Екстракция на шафран с помощта на ултразвук

Ултразвукът е добре известен със способността си да подпомага екстракцията. Екстракцията с помощта на ултразвук на активни съединения, ароматни вещества и подправки от растителен материал е много успешно приложение, тъй като генерираната от ултразвука кавитация разрушава растителните клетки и подобрява масопреноса, така че вътреклетъчният материал става достъпен. По този начин се постига по-ефективна екстракция и по-високи добиви.

Ултразвукова екстракция на шафран

Видеото по-долу демонстрира ефективната и лесна за изпълнение екстракция на шафран с помощта на ултразвуковия хомогенизатор със сонда UP100H.
 

Това видео показва бързата и ефективна ултразвукова екстракция на вкусово-ароматни и оцветяващи съединения от шафран с Hielscher UP100H – мощен ултразвуков хомогенизатор с мощност 100W.

Шафранът – изискана подправка

Шафранът (Crocus sativus), известен като най-скъпата подправка на световния пазар и отличаващ се с деликатния си аромат, горчивия си вкус и привлекателния си жълт цвят, се отглежда основно в Иран, Испания, Гърция и Индия. Освен че се използва като подправка и оцветител, шафранът е ценен и като лечебно растение, а отскоро crocus sativus се изследва като нов безопасен източник на естествени антиоксиданти за хранителната промишленост. Високата цена от до 14 евро за грам има няколко причини: първо, за получаването на 1 килограм шафранова подправка са необходими между 100 000 и 200 000 цвята на минзухара; второ, шафрановият минзухар цъфти само две седмици през есента; и трето, реколтата се прибира изцяло ръчно. Шафрановата подправка се получава от червеното близалце на цвета на шафрановия минзухар. Всяко шафраново растение има три червени близалца в цвета си. Тези три близалца (възприемащият прашеца връх на плодолиста) и техните стълбчета се събират за получаване на веществата на шафрана. След изсушаване тези части се използват като подправка в кулинарията или като оцветител.

Ултразвукова обработка за производство на висококачествени екстракти от шафран

Екстракцията с помощта на ултразвук е доказан метод за извличане на вътреклетъчен материал и функционални и биоактивни компоненти. Червените близалца на шафрана могат да бъдат подложени на ултразвуково облъчване. Те съдържат повече от 150 летливи ароматни вещества, както и нелетливи активни съединения, като каротеноидите ликопен, зеаксантин и различни α- и β-каротени.
Интензивният характерен аромат на шафрана се дължи най-вече на три съединения: кроцини, пикрокроцин и сафранал.

Kadkhodaee и Hemmati-Kakhki представят проучване, в което са изследвали „Ултразвукова екстракция на активни съединения от шафран“. В това проучване те показват, че ултразвуковата обработка значително увеличава добива при екстракция и съществено намалява времето за обработка. Всъщност резултатите от ултразвуковата екстракция са отчетливо по-добри от тези при традиционната екстракция със студена вода, предложена от ISO. За изследването си Kadkhodaee и Hemmati-Kakhki са използвали ултразвуковия апарат на Hielscher UP50H. За да се изследва предимството на ултразвуковото облъчване, едно и също количество шафран (проба от 0,25g) е подложено на екстракция със студена вода: едната проба е обработена с ултразвуковия процесор на Hielscher; другата проба е подложена на традиционния процес на екстракция със студена вода, препоръчан от ISO. Както е посочено по-горе, с метода на ултразвукова екстракция е получен отчетливо по-висок добив на съединенията на шафрана. С увеличаване на времето за ултразвукова обработка е постигнат по-висок добив, като към края на времето за екстракция увеличението за сафранала достига до 15%. Най-добри резултати са постигнати с импулсна ултразвукова обработка. Това означава, че кратките импулсни интервали са по-ефективни от непрекъснатата ултразвукова обработка, тъй като в импулсно ултразвуково поле времето между два импулса действа като пауза, през която малките мехурчета и нестабилните кухини, образувани при колапса на мехурчетата, в зависимост от размерите си се разтварят или изплуват извън зоната на кавитация, така че първоначалните условия на течността се възстановяват. (Kadkhodaee et al., 2007) Тъй като генерираната от ултразвука кавитация създава силно интензивни локални условия, ултразвуковата обработка осигурява по-добри резултати при екстракция чрез ефективно разрушаване на клетките и по-пълен масопренос от вътрешните части на клетъчната матрица. Извличането на фитохимични вещества и биофармацевтични продукти от шафран също е обещаващо приложение.
Ефективността на екстракцията с помощта на ултразвук се изследва отдавна и е добре известна. Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher вече се използват много успешно за екстракция на протеини, липиди, фенолни съединения и ензими в научните изследвания и промишленото производство.

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови хомогенизатори:

 

В тази презентация Ви запознаваме с производството на растителни екстракти. Обясняваме предизвикателствата при производството на висококачествени растителни екстракти и как ултразвуковият процесор може да Ви помогне да ги преодолеете. Презентацията показва как работи ултразвуковата екстракция. Ще научите какви предимства можете да очаквате от използването на ултразвуков процесор за екстракция и как да внедрите ултразвуков екстрактор в производството си на екстракти.

 

Литература/Източници

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ултразвукова екстракция на активни съединения от шафран. В: Koochecki, A. et al. (ред.): II. Международен симпозиум по биология и технология на шафрана. ISHS, Иран 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Оптимизиране на параметрите за екстракция на епигалокатехин галат от зелен чай чрез конвенционални методи с гореща вода и методи с помощта на ултразвук. Преработка на храни и биопродукти 111 (2018). 37–44.
• Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas J.J., Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Фитохимично профилиране на екстракти от цветове и листа на Sambucus nigra L. и техният антимикробен потенциал срещу патогени по бадемовите дървета. Международно списание за молекулярни науки, 2023 г.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Екстракция с помощта на импулсен ултразвук като алтернативен метод на конвенционалната мацерация за извличане на полифенолната фракция от пъпки на Ribes nigrum: нова категория хранителни добавки, предложена от проекта FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019