초음파를 이용한 무용제 스테비아 추출

스테비아 레바우디아나(Stevia rebaudiana)에서 추출한 스테비오글리코사이드(stevioglycosides)와 같은 감미로운 성분의 기존 추출은 독성 용매를 사용합니다. 건강하고 고품질의 식품을 얻기 위해서는 무용제 추출 방법이 필요합니다. 초음파 추출 기술은 용매의 사용을 피하여 짧은 처리 시간에 매우 높은 추출 수율을 달성합니다. 따라서 초음파 스테비아 추출은 뛰어난 효율성과 환경 친화적 인 측면에서 우수합니다.

초음파 추출을 통한 건강한 추출물

스테비아 감미료는 허브 스테비아 레바우디아나 베르토니(Stevia rebaudiana Bertoni)의 잎으로 만든 건강에 유익한 제품으로 알려져 있으며 제로 칼로리 감미료로 사용됩니다. 단맛은 자당보다 약 300배 더 달콤한 디테르펜 배당체에 의해 발생합니다.
스테비아 레바우디아나 베르토니의 배당체 함량은 스테비오사이드(5-10%), 레바우디오사이드 A(2-4%), 레바우디오사이드 C(1-2%), 둘코사이드 A(0.5-1%), 레바우디오사이드 B, 레바우디오사이드 D 및 레바우디오사이드 E로 구성됩니다. 다른 배당체와 달리 rebaudiana A는 쓴맛이 없는 것이 특징입니다. 따라서 rebaudiana A는 스테비아 잎에서 가장 표적이 되는 화합물입니다. 초음파 적출은 고순도의 스테비오사이드와 레바우디오사이드의 추출을 돕습니다. 초음파 추출 의 스테비올 배당체는 물에서 쉽게 수행할 수 있으며 매우 높은 추출 속도로 높은 수율을 제공합니다. 상대적으로 낮은 추출 온도 60°C에서 80°C 사이는 온화하여 추출물의 분해를 방지합니다.

스테비아 잎에서 스테비 오글리코 시드의 초음파 추출은 Hielscher UP100H를 사용하여 수행됩니다. 초음파 처리는 세포를 파괴하고 생체 활성 물질을 방출합니다.

UP100H를 이용한 스테비아 초음파 추출

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Hielscher 초음파 시스템 SonoStation으로 혼합, 분산 또는 균질화 응용 프로그램을 용이하게하십시오. 이 초음파 시스템은 탱크, 교반기, 펌프 및 초음파 발생기로 구성됩니다. 즉각적인 생산을 준비할 수 있는 시스템입니다!

SonoStation – 탱크, 펌프, 교반기 및 초음파기로 구성된 완전한 초음파 처리 설정

스테비아가 감미료로 승인되었기 때문에 천연 설탕, 무칼로리 대체품에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 수요가 있는 스테비아 제품을 공급하기 위해서는 상업적 생산 능력을 확장해야 합니다. 초음파는 다음을 위한 입증된 방법입니다. 추출 강화.

초음파 추출의 장점 :

  • 무용제(예: 물)
  • 더 높은 수율
  • 높은 추출 속도
  • 시간 절약
  • 비용 절감
  • safe
  • environmental-friendly
  • 배치 또는 인라인 처리

