نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سارا نصراللهی ¹
• امید احمدی ²
• فرهاد رحمانی چیانه ³

¹ گروه آموزشی مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

² دانشگاه کردستان، دانشکده مهندسی، گروه مهندسی شیمی

³ گروه مهندسی آموزشی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

چکیده

استخراج مادۀ شیرین‌کننده استویول گلیکوزید از گیاهان طبیعی مانند استویا روشی پایدار و اقتصادی شناخته می‌شود. این فرآیند به دلیل طبیعی بودن و اینکه مواد شیمیایی زیان‌آور ندارد، روشی ایمن و سازگار با محیط‌زیست محسوب می‌شود. استخراج استویول گلیکوزید از منابع گیاهی مانند استویا فرصت‌های قابل‌توجهی برای تولید مواد شیرین‌کننده با خلوص بالا و هزینۀ مناسب فراهم می‌آورد. در تحقیق حاضر از گیاه استویا به‌عنوان مادۀ اولیه و منبع استویول گلیکوزید استفاده گردید. با غربالگری حلال‌های مختلف مانند آب، اتانول و متانول سرانجام حلال اتانول با 74.64 درصد استخراج مادۀ شیرین‌کننده، در مقایسه با دو حلال متانول و آب به ترتیب با     71.03 درصد و 42.80 درصد، انتخاب گردید. با طراحی آزمایش اجراشده با روش پاسخ سطح در بازه دمای فرآیند 35 تا 65 درجه سلسیوس، زمان فرآیند 30 تا 90  دقیقه و سرعت همزن 100 تا 500  دور در دقیقه فرآیند استخراج صورت گرفت. پس از بهینه‌سازی، نتایج نشان داد دمای 60 درجه سلسیوس، مدت‌زمان 80 دقیقه و سرعت همزن 325 دور در دقیقه مناسب‌ترین حالت برای فرآیند استخراج است که در این حالت بیشترین درصد مادۀ شیرین‌کننده استخراج‌شده با 82.79 درصد به دست آمد. با اجرای فرآیند تغلیظ و خشک‌کردن محصول نهایی، غلظت بیشتر از 85  درصد استویول گلیکوزید حاصل گردید.

کلیدواژه‌ها

• فرآیند استخراج
• بهینه سازی
• پاسخ سطح
• استویول گلیکوزید
• استویا

موضوعات

• مهندسی صنایع غذایی

عنوان مقاله [English]

Solvent screening and optimization of operating conditions for extraction of steviol glycoside sweetener from stevia plant using response surface methodology

نویسندگان [English]

• Sara Nasrollahi ¹
• Omid Ahmadi ²
• Farhad Rahmani-Chiyane ³

¹ Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

² Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

³ Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

چکیده [English]

The extraction of the sweetener steviol glycoside from natural plants such as stevia is recognized as a sustainable and economical method. This process is considered safe and environmentally friendly due to its natural origin and absence of harmful chemicals. Additionally, the extraction of steviol glycoside from plant sources like stevia provides significant opportunities for producing high-purity sweeteners at a reasonable cost. In the present study, the plant stevia was used as the raw material and source of steviol glycoside. Through screening various solvents—water, ethanol, and methanol—the ethanol solvent was ultimately selected, yielding 74.64% extraction of the sweetener, compared with 71.03% and 42.80% for methanol and water, respectively. Further, an experimental design based on Response Surface Methodology (RSM) was applied within a processing temperature range of 35–65 °C, a processing time range of 30–90 minutes, and an agitator speed range of 100–500 rpm to perform the extraction process. After optimization, results indicated that a temperature of 60 °C, a duration of 80 minutes, and an agitator speed of 325 rpm were the most suitable conditions for the extraction process, achieving the highest percentage of extracted sweetener at 82.79%. Following concentration and drying of the final product, a steviol glycoside concentration exceeding 85% was obtained.

کلیدواژه‌ها [English]

• extraction process
• optimization
• response surface
• steviol glycoside
• stevia