Extração de Stevia sem solventes com ultra-sons

A extração convencional dos componentes doces, como os estevioglicosídeos da Stevia rebaudiana, utiliza solventes tóxicos. A fim de obter um produto alimentar saudável e de alta qualidade, é necessário um método de extração sem solventes. A técnica de extração ultra-sônica evita o uso de solventes alcançando rendimentos de extração muito elevados em um curto tempo de processamento. Assim, a extração ultra-sónica de estévia destaca-se pela sua excelente eficiência e respeito pelo ambiente.

Extractos saudáveis com extração por ultra-sons

Os edulcorantes de estévia são supostamente um produto benéfico para a saúde feito a partir das folhas da erva Stevia rebaudiana Bertoni e são utilizados como um edulcorante sem calorias. A doçura é causada por glicosídeos diterpénicos que são aproximadamente 300 vezes mais doces do que a sacarose.
O teor de glicosídeos da estévia rebaudiana Bertoni é composto por esteviosídeo (5-10%), rebaudiosídeo A (2-4%), rebaudiosídeo C (1-2%), dulcosídeo A (0,5-1%), rebaudiosídeo B, rebaudiosídeo D e rebaudiosídeo E. Ao contrário dos outros glicosídeos, o rebaudiana A é caracterizado por não ser amargo. Por conseguinte, a rebaudiana A é o composto mais visado das folhas de estévia. A extração ultra-sónica auxilia a extração de esteviosídeos e rebaudiosídeos de alta pureza. Extração por ultra-sons de glicosídeos de esteviol pode ser facilmente realizada em água e dá rendimentos elevados a uma taxa de extração muito elevada. A relativamente baixa temperatura de extração entre 60°C e 80°C é suave, de modo a evitar a degradação dos extractos.

Desde que a estévia foi aprovada como adoçante, a procura de açúcar natural, substituto sem calorias, aumentou significativamente. Para fornecer os produtos de estévia procurados, as capacidades de produção comercial devem ser alargadas. Os ultra-sons são um método comprovado para intensificação da extração.

Vantagens da extração por ultra-sons:

• sem solventes, por exemplo, em água
• rendimentos mais elevados
• taxas de extração elevadas
• poupança de tempo
• poupança de custos
• seguro
• Amigo do ambiente
• processamento em lote ou em linha

Extração ultra-sónica de Stevia: Resultados da pesquisa

Carbonell-Capella et al. (2016) compararam várias técnicas de extração para a extração de esteviosídeos e rebaudiosídeos. A maior recuperação de esteviosídeo foi obtida aplicando extração ultra-sônica com o UP400S (ver imagem à esquerda) usando água como solvente, sendo 3,5 vezes maior em comparação com o método de difusão tradicional, e 1,5 vezes maior do que as amostras de Stevia moída. Neste estudo, as folhas de estévia (6 g) foram suspensas em água (180 g) a 208C a uma proporção sólido/líquido de 1:30 (w/w). A extração ultra-sónica foi realizada utilizando um processador ultrassónico UP400S (Hielscher GmbH, Alemanha)operando a 400 W e 24 kHz de frequência. Para as experiências, a equipa de investigação da Carbonell-Capella definiu a amplitude em 100%, com um modo de sonicação contínua. Um sonotrodo de titânio H22 com um diâmetro de 22 mm e um comprimento de 100 mm foi montado de modo a acoplar as ondas de ultra-sons na amostra. A sonda foi submersa numa mistura contendo 6 g de folhas de Stevia suspensas em 180 g de água ou etanol/água (50%) num balão de vidro de gargalo estreito (capacidade de retenção de 1.000 mL). As amostras foram imersas num banho de arrefecimento para evitar o aquecimento induzido pela sonicação e a temperatura foi mantida sempre inferior a 50ºC). O consumo total de energia específica (W_{especificação}em kJ/kg) foi calculada multiplicando a potência do gerador (400 J/s) (Potência) pela duração total do tratamento (seg) dividida pela massa do produto (kg). A energia dos ultra-sons foi de 178 kJ/kg (para t_EUA = 80 seg.)
(cf. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) investigaram a extração de glicosídeos de esteviol juntamente com outros ingredientes funcionais de folhas de Stevia e concluíram que a extração ultra-sônica é uma tecnologia ambientalmente amigável que pode ser usada para a extração de compostos funcionais de folhas de Stevia com um tempo de tratamento significativamente menor e menor consumo de energia em comparação com a extração convencional.

Liu et al. (2010) investigaram a extração ultra-sónica de hidratos de carbono totais de Stevia rebaudiana Bertoni. A fim de maximizar o rendimento de carboidratos totais de Stevia rebaudiana Bertoni, stevia do tipo LUYU-131 foi usado como amostras. A metodologia de superfície de resposta (RSM) foi utilizada para otimizar a condição de extração assistida por ultra-sons. Os resultados indicaram que as condições óptimas de extração eram uma temperatura de extração de 68°C, uma potência sónica de 60 W e um tempo de extração de 32 min. Utilizando a extração assistida por ultra-sons, o o rendimento dos extractos aumentou por um fator de 1,5 no temperatura de extração mais baixa (68°C) e o tempo de extração (32 min.) foi substancialmente reduzido em comparação com o da extração clássica. A análise dos componentes dos extractos brutos revelou que a quantidade relativa de rebaudiosídeo A aumentou nos extractos assistidos por ultra-sons em comparação com os extractos obtidos pelo processo clássico, e os extractos assistidos por ultra-sons tinham melhor qualidade.
Alupului e Lavric (2008) confirmam em seu estudo a eficiência superior da extração de estévia ultra-sônica afirmando que a extração de esteviosídeo induzida por ultrassom de Stevia rebaudiana resulta em produtividade melhorada em relação à imersão convencional por duzentas vezes e também um menor tempo de tratamento. (cf. Alupului A., Lavric V., 2008)

Pós-processamento ultrassónico de esteviosídeos

Os ultra-sons são um método fiável de mistura, mistura e HomogeneizaçãoPor conseguinte, o ultrassom é frequentemente utilizado durante a formulação e a composição do produto final. Quando o extrato de estévia tem de ser dissolvido num líquido, os ultra-sons são uma técnica rápida e eficiente para preparar uma mistura homogénea – independentemente da viscosidade. Ultrassónico Dissolução permite a preparação de soluções altamente saturadas e mesmo sobre-saturadas.

Sistemas de extração por ultra-sons

A gama de produtos da Hielscher dá-lhe cobertura – quer pretenda extrair volumes mais pequenos e médios para análise e investigação, quer pretenda extrair em grande escala de produção comercial. A nossa gama de produtos de ultra-sons inclui aparelhos ultra-sónicos de laboratório, sistemas de bancada para R&D e instalações-piloto, bem como ultra-sons industriais de alta potência sistemas com até 16.000 watts por unidade única, que pode ser facilmente agrupada e contentorizada. A nossa vasta seleção de equipamentos de ultra-sons acessórios tais como sonotrodos, células de fluxo, reactores e boosters permitem a configuração óptima do sistema perfeitamente adequado às necessidades dos nossos clientes.

Investimento

Todos os aparelhos ultra-sónicos Hielscher são construídos para 24/7 o que significa que o nosso equipamento permite um rápido retorno do investimento (RdI). Alupului et al. (2009) descobriram, durante a sua investigação, que o facto da justificação económica da aplicação de ultra-sons de alta intensidade como um método relativamente de baixo custo não deve ser negligenciado. Além disso, Extração por ultra-sons é uma técnica convincente devido à sua utilização simples e significativo eficiência.