Chiết xuất Stevia không dung môi bằng siêu âm

Việc chiết xuất thông thường các thành phần ngọt như stevioglycoside từ Stevia rebaudiana sử dụng dung môi độc hại. Để có được một sản phẩm thực phẩm chất lượng cao, lành mạnh, cần có phương pháp chiết xuất không dung môi. Kỹ thuật khai thác siêu âm tránh sử dụng dung môi đạt được năng suất khai thác rất cao trong thời gian xử lý ngắn. Qua đó, khai thác stevia siêu âm vượt trội bởi hiệu quả vượt trội và thân thiện với môi trường.

Chiết xuất lành mạnh với khai thác siêu âm

Chất làm ngọt stevia được cho là một sản phẩm có lợi cho sức khỏe được làm từ lá của thảo mộc Stevia rebaudiana Bertoni và được sử dụng như một chất làm ngọt không calo. Vị ngọt được gây ra bởi glycoside diterpenic ngọt hơn khoảng 300 lần so với sucrose.
Hàm lượng glycoside của stevia rebaudiana Bertoni bao gồm stevioside (5–10%), rebaudioside A (2–4%), rebaudioside C (1–2%), dulcoside A (0,5–1%), rebaudioside B, rebaudioside D và rebaudioside E. Không giống như các glycoside khác, rebaudiana A được đặc trưng bởi vị không đắng của nó. Do đó, rebaudiana A là hợp chất được nhắm mục tiêu nhiều nhất từ lá stevia. Khai thác siêu âm hỗ trợ khai thác steviosides và rebaudiosides có độ tinh khiết cao. khai thác siêu âm Glycoside steviol có thể dễ dàng thực hiện trong nước và cho năng suất cao với tỷ lệ chiết xuất rất cao. Tương đối nhiệt độ khai thác thấp giữa 60 ° C và 80 ° C là nhẹ nhàng để ngăn chặn sự xuống cấp của các chất chiết xuất.

Vì stevia được chấp thuận là chất làm ngọt, nhu cầu về đường tự nhiên, chất thay thế không chứa calo tăng lên đáng kể. Để cung cấp các sản phẩm stevia theo yêu cầu, năng lực sản xuất thương mại phải được mở rộng. Siêu âm là một phương pháp đã được chứng minh cho tăng cường khai thác.

Ưu điểm của khai thác siêu âm:

• Không dung môi, ví dụ như trong nước
• năng suất cao hơn
• tỷ lệ khai thác cao
• Tiết kiệm thời gian
• Tiết kiệm chi phí
• an toàn
• Thân thiện với môi trường
• Xử lý hàng loạt hoặc nội tuyến

Khai thác siêu âm Stevia: Kết quả nghiên cứu

Carbonell-Capella et al. (2016) đã so sánh các kỹ thuật chiết xuất khác nhau để chiết xuất stevioside và rebaudioside. Sự phục hồi cao nhất của stevioside thu được bằng cách áp dụng khai thác siêu âm với UP400S (xem hình bên trái) sử dụng nước làm dung môi, cao hơn 3,5 lần so với phương pháp khuếch tán truyền thống và cao hơn 1,5 lần so với mẫu Stevia mặt đất. Trong nghiên cứu này, lá stevia (6 g) lơ lửng trong nước (180 g) ở 208C với tỷ lệ rắn / lỏng là 1:30 (w / w). Khai thác siêu âm được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ xử lý siêu âm UP400S (Hielscher GmbH, Đức), hoạt động ở tần số 400 W và 24 kHz. Đối với các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu của Carbonell-Capella đặt biên độ ở mức 100%, với chế độ sonication liên tục. Một sonotrode titan H22 có đường kính 22 mm và chiều dài 100 mm được gắn để ghép sóng siêu âm vào mẫu. Đầu dò được ngâm trong hỗn hợp chứa 6 g lá Stevia lơ lửng trong 180 g nước hoặc ethanol / nước (50%) trong bình thủy tinh cổ hẹp (dung tích giữ 1.000 mL). Các mẫu được ngâm trong bồn làm mát để tránh sưởi ấm do sonication gây ra và nhiệt độ luôn thấp hơn 50ºC). Tổng năng lượng đầu vào cụ thể (W_Spec, tính bằng kJ / kg) được tính bằng cách nhân công suất máy phát (400 J / s) (Công suất) với tổng thời gian xử lý (giây) chia cho khối lượng sản phẩm (kg). Năng lượng siêu âm là 178 kJ / kg (đối với t_{Chúng tôi} = 80 giây)
(xem Carbonell-Capella et al. 2016)
Sic-Zlabur et al., (2015) đã điều tra việc chiết xuất steviol glycoside cùng với các thành phần chức năng khác từ lá Stevia và kết luận rằng khai thác siêu âm là một công nghệ thân thiện với môi trường có thể được sử dụng để chiết xuất các hợp chất chức năng từ lá Stevia với thời gian xử lý ngắn hơn đáng kể và tiêu thụ năng lượng thấp hơn so với khai thác thông thường.

