Ultrazvučna ekstrakcija šafrana

Ultrazvuk je dobro poznat po svom kapacitetu ekstrakcije. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija aktivnih spojeva, okusa i začina iz biljnog materijala je vrlo uspješna primjena jer ultrazvučno generirana kavitacija ometa biljne stanice i poboljšava prijenos mase tako da unutarćelijski materijal postaje dostupan. Time se postiže efikasnija ekstrakcija i veći prinosi.

Ultrazvučna ekstrakcija šafrana

Video u nastavku pokazuje efikasnu i jednostavnu ekstrakciju šafrana pomoću sonikatora tipa sonde UP100H.
 

Šafran, izuzetan začin

Šafran (Crocus sativus), poznat kao najskuplji začin na svjetskom tržištu, koji se odlikuje nježnom aromom, gorkim okusom i atraktivnom žutom bojom, uglavnom se uzgaja u Iranu, Španiji, Grčkoj i Indiji. Osim upotrebe kao začina i boje, šafran je cijenjen i kao ljekovita biljka, a od kratkog vremena crocus sativus se istražuje kao novi siguran izvor prirodnih antioksidansa za prehrambenu industriju. Za visoku cijenu do 14 eura po gramu, postoji nekoliko razloga: prvo, potrebno je između 100.000 i 200.000 cvjetova šafrana za postizanje 1 kilograma začina šafrana; drugo, cvet šafrana cveta samo dve nedelje u jesen; i treće, žetva se u potpunosti obavlja ručnim radom. Šafran začin se dobija od crvene žile cvijeta šafran šafrana. Svaka biljka šafrana nosi tri crvene stigme na cvijetu. Ove tri stigme (prihvatljivi vrh ploda) i njihove vrste beru se da bi se dobile supstance šafrana. Nakon sušenja, ovi dijelovi se koriste kao začin u kuhinji ili kao boja.

Sonikacija za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata šafrana

Ekstrakcija uz pomoć ultrazvuka je dokazana metoda za ekstrakciju intracelularnog materijala i funkcionalnih i bioaktivnih komponenti. Ultrazvučno zračenje može se primijeniti na šafranovu crvenu stigmu koja sadrži više od 150 isparljivih aromatičnih supstanci, kao i neisparljive aktivne spojeve, kao što su karotenoidi likopen, zeaksantin i različiti α- i β-karoteni.
Intenzivna karakteristična aroma šafrana proizlazi posebno iz tri spoja: krocina, pikrokrocina i safranala.

Kadkhodaee i Hemmati-Kakhki predstavljaju studiju u kojoj su istraživali “Ultrazvučnu ekstrakciju aktivnih jedinjenja iz šafrana”. U ovoj studiji su pokazali da je ultrazvučna obrada značajno povećala prinos ekstrakcije i značajno smanjila vrijeme obrade. U stvari, rezultati ultrazvučne ekstrakcije bili su upadljivo bolji od tradicionalnih ekstrakcija hladnom vodom koju je predložio ISO. Za svoje istraživanje, Kadkhodaee i Hemmati-Kakhki koristili su Hielscherov ultrazvučni uređaj UP50H. Da bi se istražila prednost ultrazvučnog zračenja, ista količina šafrana (0,25 g uzorka) ekstrahirana je ekstrakcijom hladnom vodom: jedan uzorak je obrađen Hielscher ultrazvučnim procesorom; drugi uzorak je vođen tradicionalnim procesom ekstrakcije hladnom vodom koji preporučuje ISO. Kao što je gore navedeno, metodom ultrazvučne ekstrakcije oslobođen je upadljivo veći prinos jedinjenja šafrana. Sa povećanjem vremena obrade ultrazvukom, postignut je povećan prinos, sa povećanjem do 15% za safranal pred kraj vremena ekstrakcije. Najbolji rezultati su postignuti pulsnom sonikacijom. To znači da su kratki intervali impulsa bili efikasniji od kontinuiranog ultrazvučnog tretmana jer u pulsiranom ultrazvučnom polju vrijeme između dva impulsa djeluje kao prekid tokom kojeg se mali mjehurići i nestabilne šupljine nastale kolapsom mjehurića, ovisno o njihovoj veličini, rastvaraju. ili isplivati iz zone kavitacije tako da se povrate početni uslovi tečnosti. (Kadkhodaee et al., 2007.) Kako kavitacija generisana ultrazvukom dovodi do visoko intenzivnih lokalnih uslova, ultrazvučna obrada obezbeđuje bolje rezultate ekstrakcije efikasnim razbijanjem ćelija i potpunijim prenosom mase iz unutrašnjih delova ćelijskog matriksa. Također, dobivanje fitokemikalija i biofarmaceutika iz šafrana je obećavajuća primjena.
Efikasnost ekstrakcije uz pomoć ultrazvuka se dugo istražuje i dobro je poznata. Hielscher sonikatori se već vrlo uspješno koriste za ekstrakciju proteina, lipida, fenolnih spojeva i enzima u istraživanju i industrijskoj proizvodnji.

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:

 

 

Literatura/Reference

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ultrazvučna ekstrakcija aktivnih jedinjenja iz šafrana. U: Koochecki, A. et al. (uredi): II. Međunarodni simpozij o biologiji i tehnologiji šafrana. ISHS, Iran 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Mi, Ahmet Abdulah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizacija parametara ekstrakcije epigalokatehin galata korištenjem konvencionalne tople vode i ultrazvučnih metoda iz zelenog čaja. Prerada hrane i bioproizvoda 111 (2018). 37–44.
• Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas JJ, Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023): Fitokemijsko profiliranje Sambucus nigra L. Ekstrakti cvijeta i listova i njihov antimikrobni potencijal protiv patogena badema. Međunarodni časopis za molekularne nauke, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Bekaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Ekstrakcija potpomognuta pulsnim ultrazvukom kao alternativna metoda konvencionalnoj maceraciji za ekstrakciju polifenolne frakcije pupoljaka Ribes nigrum: Nova kategorija dodataka prehrani koju je predložio projekat FINNOVER. Hrana. 8. 466; 2019