Extracción de azafrán asistida por ultrasonidos

Los ultrasonidos son ampliamente conocidos por su capacidad de extracción. La extracción de compuestos activos, aromas y especias de material vegetal asistida por ultrasonidos es una aplicación de gran éxito, ya que la cavitación generada por los ultrasonidos rompe las células vegetales y mejora la transferencia de masa, lo que permite acceder al material intracelular. De este modo, se consigue una extracción más eficiente y mayores rendimientos.

Extracción ultrasónica de azafrán

El siguiente vídeo muestra cómo extraer azafrán de forma eficiente y sencilla con el sonicador de sonda UP100H.
 

Este vídeo muestra la extracción ultrasónica rápida y eficiente de compuestos aromatizantes y colorantes del azafrán con un Hielscher UP100H, un potente sonicador de 100W.

El azafrán, una especia exquisita

El azafrán (Crocus sativus), conocido como la especia más cara del mercado mundial y distinguido por su delicado aroma, su sabor amargo y su atractivo color amarillo, se cultiva principalmente en Irán, España, Grecia e India. Además de utilizarse como especia y colorante, el azafrán también se aprecia como planta medicinal y, desde hace poco, se investiga el crocus sativus como una nueva fuente segura de antioxidantes naturales para la industria alimentaria. Su elevado precio, de hasta 14 euros por gramo, se debe a varios motivos: en primer lugar, se necesitan entre 100.000 y 200.000 flores para obtener 1 kilogramo de azafrán; en segundo lugar, la floración del azafrán dura solo dos semanas en otoño; y, en tercer lugar, la cosecha se realiza íntegramente a mano. La especia se obtiene de los estigmas rojos de la flor del azafrán. Cada planta de azafrán presenta tres estigmas rojos en la flor. Estos tres estigmas (los extremos receptivos de un carpelo) y sus estiletes se recolectan para obtener las sustancias del azafrán. Tras el secado, estas partes se utilizan como condimento en la cocina o como colorante.

Sonicación para la producción de extractos de azafrán de alta calidad

La extracción asistida por ultrasonidos es un método probado para extraer material intracelular y componentes funcionales y bioactivos. La radiación ultrasónica puede aplicarse a los estigmas rojos del azafrán, que contienen más de 150 sustancias aromáticas volátiles, así como compuestos activos no volátiles, entre ellos los carotenoides licopeno, zeaxantina y diversos α- y β-carotenos.
El intenso sabor característico del azafrán se debe especialmente a tres compuestos: crocinas, picrocrocina y safranal.

Kadkhodaee y Hemmati-Kakhki presentan un estudio en el que investigaron la «Extracción ultrasónica de compuestos activos del azafrán». En este estudio demostraron que la sonicación aumentaba significativamente el rendimiento de extracción y reducía considerablemente el tiempo de procesamiento. De hecho, los resultados de la extracción por ultrasonidos fueron claramente mejores que los de la extracción tradicional con agua fría propuesta por ISO. Para su investigación, Kadkhodaee y Hemmati-Kakhki utilizaron el equipo ultrasónico de Hielscher UP50H. Para investigar las ventajas de la irradiación ultrasónica, se extrajo la misma cantidad de azafrán (muestra de 0,25 g) con agua fría: una muestra se trató con el procesador ultrasónico de Hielscher; la otra se sometió al proceso tradicional de extracción con agua fría recomendado por ISO. Como se ha indicado anteriormente, el método de extracción ultrasónica permitió obtener un rendimiento claramente superior de los compuestos del azafrán. Al aumentar el tiempo de sonicación, aumentó el rendimiento, con una mejora de hasta el 15% en el caso del safranal hacia el final del tiempo de extracción. Los mejores resultados se obtuvieron con la sonicación pulsada. Esto significa que los intervalos cortos de pulsos fueron más eficaces que un tratamiento ultrasónico continuo, porque en un campo ultrasónico pulsado el tiempo entre dos pulsos actúa como una pausa durante la cual las pequeñas burbujas y las cavidades inestables generadas por el colapso de las burbujas, en función de su tamaño, se disuelven o salen por flotación de la zona de cavitación, de modo que se restablecen las condiciones iniciales del líquido. (Kadkhodaee et al., 2007) Dado que la cavitación generada por los ultrasonidos produce condiciones locales de gran intensidad, el procesamiento ultrasónico proporciona mejores resultados de extracción gracias a una ruptura celular eficiente y a una transferencia de masa más completa desde el interior de la matriz celular. La recuperación de compuestos fitoquímicos y biofarmacéuticos del azafrán también es una aplicación prometedora.
La eficacia de la extracción asistida por ultrasonidos se ha investigado durante mucho tiempo y es ampliamente conocida. Los sonicadores de Hielscher ya se utilizan con gran éxito para extraer proteínas, lípidos, compuestos fenólicos y enzimas en la investigación y la producción industrial.

La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

 

En esta presentación le introducimos en la fabricación de extractos vegetales. Explicamos los retos de producir extractos vegetales de alta calidad y cómo un sonicador puede ayudarle a superarlos. Esta presentación le mostrará cómo funciona la extracción ultrasónica. Conocerá los beneficios que puede esperar del uso de un sonicador para la extracción y cómo integrar un extractor ultrasónico en su producción de extractos.

 

Bibliografía/Referencias

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ultrasonic Extraction of Active Compounds from Saffron. In: Koochecki, A. et al. (edit): II. International Symposium on Saffron Biology and Technology. ISHS, Iran 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimización de los parámetros de extracción del galato de epigalocatequina mediante métodos convencionales con agua caliente y asistidos por ultrasonidos a partir de té verde. Procesamiento de alimentos y bioproductos 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): Perfiles fitoquímicos de extractos de flores y hojas de Sambucus nigra L. y su potencial antimicrobiano frente a patógenos del almendro. Revista Internacional de Ciencias Moleculares, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsed Ultrasound-Assisted Extraction as an Alternative Method to Conventional Maceration for the Extraction of the Polyphenolic Fraction of Ribes nigrum Buds: Una nueva categoría de complementos alimenticios propuesta por el proyecto FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019