Ultrasoniski atbalstīta safrāna ekstrakcija

Ultraskaņa ir labi pazīstama ar savu ekstrakcijas jaudu. Ultrasoniski atbalstīta aktīvo savienojumu, garšu un garšvielu ekstrakcija no augu materiāla ir ļoti veiksmīgs pielietojums, jo ultrasoniski radīta kavitācija traucē augu šūnas un uzlabo masas pārnesi, lai iekšējais šūnu materiāls kļūtu pieejams. Tādējādi tiek panākta efektīvāka ieguve un augstāka raža.

Ultraskaņas safrāna ekstrakcija

Zemāk redzamais video parāda efektīvu un viegli lietojamu safrāna ekstrakciju, izmantojot zondes tipa sonikatoru UP100H.
 

Safrāns, izsmalcināta garšviela

Safrāns (Crocus sativus), kas pazīstams kā visdārgākā garšviela pasaules tirgū un izceļas ar maigu garšu, rūgtu garšu un pievilcīgu dzelteno krāsu, pamatā tiek audzēts Irānā, Spānijā, Grieķijā un Indijā. Papildus tam, ka safrāns tiek izmantots kā garšviela un krāsviela, tas tiek novērtēts arī kā medicīnas augs, un kopš neilga laika crocus sativus tiek pētīts kā jauns drošs dabisko antioksidantu avots pārtikas rūpniecībai. Augstajai cenai līdz 14 eiro par gramu ir vairāki iemesli: pirmkārt, lai sasniegtu 1 kilogramu safrāna garšvielu, ir nepieciešami no 100 000 līdz 200 000 krokusa ziedu; otrkārt, safrāna ziedi zied tikai divas nedēļas rudenī; un, treškārt, ražu pilnībā veic roku darbs. Safrāna garšvielu iegūst no safrāna krokusa zieda sarkanās stigmas. Katram safrāna augam pie zieda ir trīs sarkanas stigmas. Šīs trīs stigmas (karpela uztverošais gals) un to stili tiek novākti, lai iegūtu safrāna vielas. Pēc žāvēšanas šīs daļas tiek izmantotas kā garšvielas virtuvē vai kā krāsviela.

Ultraskaņas apstrāde augstas kvalitātes safrāna ekstraktu ražošanai

Ultraskaņas ekstrakcija ir pierādīta metode intracelulārā materiāla un funkcionālo un bioaktīvo komponentu ekstrakcijai. Ultraskaņas starojumu var pielietot safrāna sarkanajai stigmai, kas satur vairāk nekā 150 gaistošas aromātiskas vielas, kā arī negaistošus aktīvos savienojumus, piemēram, karotinoīdus likopēnu, zeaksantīnu un dažādus α- un β-karotīnus.
Safrāna intensīvā raksturīgā garša rodas īpaši no trim savienojumiem: krocīniem, pikrokroka un safranāla.

Kadkhodaee un Hemmati-Kakhki iepazīstina ar pētījumu, ka viņi ir pētījuši "Aktīvo savienojumu ultraskaņas ekstrakcija no safrāna". Šajā pētījumā viņi ir parādījuši, ka ultrasonication ievērojami palielināja ekstrakcijas ražu un ievērojami samazināja apstrādes laiku. Faktiski ultraskaņas ekstrakcijas rezultāti bija uzkrītoši labāki nekā tradicionālā aukstā ūdens ekstrakcija, ko ierosināja ISO. Saviem pētījumiem Kadkhodaee un Hemmati-Kakhki ir izmantojuši Hielscher ultraskaņas ierīci UP50H. Lai izpētītu ultraskaņas apstarošanas priekšrocības, ar aukstā ūdens ekstrakciju ir iegūts tāds pats safrāna daudzums (0,25 g parauga): Viens paraugs ir apstrādāts ar Hielscher ultraskaņas procesoru; otrs paraugs ir veikts tradicionālajā aukstā ūdens ekstrakcijas procesā, ko ieteikusi ISO. Kā minēts iepriekš, ar ultraskaņas ekstrakcijas metodi ir izlaists uzkrītoši lielāks safrāna savienojumu iznākums. Palielinoties ultraskaņas apstrādes laikam, ir sasniegta palielināta raža, ar līdz pat 15% uzlabojumu safranālam ekstrakcijas laika beigās. Labākie rezultāti ir sasniegti ar pulsējošu ultraskaņu. Tas nozīmē, ka īsi impulsu intervāli bija efektīvāki nekā nepārtraukta ultraskaņas apstrāde, jo impulsa ultraskaņas laukā laiks starp diviem impulsiem darbojas kā pārtraukums laikā, kad mazie burbuļi un nestabilie dobumi, ko rada burbuļu sabrukums, atkarībā no to izmēriem, izšķīst vai peld no kavitācijas zonas, lai atjaunotu šķidruma sākotnējos apstākļus. (Kadkhodaee et al., 2007) Tāpat kā ar ultraskaņas ģenerēto kavitāciju rodas ļoti intensīvi vietējie apstākļi, ultraskaņas apstrāde nodrošina labākus ekstrakcijas rezultātus, izmantojot efektīvus šūnu darbības traucējumus un pilnīgāku masas pārnesi no šūnu matricas iekšējām daļām. Arī fitoķīmisko vielu un biofarmaceitisko preparātu atgūšana no safrāna ir daudzsološs pieteikums.
Ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāte ir pētīta jau ilgu laiku un ir labi zināma. Hielscher ultraskaņas aparāti jau ir ļoti veiksmīgi izmantoti proteīnu, lipīdu, fenola savienojumu un fermentu ekstrakcijai pētniecībā un rūpnieciskajā ražošanā.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

 

 

Literatūra/Atsauces

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Aktīvo savienojumu ultraskaņas ekstrakcija no safrāna. In: Koochecki, A. et al. (labot): II. Starptautiskais simpozijs par safrāna bioloģiju un tehnoloģijām. ISHS, Irāna, 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Mēs, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Epigallokatehīna gallāta ekstrakcijas parametru optimizēšana, izmantojot parasto karsto ūdeni un ultraskaņas palīgmetodes no zaļās tējas. Pārtikas un bioproduktu pārstrāde 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. Ziedu un lapu ekstraktu fitoķīmiskā profilēšana un to pretmikrobu potenciāls pret mandeļu koku patogēniem. Starptautiskais molekulāro zinātņu žurnāls, 2023. gads.
• Turrini, Federika; Donno, Dario; Bekaro, Gabriele; Zuņins, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Impulsu ekstrakcija ar ultraskaņu kā alternatīva metode parastajai macerācijai Ribes nigrum pumpuru polifenola frakcijas ekstrakcijai: jauna uztura bagātinātāju kategorija, ko ierosināja FINNOVER projekts. Pārtiku. 8. 466; 2019