Ultraheli abil teostatav safrani ekstraheerimine

Ultraheli on tuntud oma ekstraheerimisvõime poolest. Aktiivühendite, maitseainete ja vürtside ultraheli abil teostatav ekstraheerimine taimsest materjalist on väga edukas rakendus, sest ultrahelitekitatud kavitatsioon lõhub taimerakke ja tõhustab massiülekannet, nii et rakusisene materjal muutub kättesaadavaks. Sellega saavutatakse tõhusam ekstraheerimine ja suuremad saagised.

Safrani ultraheliekstraheerimine

Allolev video demonstreerib safrani tõhusat ja lihtsasti kasutatavat ekstraheerimist sondtüüpi sonikaatoriga UP100H.

See video näitab maitse- ja värvainete kiiret ning tõhusat ultraheliekstraktsiooni safranist võimsa 100W ultraheliseadmega Hielscher UP100H.

Safran – suurepärane vürts

Safran (Crocus sativus), mida tuntakse maailmaturu kõige kallima vürtsina ning mida iseloomustavad õrn maitse, kibe lisamaitse ja atraktiivne kollane värvus, on peamiselt kasvatatav Iraanis, Hispaanias, Kreekas ja Indias. Lisaks kasutamisele vürtsi ja värvainena hinnatakse safranit ka ravimtaimena ning viimasel ajal uuritakse crocus sativust uue ohutu looduslike antioksüdantide allikana toiduainetööstusele. Kõrgele hinnale, kuni 14 eurot grammi kohta, on mitu põhjust: esiteks on 1 kilogrammi safranivürtsi saamiseks vaja 100 000 kuni 200 000 krookuseõit; teiseks õitseb safran vaid kaks nädalat sügisel; ja kolmandaks tehakse saak täielikult käsitööna. Safranivürts saadakse safranikrookuse õie punasest emakasuudmest. Iga safranitaim kannab õiel kolme punast emakasuuet. Neid kolme emakasuuet (emaka vastuvõtlik tipp) ja nende emakakaelu korjatakse safrani ainete saamiseks. Pärast kuivatamist kasutatakse neid osi köögis maitseainena või värvainena.

Ultraheli töötlus (sonikeerimine) kvaliteetsete safraniekstraktide tootmiseks

Ultraheli abil teostatav ekstraheerimine on end tõestanud meetod rakusisese materjali ning funktsionaalsete ja bioaktiivsete komponentide ekstraheerimiseks. Ultrahelikiirgust saab rakendada safrani punastele emakasuudmetele, mis sisaldavad üle 150 lenduva aromaatse aine ning mittelenduvaid aktiivühendeid, näiteks karotenoide likopeeni, zeaksantiini ning mitmesuguseid α- ja β-karoteene.
Safrani intensiivne iseloomulik maitse tuleneb eelkõige kolmest ühendist: krotsiinidest, pikrokrotsiinist ja safranaalist.

Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki esitavad uuringu, milles nad on uurinud teemat „Ultrasonic Extraction of Active Compounds from Saffron“. Selles uuringus näitasid nad, et ultraheli töötlus suurendas oluliselt ekstraktsiooni saagist ja lühendas märkimisväärselt töötlemisaega. Tegelikult olid ultraheliekstraheerimise tulemused märgatavalt paremad kui ISO soovitatud traditsioonilise külmaveeekstraktsiooni omad. Oma uuringus kasutasid Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki Hielscheri ultraheliseadet UP50H. Ultraheliga kiiritamise eelise uurimiseks ekstraheeriti sama kogus safranit (0,25g proov) külmaveeekstraktsiooniga: üht proovi töödeldi Hielscheri ultraheliprotsessoriga; teise proovi puhul rakendati ISO soovitatud traditsioonilist külmaveeekstraktsiooni protsessi. Nagu eespool märgitud, vabanes ultraheliekstraheerimise meetodiga safrani ühendeid märgatavalt suurema saagisega. Sonikeerimisaja pikenedes saavutati suurem saagis, safranaali puhul kuni 15% paranemisega ekstraheerimisaja lõpu poole. Parimad tulemused saavutati impulssrežiimis sonikeerimisega. See tähendab, et lühikesed impulsivahemikud olid tõhusamad kui pidev ultraheli töötlus, sest impulssultrahelivälja puhul toimib aeg kahe impulsi vahel pausina, mille jooksul väikesed mullid ja mullide kollapsi tekitatud ebastabiilsed õõnsused sõltuvalt oma suurusest lahustuvad või ujuvad kavitatsioonitsoonist välja, nii et vedeliku algtingimused taastuvad. (Kadkhodaee et al., 2007) Kuna ultraheli tekitatud kavitatsioon põhjustab väga intensiivseid lokaalseid tingimusi, annab ultraheli töötlus paremaid ekstraheerimistulemusi tõhusa rakkude lõhkumise (desintegreerimise) ja rakumaatriksi sisemistest osadest täielikuma massiülekande kaudu. Samuti on fütokemikaalide ja biofarmatseutikumide saamine safranist paljulubav rakendus.
Ultraheli abil teostatava ekstraheerimise tõhusust on uuritud pikka aega ja see on hästi tuntud. Hielscheri sonikaatoreid kasutatakse juba väga edukalt valkude, lipiidide, fenoolühendite ja ensüümide ekstraheerimiseks teaduses ja tööstuslikus tootmises.

Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

 

Selles ettekandes tutvustame taimsete ekstraktide valmistamist. Selgitame kvaliteetsete taimsete ekstraktide tootmisega seotud raskusi ja seda, kuidas ultraheliseade aitab neid ületada. Ettekanne näitab, kuidas ultraheliga ekstraheerimine toimib. Saate teada, milliseid eeliseid pakub ultraheliseadme kasutamine ekstraheerimisel ja kuidas võtta ultraheliekstraktor kasutusele oma ekstraktide tootmises.

 

Kirjandus/viited

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Safrani aktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine. In: Koochecki, A. jt (redigeeri): II. Rahvusvaheline safranibioloogia ja -tehnoloogia sümpoosion. ISHS, Iraan 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Epigallokatekiingallaadi ekstraheerimisparameetrite optimeerimine tavapärase kuuma vee ja ultraheli abil rohelise tee meetodite abil. Toidu 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. Foods. 8. 466; 2019