraitia grosvenorii), un edulcorante natural conocido por su intenso dulzor sin calorías. He aquí algunos aspectos importantes que hay que conocer sobre este proceso de extracción:

Principio de la extracción por ultrasonidos: La extracción por sonda ultrasónica emplea ultrasonidos de alta intensidad para crear cavitación en un disolvente. La rápida formación y colapso de estas burbujas generan fuerzas localmente intensas que alteran las paredes celulares o el material vegetal y promueven la transferencia de masa, facilitando la liberación de mogrósidos en el disolvente.

  • Eficiencia: La extracción ultrasónica es conocida por su gran eficacia en la extracción de compuestos bioactivos como los mogrosidos. Reduce significativamente los tiempos de extracción en comparación con los métodos convencionales, lo que la convierte en la opción preferida para numerosas aplicaciones de extracción.
  • Selección de disolventes: La elección del disolvente es crucial. Normalmente, se utiliza agua o una mezcla de agua y etanol para extraer los mogrósidos de la fruta del monje. La mezcla de disolventes puede componerse para optimizar la eficacia de la extracción y la pureza del extracto.
  • Optimización: Parámetros como el tiempo de sonicación, la temperatura, la concentración de disolvente y la proporción de fruta del monje y disolvente deben optimizarse para maximizar la extracción de mogrósidos y minimizar al mismo tiempo la degradación de estos compuestos.
    Control de temperatura: Es esencial vigilar y controlar la temperatura durante la extracción por ultrasonidos. Las temperaturas elevadas pueden provocar la degradación de los mogrósidos, lo que afecta a la calidad del extracto.
    Más información sobre el control de la temperatura durante la sonicación.
  • Escalabilidad: La extracción por sonda ultrasónica puede realizarse a distintas escalas, desde pequeñas instalaciones de laboratorio hasta grandes sistemas industriales. La escala de funcionamiento debe elegirse en función del uso previsto y las necesidades de producción.
  • Resumen de las ventajas de la extracción ultrasónica de mogrósidos:

    • mayores rendimientos
    • Mayor calidad
    • extracción en frío no térmica
    • Sin disolventes
    • tiempo de extracción reducido
    • Intensificación del proceso
    • retro-fitting possible
    • Extracción verde
    UP200Ht sonicador para extracción de fruta del monje

    Sonicator UP200Ht para la extracción de la fruta del monje

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    In this presentation we introduce you to the manufacturing of botanical extracts. We explain the challenges of producing high-quality botanical extracts and how a sonicator can help you to overcome these challenges. This presentation will show you how ultrasonic extraction works. You will learn, what benefits you can expect using a sonicator for extraction and how you can implement an ultrasonic extractor into your extract production.

    Ultrasonic Botanical Extraction - How to use sonicators to extract botanical compounds

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    Extractores ultrasónicos de alto rendimiento

    Hielscher Ultrasonics ofrece potentes extractores ultrasónicos compactos de laboratorio, de sobremesa de tamaño medio e industriales, que pueden funcionar de forma continua 24/7 a plena carga. Dependiendo de su materia prima y del volumen del proceso, podemos ofrecerle un sistema de extracción por ultrasonidos que se adapte a sus necesidades. Puede elegir entre extracción por lotes o continua. El escalado posterior a mayores capacidades de proceso puede realizarse fácilmente, ya que los procesos ultrasónicos pueden escalarse linealmente.
    Los sonicadores piloto e industriales de Hielscher proporcionan amplitudes muy elevadas de forma fiable – que permiten trabajar con amplitudes de hasta 200µm de forma fiable y continua en funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite realizar operaciones con grandes cargas y en entornos exigentes.
    Como fabricante de extractores ultrasónicos de alta potencia con una larga experiencia, Hielscher es su socio de confianza para una extracción sofisticada. Asesoramos y ayudamos a nuestros clientes con nuestros conocimientos y les guiamos desde las pruebas de viabilidad hasta la instalación industrial.
    Póngase en contacto con nosotros Estaremos encantados de hablar con usted sobre sus necesidades de extracción.
    En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

    Volumen del loteTasa de flujoDispositivos recomendados
    10 a 2000 mL20 a 400 mL/min.UP200Ht, UP400St
    0,1 a 20 L0,2 a 4 L/minUIP2000hdT
    10 a 100 L2 a 10 L/minUIP4000
    n.a.10 a 100 L/minUIP16000
    n.a.mayorGrupo de UIP16000

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    Las celdas de flujo ultrasónicas se utilizan para la reducción del tamaño de las partículas y la extracción botánica, entre otras muchas aplicaciones.

