Extraction du safran assistée par ultrasons

Les ultrasons sont bien connus pour leur capacité d'extraction. L'extraction assistée par ultrasons de composés actifs, d'arômes et d'épices à partir de matériel végétal est une application très réussie, car la cavitation générée par les ultrasons perturbe les cellules végétales et améliore le transfert de masse, de sorte que le matériel intracellulaire devient disponible. On obtient ainsi une extraction plus efficace et des rendements plus élevés.

Extraction du safran par ultrasons

La vidéo ci-dessous montre l'extraction efficace et facile du safran à l'aide du sonicateur à sonde UP100H.
 

Cette vidéo montre l'extraction rapide et efficace par ultrasons des composés aromatiques et colorants du safran avec un Hielscher UP100H, un puissant ultrasonateur de 100W.

Extraction ultrasonique des fils de safran à l'aide de l'UP100H

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L'extraction par ultrasons est une technique très efficace pour isoler les composés bioactifs et les molécules aromatiques du safran.

Sonicator UIP1000hdT avec cellule d'écoulement pour l'extraction du safran

Le safran, une épice exquise

Le safran (Crocus sativus), connu comme l'épice la plus chère sur le marché mondial et qui se distingue par sa saveur délicate, son goût amer et sa couleur jaune attrayante, est essentiellement cultivé en Iran, en Espagne, en Grèce et en Inde. Outre son utilisation comme épice et comme colorant, le safran est également considéré comme une plante médicinale et, depuis peu, le crocus sativus est étudié comme une nouvelle source sûre d'antioxydants naturels pour l'industrie alimentaire. Plusieurs raisons expliquent le prix élevé (jusqu'à 14 euros le gramme) : premièrement, il faut entre 100 000 et 200 000 fleurs de crocus pour obtenir un kilogramme de safran ; deuxièmement, la fleur de safran ne fleurit que pendant deux semaines à l'automne ; et troisièmement, la récolte est entièrement effectuée à la main. L'épice de safran est obtenue à partir du stigmate rouge de la fleur du crocus à safran. Chaque plante de safran porte trois stigmates rouges au niveau de la fleur. Ces trois stigmates (l'extrémité réceptive d'un carpelle) et leurs styles sont récoltés pour obtenir les substances safranées. Après séchage, ces parties sont utilisées comme assaisonnement dans la cuisine ou comme colorant.

Sonication pour la production d'extraits de safran de haute qualité

L'extraction assistée par ultrasons est une méthode éprouvée pour l'extraction de matériel intracellulaire et de composants fonctionnels et bioactifs. Le rayonnement ultrasonique peut être appliqué aux stigmates rouges du safran qui contiennent plus de 150 substances aromatiques volatiles ainsi que des composés actifs non volatiles, tels que les caroténoïdes lycopène, zéaxanthine et divers α- et β-carotènes.
La saveur intense et caractéristique du safran provient surtout de trois composés : la crocine, la picrocrocine et le safranal.

Ultrasonator UIP1000hdT pour l'extraction du safran en mode batch

Ultrasonateur UIP1000hdT pour l'extraction du safran

Kadkhodaee et Hemmati-Kakhki présentent une étude sur l'extraction ultrasonique des composés actifs du safran. Dans cette étude, ils ont montré que l'ultrasonisation augmentait considérablement le rendement de l'extraction et réduisait considérablement le temps de traitement. En fait, les résultats de l'extraction par ultrasons étaient nettement meilleurs que ceux de l'extraction traditionnelle à l'eau froide proposée par l'ISO. Pour leurs recherches, Kadkhodaee et Hemmati-Kakhki ont utilisé l'appareil à ultrasons de Hielscher. UP50H. Pour étudier les avantages de l'irradiation ultrasonique, la même quantité de safran (échantillon de 0,25 g) a été extraite à l'eau froide : Un échantillon a été traité avec le processeur ultrasonique Hielscher ; l'autre échantillon a été soumis au processus traditionnel d'extraction à l'eau froide recommandé par l'ISO. Comme indiqué ci-dessus, la méthode d'extraction par ultrasons a permis d'obtenir un rendement nettement plus élevé des composés du safran. L'augmentation du temps de sonication a permis d'obtenir un rendement plus élevé, avec une augmentation de 15 % pour le safranal vers la fin du temps d'extraction. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec la sonication pulsée. Cela signifie que de courts intervalles d'impulsions ont été plus efficaces qu'un traitement ultrasonique continu car, dans un champ ultrasonique pulsé, le temps entre deux impulsions agit comme un intermède pendant lequel les petites bulles et les cavités instables générées par l'effondrement des bulles, en fonction de leur taille, se dissolvent ou flottent hors de la zone de cavitation, de sorte que les conditions initiales du liquide sont restaurées (Kadkhodaee et al. (Kadkhodaee et al., 2007) Comme la cavitation générée par les ultrasons produit des conditions locales très intenses, le traitement par ultrasons fournit de meilleurs résultats d'extraction grâce à une désintégration efficace des cellules et à un transfert de masse plus complet à partir des parties internes de la matrice cellulaire. La récupération des substances phytochimiques et biopharmaceutiques du safran est également une application prometteuse.
L'efficacité de l'extraction assistée par ultrasons est étudiée depuis longtemps et est bien connue. Les sonicateurs Hielscher sont déjà utilisés avec succès pour l'extraction de protéines, de lipides, de composés phénoliques et d'enzymes dans la recherche et la production industrielle.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :

Volume du lotdébitDispositifs recommandés
00,5 à 1,5 mln.d.VialTweeter
1 à 500mL10 à 200mL/minUP100H
10 à 2000mL20 à 400mL/minUP200Ht, UP400ST
0.1 à 20L0.2 à 4L/minUIP2000hdT
10 à 100L2 à 10L/minUIP4000hdt
15 à 150L3 à 15L/minUIP6000hdT
n.d.10 à 100L/minUIP16000
n.d.plus grandegroupe de UIP16000

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Dans cette présentation, nous vous introduisons à la fabrication d'extraits botaniques. Nous expliquons les défis que pose la production d'extraits botaniques de haute qualité et comment un sonicateur peut vous aider à surmonter ces défis. Cette présentation vous montrera comment fonctionne l'extraction par ultrasons. Vous apprendrez quels avantages vous pouvez attendre d'un sonicateur pour l'extraction et comment vous pouvez mettre en œuvre un extracteur à ultrasons dans votre production d'extraits.

Extraction botanique par ultrasons - Comment utiliser des sonicateurs pour extraire des composés botaniques ?

Vignette vidéo

 

Littérature/références

L'homogénéisateur ultrasonique UP50H a été utilisé pour les recherches sur l'extraction du safran.

Appareil de laboratoire à ultrasons UP50H


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