초음파 스테비아 추출 : 연구 결과

스테비아 잎에서 스테비오사이드와 레바우디오사이드를 추출하기 위한 초음파 추출기 UP400St.Carbonell-Capella et al. (2016)은 스테비오사이드와 레바우디오사이드 추출을 위한 다양한 추출 기술을 비교했습니다. 스테비오사이드의 가장 높은 회수율은 물을 용매로 사용하여 UP400S(왼쪽 그림 참조)로 초음파 추출을 적용하여 기존 확산 방법에 비해 3.5배 높고 지상 스테비아 샘플보다 1.5배 높습니다. 이 연구에서는 스테비아 잎(6g)을 208C의 물(180g)에 1:30(w/w)의 고체/액체 비율로 부유시켰습니다. 초음파 추출은 를 사용하여 수행되었습니다. 초음파 프로세서 UP400S (Hielscher GmbH, 독일), 400W 및 24kHz 주파수에서 작동합니다. 실험을 위해 Carbonell-Capella의 연구팀은 연속 초음파 처리 모드로 진폭을 100 %로 설정했습니다. 직경이 22mm이고 길이가 100mm인 티타늄 sonotrode H22를 장착하여 초음파를 샘플에 결합했습니다. 프로브를 180g의 물에 현탁된 스테비아 잎 6g 또는 목이 좁은 유리 플라스크(보유 용량 1,000mL)에 에탄올/물(50%)을 포함하는 혼합물에 담갔습니다. 초음파 처리에 의해 유도되는 가열을 피하기 위해 샘플을 냉각 수조에 담그고 온도는 항상 50ºC 미만으로 유지했습니다. 총 비에너지 입력(W사양, kJ/kg 단위)에 발전기 전력(400 J/s)(Power)에 총 처리 시간(sec)을 제품 질량(kg)으로 나눈 값을 곱하여 계산하였다. 초음파 에너지는 178 kJ/kg이었다 (t우리 = 80초)
(Carbonell-Capella et al. 2016 참조)
Sic-Zlabur et al.(2015)은 스테비아 잎에서 다른 기능성 성분과 함께 스테비올 배당체의 추출을 조사한 결과, 초음파 추출이 기존 추출에 비해 훨씬 짧은 처리 시간과 낮은 에너지 소비로 스테비아 잎에서 기능성 화합물을 추출하는 데 사용할 수 있는 환경 친화적인 기술이라는 결론을 내렸습니다.

Liu et al. (2010)은 Stevia rebaudiana Bertoni에서 총 탄수화물의 초음파 추출을 조사했습니다. Stevia rebaudiana Bertoni의 총 탄수화물 수율을 극대화하기 위해 LUYU-131 유형의 스테비아를 샘플로 사용했습니다. RSM(Response Surface Methodology)은 초음파 보조 추출 조건을 최적화하기 위해 사용되었습니다. 그 결과 최적의 추출 조건은 68°C의 추출 온도, 60W의 음파 출력 및 32분의 추출 시간인 것으로 나타났습니다. 초음파 보조 추출을 사용하여 추출물 수율 증가 에서 1.5의 비율로 낮은 추출 온도 (68°C) 및 추출 시간(32분)은 기존 추출에 비해 크게 단축되었습니다. 조잡한 추출물의 성분 분석은 고전적 공정으로 얻은 추출물에 비해 초음파 보조 추출물에서 레바우디오사이드 A의 상대적인 양이 증가했으며 초음파 보조 추출물은 더 나은 품질.
Alupului와 Lavric (2008)은 그들의 연구에서 초음파 스테비아 추출의 우수한 효율성을 확인하면서 스테비아 레바우디아나의 초음파 유도 스테비오사이드 추출이 기존 담그는 것보다 생산성이 200배 향상되고 처리 시간도 단축된다고 밝혔습니다. (참조: Alupului A., Lavric V., 2008)

Steviosides의 초음파 후처리

초음파는 신뢰할 수 있는 혼합 방법입니다. 혼합 and 균질 화, 따라서 초음파는 최종 제품의 배합 및 배합 중에 자주 사용됩니다. 스테비아 추출물을 액체에 용해시켜야 하는 경우 초음파는 균일한 혼합물을 준비하는 빠르고 효율적인 기술입니다 – 점도에 관계없이. 초음파의 dissolving 고도로 포화되고 심지어 과포화된 솔루션을 준비할 수 있습니다.

