Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

Estrazione della Stevia Senza l’Utilizzo di Solventi grazie all’Utilizzo degli Ultrasuoni

  • Generalmente la tradizionale estrazione dei componenti dolci, come i glicosidi steviolici, dalla Stevia Rebaudiana necessita l’utilizzo di solventi tossici.
  • Per ottenere un prodotto non solo buona ma soprattutto anche sano è necessario un metodo di estrazione che non comporti l’uso di solventi tossici.
  • La tecnica di estrazione attraverso l’implementazione di ultrasuoni evita l'uso di solventi, permettendo così di ottenere risultati di qualità elevata.

Estratti Sani Grazie al Metodo di Estrazione ad Ultrasuoni

Il dolcificante a base di stevia dovrebbe presentarsi come un prodotto sano e naturale estratto dalle foglie della Stevia Rebaudiana Bertoni e utilizzato come dolcificante privo di calorie. La dolcezza del dolcificante a base di stevia è dovuta alla concentrazione di glicoside diterpenico che è circa 300 volte più dolce del saccarosio.
Il contenuto del glicoside della Stevia Rebaudiana Bertoni è composto da: stevioside (5 – 10%), rebaudioside A (2-4%), rebaudioside C (1 – 2%), dulcoside A (0,5 – 1%), rebaudioside B, rebaudioside D e rebaudioside E. A differenza degli altri glicosidi, la Rebaudiana A si caratterizza per la sua totale assenza di amarezza. Pertanto, la Rebaudiana A è il composto più ambito delle foglie di stevia. L’estrazione attraverso l’implementazione degli ultrasuoni consente l'estrazione di steviosidi e rebaudiosidi di elevata qualità e purezza. L' estrazione ad ultrasuoni di glicosidi steviolici può essere facilmente eseguita in acqua e permette rese davvero elevate. Inoltre grazie alla bassa temperatura di estrazione , compresa tra i 60°C e gli 80°C, si evita qualsiasi tipo di danneggiamento degli estratti di stevia.

Estrazione ad ultrasuoni di Stevia

Da quando la stevia è stata approvata come dolcificante, la domanda per dello zucchero naturale e privo di calorie è aumentata notevolmente. Per soddisfare dunque la domanda in crescita è opportuno e necessario espandere la produzione commerciale. L'ultrasuono è un metodo comprovato per la intensificazione di estrazione.

Vantaggi dell'estrazione della stevia tramite l’utilizzo degli ultrasuoni:

  • Privo di solventi , (implementazione dell’acqua)
  • Rendimenti più elevati
  • Migliore qualità del prodotto ottenuto
  • Risparmio di tempo
  • Risparmio di costi
  • Sicuro
  • Rispettoso dell'ambiente
  • Batch o elaborazione in linea

Estrazione della Stevia ad Ultrasuoni: Risultati della Ricerca

Liu et al (2010) ha studiato l'estrazione ad ultrasuoni di tutti i carboidrati dalla Stevia Rebaudiana Bertoni servendosi del dispositivo ad ultrasuoni di Hielscher UP400S. Al fine di massimizzare il rendimento dei carboidrati totali da Stevia rebaudiana Bertoni, è stata utilizzata come campione la stevia del tipo LUYU-131. Per ottimizzare il processo di estrazione ad ultrasuoni è stata impiegata la metodologia di superficie di risposta (RSM). I risultati hanno dimostrato che le condizioni ottimali per l’estrazione dei componenti della stevia erano date da una temperatura di estrazione pari a 68° C, una potenza ultrasonica di 60 W e un tempo di estrazione di 32 min. Utilizzando gli ultrasuoni per l’estrazione dei componenti della stevia alle condizioni appena descritte, si è notato che il rendimento è aumentato del 1,5% rispetto al metodo di estrazione tradizionale ( temperatura di estrazione bassa (68°C) e più breve (32 min)). Dall’analisi dei prodotti ottenuti si è evinto che la quantità di Rebaudiana A presente è maggiore rispetto alla quantità riscontrata nei prodotti ottenuti con il metodo di estrazione tradizionale e inoltre risulta essere anche di qualità superiore.

Post-Elaborazione ad Ultrasuoni degli Steviosidi

E’ ormai risaputo che gli ultrasuoni sono un metodo sicuro e affidabile per la miscelazione e l'omogeneizzazionedi composti pertanto sono ampiamente impiegati sia durante la formulazione che la composizione del prodotto finale. Quando l'estratto di stevia deve essere disciolto in un liquido, gli ultrasuoni rappresentano una tecnica veloce ed efficiente per preparare una miscela omogenea – indipendentemente dalla viscosità. La dissoluzione mediante l’utilizzo di ultrasuoni permette di preparare soluzioni altamente sature e persino più che sature.

