การสกัดหญ้าหวานที่ปราศจากตัวทําละลายด้วยอัลตราซาวนด์

การสกัดส่วนประกอบที่หวานตามปกติ เช่น stevioglycosides จาก Stevia rebaudiana ใช้ตัวทําละลายที่เป็นพิษ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อาหารที่ดีต่อสุขภาพและมีคุณภาพสูงจําเป็นต้องมีวิธีการสกัดที่ปราศจากตัวทําละลาย เทคนิคการสกัดด้วยอัลตราโซนิกหลีกเลี่ยงการใช้ตัวทําละลายเพื่อให้ได้ผลผลิตการสกัดที่สูงมากในเวลาดําเนินการสั้น ๆ ด้วยเหตุนี้การสกัดหญ้าหวานอัลตราโซนิกจึงเป็นเลิศด้วยประสิทธิภาพที่โดดเด่นและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

สารสกัดเพื่อสุขภาพด้วยการสกัดด้วยอัลตราโซนิก

สารให้ความหวานหญ้าหวานควรเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพที่ทําจากใบของสมุนไพร Stevia rebaudiana Bertoni และใช้เป็นสารให้ความหวานที่ไม่มีแคลอรี่ ความหวานเกิดจากไกลโคไซด์ไดเทอร์พีนิกที่หวานกว่าซูโครสประมาณ 300 เท่า
ปริมาณไกลโคไซด์ของหญ้าหวาน rebaudiana Bertoni ประกอบด้วยสตีวิโอไซด์ (5–10%), rebaudioside A (2–4%), rebaudioside C (1–2%), dulcoside A (0.5–1%), rebaudioside B, rebaudioside D และ rebaudioside ซึ่งแตกต่างจากไกลโคไซด์อื่น ๆ rebaudiana A มีลักษณะไม่ขม ดังนั้น rebaudiana A จึงเป็นสารประกอบที่เป็นเป้าหมายมากที่สุดจากใบหญ้าหวาน การสกัดด้วยอัลตราโซนิกช่วยในการสกัด steviosides และ rebaudiosides ที่มีความบริสุทธิ์สูง การสกัดอัลตราโซนิก ของไกลโคไซด์ของหญ้าหวานสามารถทําได้ง่ายในน้ําและให้ผลผลิตสูงในอัตราการสกัดที่สูงมาก ค่อนข้าง อุณหภูมิการสกัดต่ํา ระหว่าง 60°C ถึง 80°C มีความอ่อนโยนเพื่อป้องกันการย่อยสลายของสารสกัด

เนื่องจากหญ้าหวานได้รับการอนุมัติให้เป็นสารให้ความหวานความต้องการน้ําตาลธรรมชาติสารทดแทนที่ปราศจากแคลอรี่จึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในการจัดหาผลิตภัณฑ์หญ้าหวานที่ต้องการจะต้องขยายกําลังการผลิตเชิงพาณิชย์ อัลตราซาวนด์เป็นวิธีการที่ได้รับการพิสูจน์แล้วสําหรับ การเพิ่มความเข้มข้นของการสกัด.

ข้อดีของการสกัดอัลตราโซนิก:

• ปราศจากตัวทําละลาย เช่น ในน้ํา
• ผลตอบแทนที่สูงขึ้น
• อัตราการสกัดสูง
• ประหยัดเวลา
• ประหยัดค่าใช้จ่าย
• ปลอดภัย
• เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
• การประมวลผลแบบแบทช์หรือแบบอินไลน์

การสกัดหญ้าหวานอัลตราโซนิก: ผลการวิจัย

Carbonell-Capella et al. (2016) เปรียบเทียบเทคนิคการสกัดต่างๆ สําหรับการสกัดสตีวิโอไซด์และเรบาดิโอไซด์ การฟื้นตัวสูงสุดของสตีวิโอไซด์ได้มาจากการสกัดด้วยอัลตราโซนิกด้วย UP400S (ดูภาพซ้าย) โดยใช้น้ําเป็นตัวทําละลาย ซึ่งสูงกว่าวิธีการแพร่กระจายแบบดั้งเดิม 3.5 เท่า และสูงกว่าตัวอย่างหญ้าหวาน 1.5 เท่า ในการศึกษานี้ ใบหญ้าหวาน (6 กรัม) ถูกแขวนลอยในน้ํา (180 กรัม) ที่อุณหภูมิ 208C ที่อัตราส่วนของแข็ง/ของเหลว 1:30 (w/w) การสกัดด้วยอัลตราโซนิกดําเนินการโดยใช้ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก UP400S (Hielscher GmbH, เยอรมนี)ทํางานที่ความถี่ 400 W และ 24 kHz สําหรับการทดลองทีมวิจัยของ Carbonell-Capella ได้ตั้งค่าแอมพลิจูดไว้ที่ 100% ด้วยโหมด sonication ต่อเนื่อง ไทเทเนียม sonotrode H22 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 22 มม. และความยาว 100 มม. ถูกติดตั้งเพื่อจับคู่คลื่นอัลตราซาวนด์เข้ากับตัวอย่าง โพรบถูกจุ่มลงในส่วนผสมที่มีใบหญ้าหวาน 6 กรัมที่แขวนลอยอยู่ในน้ํา 180 กรัมหรือเอทานอล/น้ํา (50%) ในขวดแก้วคอแคบ (ความจุ 1,000 มล.) ตัวอย่างถูกแช่ในอ่างทําความเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนที่เกิดจากการ sonication และอุณหภูมิจะถูกเก็บไว้ต่ํากว่า 50ºC เสมอ) อินพุตพลังงานจําเพาะทั้งหมด (W_{ข้อมูล จำเพาะ}เป็น kJ/kg) คํานวณโดยการคูณกําลังของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า (400 J/s) (Power) ด้วยระยะเวลาการบําบัดทั้งหมด (วินาที) หารด้วยมวลผลิตภัณฑ์ (กก.) พลังงานอัลตราซาวนด์อยู่ที่ 178 kJ/kg (สําหรับ t_{พวกเรา} = 80 วินาที)
(อ้างอิง Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) ตรวจสอบการสกัดสตีวิออลไกลโคไซด์พร้อมกับส่วนผสมที่ใช้งานได้อื่น ๆ จากใบหญ้าหวานและสรุปว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมซึ่งอาจใช้สําหรับการสกัดสารประกอบที่ใช้งานได้จากใบหญ้าหวานด้วยเวลาในการบําบัดที่สั้นลงอย่างมีนัยสําคัญและใช้พลังงานต่ํากว่าเมื่อเทียบกับการสกัดแบบเดิม

