ზაფრანის ექსტრაქცია ულტრაბგერის დახმარებით

ულტრაბგერა კარგად არის ცნობილი ექსტრაქციის უნარით. მცენარეული მასალიდან აქტიური ნაერთების, არომატული ნივთიერებებისა და სანელებლების ულტრაბგერის დახმარებით ექსტრაქცია მეტად წარმატებული გამოყენებაა, რადგან ულტრაბგერით წარმოქმნილი კავიტაცია არღვევს მცენარეულ უჯრედებს და აძლიერებს მასაგადატანას, რის შედეგადაც უჯრედშიდა მასალა ხელმისაწვდომი ხდება. ამგვარად მიიღწევა უფრო ეფექტიანი ექსტრაქცია და უფრო მაღალი გამოსავლიანობა.

ზაფრანის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია

ქვემოთ მოცემულ ვიდეოში ნაჩვენებია ზაფრანის ეფექტიანი და მარტივად განსახორციელებელი ექსტრაქცია ზონდური ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის UP100H გამოყენებით.
 

ვიდეოში ნაჩვენებია ზაფრანიდან საგემოვნებო და საღებავი ნაერთების სწრაფი და ეფექტიანი ულტრაბგერითი ექსტრაქცია Hielscher UP100H-ის, მძლავრი 100W ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით.

ზაფრანა – დახვეწილი სანელებელი

ზაფრანა (Crocus sativus), რომელიც მსოფლიო ბაზარზე ყველაზე ძვირადღირებულ სანელებლად არის ცნობილი და გამოირჩევა ნაზი არომატით, მწარე გემოთი და მიმზიდველი ყვითელი ფერით, ძირითადად მოჰყავთ ირანში, ესპანეთში, საბერძნეთსა და ინდოეთში. სანელებლად და საღებავ ნივთიერებად გამოყენების გარდა, ზაფრანას სამკურნალო მცენარედაც აფასებენ, ხოლო ბოლო ხანებში crocus sativus-ს იკვლევენ, როგორც კვების მრეწველობისთვის ბუნებრივი ანტიოქსიდანტების ახალ უსაფრთხო წყაროს. მისი მაღალი ფასის, რომელიც გრამზე 14 ევრომდე აღწევს, რამდენიმე მიზეზი არსებობს: პირველი, 1 კილოგრამი ზაფრანის სანელებლის მისაღებად საჭიროა 100 000–200 000 კროკუსის ყვავილი; მეორე, ზაფრანა შემოდგომაზე მხოლოდ ორი კვირის განმავლობაში ყვავის; და მესამე, მოსავლის აღება მთლიანად ხელით ხდება. ზაფრანის სანელებელი მიიღება ზაფრანის კროკუსის ყვავილის წითელი დინგისგან. ზაფრანის თითოეულ მცენარეს ყვავილზე სამი წითელი დინგი აქვს. ზაფრანის ნივთიერებების მისაღებად აგროვებენ ამ სამ დინგს (ნაყოფფოთლის მიმღებ წვეროს) და მათ სვეტებს. გაშრობის შემდეგ ამ ნაწილებს კულინარიაში საკაზმად ან საღებავ ნივთიერებად იყენებენ.

ულტრაბგერითი დამუშავება ზაფრანის მაღალი ხარისხის ექსტრაქტების მისაღებად

ულტრაბგერის დახმარებით ექსტრაქცია უჯრედშიდა მასალისა და ფუნქციური და ბიოაქტიური კომპონენტების ექსტრაქციის დადასტურებული მეთოდია. ულტრაბგერითი გამოსხივება შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ზაფრანის წითელ დინგებზე, რომლებიც შეიცავს 150-ზე მეტ აქროლად არომატულ ნივთიერებას და არააქროლად აქტიურ ნაერთებსაც, როგორიცაა კაროტინოიდები ლიკოპენი, ზეაქსანტინი და სხვადასხვა α- და β-კაროტინი.
ზაფრანის ინტენსიური დამახასიათებელი არომატი განსაკუთრებით სამი ნაერთით არის განპირობებული: კროცინებით, პიკროკროცინითა და საფრანალით.

