بهترین روش عصاره گیری  استویا، استفاده از التراسونیک است که بازده استخراج را چندین برابر افزاش می دهد.

در مقالات قبلی راجع به التراسونیک هموژنایزر صحبت کردیم و کاربردهای آن را در صنایع مختلف برشمردیم. همچنین در نوشتار کاربرد التراسونیک در صنایع غذایی نیز اشاراتی به کاربردهای این فناوری پیشرفته در صنایغ غذایی داشتیم. در این نوشتار قصد داریم راجع به عصاره گیری استویا بدون حلال با استفاده از فناوری التراسونیک صحبت کنیم.

در استخراج سنتی اجزای شیرین مانند استوئیوگلیکوزیدها از Stevia rebaudiana از حلال‌های سمی استفاده می‌کنند. به منظور به دست آوردن یک محصول غذایی سالم و با کیفیت بالا، نیاز به یک روش استخراج بدون حلال است. تکنیک عصاره گیری استویا با اولتراسونیک بدون استفاده از حلال و با داشتن بازدهی استخراج بسیار بالا در یک زمان کوتاه، بسیار موثر و سازگار با محیط زیست است.

عصاره گیری استویا بدون حلال با عصاره گیری التراسونیک:

شیرین کننده‌های استویا به عنوان یک محصول مفید برای سلامت از برگ‌های گیاه Stevia rebaudiana Bertoni ساخته می‌شوند و به عنوان یک شیرین کننده با کالری صفر استفاده می‌شوند. شیرینی این محصول به دلیل گلیکوزیدهای دی‌ترپنیک است که تقریباً ۳۰۰ برابر شیرین‌تر از ساکاروز است.

محتوای گلیکوزید استویا ربودیانا برتونی از stevioside  (5–10%)، rebaudioside A (2–4%)، رباودیوساید (1–2%) C، دولکوساید A (0.5-1%)، رباودیوساید B، رباودیوساید D، و رباودیوساید E تشکیل شده است. برخلاف دیگر گلیکوزیدها، رباودیوساید A به دلیل عدم تلخی آن مشخص شده است. بنابراین، رباودیوساید A مهمترین ترکیب  مورد هدف از برگ‌های استویا است. عصاره گیری استویا با  اولتراسونیک به استخراج استویوسایدها و رباودیوسایدهای با خلوص بالا کمک می‌کند. استخراج اولتراسونیک گلیکوزیدهای استویا به راحتی در آب قابل انجام است و باعث به دست آمدن بازده بالا با نرخ استخراج بسیار زیاد می‌شود. دمای نسبتاً پایین استخراج بین 60 درجه سانتی‌گراد تا 80 درجه سانتی‌گراد ملایم است، بنابراین از تجزیه و تخریب عصاره‌ها جلوگیری می‌شود.

از زمان تأیید استویا به عنوان یک شیرین کننده، تقاضا برای جایگزین طبیعی قند و بدون کالری به شدت افزایش یافته است. برای تأمین محصولات استویای مورد نیاز، ظرفیت‌های تولید تجاری باید گسترش یابند. اولتراسونیک یک روش اثبات شده برای افزایش استخراج و عصاره گیری است.

مزایای عصاره گیری التراسونیک:

• بدون حلال مثلا در آب
• خروجی بیشتر
• نرخ استخراج بالاتر
• زمان کمتر
• هزینه کمتر
• ایمن
• دوستدار محیط زیست
• قابل انجام در بچ یا در خط

کاربونل-کاپلا و همکاران (2016) روش‌های مختلف استخراج برای استخراج استویوساید‌ها و رباودیوساید‌ها مقایسه کردند. بالاترین نرخ بازیابی استویوساید با استفاده از استخراج اولتراسونیک با استفاده از آب به عنوان حلال به دست آمد که 3.5 برابر با روش معمول دیفیوژیون و 1.5 برابر با نمونه‌های پودر شده استویا بود. در این مطالعه، برگ‌های استویا (6 گرم) در آب (180 گرم) در دمای 20 درجه سانتی‌گراد با نسبت جامد به مایع 1:30 (نسبت جرمی) مخلوط شدند. عصاره گیری استویا با  اولتراسونیک با استفاده از یک اولتراسونیک پروبی با توان 400 وات و فرکانس 24 کیلوهرتز انجام شد.

برای آزمایش‌ها، تیم تحقیقاتی Carbonell-Capella دامنه را در 100% تنظیم کردند، در  حالت پیوسته. یک سونوترود تیتانیوم با قطر 22 میلیمتر و طول 100 میلیمتر نصب شد تا موج‌های اولتراسونیک را به نمونه منتقل کند. پراپ داخل یک مخلوط شامل 6 گرم برگ استویا که در 180 گرم آب یا اتانول/آب (50 درصد) در یک فلاسک شیشه‌ای گردن بلند (ظرفیت 1،000 میلی‌لیتر) قرار گرفت. نمونه‌ها در یک حمام خنک کننده گذاشته شدند تا از گرمای ایجاد شده توسط اولتراسونیک جلوگیری شود و دما همیشه کمتر از 50 درجه سانتی‌گراد نگه داشته می‌شد. ورودی انرژی کل ویژه، (به واحد کیلوژول بر کیلوگرم) با ضرب کردن توان ژنراتور (400 ژول بر ثانیه) (توان) در مدت کل فرایند (ثانیه) تقسیم بر جرم محصول (کیلوگرم) محاسبه شد. انرژی اولتراسونیک 178 کیلوژول بر کیلوگرم بود (برای tUS = 80 ثانیه)

