Ultraheli tuntakse oma ekstraktsioonivõimsuse poolest. Taimematerjalide aktiivsete ühendite, maitseainete ja vürtside ultraheli abistamine on väga edukas rakendus, kuna ultraheli genereeritud kavitatsioon katkestab taimerakud ja suurendab massiülekannet, nii et rakusisene materjal muutub kättesaadavaks. Sellega saavutatakse efektiivsem kaevandamine ja suurem saagikus.

Ultraheli safrani ekstraheerimine

Allolev video demonstreerib safrani tõhusat ja hõlpsasti kasutatavat ekstraheerimist, kasutades sondi tüüpi sonikaatorit UP100H.
 

Safran, peen vürts

Safranit (Crocus sativus), mida tuntakse maailmaturu kalleima vürtsina ja mida iseloomustab õrn maitse, mõru maitse ja atraktiivne kollane värvus, kasvatatakse põhiliselt Iraanis, Hispaanias, Kreekas ja Indias. Lisaks sellele, et safranit kasutatakse vürtsi ja värvainena, hinnatakse safranit ka meditsiinitaimena ning lühikese aja jooksul uuritakse crocus sativus't kui uut ohutut looduslike antioksüdantide allikat toiduainetööstusele. Kõrge hinna puhul kuni 14 eurot grammi kohta on mitu põhjust: esiteks on 1 kilogrammi safranivürtsi saamiseks vaja 100 000–200 000 krookuseõit; teiseks, safraniõis õitseb sügisel vaid kaks nädalat; ja kolmandaks, saagikoristus toimub täielikult käsitsi. Safrani vürts saadakse safrani krokuse lille punasest häbimärgistusest. Igal safranitaimel on lillel kolm punast stigmat. Need kolm stigmat (karpkala vastuvõtlik ots) ja nende stiilid kogutakse safraniainete saamiseks. Pärast kuivatamist kasutatakse neid osi köögis maitseainena või värvainena.

Sonikatsioon kvaliteetsete safraniekstraktide tootmiseks

Ultraheli abil ekstraheerimine on tõestatud meetod rakusisese materjali ning funktsionaalsete ja bioaktiivsete komponentide ekstraheerimiseks. Ultraheli kiirgust saab rakendada safrani punasele häbimärgistusele, mis sisaldab rohkem kui 150 lenduvat aromaatset ainet, samuti mittelahustuvaid aktiivseid ühendeid, nagu karotenoidid lükopeen, zeaksantiin ja mitmesugused α- ja β-karoteenid.
Safrani intensiivne iseloomulik maitse tuleneb eelkõige kolmest ühendist: krotsiinid, pikrokrotsiin ja safranal.

Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki tutvustasid uuringut, milles nad on uurinud "Safrani aktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimist". Selles uuringus on nad näidanud, et ultraheliuuring suurendas märkimisväärselt ekstraheerimistooteid ja vähendas oluliselt töötlemisaega. Tegelikult olid ultraheli ekstraheerimise tulemused märksa paremad kui ISO poolt välja pakutud traditsiooniline külmavee ekstraheerimine. Oma uurimistöös on Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki kasutanud Hielscheri ultraheli seadet UP50H. Ultraheli kiirituse eelise uurimiseks on külma vee ekstraheerimise teel ekstraheeritud sama kogus safranit (0,25 g proov): Üks proov on töödeldud Hielscheri ultraheli protsessoriga; teine proov on läbinud ISO soovitatud traditsioonilise külma vee ekstraheerimise protsessi. Nagu eespool märgitud, on ultraheli ekstraheerimise meetodiga vabastatud safraniühendite silmatorkavalt suurem saagis. Ultrahelitöötluse aja pikenemisega on saavutatud suurenenud saagis, kusjuures ekstraheerimisaja lõpus on safranaali suurenemine kuni 15%. Parimad tulemused on saavutatud impulss-ultrahelitöötlusega. See tähendab, et lühikesed impulsiintervallid olid efektiivsemad kui pidev ultraheliravi, sest impulss-ultraheliväljas toimib kahe impulsi vaheline aeg vaheajana, mille jooksul väikesed mullid ja mullide kokkuvarisemise tekitatud ebastabiilsed õõnsused, sõltuvalt nende suurusest, lahustuvad ära või ujuvad kavitatsioonitsoonist välja, nii et vedeliku algtingimused taastatakse. (Kadkhodaee et al., 2007) Kuna ultraheli genereeritud kavitatsioon põhjustab väga intensiivseid kohalikke tingimusi, annab ultraheli töötlemine paremaid ekstraheerimistulemusi tõhusa rakukatkestuse ja täielikuma massiülekandega rakkude maatriksi sisemistest osadest. Samuti on paljulubav rakendus fütokemikaalide ja biofarmatseutiliste preparaatide taastamine safranist.
Ultraheli abil ekstraheerimise efektiivsust on uuritud pikka aega ja see on hästi teada. Hielscheri sonikaatoreid kasutatakse juba väga edukalt valkude, lipiidide, fenoolsete ühendite ja ensüümide ekstraheerimiseks teadusuuringutes ja tööstuslikus tootmises.

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest:

 

 

Kirjandus / viited

• Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Safranist aktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine. In: Koochecki, A. et al. (redigeeri): II. Saffroni bioloogia ja tehnoloogia rahvusvaheline sümpoosion. ISHS, Iraan 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Meie, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimeerimise parameetrid epigallokatehhi gallaat kasutades tavapärase kuuma vee ja ultraheli toetatud meetodeid rohelise tee. Toiduainete ja biotoodete töötlemine 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): Sambucus nigra L. lille- ja leheekstraktide ning nende antimikroobse potentsiaali fütokeemiline profileerimine mandlipuu patogeenide vastu. Rahvusvaheline molekulaarteaduste ajakiri, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Impulss-ultraheli abil ekstraheerimine alternatiivse meetodina tavapärasele leotamisele ribes nigrum pungade polüfenoolse fraktsiooni ekstraheerimiseks: FINNOVERi projekti poolt välja pakutud uus toidulisandite kategooria. Toidud. 8. 466; 2019