Lösningsmedelsfri steviaextraktion med ultraljud

Vid konventionell extraktion av söta komponenter, såsom stevioglykosider, från Stevia rebaudiana används giftiga lösningsmedel. För att få en hälsosam livsmedelsprodukt av hög kvalitet krävs en lösningsmedelsfri extraktionsmetod. Ultraljudsextraktionstekniken undviker användning av lösningsmedel och uppnår mycket höga extraktionsutbyten på kort bearbetningstid. Därmed utmärker sig ultraljud stevia extraktion av enastående effektivitet och miljövänlighet.

Friska extrakt med ultraljud extraktion

Stevia sötningsmedel är tänkta att vara en hälsofrämjande produkt gjord av bladen från örten Stevia rebaudiana Bertoni och används som ett kalorifritt sötningsmedel. Sötman orsakas av diterpenglykosider som är ca 300 gånger sötare än sackaros.
Glykosidinnehållet i stevia rebaudiana Bertoni består av steviosid (5–10 %), rebaudiosid A (2–4 %), rebaudioside C (1–2 %), dulcoside A (0,5–1 %), rebaudioside B, rebaudioside D och rebaudioside E. Till skillnad från de andra glykosiderna kännetecknas rebaudiana A av sin icke-bitterhet. Därför är rebaudiana A den mest riktade föreningen från steviabladen. Ultraljud extraktion hjälper extraktion av steviosider och rebaudiosider av hög renhet. Ultraljud extraktion av steviolglykosider kan enkelt utföras i vatten och ger hög avkastning vid en mycket hög extraktionstakt. Den relativt Låg extraktionstemperatur mellan 60 °C och 80 °C är skonsam så att en nedbrytning av extrakten förhindras.

Eftersom stevia är godkänt som sötningsmedel har efterfrågan på det naturliga sockret, den kalorifria ersättningen, ökat markant. För att tillhandahålla de efterfrågade steviaprodukterna måste kapaciteten för kommersiell produktion utökas. Ultraljud är en beprövad metod för intensifiering av utvinningen.

Fördelar med ultraljud extraktion:

• lösningsmedelsfri, t.ex. i vatten
• Högre avkastning
• Höga utvinningshastigheter
• Sparar tid
• kostnadsbesparande
• Säker
• miljövänlig
• Batch- eller inline-bearbetning

Ultraljud stevia extraktion: forskningsresultat

Carbonell-Capella et al. (2016) jämförde olika extraktionstekniker för extraktion av steviosider och rebaudiosider. Den högsta återvinningen av steviosid erhölls genom ultraljudsextraktion med UP400S (se bilden till vänster) med vatten som lösningsmedel, vilket är 3,5 gånger högre jämfört med den traditionella diffusionsmetoden och 1,5 gånger högre än malda Stevia-prover. I denna studie suspenderades steviablad (6 g) i vatten (180 g) vid 208C vid ett förhållande mellan fast ämne och vätska på 1:30 (vikt/vikt). Ultraljudsextraktion utfördes med hjälp av en ultraljudsprocessor UP400S (Hielscher GmbH, Tyskland), som arbetar vid 400 W och 24 kHz frekvens. För experimenten ställer forskargruppen av Carbonell-Capella in amplituden till 100%, med ett kontinuerligt ultraljudsbehandlingsläge. En titansonotrode H22 med en diameter på 22 mm och en längd på 100 mm monterades för att koppla ultraljudsvågorna in i provet. Sonden sänktes ner i en blandning innehållande 6 g steviablad suspenderade i 180 g vatten eller etanol/vatten (50 %) i en glaskolv med smal hals (kapacitet 1 000 ml). Proverna sänktes ner i ett kylbad för att undvika uppvärmning inducerad av ultraljudsbehandling och temperaturen hölls alltid lägre än 50ºC). Total tillförd specifik energitillförsel (W_Spec, i kJ/kg) beräknades genom att multiplicera generatorns effekt (400 J/s) (effekt) med den totala behandlingstiden (sek) dividerat med produktmassan (kg). Ultraljudsenergin var 178 kJ/kg (för t_OSS = 80 sek.)
(jfr Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) undersökte extraktionen av steviolglykosider tillsammans med andra funktionella ingredienser från steviablad och drog slutsatsen att ultraljudsextraktion är en miljövänlig teknik som kan användas för extraktion av funktionella föreningar från steviablad med en betydligt kortare behandlingstid och lägre energiförbrukning jämfört med konventionell extraktion.

Liu et al. (2010) undersökte ultraljudsextraktionen av totala kolhydrater från Stevia rebaudiana Bertoni. För att maximera utbytet av totala kolhydrater från Stevia rebaudiana Bertoni användes stevia från typ LUYU-131 som prover. Responsytemetodiken (RSM) användes för att optimera den ultraljudsassisterade extraktionsbetingelsen. Resultaten indikerade att de optimala extraktionsförhållandena var en extraktionstemperatur på 68 °C, en ljudeffekt på 60 W och en extraktionstid på 32 minuter. Med hjälp av den ultraljudsassisterade extraktionen, Ökat utbyte av extrakt med en faktor på 1,5 vid lägre extraktionstemperatur (68 °C) och extraktionstiden (32 min.) förkortades avsevärt jämfört med klassisk extraktion. Komponentanalysen av råextrakt visade att den relativa mängden rebaudiosid A ökade i de ultraljudsassisterade extrakten jämfört med extrakt erhållna genom klassisk process, och de ultraljudsassisterade extrakten hade Bättre kvalitet.
Alupului och Lavric (2008) bekräftar i sin studie den överlägsna effektiviteten av ultraljud stevia extraktion och säger att ultraljudsinducerad steviosid extraktion av Stevia rebaudiana resulterar i förbättrad produktivitet jämfört med konventionell blötläggning med två hundra gånger och även en lägre behandlingstid. (jfr Alupului A., Lavric V., 2008)

Ultraljud efterbehandling av Steviosider

Ultraljud är en pålitlig metod för blandning, Blandning och Homogeniserande, därför används ofta ultraljud under formulering och sammansättning av slutprodukten. När steviaextraktet måste lösas upp i en vätska är ultraljud en snabb och effektiv teknik för att förbereda en homogen blandning – oavsett viskositet. Ultraljuds upplösning Gör det möjligt att framställa mycket mättade och till och med övermättade lösningar.

System för utvinning av ultraljud

Hielschers produktsortiment hjälper dig allt du behöver – oavsett om du vill extrahera mindre och medelstora volymer för analys och forskning eller för att extrahera i stor kommersiell produktionsskala. Vårt produktsortiment av ultraljudsapparater inkluderar Ultraljud labb enheter, System för stationära datorer för R&D- och pilotanläggningar samt Industriellt ultraljud med hög effekt system med upp till 16 000 watt per enskild enhet, som enkelt kan klustras och containeriseras. Vårt breda utbud av ultraljud Tillbehör Såsom Sonotrode, flödesceller, reaktorer och boosters möjliggör optimal konfiguration av det perfekt matchande systemet för våra kunders behov.

Investering

Alla Hielscher ultraljudsenheter är byggda för 24/7 vilket innebär att vår utrustning möjliggör en snabb avkastning på investeringen (Roi). Alupului et al. (2009) fann under sin forskning att det faktum att den högintensiva ultraljudsapplikationen är ekonomiskt motiverad som en relativt Låg kostnad metoden inte försummas. Dessutom Ultraljud extraktion är en övertygande teknik på grund av dess Enkel användning och betydande Effektivitet.