Ultrazvukem podporovaná extrakce šafránu

Ultrazvuk je dobře známý svou extrakční schopností. Ultrazvukem podporovaná extrakce účinných látek, aromatických látek a koření z rostlinného materiálu je velmi úspěšnou aplikací, protože kavitace generovaná ultrazvukem narušuje rostlinné buňky a zlepšuje přenos hmoty, takže se nitrobuněčný materiál stává dostupným. Tím se dosahuje účinnější extrakce a vyšších výtěžků.

Ultrazvuková extrakce šafránu

Níže uvedené video ukazuje účinnou a snadno proveditelnou extrakci šafránu pomocí sondového sonikátoru UP100H.

Toto video ukazuje rychlou a účinnou ultrazvukovou extrakci chuťových látek a barviv ze šafránu pomocí výkonného ultrazvukového přístroje Hielscher UP100H o výkonu 100W.

Šafrán, vytříbené koření

Šafrán (Crocus sativus), známý jako nejdražší koření na světovém trhu a vyznačující se jemným aroma, hořkou chutí a atraktivní žlutou barvou, se pěstuje především v Íránu, Španělsku, Řecku a Indii. Kromě použití jako koření a barvivo je šafrán ceněn také jako léčivá rostlina a od nedávné doby je crocus sativus zkoumán jako nový bezpečný zdroj přírodních antioxidantů pro potravinářský průmysl. Vysoká cena až 14 eur za gram má několik důvodů: zaprvé, k získání 1 kilogramu šafránového koření je zapotřebí 100 000 až 200 000 květů krokusu; zadruhé, šafrán kvete na podzim pouze dva týdny; a zatřetí, sklizeň se provádí zcela ručně. Šafránové koření se získává z červených blizen květu šafránu setého. Každá rostlina šafránu nese v květu tři červené blizny. Tyto tři blizny (receptivní vrchol plodolistu) a jejich čnělky se sklízejí za účelem získání šafránových látek. Po usušení se tyto části používají jako koření v kuchyni nebo jako barvivo.

Sonikace pro výrobu vysoce kvalitních šafránových extraktů

Ultrazvukem podporovaná extrakce je osvědčenou metodou pro extrakci nitrobuněčného materiálu a funkčních a bioaktivních složek. Ultrazvukové záření lze aplikovat na červené blizny šafránu, které obsahují více než 150 těkavých aromatických látek a také netěkavé účinné látky, jako jsou karotenoidy lykopen, zeaxanthin a různé α- a β-karoteny.
Intenzivní charakteristická chuť šafránu je výsledkem zejména tří sloučenin: krocinů, pikrokrocinu a safranalu.

Kadkhodaee a Hemmati-Kakhki předkládají studii, v níž zkoumali „Ultrazvukovou extrakci účinných látek ze šafránu“. V této studii ukázali, že ultrazvuková sonikace významně zvýšila výtěžek extrakce a výrazně zkrátila dobu zpracování. Výsledky ultrazvukové extrakce byly ve skutečnosti zřetelně lepší než u tradiční extrakce studenou vodou navržené ISO. Pro svůj výzkum použili Kadkhodaee a Hemmati-Kakhki ultrazvukový přístroj Hielscher UP50H. Aby bylo možné zkoumat přínos ultrazvukového ozařování, bylo stejné množství šafránu (vzorek 0,25g) extrahováno extrakcí studenou vodou: jeden vzorek byl ošetřen ultrazvukovým procesorem Hielscher; druhý vzorek prošel tradičním procesem extrakce studenou vodou doporučeným ISO. Jak bylo uvedeno výše, ultrazvukovou extrakční metodou se uvolnil zřetelně vyšší výtěžek šafránových sloučenin. S rostoucí dobou sonikace bylo dosaženo zvýšeného výtěžku, přičemž ke konci doby extrakce došlo u safranalu ke zvýšení až o 15%. Nejlepších výsledků bylo dosaženo pulzní sonikací. To znamená, že krátké pulzní intervaly byly účinnější než kontinuální ultrazvukové ošetření, protože v pulzním ultrazvukovém poli působí doba mezi dvěma pulzy jako přestávka, během níž se malé bubliny a nestabilní kavity vzniklé kolapsem bublin v závislosti na své velikosti rozpustí nebo vyplavou z kavitační zóny, takže se obnoví počáteční podmínky kapaliny. (Kadkhodaee et al., 2007) Protože kavitace generovaná ultrazvukem vede k vysoce intenzivním lokálním podmínkám, poskytuje ultrazvukové zpracování lepší výsledky extrakce díky účinné dezintegraci buněk a úplnějšímu přenosu hmoty z vnitřních částí buněčné matrice. Slibnou aplikací je také získávání fytochemikálií a biofarmaceutik ze šafránu.
Účinnost ultrazvukem podporované extrakce je zkoumána již dlouhou dobu a je dobře známá. Sonikátory Hielscher se již velmi úspěšně používají k extrakci proteinů, lipidů, fenolických sloučenin a enzymů ve výzkumu i v průmyslové výrobě.

Níže uvedená tabulka Vám poskytne orientační představu o přibližné zpracovatelské kapacitě našich ultrazvukových přístrojů:

 

V této prezentaci vás seznámíme s výrobou rostlinných extraktů. Vysvětlíme náročné aspekty výroby vysoce kvalitních rostlinných extraktů a to, jak vám je sonikátor pomůže zvládnout. Prezentace vám ukáže, jak ultrazvuková extrakce funguje. Dozvíte se, jaké výhody můžete očekávat při použití sonikátoru k extrakci a jak začlenit ultrazvukový extraktor do výroby extraktů.

 

Literatura/Reference

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ultrazvuková extrakce aktivních sloučenin ze šafránu. In: Koochecki, A. et al. (editace): II. Mezinárodní sympozium o biologii a technologii šafránu. ISHS, Írán 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimalizace extrakčních parametrů epigalokatechin galátu pomocí konvenčních metod za pomoci horké vody a ultrazvuku ze zeleného čaje. Zpracování potravin a bioproduktů 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): Fytochemické profilování extraktů z květů a listů Sambucus nigra L. a jejich antimikrobiální potenciál proti patogenům mandloní. Mezinárodní žurnál molekulárních věd, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulzní ultrazvukem asistovaná extrakce jako alternativní metoda ke konvenční maceraci pro extrakci polyfenolické frakce pupenů Ribes nigrum: nová kategorie doplňků stravy navržená v rámci projektu FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019