Léisungsmëttelfräi Stevia-Extraktioun mat Ultraschall

Bei der konventioneller Extraktioun vun de séisse Bestanddeeler wéi Stevioglykosiden aus Stevia rebaudiana gi gëfteg Léisungsmëttel benotzt. Fir e gesond, héichwäertegt Liewensmëttelprodukt ze kréien, ass eng léisungsmëttelfräi Extraktiounsmethod néideg. D’Ultraschallextraktiounstechnik vermeit den Asaz vu Léisungsmëttel an erreecht dobäi ganz héich Extraktiounsrendementer an enger kuerzer Veraarbechtungszäit. Doduerch zeechent sech d’Ultraschallextraktioun vu Stevia duerch aussergewéinlech Effizienz an Ëmweltfrëndlechkeet aus.

Gesond Extrakter duerch Ultraschallextraktioun

Stevia-Séissmëttel sollen e gesondheetsfërderlecht Produkt sinn, dat aus de Blieder vun der Krautplanz Stevia rebaudiana Bertoni hiergestallt gëtt, a ginn als kalorief fräit Séissmëttel benotzt. D’Séissheet kënnt vun Diterpenglykosiden, déi ongeféier 300-mol méi séiss si wéi Saccharose.
De Glykosidgehalt vu stevia rebaudiana Bertoni setzt sech aus Steviosid (5–10%), Rebaudiosid A (2–4%), Rebaudiosid C (1–2%), Dulcosid A (0,5–1%), Rebaudiosid B, Rebaudiosid D a Rebaudiosid E zesummen. Am Géigesaz zu deenen anere Glykosiden zeechent sech rebaudiana A doduerch aus, datt et net batter ass. Dofir ass rebaudiana A déi Verbindung aus de Stevia-Blieder, déi am meeschte geziilt extrahéiert gëtt. D’Ultraschallextraktioun ënnerstëtzt d’Extraktioun vu Steviosiden a Rebaudioside mat héijer Rengheet. D’Ultraschallextraktioun vu Steviolglykoside kann einfach am Waasser duerchgefouert ginn a liwwert héich Rendementer bei enger ganz héijer Extraktiounsgeschwindegkeet. Déi relativ niddreg Extraktiounstemperatur tëscht 60°C an 80°C ass schounend, soudatt en Ofbau vun den Extrakter verhënnert gëtt.

Zënter datt Stevia als Séissmëttel zougelooss ass, ass d’Nofro no dësem natierlechen, kaloriefräien Zockerersatz däitlech geklommen. Fir déi gefrote Stevia-Produkter ze liwweren, mussen d’Kapazitéite vun der kommerzieller Produktioun ausgebaut ginn. Ultraschall ass eng bewäert Method fir d’Intensivéierung vun der Extraktioun.

Virdeeler vun der Ultraschallextraktioun:

• léisungsmëttelfräi, z. B. am Waasser
• méi héich Rendementer
• héich Extraktiounsgeschwindegkeeten
• Zäiterspuernis
• Käschtenerspuernis
• sécher
• ëmweltfrëndlech
• Veraarbechtung a Chargen oder am Duerchlaf

Ultraschallextraktioun vu Stevia: Fuerschungsresultater

Carbonell-Capella et al. (2016) hu verschidden Extraktiounstechnike fir d’Extraktioun vu Steviosiden a Rebaudioside verglach. Déi héchst Réckgewënnung vu Steviosid gouf duerch Ultraschallextraktioun mam UP400S (kuckt d’Bild lénks) mat Waasser als Léisungsmëttel erreecht. Si war 3,5-mol méi héich wéi bei der traditioneller Diffusiounsmethod an 1,5-mol méi héich wéi bei gemuelene Stevia-Prouwen. An dëser Etüd goufe Stevia-Blieder (6 g) bei 208C am Waasser (180 g) mat engem Feststoff/Flëssegkeetsverhältnis vun 1:30 (w/w) suspendéiert. D’Ultraschallextraktioun gouf mat engem Ultraschallprozessor UP400S (Hielscher GmbH, Däitschland)duerchgefouert, dee mat 400 W an enger Frequenz vu 24 kHz bedriwwe gouf. Fir d’Experimenter huet d’Fuerschungsekipp vu Carbonell-Capella d’Amplitud op 100% agestallt an e kontinuéierleche Beschallungsmodus benotzt. Eng Titan-Sonotrod H22 mat engem Duerchmiesser vun 22 mm an enger Längt vun 100 mm gouf montéiert, fir d’Ultraschallwellen an d’Prouf anzekoppelen. D’Sond gouf an eng Mëschung agedaucht, déi 6 g Stevia-Blieder enthale huet, déi an 180 g Waasser oder Ethanol/Waasser (50%) an engem Glaskolwe mat enkem Hals (Faassungsverméige vun 1.000 mL) suspendéiert waren. D’Prouwe goufen an e Killbad agedaucht, fir eng duerch d’Beschallung verursaacht Erwiermung ze vermeiden, an d’Temperatur gouf ëmmer ënner 50ºC gehalen). De gesamte spezifeschen Energieandrag (W_spec, a kJ/kg) gouf berechent, andeems d’Generatorleeschtung (400 J/s) (Leeschtung) mat der gesamter Behandlungsdauer (sec) multiplizéiert an duerch d’Produktmass (kg) gedeelt gouf. D’Ultraschallenergie louch bei 178 kJ/kg (fir t_US = 80 sec.)
(vgl. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) hunn d’Extraktioun vu Steviolglykosiden zesumme mat anere funktionelle Bestanddeeler aus Stevia-Blieder ënnersicht a sinn zu der Conclusioun komm, datt d’Ultraschallextraktioun eng ëmweltfrëndlech Technologie ass, déi fir d’Extraktioun vu funktionelle Verbindungen aus Stevia-Blieder mat enger däitlech méi kuerzer Behandlungszäit an engem méi niddregen Energieverbrauch am Verglach mat der konventioneller Extraktioun agesat ka ginn.

