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 matières végétales est une application très efficace, car la cavitation générée par les ultrasons désagrège les cellules végétales et améliore le transfert de matière, rendant ainsi accessible le contenu intracellulaire. On obtient ainsi une extraction plus efficace et des rendements plus élevés.

Extraction du safran par ultrasons

La vidéo ci-dessous présente l’extraction efficace et facile à mettre en œuvre 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 sonicateur de 100W.

Le safran, une épice exquise

Le safran (Crocus sativus), connu comme l’épice la plus chère sur le marché mondial et caractérisé par son arôme délicat, son goût amer et sa belle couleur jaune, est principalement cultivé en Iran, en Espagne, en Grèce et en Inde. Outre son utilisation comme épice et comme colorant, le safran est également apprécié comme plante médicinale et, depuis peu, Crocus sativus fait l’objet de recherches en tant que nouvelle source sûre d’antioxydants naturels pour l’industrie alimentaire. Plusieurs raisons expliquent son prix élevé, qui peut atteindre 14 euros par gramme : premièrement, il faut entre 100 000 et 200 000 fleurs de crocus pour obtenir 1 kilogramme de safran ; deuxièmement, le crocus à safran ne fleurit que pendant deux semaines en automne ; et troisièmement, la récolte est entièrement manuelle. Le safran utilisé comme épice est obtenu à partir des stigmates rouges de la fleur du crocus à safran. Chaque fleur de safran porte trois stigmates rouges. Ces trois stigmates (les extrémités réceptives d’un carpelle) et leurs styles sont récoltés pour obtenir les substances du safran. Après séchage, ces parties sont utilisées comme assaisonnement en cuisine ou comme colorant.

La sonication pour la production d’extraits de safran de haute qualité

L’extraction assistée par ultrasons est une méthode éprouvée pour extraire le contenu intracellulaire ainsi que les composants fonctionnels et bioactifs. Les ultrasons peuvent être appliqués aux stigmates rouges du safran, qui contiennent plus de 150 substances aromatiques volatiles ainsi que des composés actifs non volatils, tels que les caroténoïdes lycopène et zéaxanthine, ainsi que divers α- et β-carotènes.
L’arôme intense et caractéristique du safran provient notamment de trois composés : les crocines, la picrocrocine et le safranal.

Kadkhodaee et Hemmati-Kakhki présentent une étude dans laquelle ils ont examiné l’« Extraction par ultrasons de composés actifs du safran ». Dans cette étude, ils ont montré que la sonication augmentait significativement le rendement d’extraction et réduisait considérablement le temps de traitement. En effet, 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 l’avantage du traitement par ultrasons, une même quantité de safran (échantillon de 0,25g) a été soumise à une extraction à l’eau froide : un échantillon a été traité avec l’appareil à ultrasons Hielscher ; l’autre échantillon a été soumis au procédé 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 supérieur en composés du safran. L’allongement de la durée de sonication a augmenté le rendement, avec une amélioration allant jusqu’à 15% pour le safranal vers la fin de la période d’extraction. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une sonication pulsée. Cela signifie que de courts intervalles de pulsation étaient plus efficaces qu’un traitement ultrasonore continu, car, dans un champ ultrasonore pulsé, le temps entre deux impulsions constitue une pause pendant laquelle les petites bulles et les cavités instables générées par l’effondrement des bulles, selon leur taille, se dissolvent ou remontent hors de la zone de cavitation, rétablissant ainsi les conditions initiales du liquide. (Kadkhodaee et al., 2007) Comme la cavitation générée par les ultrasons crée des conditions locales de très forte intensité, le traitement ultrasonore fournit de meilleurs résultats d’extraction grâce à une désagrégation efficace des cellules et à un transfert de matière plus complet depuis l’intérieur de la matrice cellulaire. La récupération de composés phytochimiques et biopharmaceutiques à partir du safran constitue 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 beaucoup de 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 appareils à ultrasons :

 

Dans cette présentation, nous vous présentons la fabrication d’extraits végétaux. Nous expliquons les difficultés liées à la production d’extraits végétaux de haute qualité et comment un sonicateur peut vous aider à les surmonter. Cette présentation vous montrera le fonctionnement de l’extraction ultrasonore. Vous découvrirez les avantages que vous pouvez attendre de l’utilisation d’un sonicateur pour l’extraction et comment intégrer un extracteur à ultrasons à votre production d’extraits.

 

Bibliographie/Références

• Kadkhodaee, R. ; Hemmati-Kakhki, A. (2007) : Ultrasonic Extraction of Active Compounds from Saffron (Extraction ultrasonique des composés actifs du safran). 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): Optimisation des paramètres d’extraction de l’épigallocatéchine gallate à l’aide de méthodes conventionnelles à l’eau chaude et assistées par ultrasons à partir du thé vert. Food and Bioproducts Processing 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): Profil phytochimique des extraits de fleurs et de feuilles de Sambucus nigra L. et leur potentiel antimicrobien contre les pathogènes de l’amandier. Journal international des sciences moléculaires, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): L’extraction assistée par ultrasons pulsés comme méthode alternative à la macération conventionnelle pour l’extraction de la fraction polyphénolique des bourgeons de Ribes nigrum : Une nouvelle catégorie de compléments alimentaires proposée par le projet FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019