초음파 추출 시스템

Hielscher의 제품 범위가 당신을 덮습니다 – 분석 및 연구를 위해 중소 규모 볼륨을 추출하거나 대규모 상업 생산 규모로 추출하려는 경우. 당사의 초음파 발생기 제품 범위는 다음과 같습니다. 초음파 실험실 장치, 벤치탑 시스템 R의 경우&D 및 파일럿 플랜트 및 산업용 고출력 초음파 최대 시스템이 있는 시스템 16,000와트 단일 단위당, 쉽게 클러스터링하고 컨테이너화할 수 있습니다. 우리의 광범위한 초음파 선택 부속품 Sonotrode, 플로우 셀, 반응기 및 부스터와 같은 것은 고객의 요구에 완벽하게 맞는 시스템을 최적으로 구성할 수 있습니다.

투자

모든 Hielscher 초음파 장치는 다음을 위해 제작되었습니다. 24/7 작동은 당사 장비가 빠른 투자 수익률(투자 수익). Alupului et al. (2009)는 연구에서 고강도 초음파 적용의 경제적 타당성이 상대적으로 저렴한 비용 방법을 소홀히 해서는 안 됩니다. 더욱이 ultrasonic extraction 그 때문에 설득력있는 기술입니다. 단순 활용 그리고 중요한 efficiency.

스테비아 잎에서 스테비오글리코사이드의 초음파 추출은 Hielscher UP200St를 사용하여 수행됩니다. 초음파 처리는 세포를 파괴하고 스테비오사이드 및 레바우디오사이드와 같은 생체 활성 물질을 방출합니다.

UP200St를 사용한 스테비아의 초음파 추출

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초음파는 레바우디오사이드 A와 같은 스테비오사이드의 추출을 크게 강화합니다.

스테비오사이드의 분자 구조.

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Hielscher SonoStation은 플로우 셀 반응기를 사용하여 중간 규모 배치의 초음파 처리를 쉽게 만듭니다. 소형 SonoStation은 38리터 교반 탱크와 분당 최대 3리터를 하나 또는 두 개의 초음파 플로우 셀 반응기에 공급할 수 있는 조정 가능한 프로그레시브 캐비티 펌프를 결합합니다.

초음파 믹싱 스테이션 - 2 x 2000 와트 균질 화기를 갖춘 SonoStation

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문학 / 참고 문헌


알만한 가치가있는 사실

스테비올 배당체

스테비올 배당체는 스테비아 잎의 달콤한 맛을 담당하는 물질입니다. 이러한 스테비올의 배당체는 디테르펜 화합물입니다. 그들은 카르복실 수소 원자가 포도당 분자로 대체되어 에스테르를 형성하고 포도당과 람노스의 조합을 가진 수산기 수소가 아세탈을 형성하는 스테비올 분자의 화학 구조를 가지고 있습니다.
S. rebaudiana 잎에서 발견되는 스테비올 배당체는 다음과 같습니다(대략적인 중량 백분율 포함).

  • 스테비오사이드(5–10%)
  • 레바우디오사이드 A (2–4%)
  • 레바우디오사이드 C (1–2%)
  • 둘코사이드 A (0.5–1%)
  • 레바우디오사이드 B
  • 레바우디오사이드 D
  • 레바우디오사이드 E

레바우디오사이드 B, 레바우디오사이드 D, 레바우디오사이드 E는 극소량으로만 발견됩니다. 식물에서 추출한 비칼로리 감미료로 사용되는 시판되는 스테비올 배당체 혼합물은 대부분 약 80%의 스테비오사이드, 8%의 레바우디오사이드 A 및 0.6%의 레바우디오사이드 C로 구성됩니다.

Ultrasonic Equipment

Ultrasonic tissue homogenizers are often referred to as probe sonicator/ sonificator, sonic lyser, ultrasound disruptor, ultrasonic grinder, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, cell disrupter, ultrasonic disperser, emulsifier or dissolver. The different terms result from the various applications that can be fulfilled by sonication.

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