מיצוי סטיביה ללא ממסים עם אולטרסאונד

מיצוי קונבנציונאלי של רכיבים מתוקים כגון stevioglycosides מ Stevia rebaudiana משתמש ממיסים רעילים. על מנת לקבל מוצר מזון בריא ואיכותי, נדרשת שיטת מיצוי ללא ממסים. טכניקת המיצוי האולטרסוני מונעת שימוש בממסים ומשיגה תפוקות מיצוי גבוהות מאוד בזמן עיבוד קצר. בכך, מיצוי סטיביה על-קולי מצטיין ביעילות יוצאת דופן ובידידותיות לסביבה.

תמציות בריאות עם מיצוי קולי

ממתיקי סטיביה אמורים להיות מוצר מועיל לבריאות העשוי מעלי עשב הסטיביה רבודיאנה ברטוני ומשמשים כממתיק אפס קלוריות. המתיקות נגרמת על ידי גליקוזידים דיטרפניים שהם מתוקים פי 300 מסוכרוז.
תכולת הגליקוזידים של stevia rebaudiana Bertoni מורכבת מסטביוזיד (5-10%), רבאודיוזיד A (2-4%), רבאודיוזיד C (1-2%), דולקוזיד A (0.5-1%), רבאודיוזיד B, רבאודיוזיד D ורבאודיוסיד E. שלא כמו גליקוזידים אחרים, rebaudiana A מאופיין על ידי אי מרירות. לכן, rebaudiana A הוא התרכובת הממוקדת ביותר מעלי הסטיביה. מיצוי קולי מסייע מיצוי של steviosides ו rebaudiosides של טוהר גבוה. מיצוי קולי של גליקוזידים סטיביול יכול להתבצע בקלות במים נותן תשואות גבוהות בקצב מיצוי גבוה מאוד. היחסית טמפרטורת מיצוי נמוכה בין 60°C ל-80°C הוא עדין, כך שנמנעת פגיעה בתמציות.

מכיוון שהסטיביה מאושרת כממתיק, הביקוש לסוכר טבעי, תחליף נטול קלוריות גדל משמעותית. כדי לספק את מוצרי הסטיביה הנדרשים, יש להרחיב את יכולות הייצור המסחרי. אולטרסאונד היא שיטה מוכחת עבור הגברת מיצוי.

היתרונות של מיצוי קולי:

• ללא ממסים, למשל במים
• תשואות גבוהות יותר
• שיעורי מיצוי גבוהים
• חיסכון בזמן
• חיסכון בעלויות
• כספת
• ידידותי לסביבה
• עיבוד אצווה או עיבוד מוטבע

מיצוי סטיביה קולי: תוצאות המחקר

Carbonell-Capella et al. (2016) השוו טכניקות מיצוי שונות עבור מיצוי של steviosides ו rebaudiosides. ההתאוששות הגבוהה ביותר של stevioside הושגה באמצעות מיצוי קולי עם UP400S (ראה תמונה משמאל) באמצעות מים כממס, להיות גבוה פי 3.5 בהשוואה לשיטת הדיפוזיה המסורתית, ו 1.5 פעמים גבוה יותר מאשר דגימות סטיביה הקרקע. במחקר זה, עלי סטיביה (6 גרם) היו מרחפים במים (180 גרם) בטמפרטורה של 208C ביחס מוצק/נוזל של 1:30 (w/w). מיצוי אולטראסוני בוצע באמצעות מעבד קולי UP400S (Hielscher GmbH, גרמניה)פועל בתדר 400 ואט ו- 24 קילוהרץ., עבור הניסויים, צוות המחקר של Carbonell-Capella קבע את המשרעת על 100%, עם מצב סוניקציה רציפה. סונוטרוד טיטניום H22 בקוטר של 22 מ"מ ובאורך של 100 מ"מ הותקן על מנת להתאים את גלי האולטרסאונד לדגימה. הגשושית הייתה שקועה בתערובת שהכילה 6 גרם עלי סטיביה המרחפים ב-180 גרם מים או אתנול/מים (50%) בבקבוק זכוכית צר צוואר (בעל קיבולת של 1,000 מ"ל). הדגימות הוטבלו באמבט קירור כדי להימנע מחימום המושרה על ידי סוניקציה והטמפרטורה נשמרה תמיד נמוכה מ-50 מעלות צלזיוס). קלט אנרגיה ספציפי כולל (W_{מפרט טכני}ב- kJ/kg) חושב על ידי הכפלת הספק הגנרטור (400 J/s) (הספק) במשך הטיפול הכולל (sec) חלקי מסת המוצר (kg)., אנרגיית האולטרסאונד הייתה של 178 kJ/kg (עבור t_אותנו = 80 שניות.)
(ראה: Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) חקרו את מיצוי גליקוזידים סטיביול יחד עם מרכיבים פונקציונליים אחרים מעלי סטיביה והגיעו למסקנה כי מיצוי קולי הוא טכנולוגיה ידידותית לסביבה אשר עשויה לשמש למיצוי תרכובות פונקציונליות מעלי סטיביה עם זמן טיפול קצר משמעותית וצריכת אנרגיה נמוכה יותר בהשוואה למיצוי קונבנציונלי.

