Ekstrakcija stevije brez topila z ultrazvokom

Konvencionalna ekstrakcija sladkih sestavin, kot so stevioglikozidi iz Stevia rebaudiana, uporablja strupena topila. Za pridobitev zdravega, visokokakovostnega živilskega izdelka je potrebna metoda ekstrakcije brez topil. Tehnika ultrazvočne ekstrakcije preprečuje uporabo topil, ki v kratkem času obdelave dosežejo zelo visoke donose ekstrakcije. S tem se ultrazvočna ekstrakcija stevije odlikuje z izjemno učinkovitostjo in prijaznostjo do okolja.

Zdravi izvlečki z ultrazvočno ekstrakcijo

Sladila stevije naj bi bila zdravju koristen izdelek iz listov zelišča Stevia rebaudiana Bertoni in se uporabljajo kot sladilo brez kalorij. Sladkost povzročajo diterpenski glikozidi, ki so približno 300-krat slajši od saharoze.
Vsebnost glikozidov stevije rebaudiana Bertoni je sestavljena iz steviozida (5–10%), rebaudiozida A (2–4%), rebaudiozida C (1–2%), dulkozida A (0,5–1%), rebaudiozida B, rebaudiozida D in rebaudiozida E. Za razliko od drugih glikozidov je za rebaudiano A značilna negrenkoba. Zato je rebaudiana A najbolj ciljna spojina iz listov stevije. Ultrazvočna ekstrakcija pomaga pri ekstrakciji steviozidov in rebaudiozidov visoke čistosti. Ultrazvočna ekstrakcija steviol glikozidov se lahko enostavno izvede v vodi in daje visoke donose pri zelo visoki stopnji ekstrakcije. Razmeroma nizka temperatura ekstrakcije med 60 °C in 80 °C je nežen, tako da se prepreči razgradnja ekstraktov.

Ker je stevija odobrena kot sladilo, se je povpraševanje po naravnem brezkaloričnem nadomestku sladkorja znatno povečalo. Da bi zagotovili zahtevane izdelke stevije, je treba razširiti zmogljivosti komercialne proizvodnje. Ultrazvok je preizkušena metoda za intenziviranje ekstrakcije.

Prednosti ultrazvočne ekstrakcije:

• brez topil, npr. v vodi
• Višji donos
• visoke stopnje ekstrakcije
• prihranek časa
• prihranek stroškov
• Varen
• okolju prijazen
• Serijska ali inline obdelava

Ultrazvočna ekstrakcija stevije: rezultati raziskav

(2016) primerjali različne tehnike ekstrakcije za ekstrakcijo steviozidov in rebaudiozidov. Najvišji izkoristek steviozida je bil dosežen z uporabo ultrazvočne ekstrakcije z UP400S (glej sliko levo) z uporabo vode kot topila, ki je 3,5-krat višja v primerjavi s tradicionalno difuzijsko metodo in 1,5-krat višja od vzorcev stevije. V tej študiji so bili listi stevije (6 g) suspendirani v vodi (180 g) pri 208 ° C v razmerju trdna snov/tekočina 1:30 (m/m). Ultrazvočna ekstrakcija je bila izvedena z uporabo ultrazvočni procesor UP400S (Hielscher GmbH, Nemčija), ki deluje pri frekvenci 400 W in 24 kHz. Za poskuse je raziskovalna skupina Carbonell-Capella nastavila amplitudo na 100%, z neprekinjenim načinom ultrazvočne obdelave. Nameščena je bila titanova sonotroda H22 s premerom 22 mm in dolžino 100 mm, da bi ultrazvočne valove povezali v vzorec. Sonda je bila potopljena v mešanico, ki je vsebovala 6 g listov stevije, suspendiranih v 180 g vode ali etanola/vode (50 %) v stekleni bučki z ozkim vratom (prostornina 1.000 ml). Vzorci so bili potopljeni v hladilno kopel, da bi se izognili segrevanju, ki ga povzroča ultrazvočna obdelava, temperatura pa je bila vedno nižja od 50 °C). Skupni specifični vnos energije (W_Specv kJ/kg) je bila izračunana tako, da se moč generatorja (400 J/s) (moč) pomnoži s skupnim trajanjem obdelave (s), deljenim z maso izdelka (kg). Ultrazvočna energija je bila 178 kJ/kg (za t_MIDVA = 80 sekund)
(prim. Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) so raziskali ekstrakcijo steviol glikozidov skupaj z drugimi funkcionalnimi sestavinami iz listov stevije in ugotovili, da je ultrazvočna ekstrakcija okolju prijazna tehnologija, ki se lahko uporablja za ekstrakcijo funkcionalnih spojin iz listov stevije z bistveno krajšim časom obdelave in manjšo porabo energije v primerjavi s konvencionalno ekstrakcijo.

