Tecnologia ad ultrasuoni Hielscher

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.

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

Estrazione ad ultrasuoni di fili di zafferano
Lo zafferano (Crocus sativus), noto come la spezia più costosa sul mercato mondiale e che si distingue per il suo sapore delicato, il sapore amaro e l'attraente colore giallo, è essenzialmente coltivato in Iran, Spagna, Grecia e India. Oltre al suo uso come spezia e come agente di colore, lo zafferano è anche stimato come pianta medicinale e da poco tempo, il crocus sativus è indagato come nuova fonte sicura di antiossidanti naturali per il industria alimentare. Per il prezzo elevato fino a 14 euro al grammo, ci sono diverse ragioni: in primo luogo, tra 100.000 e 200.000 fiori di croco sono necessari per ottenere 1 kg di spezia allo zafferano; in secondo luogo, i fiori di zafferano fioriscono solo per due settimane in autunno; e in terzo luogo, la raccolta viene effettuata completamente a mano d'opera. La spezia allo zafferano si ottiene dallo stigma rosso del fiore del croco di zafferano. Ogni pianta di zafferano porta tre stigma rosso sul fiore. Questi tre stigma (la punta ricettiva di un carpello) e i loro stili vengono raccolti per ottenere le sostanze a base di zafferano. Dopo l'essiccazione, queste parti sono utilizzate come condimento in cucina o come colorante.
L'ultrasuono assistito estrazione è un metodo collaudato per l'estrazione di materiale intracellulare e di componenti funzionali e bioattivi. La radiazione ultrasonica può essere applicata 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.

L'irradiazione ultrasonica favorisce l'estrazione di composti attivi dallo zafferano

ultrasonoro UIP1000hd per l'estrazione

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 il vantaggio dell'irradiazione ultrasonica, è stata estratta la stessa quantità di zafferano (0,25 g di campione) mediante estrazione con acqua fredda: Un campione è stato trattato con il processore ad ultrasuoni Hielscher; l'altro campione è stato sottoposto al tradizionale processo di estrazione ad acqua fredda raccomandato dall'ISO. Come sopra indicato, con il metodo di estrazione ad ultrasuoni è stato rilasciato un rendimento nettamente superiore dei composti di zafferano. Con l'aumento del tempo di sonicazione si è ottenuto un aumento della resa, con un aumento fino al 15% per il safranale verso la fine del tempo di estrazione. I migliori risultati sono stati raggiunti 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 escono dalla zona di cavitazione in modo da ripristinare le condizioni iniziali del liquido. (Kadkhodaee et al., 2007) Come per gli ultrasuoni generati cavitazione si traduce in condizioni locali molto intense, il trattamento ad ultrasuoni fornisce migliori risultati di estrazione grazie all'efficiente rottura delle cellule e ad 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 a lungo studiata ed è ben nota. Hielscher's Apparecchiature ad ultrasuoni è già utilizzato con grande successo per l'estrazione di proteine, lipidi, composti fenolici ed enzimi.

Letteratura/riferimenti

  • Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Estrazione ad ultrasuoni dei composti attivi dallo zafferano. Dentro: Koochecki, A. et al. (modifica): II. Simposio internazionale sulla biologia e la tecnologia dello zafferano. ISHS, Iran 2007.

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

dispositivo da laboratorio ad ultrasuoni UP50H