Liu et al. (2010) ตรวจสอบการสกัดคาร์โบไฮเดรตทั้งหมดด้วยอัลตราโซนิกจาก Stevia rebaudiana Bertoni เพื่อเพิ่มผลผลิตของคาร์โบไฮเดรตทั้งหมดจาก Stevia rebaudiana Bertoni หญ้าหวานจากชนิด LUYU-131 ถูกใช้เป็นตัวอย่าง วิธีการพื้นผิวการตอบสนอง (RSM) ถูกนํามาใช้เพื่อปรับสภาพการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ให้เหมาะสม ผลการวิจัยระบุว่าสภาวะการสกัดที่เหมาะสมที่สุดคืออุณหภูมิการสกัด 68°C กําลังเสียง 60 W และเวลาในการสกัด 32 นาที ใช้การสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย ผลผลิตของสารสกัดเพิ่มขึ้น โดยปัจจัย 1.5 ที่ อุณหภูมิการสกัดที่ต่ํากว่า (68°C) และเวลาในการสกัด (32 นาที) สั้นลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการสกัดแบบคลาสสิก การวิเคราะห์ส่วนประกอบของสารสกัดดิบเผยให้เห็นว่าปริมาณสัมพัทธ์ของ rebaudioside A เพิ่มขึ้นในสารสกัดที่ใช้อัลตราซาวนด์เมื่อเทียบกับสารสกัดที่ได้จากกระบวนการคลาสสิก และสารสกัดที่ใช้อัลตราซาวนด์ช่วยมี คุณภาพดีขึ้น.
Alupului และ Lavric (2008) ยืนยันในการศึกษาของพวกเขาถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของการสกัดหญ้าหวานอัลตราโซนิกโดยระบุว่าการสกัดสตีวิโอไซด์ที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ของ Stevia rebaudiana ส่งผลให้ผลผลิตดีขึ้นกว่าการแช่แบบเดิมสองร้อยเท่าและเวลาในการบําบัดที่ลดลง (อ้างอิง Alupului A., Lavric V., 2008)

อัลตราโซนิกหลังการประมวลผลของ Steviosides

อัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการผสม ผสม และ การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันดังนั้นอัลตราโซนิกจึงมักใช้ในระหว่างการกําหนดสูตรและการผสมของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เมื่อสารสกัดจากหญ้าหวานต้องละลายในของเหลวอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพในการเตรียมส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน – โดยไม่คํานึงถึงความหนืด เหนือเสียง ยุบ ช่วยให้สามารถเตรียมสารละลายที่มีความอิ่มตัวสูงและอิ่มตัวมากเกินไป

ระบบสกัดอัลตราโซนิก

กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ช่วยคุณได้ – ไม่ว่าคุณจะต้องการสกัดปริมาณขนาดเล็กและขนาดกลางเพื่อการวิเคราะห์และการวิจัย หรือเพื่อสกัดในระดับการผลิตเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ กลุ่มผลิตภัณฑ์อัลตราโซนิกของเราประกอบด้วย อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการอัลตราโซนิก, ระบบตั้งโต๊ะ สําหรับ R&D และโรงงานนําร่องตลอดจน อัลตราโซนิกกําลังสูงอุตสาหกรรม ระบบที่มีสูงสุด 16,000 วัตต์ ต่อหน่วยเดียวซึ่งสามารถจัดกลุ่มและบรรจุในตู้คอนเทนเนอร์ได้อย่างง่ายดาย อัลตราโซนิกที่มีให้เลือกมากมาย อุปกรณ์ เสริม เช่น sonotrode, flow cells, reactors และ boosters ช่วยให้สามารถกําหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดของระบบที่ตรงกันอย่างสมบูรณ์แบบสําหรับความต้องการของลูกค้าของเรา

การลงทุน

อุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดสร้างขึ้นสําหรับ 24/7 การทํางานหมายความว่าอุปกรณ์ของเราช่วยให้ได้รับผลตอบแทนจากการลงทุนที่รวดเร็ว (ผลตอบแทน). Alupului et al. (2009) พบในระหว่างการวิจัยว่าข้อเท็จจริงของเหตุผลทางเศรษฐกิจของการใช้อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงค่อนข้าง ราคาถูก วิธีการที่จะไม่ถูกละเลย อนึ่ง การสกัดอัลตราโซนิก เป็นเทคนิคที่น่าเชื่อถือเนื่องจาก การใช้งานที่ง่ายดาย และมีความสําคัญ ประสิทธิภาพ.