Kadkhodaee და Hemmati-Kakhki წარმოადგენენ კვლევას, რომელშიც შეისწავლეს „ზაფრანიდან აქტიური ნაერთების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია“. ამ კვლევაში მათ აჩვენეს, რომ ულტრაბგერითმა დამუშავებამ მნიშვნელოვნად გაზარდა ექსტრაქციის გამოსავლიანობა და საგრძნობლად შეამცირა დამუშავების დრო. მართლაც, ულტრაბგერითი ექსტრაქციის შედეგები აშკარად უკეთესი იყო, ვიდრე ISO-ს მიერ შემოთავაზებული ცივი წყლით ტრადიციული ექსტრაქციის შედეგები. კვლევისთვის Kadkhodaee-მ და Hemmati-Kakhki-მ გამოიყენეს Hielscher-ის ულტრაბგერითი მოწყობილობა UP50H. ულტრაბგერითი დასხივების უპირატესობის შესასწავლად ზაფრანის ერთნაირი რაოდენობა (0,25g ნიმუში) ცივი წყლით ექსტრაქციას დაუქვემდებარეს: ერთი ნიმუში დაამუშავეს Hielscher-ის ულტრაბგერითი პროცესორით; მეორე ნიმუშს ჩაუტარეს ISO-ს მიერ რეკომენდებული ცივი წყლით ტრადიციული ექსტრაქციის პროცესი. როგორც ზემოთ აღინიშნა, ულტრაბგერითი ექსტრაქციის მეთოდით ზაფრანის ნაერთების აშკარად უფრო მაღალი გამოსავლიანობა მიიღეს. ულტრაბგერითი დამუშავების დროის ზრდასთან ერთად გამოსავლიანობა იზრდებოდა, ხოლო ექსტრაქციის დროის დასასრულისკენ საფრანალის გამოსავლიანობის მატებამ 15%-მდე მიაღწია. საუკეთესო შედეგები იმპულსური ულტრაბგერითი დამუშავებით მიიღეს. ეს ნიშნავს, რომ მოკლე იმპულსური ინტერვალები უფრო ეფექტიანი იყო, ვიდრე უწყვეტი ულტრაბგერითი დამუშავება, რადგან იმპულსურ ულტრაბგერით ველში ორ იმპულსს შორის დრო შესვენების როლს ასრულებს. ამ დროს პატარა ბუშტუკები და ბუშტუკების კოლაფსით წარმოქმნილი არასტაბილური ღრუები, მათი ზომის მიხედვით, იხსნება ან კავიტაციის ზონიდან ამოტივტივდება, რის შედეგადაც სითხის საწყისი პირობები აღდგება. (Kadkhodaee et al., 2007) ვინაიდან ულტრაბგერით წარმოქმნილი კავიტაცია ადგილობრივად მეტად ინტენსიურ პირობებს ქმნის, ულტრაბგერითი დამუშავება ექსტრაქციის უკეთეს შედეგებს უზრუნველყოფს უჯრედების ეფექტიანი დარღვევისა და უჯრედული მატრიქსის შიდა ნაწილებიდან უფრო სრული მასაგადატანის მეშვეობით. ზაფრანიდან ფიტოქიმიური ნივთიერებებისა და ბიოფარმაცევტული ნივთიერებების გამოყოფაც პერსპექტიული გამოყენებაა.
ულტრაბგერის დახმარებით ექსტრაქციის ეფექტიანობას დიდი ხანია იკვლევენ და იგი კარგად არის ცნობილი. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები უკვე მეტად წარმატებით გამოიყენება ცილების, ლიპიდების, ფენოლური ნაერთებისა და ფერმენტების ექსტრაქციისთვის კვლევებსა და სამრეწველო წარმოებაში.

ქვემოთ მოცემული ცხრილი წარმოდგენას შეგიქმნით ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების დამუშავების მიახლოებითი წარმადობის შესახებ:

 

ამ პრეზენტაციაში გაგაცნობთ მცენარეული ექსტრაქტების წარმოებას. განვმარტავთ, რა სირთულეებს უკავშირდება მაღალი ხარისხის მცენარეული ექსტრაქტების წარმოება და როგორ დაგეხმარებათ სონიკატორი მათ დაძლევაში. პრეზენტაცია გაჩვენებთ, როგორ მუშაობს ულტრაბგერითი ექსტრაქცია. შეიტყობთ, რა უპირატესობებს იძლევა ექსტრაქციისთვის სონიკატორის გამოყენება და როგორ დანერგოთ ულტრაბგერითი ექსტრაქტორი ექსტრაქტების წარმოებაში.

 

ლიტერატურა/წყაროები

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): ზაფრანიდან აქტიური ნაერთების ულტრაბგერითი ექსტრაქცია. კრებულში: Koochecki, A. et al. (რედ.): II. საერთაშორისო სიმპოზიუმი ზაფრანის ბიოლოგიასა და ტექნოლოგიაზე. ISHS, ირანი 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): მწვანე ჩაიდან ეპიგალოკატექინ გალატის ექსტრაქციის პარამეტრების ოპტიმიზაცია ცხელი წყლით ტრადიციული და ულტრაბგერის დახმარებით ექსტრაქციის მეთოდების გამოყენებით. 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): Sambucus nigra L.-ის ყვავილებისა და ფოთლების ექსტრაქტების ფიტოქიმიური პროფილის განსაზღვრა და მათი ანტიმიკრობული პოტენციალი ნუშის ხის პათოგენების წინააღმდეგ. მოლეკულური მეცნიერებების საერთაშორისო ჟურნალი, 2023 წ.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): იმპულსური ულტრაბგერის დახმარებით ექსტრაქცია, როგორც ტრადიციული მაცერაციის ალტერნატიული მეთოდი Ribes nigrum-ის კვირტების პოლიფენოლური ფრაქციის ექსტრაქციისთვის: პროექტ FINNOVER-ის მიერ შემოთავაზებული საკვები დანამატების ახალი კატეგორია. Foods. 8. 466; 2019