Ultraääniavusteinen sahramin uutto

Ultraääni tunnetaan hyvin uuttokyvystään. Aktiivisten yhdisteiden, aromien ja mausteiden ultraääniavusteinen uutto kasvimateriaalista on erittäin menestyksekäs sovellus, sillä ultraäänen synnyttämä kavitaatio hajottaa kasvisoluja ja tehostaa aineensiirtoa, jolloin solunsisäinen materiaali saadaan käyttöön. Näin saavutetaan tehokkaampi uutto ja suuremmat saannot.

Sahramin ultraääniuutto

Alla oleva video esittelee sahramin tehokasta ja helposti toteutettavaa uuttoa sonotrodilla varustetulla ultraäänilaitteella UP100H.
 

Tämä video esittelee maku- ja väriaineiden nopeaa ja tehokasta ultraääniuuttoa sahramista tehokkaalla 100W Hielscher UP100H -ultraäänilaitteella.

Sahrami, hienostunut mauste

Sahramia (Crocus sativus), joka tunnetaan maailmanmarkkinoiden kalleimpana mausteena ja jonka tunnuspiirteitä ovat hienostunut aromi, karvas maku ja viehättävä keltainen väri, viljellään pääasiassa Iranissa, Espanjassa, Kreikassa ja Intiassa. Mauste- ja väriainekäytön lisäksi sahramia arvostetaan myös lääkekasvina, ja viime aikoina crocus sativus on ollut tutkimuksen kohteena uutena turvallisena luonnollisten antioksidanttien lähteenä elintarviketeollisuudelle. Korkeaan hintaan, joka voi olla jopa 14 euroa grammalta, on useita syitä: ensinnäkin 1 kilogramman sahramimaustetta tuottamiseen tarvitaan 100 000–200 000 krookuksen kukkaa; toiseksi sahramikrookus kukkii syksyllä vain kahden viikon ajan; ja kolmanneksi sadonkorjuu tehdään kokonaan käsityönä. Sahramimauste saadaan sahramikrookuksen kukan punaisesta luotista. Jokaisen sahramikasvin kukassa on kolme punaista luottia. Nämä kolme luottia (emilehden vastaanottavat kärjet) ja niiden vartalot kerätään sahramin sisältämien aineiden saamiseksi. Kuivauksen jälkeen näitä osia käytetään ruoanlaitossa mausteena tai väriaineena.

Ultraäänikäsittely korkealaatuisten sahramiuutteiden valmistuksessa

Ultraääniavusteinen uutto on hyväksi todettu menetelmä solunsisäisen materiaalin sekä funktionaalisten ja bioaktiivisten ainesosien uuttamiseen. Ultraäänisäteilyä voidaan kohdistaa sahramin punaisiin luotteihin, jotka sisältävät yli 150 haihtuvaa aromiainetta sekä haihtumattomia aktiivisia yhdisteitä, kuten karotenoideihin kuuluvia lykopeenia, zeaksantiinia ja erilaisia α- ja β-karoteeneja.
Sahramin voimakas ominaismaku johtuu erityisesti kolmesta yhdisteestä: krosiineista, pikrokrosiinista ja safranaalista.

Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki esittelevät tutkimuksen, jossa he ovat tutkineet ”Aktiivisten yhdisteiden ultraääniuuttoa sahramista”. Tässä tutkimuksessa he osoittivat, että ultraäänikäsittely lisäsi uuttosaantoa merkittävästi ja lyhensi käsittelyaikaa huomattavasti. Ultraääniuuton tulokset olivat selvästi parempia kuin ISO:n ehdottaman perinteisen kylmävesiuuton tulokset. Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki käyttivät tutkimuksessaan Hielscherin ultraäänilaitetta UP50H. Ultraäänisäteilyn edun tutkimiseksi sama määrä sahramia (0,25 g:n näyte) uutettiin kylmävesiuutolla: toinen näyte käsiteltiin Hielscherin ultraääniprosessorilla ja toiselle näytteelle tehtiin ISO:n suosittelema perinteinen kylmävesiuutto. Kuten edellä todettiin, ultraääniuuttomenetelmällä saatiin selvästi suurempi sahramin yhdisteiden saanto. Ultraäänikäsittelyajan pidentäminen kasvatti saantoa, ja safranaalin saanto kasvoi jopa 15 % uuttoajan loppua kohti. Parhaat tulokset saavutettiin pulssitetulla ultraäänikäsittelyllä. Tämä tarkoittaa, että lyhyet pulssijaksot olivat tehokkaampia kuin jatkuva ultraäänikäsittely, koska pulssitetussa ultraäänikentässä kahden pulssin välinen aika toimii taukona, jonka aikana pienet kuplat ja kuplien luhistumisen synnyttämät epävakaat ontelot liukenevat pois tai nousevat kavitaatiovyöhykkeen ulkopuolelle koostaan riippuen, jolloin nesteen alkuperäiset olosuhteet palautuvat. (Kadkhodaee ym., 2007) Koska ultraäänen synnyttämä kavitaatio luo paikallisesti erittäin voimakkaat olosuhteet, ultraäänikäsittely tuottaa parempia uuttotuloksia tehokkaan solujen hajotuksen ja solumatriisin sisäosista tapahtuvan täydellisemmän aineensiirron ansiosta. Myös fytokemikaalien ja biofarmaseuttisten aineiden talteenotto sahramista on lupaava sovellus.
Ultraääniavusteisen uuton tehokkuutta on tutkittu pitkään, ja se tunnetaan hyvin. Hielscherin ultraäänilaitteita käytetään jo erittäin menestyksekkäästi proteiinien, lipidien, fenoliyhdisteiden ja entsyymien uuttoon tutkimuksessa ja teollisessa tuotannossa.

Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

 

Tässä esityksessä tutustutaan kasviuutteiden valmistukseen. Selitämme laadukkaiden kasviuutteiden valmistuksen haasteet ja sen, miten ultraäänilaite auttaa ratkaisemaan ne. Esityksessä näytetään, miten ultraääniuutto toimii. Opit, mitä hyötyjä ultraäänilaitteen käytöstä uuttamisessa voi odottaa ja miten ultraääniuutin voidaan ottaa käyttöön uutetuotannossa.

 

Kirjallisuus/Viitteet

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Aktiivisten yhdisteiden ultraääniuutto sahramista. Teoksessa: Koochecki, A. ym. (toim.): II kansainvälinen sahramin biologiaa ja teknologiaa käsittelevä symposiumi. ISHS, Iran 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Epigallokatekiinigallaatin uuttoparametrien optimointi vihreästä teestä perinteisillä kuumavesi- ja ultraääniavusteisilla menetelmillä. Elintarvikkeiden ja biotuotteiden jalostus 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. -lajin kukka- ja lehtiuutteiden fytokemiallinen profilointi ja niiden antimikrobinen potentiaali mantelipuun taudinaiheuttajia vastaan. Kansainvälinen molekyylitieteiden lehti, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulssitettu ultraääniavusteinen uutto vaihtoehtona perinteiselle maseroinnille Ribes nigrum -lajin silmujen polyfenolifraktion uuttamisessa: FINNOVER-hankkeen ehdottama uusi ravintolisäluokka. Foods. 8. 466; 2019