Sistemi di Estrazione ad Ultrasuoni

Grazie alla sua ampia gamma di prodotti, Hielscher è in grado di soddisfare tutti i suoi clienti nonostante le loro diverse necessità poiché è in grado di offrire sia macchinari adatti all’estrazione – di volumi di piccole o di medie dimensioni per analisi e ricerche di laboratori, sia macchinari per la produzione commerciale su larga scala. La gamma di prodotti Hieslcher include dispositivi ad ultrasuoni lab, sistemi di banco per R&D e impianti pilota come ad esempio impianti ad ultrasuoni industriali ad alta potenza che permettono il raggiungimento di addirittura 16.000 watt per ogni singola unità, e inoltre possono poi essere facilmente raggruppati e containerizzati. Grazie alla vasta selezione di Accessori per ultrasuoni che Hielscher propone, come ad esempio il sonotrodo, il booster, i reattori e le celle di flusso, permette una configurazione ottimale del sistema perfettamente corrispondente alle esigenze del cliente.

Investimento

Tutti i dispositivi ad ultrasuoni Hielscher sono costruiti per operare 24 ore su 24, 7 giorni su 7 pertanto permettono un veloce ritorno sull'investimento sostenuto (rapido RoI). Alupului et al (2009) grazie alle loro ricerche hanno verificato che non si può non considerare il metodo ad estrazione ad ultrasuoni come un metodo ad alta intensità ma alla fine economico e basso costo . Inoltre la tecnica di estrazione ad ultrasuoni ultrasuoni appare convincente in quanto di semplice utilizzo e significativa efficienza.

Hielscher Ultrasonics' SonoStation is an easy-to-use ultrasonic setup for production scale. (Click to enlarge!)

SonoStation – un sistema ad ultrasuoni con 2 ultrasuoni 2x 2kW, serbatoio e pompa mescolati – è un sistema di estrazione facile da usare.

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Gli ultrasuoni intensificano in modo significativo l'estrazione di steviosidi come il rebaudioside A.

Struttura molecolare dello stevioside

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Letteratura/riferimenti

  • Liu, Jie; Li, Jin-Wei; Tang, Jian (2010): Estrazione ad ultrasuoni di carboidrati totali dalla Stevia rebaudiana Bertoni e identificazione degli estratti. Trasformazione di alimenti e bioprodotti 88/ 2-3, 2010. 215-221.
  • Toboc, Ani (Alupului); Lavric, Vasile (2012): Modellazione della rete neurale artificiale di ultrasuoni ed estrazione a microonde di costituenti bioattivi da piante medicinali. Revista Chimica 63/7, 2012. 743-748.
  • Wang L.; Weller C.L. (2006): Recenti progressi nell'estrazione di nutraceutici dalle piante. Tendenze nelle scienze e tecnologie alimentari 17, 2006. 300-312.
  • Žlabur, Jana Šic; Voća, Sandra; Dobričević, Nadica; Brnčić, Mladen; Dujmić, Filip; Karlović, Sven (2012): Possibilità di utilizzare la tecnologia a ultrasuoni ad alta intensità con Stevia - una recensione. Rivista croata di tecnologia alimentare, biotecnologia e nutrizione 7, 2012. 152-158.


Particolarità / Cose da sapere

Steviol Glycosides

I glicosidi steviolici sono le sostanze responsabili del sapore dolce delle foglie di stevia. Questi glicosidi dello steviolo sono composti del diterpene. Hanno la struttura chimica di una molecola di steviolo dove il suo atomo di idrogeno carbossile è sostituito da una molecola di glucosio per formare un estere, e un idrossigeno idrossile con combinazioni di glucosio e ramnosio per formare un acetale.
I glicosidi steviolici che si trovano nelle foglie di S. rebaudiana includono (con una percentuale di peso circa):

  • Stevioside (5-10%)
  • Rebaudioside A (2-4%)
  • Rebaudioside C (1-2%)
  • Dulcoside A (0,5-1%)
  • Rebaudioside B
  • Rebaudioside D
  • Rebaudioside E

Rebaudioside B, rebaudioside D, rebaudioside E si trovano solo in quantità minime. La miscela di glicoside steviolicoside steviolica disponibile in commercio utilizzata come dolcificante non calorico estratto dalla pianta è composta per lo più da circa l'80% di stevioside, 8% di rebaudioside A e 0,6% di rebaudioside C.

Apparecchiature ad ultrasuoni

Gli omogeneizzatori di tessuto ad ultrasuoni sono spesso indicati come sonda sonicator/ sonificatore, lyser sonico, ecografo, ultrasuoni, macinatore ad ultrasuoni, sono-ruptore, sonificatore, dismembratore sonico, distruttore cellulare, dispersore ad ultrasuoni, emulsionante o dissolvente. I diversi termini derivano dalle varie applicazioni che possono essere soddisfatte dalla sonicazione.