Liu et al. (2010) đã điều tra việc khai thác siêu âm tổng lượng carbohydrate từ Stevia rebaudiana Bertoni. Để tối đa hóa năng suất của tổng lượng carbohydrate từ Stevia rebaudiana Bertoni, stevia từ loại LUYU-131 đã được sử dụng làm mẫu. Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) đã được sử dụng để tối ưu hóa điều kiện khai thác hỗ trợ siêu âm. Kết quả cho thấy các điều kiện khai thác tối ưu là nhiệt độ chiết xuất 68 ° C, công suất âm thanh 60 W và thời gian chiết là 32 phút. Sử dụng chiết xuất hỗ trợ siêu âm, năng suất chiết xuất tăng theo hệ số 1,5 tại nhiệt độ khai thác thấp hơn (68 ° C) và thời gian chiết xuất (32 phút) rút ngắn đáng kể so với chiết xuất cổ điển. Phân tích các thành phần của chiết xuất thô cho thấy lượng rebaudioside A tương đối tăng trong các chiết xuất hỗ trợ siêu âm so với chiết xuất thu được bằng quy trình cổ điển và các chiết xuất hỗ trợ siêu âm có chất lượng tốt hơn.
Alupului và Lavric (2008) xác nhận trong nghiên cứu của họ về hiệu quả vượt trội của khai thác stevia siêu âm nói rằng siêu âm gây ra khai thác stevioside của Stevia rebaudiana dẫn đến cải thiện năng suất so với ngâm thông thường bằng hai trăm lần và cũng có thời gian điều trị thấp hơn. (xem Alupului A., Lavric V., 2008)

Siêu âm hậu xử lý của Steviosides

Siêu âm là một phương pháp đáng tin cậy để trộn, Trộn và Đồng nhất hóa, do đó siêu âm thường được sử dụng trong quá trình xây dựng và kết hợp của sản phẩm cuối cùng. Khi chiết xuất stevia phải được hòa tan trong chất lỏng, siêu âm là một kỹ thuật nhanh chóng và hiệu quả để chuẩn bị một hỗn hợp đồng nhất – bất kể độ nhớt. Siêu âm Giải thể cho phép chuẩn bị các giải pháp bão hòa cao và thậm chí quá bão hòa.

Hệ thống khai thác siêu âm

Phạm vi sản phẩm của Hielscher giúp bạn được bảo hiểm – Cho dù bạn muốn trích xuất khối lượng nhỏ hơn và trung bình để phân tích và nghiên cứu hoặc trích xuất trên quy mô sản xuất thương mại lớn. Phạm vi sản phẩm của chúng tôi của ultrasonicators bao gồm Thiết bị phòng thí nghiệm siêu âm, Hệ thống băng ghế dự bị cho R&D và các nhà máy thí điểm cũng như siêu âm công nghiệp công suất cao Hệ thống lên đến 16.000 watt trên mỗi đơn vị, có thể dễ dàng phân cụm và đóng gói. Sự lựa chọn rộng rãi của chúng tôi về siêu âm Phụ kiện Chẳng hạn như Sonotrode, tế bào dòng chảy, lò phản ứng và tên lửa đẩy cho phép cấu hình tối ưu của hệ thống phù hợp hoàn hảo cho nhu cầu của khách hàng của chúng tôi.

Sự đầu tư

Tất cả các thiết bị siêu âm Hielscher được xây dựng cho 24/7 hoạt động có nghĩa là thiết bị của chúng tôi cho phép Lợi tức đầu tư nhanh chóng (Roi). Alupului et al. (2009) đã tìm thấy trong quá trình nghiên cứu của họ rằng thực tế biện minh kinh tế của ứng dụng siêu âm cường độ cao là tương đối chi phí thấp Phương pháp không được bỏ qua. Hơn nữa khai thác siêu âm là một kỹ thuật thuyết phục do Sử dụng đơn giản và đáng kể Hiệu quả.