Liu et al. (2010) חקרו את מיצוי קולי של סך הפחמימות מ Stevia rebaudiana Bertoni. על מנת למקסם את התשואה של סך הפחמימות מ Stevia rebaudiana Bertoni, סטיביה מסוג LUYU-131 שימש דגימות. מתודולוגיית משטח התגובה (RSM) שימשה כדי לייעל את מצב השאיבה בעזרת אולטרסאונד. התוצאות הצביעו על כך שתנאי החילוץ האופטימליים היו טמפרטורת מיצוי של 68 מעלות צלזיוס, הספק קולי של 60 ואט וזמן חילוץ של 32 דקות. באמצעות מיצוי בעזרת אולטרסאונד, תפוקת התמציות גדלה בפקטור של 1.5 ב טמפרטורת מיצוי נמוכה יותר (68°C) וזמן החילוץ (32 דקות) התקצר משמעותית בהשוואה לזה של מיצוי קלאסי. ניתוח המרכיבים של תמציות גולמיות העלה כי הכמות היחסית של רבאודיוזיד A גדלה בתמציות בעזרת אולטרסאונד בהשוואה לתמציות שהתקבלו בתהליך קלאסי, ולתמציות בסיוע אולטרסאונד היו איכות טובה יותר.
Alupului and Lavric (2008) מאשרים במחקרם את היעילות המעולה של מיצוי סטיביה קולי, וקובעים כי מיצוי סטיבוזיד המושרה באולטרסאונד של Stevia rebaudiana מביא לשיפור הפרודוקטיביות על פני השריה קונבנציונלית פי מאתיים וגם זמן טיפול קצר יותר. (ראה: Alupului A., Lavric V., 2008)

עיבוד קולי לאחר עיבוד של steviosides

אולטרסאונד היא שיטה אמינה לערבוב, מיזוג ו הומוגניזציהלכן קולי משמש לעתים קרובות במהלך ניסוח והרכבה של המוצר הסופי., כאשר תמצית סטיביה צריך להיות מומס בנוזל, אולטרסאונד היא טכניקה מהירה ויעילה להכנת תערובת הומוגנית – ללא קשר לצמיגות. קולי התמוססות מאפשר הכנת פתרונות רוויים מאוד ואפילו רוויים מדי.

מערכות חילוץ אולטראסוניות

מגוון המוצרים של Hielscher מכסה אותך – בין אם ברצונך לחלץ נפחים קטנים ובינוניים לצורך ניתוח ומחקר או לחלץ בקנה מידה מסחרי גדול. מגוון המוצרים שלנו של ultrasonicators כולל: מכשירי מעבדה אולטראסוניים, מערכות ספסל עליון עבור R&D ומפעלי פיילוט וכן אולטרסאונד תעשייתי בעוצמה גבוהה מערכות עם עד 16,000 וואט לכל יחידה בודדת, שניתן לקבץ ולהקים בקלות מיכל. המבחר הרחב שלנו של קולי עזרים כגון סונוטרודה, תאי זרימה, כורים ומאיצים מאפשרים תצורה אופטימלית של המערכת המותאמת באופן מושלם לצרכי הלקוח שלנו.

השקעה

כל המכשירים קוליים Hielscher בנויים עבור 24/7 תפעול, כלומר הציוד שלנו מאפשר החזר השקעה מהיר (רועי). Alupului et al. (2009) מצאו במהלך המחקר שלהם כי העובדה של ההצדקה הכלכלית של יישום אולטרסאונד בעוצמה גבוהה כמו יחסית עלות נמוכה השיטה לא להזניח. בנוסף מיצוי קולי היא טכניקה משכנעת בשל שלה ניצול פשוט ומשמעותי יעילות.