Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija šafrana

Ultrazvuk je poznat po svom kapacitetu ekstrakcije. Ultrazvučno potpomognuta ekstrakcija aktivnih spojeva, aroma i začina iz biljnog materijala vrlo je uspješna primjena budući da ultrazvučno generirana kavitacija ometa biljne stanice i pojačava prijenos mase tako da unutarstanični materijal postaje dostupan. Time se postiže učinkovitija ekstrakcija i veći prinosi.

Ultrazvučna ekstrakcija šafrana

Video u nastavku demonstrira učinkovitu i jednostavnu ekstrakciju šafrana pomoću sonikatora UP100H.
 

Šafran, izuzetan začin

Šafran (Crocus sativus), poznat kao najskuplji začin na svjetskom tržištu koji se ističe delikatnim okusom, gorkim okusom i privlačnom žutom bojom, uglavnom se uzgaja u Iranu, Španjolskoj, Grčkoj i Indiji. Osim što se koristi kao začin i kao bojilo, šafran je cijenjen i kao ljekovita biljka, a od kratkog vremena crocus sativus se istražuje kao novi siguran izvor prirodnih antioksidansa za prehrambenu industriju. Za visoku cijenu od čak 14 eura po gramu postoji nekoliko razloga: prvo, za 1 kilogram šafrana potrebno je između 100.000 i 200.000 cvjetova šafrana; drugo, šafran cvjeta samo dva tjedna u jesen; i treće, berba se u potpunosti obavlja ručnim radom. Začin šafran dobiva se iz crvene žiške cvijeta šafrana. Svaka biljka šafrana ima tri crvene žigove na cvijetu. Ove tri stigme (primljivi vrh karpele) i njihovi stilovi se beru kako bi se dobile tvari šafrana. Nakon sušenja ti se dijelovi koriste kao začin u kuhinji ili kao bojilo.

Sonikacija za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata šafrana

Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom dokazana je metoda za ekstrakciju unutarstaničnog materijala te funkcionalnih i bioaktivnih komponenti. Ultrazvučno zračenje može se primijeniti na crvenu stigmu šafrana koja sadrži više od 150 hlapljivih aromatskih tvari kao i nehlapljive aktivne spojeve, poput karotenoida likopena, zeaksantina i raznih α- i β-karotena.
Intenzivna karakteristična aroma šafrana rezultat je posebno tri spoja: krocina, pikrokrocina i šafranala.

Kadkhodaee i Hemmati-Kakhki predstavljaju studiju u kojoj su istraživali "ultrazvučnu ekstrakciju aktivnih spojeva iz šafrana". U ovoj studiji, oni su pokazali da je ultrazvuk značajno povećao prinos ekstrakcije i znatno smanjio vrijeme obrade. U stvari, rezultati ekstrakcije ultrazvukom bili su vidljivo bolji od tradicionalne ekstrakcije hladnom vodom koju je predložio ISO. Za svoje istraživanje Kadkhodaee i Hemmati-Kakhki koristili su Hielscherov ultrazvučni uređaj UP50H. Kako bi se istražila prednost ultrazvučnog zračenja, ista količina šafrana (0,25 g uzorka) ekstrahirana je ekstrakcijom hladnom vodom: jedan uzorak je tretiran Hielscher ultrazvučnim procesorom; drugi uzorak je prošao tradicionalni postupak ekstrakcije hladnom vodom koji preporučuje ISO. Kao što je gore naznačeno, ultrazvučnom metodom ekstrakcije oslobođen je vidljivo veći prinos spojeva šafrana. S povećanjem vremena sonikacije postignut je povećani prinos, s povećanjem do 15% za safranal prema kraju vremena ekstrakcije. Najbolji rezultati postignuti su pulsnom ultrazvukom. To znači da su kratki intervali pulsa bili učinkovitiji od kontinuiranog ultrazvučnog tretmana jer u pulsirajućem ultrazvučnom polju vrijeme između dva pulsa djeluje kao prekid tijekom kojeg se mali mjehurići i nestabilne šupljine nastale kolapsom mjehurića, ovisno o njihovoj veličini, otapaju ili isplivati iz zone kavitacije tako da se povrate početni uvjeti tekućine. (Kadkhodaee et al., 2007.) Kako kavitacija generirana ultrazvukom dovodi do vrlo intenzivnih lokalnih uvjeta, ultrazvučna obrada daje bolje rezultate ekstrakcije učinkovitim razbijanjem stanica i potpunijim prijenosom mase iz unutarnjih dijelova stanične matrice. Obećavajuća je primjena i dobivanje fitokemikalija i biofarmaceutika iz šafrana.
Učinkovitost ekstrakcije potpomognute ultrazvukom dugo se istražuje i dobro je poznata. Hielscher sonikatori se već vrlo uspješno koriste za ekstrakciju proteina, lipida, fenolnih spojeva i enzima u istraživanju i industrijskoj proizvodnji.

Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

 

 

Literatura/Reference

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ultrazvučna ekstrakcija aktivnih spojeva iz šafrana. U: Koochecki, A. i sur. (uredi): II. Međunarodni simpozij o biologiji i tehnologiji šafrana. ISHS, Iran 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimiziranje parametara ekstrakcije epigalokatehin galata korištenjem konvencionalne tople vode i metoda potpomognutih ultrazvukom iz zelenog čaja. Prerada hrane i bioproizvoda 111 (2018). 37–44 (prikaz, stručni).
• Sánchez-Hernández E., Balduque-Gil J., González-García V., Barriuso-Vargas JJ, Casanova-Gascón J., Martín-Gil J., Martín-Ramos P. (2023.): Fitokemijsko profiliranje ekstrakata cvijeta i lišća Sambucus nigra L. i njihov antimikrobni potencijal protiv patogena stabla badema. Međunarodni časopis za molekularne znanosti, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Žunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Ekstrakcija potpomognuta pulsirajućim ultrazvukom kao alternativna metoda konvencionalnoj maceraciji za ekstrakciju polifenolne frakcije pupoljaka Ribes nigrum: nova kategorija dodataka prehrani predložena od strane projekta FINNOVER. Hrana. 8. 466; 2019