Estrazione ad ultrasuoni assistita dello zafferano

Gli ultrasuoni sono ben noti per la loro capacità di estrazione. L'estrazione ultrasonicamente assistita di composti attivi, aromi e spezie da materiale vegetale è un'applicazione di grande successo in quanto la cavitazione generata ad ultrasuoni perturba le cellule vegetali e migliora il trasferimento di massa in modo che il materiale intracellulare diventi disponibile. In questo modo si ottiene un'estrazione più efficiente e rendimenti più elevati.

Estrazione dello zafferano a ultrasuoni

Il video seguente mostra l'estrazione efficiente e facile da usare dello zafferano utilizzando il sonicatore a sonda UP100H.
 

Questo video mostra la rapida ed efficiente estrazione ad ultrasuoni dei composti aromatizzanti e coloranti dallo zafferano con un Hielscher UP100H, un potente ultrasuonatore da 100W.

Estrazione ad ultrasuoni dei filetti di zafferano con l'UP100H

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L'estrazione a ultrasuoni è una tecnica altamente efficiente per l'isolamento di composti bioattivi e molecole aromatiche dallo zafferano.

Sonicator UIP1000hdT con cella a flusso per l'estrazione dello zafferano

Lo zafferano, una spezia squisita

Lo zafferano (Crocus sativus), noto come la spezia più costosa sul mercato mondiale e contraddistinto da un sapore delicato, un gusto amaro e un attraente colore giallo, è coltivato principalmente in Iran, Spagna, Grecia e India. Oltre all'uso come spezia e come agente colorante, lo zafferano è anche apprezzato come pianta medicinale e da poco tempo il crocus sativus è studiato come nuova fonte sicura di antiossidanti naturali per l'industria alimentare. Il prezzo elevato, che può raggiungere i 14 euro al grammo, è dovuto a diversi motivi: innanzitutto, per ottenere un chilogrammo di spezia di zafferano sono necessari tra i 100.000 e i 200.000 fiori di croco; in secondo luogo, i fiori di zafferano fioriscono solo per due settimane in autunno; in terzo luogo, la raccolta viene effettuata completamente con lavoro manuale. La spezia di zafferano si ottiene dallo stigma rosso del fiore del croco di zafferano. Ogni pianta di zafferano porta tre stigmi rossi sul fiore. Questi tre stigmi (la punta ricettiva di un carpello) e i loro stili vengono raccolti per ottenere le sostanze dello zafferano. Dopo l'essiccazione, queste parti vengono utilizzate come condimento in cucina o come colorante.

La sonicazione per la produzione di estratti di zafferano di alta qualità

L'estrazione assistita da ultrasuoni è un metodo collaudato per l'estrazione di materiale intracellulare e di componenti funzionali e bioattivi. Gli ultrasuoni possono essere applicati allo stigma rosso dello zafferano, che contiene più di 150 sostanze aromatiche volatili e composti attivi non volatili, come i carotenoidi licopene, zeaxantina e vari α e β-caroteni.
Il sapore intenso e caratteristico dello zafferano deriva soprattutto da tre composti: crocine, picrocrocrocina e safranale.

Ultrasuonatore UIP1000hdT per l'estrazione di zafferano in modalità batch

ultrasuoni UIP1000hdT per l'estrazione dello zafferano

Kadkhodaee e Hemmati-Kakhki presentano uno studio in quanto hanno studiato l'"Estrazione ultrasonica di composti attivi dallo zafferano". In questo studio, hanno dimostrato che l'ultrasonicazione ha aumentato significativamente la resa di estrazione e ridotto notevolmente il tempo di lavorazione. Infatti, i risultati dell'estrazione ad ultrasuoni sono stati nettamente migliori rispetto all'estrazione tradizionale con acqua fredda proposta dall'ISO. Per le loro ricerche, Kadkhodaee e Hemmati-Kakhki hanno utilizzato il dispositivo ad ultrasuoni di Hielscher. UP50H. Per studiare i vantaggi dell'irradiazione a ultrasuoni, la stessa quantità di zafferano (0,25 g di campione) è stata estratta con acqua fredda: Un campione è stato trattato con il processore a ultrasuoni Hielscher; l'altro campione è stato sottoposto al tradizionale processo di estrazione con acqua fredda raccomandato dall'ISO. Come indicato in precedenza, con il metodo di estrazione a ultrasuoni è stata rilasciata una resa notevolmente superiore dei composti dello zafferano. Con l'aumento del tempo di sonicazione si è ottenuta una resa maggiore, con un aumento fino al 15% per il safranale verso la fine del tempo di estrazione. I risultati migliori sono stati ottenuti con la sonicazione pulsata. Ciò significa che brevi intervalli di impulsi sono stati più efficaci di un trattamento ultrasonico continuo, perché in un campo ultrasonico pulsato il tempo tra due impulsi agisce come un intervallo durante il quale le piccole bolle e le cavità instabili generate dal collasso delle bolle, a seconda delle loro dimensioni, si dissolvono o galleggiano fuori dalla zona di cavitazione in modo da ripristinare le condizioni iniziali del liquido. (Kadkhodaee et al., 2007) Poiché la cavitazione generata dagli ultrasuoni determina condizioni locali molto intense, il trattamento a ultrasuoni fornisce migliori risultati di estrazione grazie a un'efficiente disgregazione delle cellule e a un trasferimento di massa più completo dalle parti interne della matrice cellulare. Anche il recupero di sostanze fitochimiche e biofarmaceutiche dallo zafferano è un'applicazione promettente.
L'efficacia dell'estrazione assistita da ultrasuoni è stata studiata da tempo ed è ben nota. I sonicatori Hielscher sono già utilizzati con grande successo per l'estrazione di proteine, lipidi, composti fenolici ed enzimi nella ricerca e nella produzione industriale.

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasuoni:

Volume di batch Portata Dispositivi raccomandati
0,5-1,5 mL n.a. VialTweeter
1 - 500mL 10 - 200mL/min UP100H
10 - 2000mL 20 - 400mL/min UP200Ht, UP400St
0,1 - 20L 0,2 - 4L/min UIP2000hdT
10 - 100L 2 - 10L/min UIP4000hdT
Da 15 a 150L Da 3 a 15L/min UIP6000hdT
n.a. 10 - 100L/min UIP16000
n.a. più grande cluster di UIP16000

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In questa presentazione vi presentiamo la produzione di estratti botanici. Spiegheremo le sfide della produzione di estratti botanici di alta qualità e come un sonicatore può aiutarvi a superarle. Questa presentazione vi mostrerà come funziona l'estrazione a ultrasuoni. Imparerete quali vantaggi potete aspettarvi utilizzando un sonicatore per l'estrazione e come potete implementare un estrattore a ultrasuoni nella vostra produzione di estratti.

Estrazione botanica a ultrasuoni - Come utilizzare i sonicatori per estrarre i composti botanici

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Letteratura/riferimenti

L'omogeneizzatore ad ultrasuoni UP50H è stato utilizzato per gli studi di ricerca sull'estrazione dello zafferano.

dispositivo da laboratorio ad ultrasuoni UP50H


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