Экстракция стевии без растворителей с ультразвуком

При традиционной экстракции сладких компонентов, таких как стевиогликозиды из Stevia rebaudiana, используются токсичные растворители. Для того, чтобы получить полезный, высококачественный пищевой продукт, требуется метод экстракции без растворителей. Метод ультразвуковой экстракции позволяет избежать использования растворителей, достигая очень высокого выхода экстракции за короткое время обработки. Таким образом, ультразвуковая экстракция стевией отличается выдающейся эффективностью и экологичностью.

Полезные экстракты с помощью ультразвуковой экстракции

Подсластители из стевии считаются полезным для здоровья продуктом, изготовленным из листьев травы Stevia rebaudiana Bertoni и используются в качестве подсластителя с нулевой калорийностью. Сладость обусловлена дитерпеновыми гликозидами, которые примерно в 300 раз слаще сахарозы.
Содержание гликозидов в стевии rebaudiana Bertoni состоит из стевиозида (5–10%), ребаудиозида А (2–4%), ребаудиозида С (1–2%), дулькозида А (0,5–1%), ребаудиозида В, ребаудиозида D и ребаудиозида Е. В отличие от других гликозидов, ребаудиана А характеризуется отсутствием горечи. Таким образом, ребаудиана А является наиболее целенаправленным соединением из листьев стевии. Ультразвуковая экстракция способствует экстракции стевиозидов и ребаудиозидов высокой чистоты. ультразвуковая экстракция стевиолгликозидов легко выносятся в воде и дают высокие выходы при очень высокой скорости экстракции. Относительно низкая температура экстракции при температуре от 60°C до 80°C является щадящим, чтобы предотвратить деградацию экстрактов.

Поскольку стевия одобрена в качестве подсластителя, спрос на натуральный сахар, не содержащий калорий, значительно увеличился. Для обеспечения востребованной продукцией из стевии необходимо расширять мощности товарного производства. УЗИ – проверенный метод для интенсификация экстракции.

Преимущества ультразвуковой экстракции:

• не содержит растворителей, например, в воде
• Более высокая урожайность
• высокая скорость экстракции
• Экономия времени
• Экономия средств
• Безопасный
• экологичность
• периодическая или поточная обработка

Ультразвуковая экстракция стевией: результаты исследований

Carbonell-Capella et al. (2016) сравнили различные методы экстракции для экстракции стевиозидов и ребаудиозидов. Наибольшее извлечение стевиозида было получено при ультразвуковой экстракции с помощью UP400S (см. рисунок слева) с использованием воды в качестве растворителя, что в 3,5 раза выше по сравнению с традиционным методом диффузии и в 1,5 раза выше, чем у молотых образцов стевии. В этом исследовании листья стевии (6 г) были суспензированы в воде (180 г) при температуре 208 °C при соотношении твердое и жидкое вещество 1:30 (по массе). Ультразвуковая экстракция проводилась с помощью ультразвуковой процессор UP400S (Hielscher GmbH, Германия), работающий на частоте 400 Вт и 24 кГц. Для экспериментов исследовательская группа Carbonell-Capella установила амплитуду на уровне 100% с непрерывным режимом ультразвуковой обработки. Титановый сонотрод H22 диаметром 22 мм и длиной 100 мм был смонтирован для того, чтобы связать ультразвуковые волны с образцом. Зонд погружали в смесь, содержащую 6 г листьев стевии, взвешенных в 180 г воды или этанола/воды (50%) в стеклянной колбе с узким горлышком (емкость 1000 мл). Образцы погружали в охлаждающую ванну, чтобы избежать нагрева, вызванного ультразвуком, и температуру всегда поддерживали ниже 50ºC). Общая удельная потребляемая энергия (Вт_{спекуляция}, в кДж/кг) рассчитывали путем умножения мощности генератора (400 Дж/с) (мощность) на общую продолжительность обработки (сек), деленную на массу продукта (кг). Энергия ультразвука составила 178 кДж/кг (для t_НАС = 80 сек.)
(ср. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) исследовали экстракцию стевиолгликозидов вместе с другими функциональными ингредиентами из листьев стевии и пришли к выводу, что ультразвуковая экстракция является экологически чистой технологией, которая может быть использована для извлечения функциональных соединений из листьев стевии со значительно более коротким временем обработки и меньшим потреблением энергии по сравнению с обычной экстракцией.

Liu et al. (2010) исследовали ультразвуковую экстракцию общего количества углеводов из Stevia rebaudiana Bertoni. Для того, чтобы максимизировать выход общих углеводов из Stevia rebaudiana Bertoni, в качестве образцов использовали стевию типа LUYU-131. Методология поверхности отклика (RSM) была использована для оптимизации условий экстракции с помощью ультразвука. Результаты показали, что оптимальными условиями экстракции были температура экстракции 68°C, звуковая мощность 60 Вт и время экстракции 32 минуты. С помощью экстракции с помощью ультразвука Выход экстрактов увеличился в 1,5 раза при более низкая температура экстракции (68°C) и время экстракции (32 мин.) значительно сокращены по сравнению с классической экстракцией. Компонентный анализ сырых экстрактов показал, что относительное количество ребаудиозида А увеличивалось в экстрактах, полученных ультразвуком, по сравнению с экстрактами, полученными классическим способом, а экстракты с ультразвуковым сопровождением Лучшее качество.
Алупулуи и Лаврик (2008) подтверждают в своем исследовании превосходную эффективность ультразвуковой экстракции стевии, утверждая, что индуцированная ультразвуком экстракция стевиозида Stevia rebaudiana приводит к повышению производительности по сравнению с традиционным замачиванием в 200 раз, а также к сокращению времени обработки. (ср. Алупулуй А., Лаврик В., 2008)

Ультразвуковая постобработка стевиозидов

УЗИ – надежный метод перемешивания, смешивание и Гомогенизация, поэтому ультразвук часто используется при составлении рецептуры и компаундировании конечного продукта. Когда экстракт стевии необходимо растворить в жидкости, ультразвук является быстрым и эффективным методом приготовления однородной смеси – вне зависимости от вязкости. Ультразвуковой растворение позволяет готовить высоконасыщенные и даже перенасыщенные растворы.

Ультразвуковые системы экстракции

Ассортимент продукции Hielscher поможет вам – Независимо от того, хотите ли вы добывать небольшие и средние объемы для анализа и исследований или добывать в больших коммерческих масштабах. Наш ассортимент ультразвуковых аппаратов включает в себя Ультразвуковые лабораторные аппараты, Настольные системы для R&D и пилотные установки, а также Промышленный ультразвуковой аппарат большой мощности системы с возможностью установки до 16 000 Вт на одну единицу, которую можно легко кластеризовать и контейнеризировать. Наш широкий выбор ультразвуковых приборов Принадлежности Такие как сонотрод, проточные ячейки, реакторы и бустеры позволяют оптимально настроить систему, идеально подходящую для нужд наших клиентов.

Инвестиция

Все ультразвуковые приборы Hielscher созданы для 24/7 Это означает, что наше оборудование обеспечивает быструю окупаемость инвестиций (Окупаемость инвестиций). Alupului et al. (2009) в ходе своих исследований установили, что факт экономического обоснования применения ультразвука высокой интенсивности как относительно дешёвый Не стоит пренебрегать методом. Кроме того ультразвуковая экстракция является убедительной техникой благодаря своей простое использование и значительный Эффективность.