Екстракција стевије без растварача ултразвуком

Конвенционална екстракција слатких компоненти као што су стевиогликозиди из Стевиа ребаудиана користи токсичне раствараче. Да би се добио здрав, квалитетан прехрамбени производ, потребна је метода екстракције без растварача. Техника ултразвучне екстракције избегава употребу растварача чиме се постижу веома високи приноси екстракције за кратко време обраде. Због тога се ултразвучна екстракција стевије истиче изузетном ефикасношћу и еколошком прихватљивошћу.

Здрави екстракти са ултразвучном екстракцијом

Заслађивачи од стевије би требало да буду здравствени производи који се праве од листова биљке Стевиа ребаудиана Бертони и користе се као заслађивач без калорија. Слаткост је узрокована дитерпенским гликозидима који је цца. 300 пута слађи од сахарозе.
Садржај гликозида у стевиа ребаудиана Бертони се састоји од стевиозида (5–10%), ребаудиозида А (2–4%), ребаудиозида Ц (1–2%), дулкозида А (0,5–1%), ребаудиозида Б, ребаудиозида Д , и ребаудиозид Е. За разлику од других гликозида, ребаудиана А се одликује својом негорчином. Стога је ребаудиана А најциљаније једињење из листова стевије. Ултразвучна екстракција помаже екстракцију стевиозида и ребаудиозида високе чистоће. ултразвучна екстракција стевиол гликозида могу се лако спровести у води и дају високе приносе уз веома високу брзину екстракције. Релативно ниска температура екстракције између 60°Ц и 80°Ц је нежна, тако да је спречена деградација екстраката.

Пошто је стевија одобрена као заслађивач, потражња за природним шећером, заменом без калорија значајно се повећала. Да би се обезбедили тражени производи од стевије, потребно је проширити капацитете комерцијалне производње. Ултразвук је доказана метода за интензивирање екстракције.

Предности ултразвучне екстракције:

• без растварача, нпр. у води
• већи приноси
• високе стопе екстракције
• штеди време
• уштеда трошкова
• Сафе
• еколошки
• групна или инлине обрада

Ултразвучна екстракција стевије: резултати истраживања

Царбонелл-Цапелла ет ал. (2016) упоредили су различите технике екстракције за екстракцију стевиозида и ребаудиозида. Највећи опоравак стевиозида је постигнут применом ултразвучне екстракције са УП400С (види слику лево) коришћењем воде као растварача, што је 3,5 пута веће у поређењу са традиционалном методом дифузије и 1,5 пута веће од млевених узорака стевије. У овој студији, листови стевије (6 г) су суспендовани у води (180 г) на 208°Ц у односу чврста/течност од 1:30 (в/в). Ултразвучна екстракција је изведена коришћењем ултразвучни процесор УП400С (Хиелсцхер ГмбХ, Немачка), који ради на 400 В и фреквенцији од 24 кХз. За експерименте, истраживачки тим компаније Царбонелл-Цапелла је поставио амплитуду на 100%, уз континуирани режим соникације. Монтирана је титанијумска сонотрода Х22 пречника 22 мм и дужине 100 мм како би се ултразвучни таласи упарили у узорак. Сонда је потопљена у смешу која садржи 6 г листова стевије суспендованих у 180 г воде или етанола/воде (50%) у стакленој тиквици са уским грлом (капацитет 1.000 мЛ). Узорци су уроњени у расхладно купатило да би се избегло загревање изазвано ултразвуком, а температура је увек била нижа од 50ºЦ). Укупан специфични енергетски унос (В_спец, у кЈ/кг) израчунато је множењем снаге генератора (400 Ј/с) (снага) са укупним трајањем третмана (сек) подељено са масом производа (кг). Енергија ултразвука била је 178 кЈ/кг (за т_УС = 80 сек.)
(уп. Царбонелл-Цапелла ет ал. 2016)
Сиц-Злабур и сар., (2015) су истраживали екстракцију стевиол гликозида заједно са другим функционалним састојцима из листова стевије и закључили да је ултразвучна екстракција еколошки прихватљива технологија која се може користити за екстракцију функционалних једињења из листова стевије са знатно краће време третмана и мања потрошња енергије у поређењу са конвенционалном екстракцијом.

Лиу ет ал. (2010) су истраживали ултразвучну екстракцију укупних угљених хидрата из Стевиа ребаудиана Бертони. Да би се максимизирао принос укупних угљених хидрата из Стевиа ребаудиана Бертони, као узорци је коришћена стевија типа ЛУИУ-131. Методологија површине одговора (РСМ) је коришћена да се оптимизује стање екстракције уз помоћ ултразвука. Резултати су показали да су оптимални услови екстракције били температура екстракције од 68°Ц, звучна снага од 60 В и време екстракције од 32 мин. Користећи екстракцију уз помоћ ултразвука, повећан принос екстраката са фактором од 1,5 на нижа температура екстракције (68°Ц) и време екстракције (32 мин.) знатно скраћено у поређењу са класичном екстракцијом. Анализа компоненти сирових екстраката је открила да се релативна количина ребаудиозида А повећала у екстрактима потпомогнутим ултразвуком у поређењу са екстрактима добијеним класичним поступком, а екстракти потпомогнути ултразвуком су имали бољи квалитет.
Алупулуи и Лавриц (2008) потврђују у својој студији супериорну ефикасност ултразвучне екстракције стевије, наводећи да ултразвучно индукована екстракција стевиозида Стевиа ребаудиана доводи до побољшане продуктивности у односу на конвенционално намакање за две стотине пута и такође краће време третмана. (уп. Алупулуи А., Лаврић В., 2008)

Ултразвучна накнадна обрада стевиозида

Ултразвук је поуздан метод за мешање, блендинг и Хомогенизирање, стога се ултразвук често користи током формулисања и мешања финалног производа. Када екстракт стевије треба да се раствори у течности, ултразвук је брза и ефикасна техника за припрему хомогене мешавине – без обзира на вискозитет. Ултрасониц Растварање омогућава припрему високо засићених, па чак и презасићених раствора.

Ултразвучни системи за екстракцију

Хиелсцхер-ов асортиман производа ће вас покрити – било да желите да издвојите мање и средње количине за анализу и истраживање или да екстрахујете у великој комерцијалној производњи. Наш асортиман ултразвучних апарата укључује ултразвучни лабораторијски уређаји, столни системи за Р&Д и пилот постројења као и индустријски ултразвучни ултразвук велике снаге система са до 16.000 вати по једној јединици, која се лако може групирати и контејнерисати. Наш широк избор ултразвучних апарата Прибор као што су сонотроде, проточне ћелије, реактори и појачивачи омогућавају оптималну конфигурацију система који савршено одговара потребама наших купаца.

Инвестиције

Сви Хиелсцхер ултразвучни уређаји су направљени за 24/7 рад што значи да наша опрема омогућава брзи повраћај инвестиције (РоИ). Алупулуи и др. (2009) су током свог истраживања утврдили да је чињеница економске оправданости примене ултразвука високог интензитета као релативно јефтин метода не треба занемарити. У наставку, ултразвучна екстракција је убедљива техника због своје једноставно коришћење и значајна Ефикасност.