    Los reactores de flujo ultrasónico son muy eficaces en la extracción botánica

    Ventajas de la extracción por ultrasonidos

    • Extractos de alta calidad
    • Extracción más completa
    • Elevada tasa de extracción
    • Utilización de diversos disolventes
    • No tóxico
    • Método no térmico (en frío)
    • Proceso de extracción rápida
    • Seguro y fácil de usar
    • escalabilidad lineal


    Literatura/Referencias

    • Jing Liu, Can Liu, Yonghai Rong, Long Rong (2012): Extracción de Mogroside y Limonina con Diferentes Métodos de Extracción y su Modelización. Revista Internacional de Ingeniería de Alimentos, Volumen 8, Número 2. 1556-3758.
    • Luo Z., Shi H., Zhang K., Qin X., Guo Y., Ma X. (2016): Método de cromatografía líquida con espectrometría de masas en tándem para la determinación simultánea de múltiples mogrósidos dulces en los frutos de Siraitia grosvenorii y sus edulcorantes comercializados. J Sep Sci. November 2016;39(21):4124-4135.
    • Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). Revista internacional de ciencia molecular 14, 2013. 5750-5764.
    • Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Mejora de la biodisponibilidad de la salvia y la menta mediante extracción ultrasónica. Revista internacional de ciencias de la vida y biotecnología, 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): Optimizar la extracción de compuestos fenólicos de azufaifo (Ziziphus Jujube) utilizando el método de extracción asistida por ultrasonidos.

    Información interesante

    ¿Qué es la fruta del monje?

    Los frutos de Siraitia grosvenorii (Swingle), una enredadera herbácea también conocida como Luo Han Guo, fuit de Buda o fruta de la longevidad, se pueden encontrar ampliamente por Asia, donde se valoran como planta medicinal para tratar la tos, el dolor de garganta y el estreñimiento. En el mundo occidental, los extractos de fruta del monje han ganado gran popularidad como edulcorante no calórico para alimentos y bebidas.
    Los principales componentes de los extractos crudos del fruto de Luo Han Guo son glucósidos cucurbitanos (conocidos como mogrósidos, concretamente mogrósidos II, III, IV, V y VI), así como flavonoides y melanoidinas.
    Los mogrósidos son glucósidos triterpenoides de tipo cucurbitánico, responsables de su intenso sabor dulce. Frutas del monje’ Los glucósidos se componen de varios mogrósidos. El mogrósido V es el principal componente dulce de la fruta y está presente en cantidades relativamente altas (0,50%) en S. grosvenorii. El extracto puro de mogrósido V es aproximadamente 250-450 veces más dulce que el de la misma concentración de sacarosa (azúcar de mesa).
    El extracto de fruta del monje, que se ha aislado utilizando agua como disolvente, es aproximadamente 150 veces más dulce que la sacarosa y, según los informes, permanece estable incluso cuando se hierve en agua durante 5 h.
    Las investigaciones han demostrado que el mogrósido V actúa como un antioxidante capaz de eliminar las especies reactivas del oxígeno (ERO) y prevenir así los daños en el ADN. Estas múltiples características de los mogrósidos del fruto del monje convierten el extracto en un producto muy apreciado. La extracción asistida por ultrasonidos se ha aplicado con éxito para extraer y aislar el mogrósido V de S. grosvenorii (fruta del monje) para su uso nutricional en alimentos y bebidas, así como para productos médicos.

    ¿Cuáles son los principios activos de la fruta del monje?

    La fruta del monje (Siraitia grosvenorii), también conocida como luo han guo, contiene varios principios activos, siendo los principales los mogrósidos. He aquí los principales componentes activos:

    • Mogrósidos: Se trata de un grupo de glucósidos triterpénicos, que son los principales compuestos edulcorantes de la fruta del monje. El más notable de ellos es el mogrósido V, que es el más abundante y dulce de los mogrósidos.
    • Vitaminas: La fruta del monje contiene vitamina C y varias vitaminas del grupo B.
    • Aminoácidos: Contiene varios aminoácidos que contribuyen a su perfil nutricional.
    • Antioxidantes: La fruta del monje es rica en antioxidantes, que ayudan a combatir el estrés oxidativo del organismo.
    • Polisacáridos: Todo ello contribuye a los beneficios generales de la fruta para la salud, incluidas sus posibles propiedades inmunoestimulantes.

    Los mogrósidos, especialmente el mogrósido V, son los responsables del intenso dulzor de la fruta del monje, que puede ser hasta 250 veces más dulce que la sacarosa (azúcar de mesa), pero sin calorías.

    ¿La fruta del monje eleva la glucemia?
    En general, se considera que el edulcorante de fruta de monje es neutro para la insulina, lo que significa que no eleva los niveles de insulina.

    Cero calorías y carbohidratos: El edulcorante de fruta de monje no contiene calorías ni hidratos de carbono, por lo que no eleva los niveles de glucosa en sangre.
    Mogrósidos: Los compuestos dulces de la fruta del monje, principalmente el mogrósido V, se metabolizan de forma diferente al azúcar y no tienen el mismo impacto en los niveles de glucosa e insulina en sangre.
    Estudios e investigación: Las investigaciones han demostrado que el extracto de fruta del monje no afecta significativamente a los niveles de glucosa o insulina en sangre. Esto lo convierte en un edulcorante adecuado para las personas diabéticas o que desean controlar sus niveles de azúcar en sangre.

    Aunque las respuestas individuales a los edulcorantes pueden variar, las pruebas sugieren que el edulcorante de fruta de monje no provoca un pico de insulina y es una alternativa segura para quienes se preocupan por el control del azúcar en sangre.

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