מיצוי זעפרן בסיוע אולטרה-סאונד

אולטרסאונד ידוע ביכולת החילוץ שלו. מיצוי בסיוע אולטרה-סאונד של חומרים פעילים, טעמים ותבלינים מחומר צמחי הוא יישום מוצלח מאוד מכיוון שקוויטציה הנוצרת באולטרסאונד משבשת את תאי הצמח ומשפרת את העברת המסה כך שהחומר התוך-תאי הופך לזמין. בכך מושגת מיצוי יעיל יותר ותשואות גבוהות יותר.

מיצוי זעפרן קולי

הסרטון שלהלן מדגים את המיצוי היעיל והקל לשימוש של זעפרן באמצעות הסוניקטור מסוג בדיקה UP100H.
 

זעפרן, תבלין משובח

זעפרן (Crocus sativus), הידוע כתבלין היקר ביותר בשוק העולמי ומאופיין בטעמו העדין, טעמו המר וצבעו הצהוב האטרקטיבי, מעובד בעצם באיראן, ספרד, יוון והודו. מלבד השימוש בו כתבלין וכחומר צבע, הזעפרן מוערך גם כצמח רפואי ומאז זמן קצר, הכרכום סאטיבוס נחקר כמקור בטוח חדש של נוגדי חמצון טבעיים לתעשיית המזון. למחיר הגבוה של עד 14 יורו לגרם, יש כמה סיבות: ראשית, נדרשים בין 100,000 ל -200,000 פרחי כרכום כדי להשיג 1 ק"ג תבלין זעפרן; שנית, פריחת הזעפרן פורחת רק לשבועיים בסתיו; ושלישית, הקציר מתבצע כולו על ידי עבודת כפיים. תבלין הזעפרן מתקבל מהסטיגמה האדומה של פרח כרכום הזעפרן. כל צמח זעפרן נושא שלוש סטיגמות אדומות על הפרח. שלוש הסטיגמות הללו (קצה הקולט של קרפל) וסגנונן נקצרים כדי להשיג את חומרי הזעפרן. לאחר הייבוש, חלקים אלה משמשים כתיבול במטבח או כחומר צביעה.

סוניקציה לייצור תמציות זעפרן איכותיות

מיצוי בעזרת אולטרסאונד הוא שיטה מוכחת למיצוי חומר תוך תאי ורכיבים פונקציונליים וביו-אקטיביים. קרינה על-קולית יכולה להיות מיושמת על הצלקת האדומה של זעפרן המכילה יותר מ-150 חומרים ארומטיים נדיפים וכן תרכובות פעילות בלתי נדיפות, כגון הקרוטנואידים ליקופן, זיאקסנתין וקרוטנים שונים α ו-β.
הטעם האופייני האינטנסיבי של הזעפרן נובע במיוחד משלוש תרכובות: קרוצינים, פיקרוצין וספרנל.

Kadkhodaee ו Hemmati-Kakhki מציגים מחקר בכך שהם חקרו את "מיצוי קולי של תרכובות פעילות מזעפרן". במחקר זה, הם הראו כי אולטרהסוניקציה הגדילה את תפוקת המיצוי באופן משמעותי והפחיתה את זמן העיבוד במידה ניכרת. למעשה, התוצאות על ידי מיצוי אולטרסאונד היו טובות יותר באופן בולט מאשר על ידי מיצוי מים קרים מסורתי שהוצע על ידי ISO. לצורך המחקר שלהם, Kadkhodaee ו Hemmati-Kakhki השתמשו במכשיר קולי של Hielscher UP50H. כדי לחקור את היתרון של קרינה קולית, אותה כמות של זעפרן (0.25 גרם דגימה) הופקה על ידי מיצוי מים קרים: דגימה אחת טופלה עם מעבד קולי Hielscher; המדגם השני הופעל בתהליך מיצוי המים הקרים המסורתי המומלץ על ידי ISO. כפי שצוין לעיל, עם שיטת מיצוי קולי שוחרר תשואה גבוהה יותר באופן בולט של תרכובות זעפרן. עם הגדלת זמן הסוניקציה הושגה תפוקה מוגברת, עם שיפור של עד 15% עבור ספרנל לקראת סוף זמן החילוץ. התוצאות הטובות ביותר הושגו עם סוניקציה פועמת. משמעות הדבר היא כי מרווחי פולסים קצרים היו יעילים יותר מאשר טיפול קולי מתמשך כי בשדה קולי פועם הזמן בין שני פולסים פועל כהפסקה שבמהלכה הבועות הקטנות והחללים הבלתי יציבים שנוצרו על ידי קריסת הבועה, בהתאם לגודלם, מתמוססים או צפים מחוץ לאזור הקוויטציה, כך שהתנאים הראשוניים של הנוזל משוחזרים. (Kadkhodaee et al., 2007) כמו על ידי אולטרסאונד שנוצר cavitation תוצאות בתנאים מקומיים אינטנסיביים מאוד, עיבוד קולי מספק תוצאות מיצוי טוב יותר על ידי שיבוש תאים יעיל והעברת מסה מלאה יותר מן החלקים הפנימיים של מטריצת תאים. גם ההתאוששות של phytochemicals ו biopharmaceuticals מ זעפרן הוא יישום מבטיח.
יעילות השאיבה בעזרת אולטרסאונד נחקרת מזה זמן רב וידועה. הסוניקטורים של Hielscher כבר משמשים בהצלחה רבה למיצוי חלבונים, שומנים, תרכובות פנוליות ואנזימים במחקר ובייצור תעשייתי.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:

 

 

ספרות/מקורות

• קדחודאי, ר'; Hemmati-Kakhki, A. (2007): מיצוי קולי של תרכובות פעילות מזעפרן. בתוך: Koochecki, A. et al. (עריכה): II. סימפוזיון בינלאומי בנושא ביולוגיה וטכנולוגיה של זעפרן. ISHS, איראן 2007.
• איילדיז, סנה סקלאר; קרדניז, בולנט; סגקנב, ניהאן; בהרה, באנו; אנחנו, אחמט עבדאללה; אלסלבר, סזארטין (2018): אופטימיזציה של פרמטרי המיצוי של אפיגלוקטכין גלאט באמצעות מים חמים קונבנציונליים ושיטות בסיוע אולטרסאונד מתה ירוק. עיבוד מזון ומוצרים ביולוגיים 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): פרופיל פיטוכימי של תמציות פרחים ועלים Sambucus nigra L. והפוטנציאל האנטי-מיקרוביאלי שלהם נגד פתוגנים של עצי שקד. כתב העת הבינלאומי למדעים מולקולריים, 2023.
• טוריני, פדריקה; דונו, דריו; בקארו, גבריאל; זונין, פאולה; פיטלוגה, אנה; בוג'יה, רפאלה (2019): מיצוי בסיוע אולטרסאונד פועם כשיטה חלופית למיצוי השבר הפוליפנולי של ניצני ribes nigrum: קטגוריה חדשה של תוספי מזון המוצעת על ידי פרויקט FINNOVER. מזונות. 8. 466; 2019