Ultrazvok je dobro znan po svoji zmogljivosti ekstrakcije. Ultrazvočno podprto ekstrakcijo aktivnih spojin, okusov in začimb iz rastlinskega materiala je zelo uspešna uporaba, saj ultrazvočna kavitacija moti rastlinske celice in izboljšuje prenos snovi, tako da postane dostopen znotrajcelični material. S tem se doseže učinkovitejša ekstrakcija in višji donos.

Ultrazvočna ekstrakcija žafrana

Video spodaj prikazuje učinkovito in enostavno ekstrakcijo žafrana z uporabo sonde Sonicator UP100H.
 

Žafran, izvrstna začimba

Žafran (Crocus sativus), znan kot najdražja začimba na svetovnem trgu, ki ga odlikuje nežen okus, grenak okus in privlačna rumena barva, se v bistvu goji v Iranu, Španiji, Grčiji in Indiji. Poleg tega, da se žafran uporablja kot začimba in kot barvilo, velja tudi za medicinsko rastlino in od kratkega časa se Crocus sativus raziskuje kot nov varen vir naravnih antioksidantov za živilsko industrijo. Za visoko ceno do 14 evrov na gram obstaja več razlogov: prvič, med 100.000 in 200.000 cvetov žafrana je potrebno doseči 1 kilogram začimb žafrana; drugič, cvetovi žafrana cvetijo le dva tedna jeseni; In tretjič, žetev se v celoti izvaja z ročnim delom. Začimba žafrana je pridobljena iz rdeče stigme cvetja žafranovega raka. Vsaka rastlina žafrana nosi tri rdeče stigme na roži. Te tri stigme (sprejemna konica karpela) in njihovi slogi se nabirajo, da pridobijo žafranske snovi. Po sušenju se ti deli uporabljajo kot začimbe v kuhinji ali kot barvilo.

Ultrazvočno razbijanje za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov žafrana

Ultrazvočno podprta ekstrakcija je dokazana metoda za ekstrakcijo znotrajceličnega materiala ter funkcionalnih in bioaktivnih komponent. Ultrazvočno sevanje se lahko nanaša na rdečo stigmo žafrana, ki vsebuje več kot 150 hlapnih aromatskih snovi, pa tudi nehlapne aktivne spojine, kot so karotenoidi likopen, zeaksantin in različni α- in β-karoteni.
Intenzivno značilna aroma žafrana rezultatov zlasti od treh spojin: crocins, picrocrocin in safranala.

Kadkhodaee in Hemmati-Kakhki predstavita študijo, v kateri so raziskali "Ultrazvočno ekstrakcijo aktivnih spojin iz šafrana". V tej študiji so pokazali, da je ultrazvočni učinek bistveno povečal izkoristek ekstrakcije in znatno zmanjšal čas obdelave. Dejstvo je, da so rezultati ultrazvočne ekstrakcije očitno boljši kot pri tradicionalni ekstrakciji hladne vode, ki jo je predlagal ISO. Za svoje raziskave sta Kadkhodaee in Hemmati-Kakhki uporabljala Hielscherjevo ultrazvočno napravo UP50H. Da bi raziskali prednost ultrazvočnega obsevanja, je bila enaka količina žafrana (0,25 g vzorca) ekstrahirana z ekstrakcijo hladne vode: En vzorec je bil obdelan z ultrazvočnim procesorjem Hielscher; drugi vzorec je bil izveden po tradicionalnem postopku ekstrakcije hladne vode, ki ga priporoča ISO. Kot je navedeno zgoraj, se z metodo ultrazvočne ekstrakcije sprosti vidno večji donos spojin žafrana. Z naraščajočim časom ultrazvočnega razbijanja je bil dosežen večji donos, z do 15% izboljšanjem za safranal proti koncu časa ekstrakcije. Najboljši rezultati so bili doseženi s pulznim ultrazvočno razbijanjem. To pomeni, da so bili kratki intervali impulzov učinkovitejši od neprekinjenega ultrazvočnega zdravljenja, ker v pulzirajočem ultrazvočnem polju čas med dvema impulzoma deluje kot prekinitev, med tem ko se majhni mehurčki in nestabilne votline, ki jih povzroča kolaps mehurčkov, odvisno od njihove velikosti, raztopijo ali plavajo iz kavitacijskega območja, tako da se obnovijo začetni pogoji tekočine. (Kadkhodaee et al., 2007) Ker ultrazvočno ustvarjena kavitacija povzroči zelo intenzivne lokalne razmere, ultrazvočna obdelava zagotavlja boljše rezultate ekstrakcije z učinkovito motnjo celic in popolnejšim prenosom mase iz notranjih delov matrice celic. Obetavna uporaba je tudi pridobivanje fitokemikalij in biofarmacevtskih izdelkov iz žafrana.
Učinkovitost ultrazvočno podprte ekstrakcije je bila raziskana že dolgo časa in je dobro znana. Hielscher sonicatorji se že zelo uspešno uporabljajo za ekstrakcijo beljakovin, lipidov, fenolnih spojin in encimov v raziskavah in industrijski proizvodnji.

V spodnji tabeli vam daje podatek o približni zmogljivosti obdelave naših ultrasonicators:

 

 

Literatura / Reference

• Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ultrasonic Pridobivanje aktivnih spojin iz žafran. V: Koochecki, A. et al. (Uredi): II. Mednarodni simpozij o Saffron biologijo in tehnologijo. ISHS, Iran 2007.
• Ayyildiz, sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, nihan; Bahara, Banu; Nas, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimizacija ekstrakcijskih parametrov epigallocatechin galat z uporabo običajnih vročo vodo in ultrazvok pomaga metode iz zelenega čaja. Hrana in Bioproducts predelava 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): Fitokemično profiliranje izvlečkov cvetov in listov Sambucus nigra L. ter njihov protimikrobni potencial proti patogenom mandljev. Mednarodna revija za molekularne znanosti, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulzna ultrazvočno podprta ekstrakcija kot alternativa konvencionalni maceraciji za ekstrakcijo polifenolne frakcije reber nigrum popkov: nova kategorija prehranskih dopolnil, ki jih predlaga projekt FINNOVER. Živil. 8. 466; 2019