Liu et al. (2010) hunn d’Ultraschallextraktioun vun de gesamte Kuelenhydrater aus Stevia rebaudiana Bertoni ënnersicht. Fir de Rendement un de gesamte Kuelenhydrater aus Stevia rebaudiana Bertoni ze maximéieren, gouf Stevia vum Typ LUYU-131 als Prouwematerial benotzt. D’Äntwertuewerflächemethodik (RSM) gouf agesat, fir d’Konditioune vun der ultraschallgestëtzter Extraktioun ze optiméieren. D’Resultater hunn erginn, datt déi optimal Extraktiounsbedéngungen eng Extraktiounstemperatur vun 68°C, eng Schallleeschtung vu 60 W an eng Extraktiounszäit vun 32 min waren. Mat der ultraschallgestëtzter Extraktioun ass de Rendement un Extrakter geklommen ëm de Faktor 1,5 bei der méi niddreger Extraktiounstemperatur (68°C), an d’Extraktiounszäit (32 min.) gouf am Verglach mat där vun der klassescher Extraktioun wesentlech verkierzt. D’Analys vun de Bestanddeeler vun de réien Extrakter huet gewisen, datt de relativen Undeel u Rebaudiosid A an den ultraschallgestëtzten Extrakter am Verglach mat den Extrakter aus dem klassesche Verfare geklommen ass an datt d’ultraschallgestëtzten Extrakter eng besser Qualitéit haten.
Alupului a Lavric (2008) bestätegen an hirer Etüd déi iwwerleeën Effizienz vun der Ultraschallextraktioun vu Stevia a stellen dobäi fest, datt d’ultraschallinduzéiert Extraktioun vu Steviosid aus Stevia rebaudiana zu enger zweehonnertmol méi héijer Produktivitéit am Verglach mam konventionellen Aweechen an och zu enger méi kuerzer Behandlungszäit féiert. (vgl. Alupului A., Lavric V., 2008)

Noveraarbechtung vu Stevioside mat Ultraschall

Ultraschall ass eng zouverlässeg Method fir d’Mëschen, d’Vermëschen an d’Homogeniséieren, dofir gëtt Ultraschall dacks bei der Formuléierung an der Zesummestellung vum Endprodukt agesat. Wann de Stevia-Extrait an enger Flëssegkeet opgeléist muss ginn, ass Ultraschall eng séier an effizient Technik, fir eng homogen Mëschung hierzestellen – onofhängeg vun der Viskositéit. Ultraschallgestëtzt Opléisen erméiglecht d’Hierstelle vun héich gesättegten a souguer iwwersättegte Léisungen.

Ultraschallextraktiounssystemer

D’Produktpalette vun Hielscher bitt Iech déi passend Léisung – egal ob Dir méi kleng a mëttelgrouss Volume fir Analysen a Fuerschung extrahéiere wëllt oder am grousse kommerzielle Produktiounsmoossstaf schaffe wëllt. Eis Produktpalette vun Ultraschallapparater ëmfaasst Ultraschall-Laborapparater, Dëschsystemer fir Fuerschung an Entwécklung a Pilotanlagen souwéi industriell Ultraschall systemer mat héijer Leeschtung a bis zu 16.000 Watt pro Eenzelapparat, déi sech einfach zu Gruppe kombinéieren an a Containere integréiere loossen. Eis grouss Auswiel u Ultraschallaccessoiren wéi Sonotroden, Duerchflosszellen, Reakteren a Boosteren erméiglecht déi optimal Konfiguratioun vun engem System, dee perfekt op d’Bedierfnesser vun eise Clienten ofgestëmmt ass.

Investitioun

All Ultraschallapparater vun Hielscher si fir den 24/7 Betrib ausgeleeën, wat bedeit, datt eis Ausrüstung eng séier Amortiséierung vun der Investitioun (RoI) erméiglecht. Alupului et al. (2009) hunn an hirer Fuerschung festgestallt, datt den Asaz vun héichintensivem Ultraschall als relativ käschtegënschteg Method ekonomesch gerechtfäerdegt ass an datt dës Tatsaach net vernoléissegt däerf ginn. Ausserdeem ass d’Ultraschallextraktioun eng iwwerzeegend Technik wéinst hirer einfacher Uwendung an hirer bedeitender Effizienz.