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

โซโนสเตชั่น – การตั้งค่าการประมวลผลอัลตราโซนิกที่สมบูรณ์ประกอบด้วยถังปั๊มเครื่องกวนและเครื่องอัลตราโซนิก
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 (Wข้อมูล จำเพาะเป็น kJ/kg) คํานวณโดยการคูณกําลังของเครื่องกําเนิดไฟฟ้า (400 J/s) (Power) ด้วยระยะเวลาการบําบัดทั้งหมด (วินาที) หารด้วยมวลผลิตภัณฑ์ (กก.) พลังงานอัลตราซาวนด์อยู่ที่ 178 kJ/kg (สําหรับ tพวกเรา = 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.
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Carbonell-Capella, Juana; Šic Žlabur, Jana; Rimac, Suzana; Barba, Francisco; Grimi, Nabil; Koubaa, Mohamed; Brncic, Mladen; Vorobiev, Eugene (2016): Electrotechnologies, microwaves, and ultrasounds combined with binary mixtures of ethanol and water to extract steviol glycosides and antioxidant compounds from Stevia rebaudiana leaves. Journal of Food Processing and Preservation 41, 2016.
- Žlabur, Jana Šic; Voća, Sandra; Dobričević, Nadica; Brnčić, Mladen; Dujmić, Filip; Karlović, Sven (2012): Possibilities of Using High Intensity Ultrasound Technology with Stevia – a Review. Croatian Journal of Food Technology, Biotechnology and Nutrition 7, 2012. 152-158.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Alupului, Ani Toboc; Vasile, Lavric (2008): Artificial Neural Network Modelling of Ultrasound and Microwave Extraction of Bioactive Constituents from Medicinal Plants. Chem. Eng. Trans. 14, 2008. 83–90.
- Liu, Jie; Li, Jin-Wei; Tang, Jian (2010): Ultrasonically assisted extraction of total carbohydrates from Stevia rebaudiana Bertoni and identification of extracts. Food and Bioproducts Processing 88/ 2-3, 2010. 215-221.
- Wang L.; Weller C.L. (2006): Recent advances in extraction of nutraceuticals from plants. Trends in Food Science and Technology 17, 2006. 300-312.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimize the extraction of phenolic compounds of jujube (Ziziphus Jujube) using ultrasound-assisted extraction method.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
หญ้าหวานไกลโคไซด์
Steviol glycosides เป็นสารที่มีหน้าที่ในรสชาติหวานของใบหญ้าหวาน ไกลโคไซด์ของหญ้าหวานเหล่านี้เป็นสารประกอบไดเทอร์พีน พวกมันมีโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุลสตีวิลโดยที่อะตอมคาร์บอกซิลไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยโมเลกุลกลูโคสเพื่อสร้างเอสเทอร์ และไฮดรอกซิลไฮโดรเจนที่มีการรวมกันของกลูโคสและแรมโนสเพื่อสร้างอะซีตัล
สตีวิออลไกลโคไซด์ที่พบในใบ S. rebaudiana ประกอบด้วย (โดยมีเปอร์เซ็นต์น้ําหนักโดยประมาณ):
- สตีวิโอไซด์ (5–10%)
- เรบาวดีโอไซด์ A (2–4%)
- เรบาวดีโอไซด์ C (1–2%)
- ดัลโคไซด์ A (0.5–1%)
- rebaudioside B
- รีบาวดีโอไซด์ D
- เรบาโอดีไซด์
Rebaudioside B, rebaudioside D, rebaudioside พบได้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ส่วนผสมของสตีวิออลไกลโคไซด์ที่มีจําหน่ายทั่วไปที่ใช้เป็นสารให้ความหวานที่ไม่มีแคลอรี่ที่สกัดจากพืชส่วนใหญ่ประกอบด้วยประมาณ สตีวิโอไซด์ 80%, เรบาดิโอไซด์ A 8% และเรบาวดีโอไซด์ C 0.6%
อุปกรณ์อัลตราโซนิก
Homogenizers เนื้อเยื่ออัลตราโซนิกมักเรียกว่าโพรบ sonicator / sonificator, sonic lyser, ultrasound disruptor, ultrasonic grinder, sono-ruptor, sonifier, sonic dismembrator, cell disrupter, ultrasonic disperser, emulsifier หรือ dissolver เงื่อนไขที่แตกต่างกันเป็นผลมาจากการใช้งานต่างๆที่สามารถเติมเต็มได้โดยการ sonication