Stevia Sweetening Agent Extraction Using Ohmic Heating and Water and Its Application in Brownies

Abstract

Stevioside or steviolglycoside is a sweetener extracted from stevia leaves. It is sweeter than sucrose 300 times approximately. In general, stevia leaves is extracted with methanol which may cause residue and toxic to consumer as well as high cost. Extraction of sweeteners from stevia using water is another method that is safe and low cost but low efficient. This research was conducted to extract sweeteners from stevia leaves using Ohmic heating (OMH) to assist the water extraction. The stevia leaves were finely ground, adjusting the moisture to 20, 30 and 40%, the electric field strength varied from 75 to 200 v/cm for 2 minutes. Then the leaves were extracted using deionized water at 55 °C for 1 hour. That stevia leaves containing 30% moisture and passing through the 150 electric field strength yielded the highest stevioside (15.34 mg/g; dry weight) and rebaudioside A (7.72 mg/g; dry weight) which was higher than the water extraction without using OMH by 37.89%. The extraction method using OMH to assist ater extraction could reduce the extraction time for 66%. The stevia leave extract was also applied to prepare the brownies to replace sugar. The amount of stevia extract powder was added to the mixture of brownies ranging from 0.125 to 0.50%. It was found that the formulas using 23.07% sugar and 0.125% stevia extract powder received the highest acceptant score which was equivalent to the control formula brownies. The color, sweetness, and overall preference were 6.78 6.80 and 7.02 respectively. The adding stevia extract powder affected the color value of brownies, the increasing the amount of stevia extract, the decreasing of brightness ranging from 27.11 to 19.42. For the texture characteristics study, the hardness of the brownie were not significant effect by adding stevia extract powder. Therefore, using the stevia extract powder to substitute sugar for making low calorie brownie is possible. However, more studies are still needed in terms of nutrition.

สตีวิโอไซด์ หรือสตีวิออลไกลโคไซด์ (Stevioside or Steviolglycoside) เป็นสารให้ความหวานสกัดที่ได้จากใบหญ้าหวานและมีความหวานมากกว่าน้ำตาลทราย ประมาณ 300 เท่า การสกัดด้วยตัวทำละลาย เมทานอล อาจทำให้เกิดสารตกค้างที่เป็นอันตรายและเกิดต้นทุนสูง การสกัดสารให้ความหวานจากหญ้าหวานด้วยน้ำจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่มีความปลอดภัยและต้นทุนต่ำแต่ประสิทธิภาพในการสกัดค่อนข้างตำ งานวิจัยนี้เป็นการสกัดสารให้ความหวานจากใบหญ้าหวานด้วยการให้ความร้อนแบบโอห์มมิคร่วมกับน้ำ โดยนำใบหญ้าหวานบดละเอียดปรับความชื้น 20 - 40% ให้ความร้อนแบบโอห์มมิคความเข้มของสนามไฟฟ้า 75 – 200 v/cm เป็นเวลา 2 นาที และนำมาสกัดด้วยน้ำกำจัดไอออน ให้ความร้อนที่ 55°ซ เป็นเวลา 1 ชั่วโมง พบว่าตัวอย่างหญ้าหวาน ความชื้นร้อยละ 30 ความเข้มของสนามไฟฟ้า 150 สามารถสกัดสติวิโอไซด์ได้สูงสุดเท่ากับ 15.34 mg/g (น้ำหนักแห้ง) และ รีบาวดิโอไซด์ เอ เท่ากับ 7.72 mg/g (น้ำหนักแห้ง)ซึ่งสูงกว่าวิธีการสกัดแบบดั้งเดิม 37.89% และลดระยะเวลาในการสกัดลง 66% นอกจากนี้ในการศึกษาครั้งนี้ยังได้ประยุกต์ใช้สกัดจากใบหญ้าหวานในขนมอบบราวนี่ในปริมาณ 0.125 - 0.50% พบว่าผู้ประเมินให้คะแนนความชอบของสูตรที่ใช้น้ำตาล 23.07% และสารสกัดหญ้าหวาน 0.12% ซึ่งให้ความหวานเทียบเท่ากับบราวนี่สูตรควบคุม โดยบราวนี่สูตรดังกล่าว มีค่าสี ค่าความหวาน ค่าความชอบโดยรวม เท่ากับ 6.78 6.80 และ7.02 ตามลำดับ ผลของการเติมสารสกัดหญ้าหวานต่อค่าสีของขนมอบบราวนี่พบว่า เมื่อเพิ่มปริมาณสารสกัดจากหญ้าหวานค่าความสว่างของขนมอบมีค่าลดลงจาก 27.11 เป็น 24.43 21.59 21.11 และ 19.42 ตามลำดับ ลักษณะเนื้อสัมผัสของขนมมีค่าความแข็งแตกต่างกันอย่างไม่มีนัยสำคัญทางสถิติกับตัวอย่างควบคุม ดังนั้นการใช้สารสกัดจากหญ้าหวานเพื่อทดแทนน้ำตาลในการทำบราวนี่จึงมีความเป็นไปได้สูง อย่างไรก็ตามยังคงต้องทำการศึกษาเพิ่มเติมในด้านคุณค่าทางโภชนาการ