Liu et al. (2010) so raziskovali ultrazvočno ekstrakcijo skupnih ogljikovih hidratov iz Stevia rebaudiana Bertoni. Da bi povečali donos skupnih ogljikovih hidratov iz Stevia rebaudiana Bertoni, je bila kot vzorci uporabljena stevija tipa LUYU-131. Metodologija odzivne površine (RSM) je bila uporabljena za optimizacijo stanja ekstrakcije z ultrazvokom. Rezultati so pokazali, da so optimalni pogoji ekstrakcije temperatura ekstrakcije 68 ° C, zvočna moč 60 W in čas ekstrakcije 32 min. Z uporabo ekstrakcije z ultrazvokom Donos izvlečkov se je povečal za faktor 1,5 pri nižja temperatura ekstrakcije (68 ° C) in čas ekstrakcije (32 min.) bistveno skrajšan v primerjavi s klasično ekstrakcijo. Analiza komponent surovih izvlečkov je pokazala, da se je relativna količina rebaudiozida A povečala v ultrazvočno podprtih ekstraktih v primerjavi z izvlečki, pridobljenimi s klasičnim postopkom, izvlečki z ultrazvokom pa so imeli boljša kakovost.
Alupului in Lavric (2008) v svoji študiji potrjujeta vrhunsko učinkovitost ultrazvočne ekstrakcije stevije, pri čemer navajata, da ultrazvočno inducirana ekstrakcija steviozidov Stevia rebaudiana povzroči izboljšano produktivnost v primerjavi s konvencionalnim namakanjem za dvesto krat in tudi krajši čas zdravljenja. (prim. Alupului A., Lavric V., 2008)

Ultrazvočna naknadna obdelava steviozidov

Ultrazvok je zanesljiva metoda za mešanje, Mešanje in Homogenizacija, zato se ultrazvočni pogosto uporablja pri oblikovanju in sestavljanju končnega izdelka. Kadar je treba izvleček stevije raztopiti v tekočini, je ultrazvok hitra in učinkovita tehnika za pripravo homogene mešanice – ne glede na viskoznost. Ultrazvočno Raztapljanje omogoča pripravo visoko nasičenih in celo prenasičenih raztopin.

Ultrazvočni sistemi za ekstrakcijo

Hielscherjeva paleta izdelkov vam bo pomagala – ne glede na to, ali želite pridobiti manjše in srednje velike količine za analizo in raziskave ali ekstrahirati v velikem komercialnem proizvodnem obsegu. Naša paleta ultrazvočnih aparatov vključuje Ultrazvočne laboratorijske naprave, Namizni sistemi za R&D in pilotne naprave ter Industrijski ultrazvočni z visoko močjo sistemi z do 16.000 vatov na posamezno enoto, ki jo je mogoče enostavno združiti in zabojnik. Naša široka izbira ultrazvočnih Dodatki kot so Sonotroda, pretočne celice, reaktorji in ojačevalniki, omogočajo optimalno konfiguracijo popolnoma usklajenega sistema za potrebe naših strank.

Naložba

Vse Hielscher ultrazvočne naprave so zgrajene za 24/7 delovanje, kar pomeni, da naša oprema omogoča hitro donosnost naložbe (Roi). Alupului et al. (2009) so med svojo raziskavo ugotovili, da je dejstvo ekonomske upravičenosti ultrazvočne uporabe visoke intenzivnosti kot relativno poceni metoda ne sme biti zanemarjena. Poleg tega Ultrazvočna ekstrakcija je prepričljiva tehnika zaradi svoje enostavna uporaba in pomembne Učinkovitost.