Sic-Zlabur و همکاران (2015) استخراج گلیکوزیدهای استویل به همراه سایر مواد موثر از برگ‌های استویا را مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که عصاره گیری استویا با اولتراسونیک یک فناوری دوستدار محیط زیست است که می‌تواند برای استخراج ترکیبات فعال از برگ‌های استویا با زمان فرآوری به مراتب کوتاه‌تر و مصرف انرژی پایین‌تر نسبت به استخراج سنتی مورد استفاده قرار گیرد.

Liu و همکاران (2010) استخراج التراسونیکی تمام کربوهیدرات‌ها از Stevia rebaudiana Bertoni را مورد بررسی قرار دادند. به منظور حداکثر کردن بهره‌وری از تمام کربوهیدرات‌ها از Stevia rebaudiana Bertoni، نمونه‌های استویا از نوع LUYU-131 مورد استفاده قرار گرفت. روش شناسی سطح پاسخ (RSM) برای بهینه‌سازی شرایط عصاره گیری استویا با التراسونیک استفاده شد. نتایج نشان دادند که شرایط بهینه عصاره گیری استویا یک دمای استخراج 68 درجه سانتی‌گراد، قدرت صوتی 60 وات و زمان استخراج 32 دقیقه بود. عصاره گیری، بهره‌وری از عصاره با ضریب 1.5 در دمای استخراج پایین‌تر (68 درجه سانتی‌گراد) افزایش یافت و زمان استخراج به طریق قابل ملاحظه‌ای نسبت به استخراج کلاسیک کاهش یافت. تجزیه و تحلیل مواد خام نشان داد که مقدار نسبی rebaudioside A در استخراج التراسونیکی نسبت به استخراج‌های حاصل از فرآیند کلاسیک افزایش یافته و عصاره های التراسونیکی کیفیت بهتری داشته‌اند.

در مطالعه خود،  Alupului و Lavric در سال 2008 به تأیید کارآیی برتر عصاره گیری استویا با التراسونیک با استفاده از فراهم‌آوردن استئوساید در Stevia rebaudiana پرداختند و اعلام کردند که استفاده از فرآیند التراسونیک برای استخراج استئوساید از Stevia rebaudiana منجر به افزایش بهره‌وری دویست برابر نسبت به خیساندن معمولی و همچنین کاهش زمان فرآیند می‌شود.

پس‌فرآوری التراسونیک استویاسایدها:

التراسونیک یک روش قابل اعتماد برای مخلوط کردن، همزدن و همگن سازی است، بنابراین اغلب در فرآیند فرموله کردن و ترکیب نهایی محصول استفاده می‌شود. هنگامی که عصاره استویا باید در یک مایع حل شود، التراسونیک یک تکنیک سریع و کارآمد برای تهیه یک مخلوط یکنواخت (بدون توجه به ویسکوزیته) است. حل کردن با استفاده از التراسونیک امکان تهیه محلول‌های بسیار اشباع و حتی بیش از فوق اشباع را فراهم می‌کند.

بیشتر بدانید

گلوکوزیدهای استویل:

گلیکوزیدهای استویل موادی هستند که مسئول طعم شیرین برگ‌های استویا هستند. گلیکوزیدهای استویول ترکیبات دی‌ترپن هستند. آن‌ها دارای ساختار شیمیایی مولکول استویل هستند که اتم هیدروژن کربوکسیل آن با یک مولکول گلوکز جایگزین شده وتا یک استر تشکیل شود، و یک اتم هیدروژن هیدروکسیل با ترکیبات گلوکز و رامنوز برای تشکیل یک استال جایگزین شده است.

گلوکوزیدهای استویل که در  برگ Stevia rebaudiana یافت می شود شامل موارد زیر است (با درصد وزنی حدودی):

• Stevioside (5–10%)
• Rebaudioside A (2–4%)
• Rebaudioside C (1–2%)
• Dulcoside A (0.5–1%)
• Rebaudioside B
• Rebaudioside D
• Rebaudioside E

مقادیر کمی از ربودیوساید B، ربودیوساید D، و ربودیوساید E در گیاه یافت می‌شود. مخلوط گلیکوزید استویول تجاری که به عنوان یک شیرین کننده بدون کالری از گیاه استخراج می‌شود، اغلب از تقریباً 80% استویوساید، 8% ربودیوساید A و 0.6% ربودیوساید C تشکیل شده است.

با ما تماس بگیرید!

تیم آواپرداز با داشتن بیش از 10 سال تجربه در طراحی و ساخت تجهیزات التراسونیک آزمایشگاهی و صنعتی، از تست و آزمایشهای اولیه تا صنعتی سازی محصولات شما، همواره در کنار شما خواهد بود. همین الان با ما تماس بگیرید!