Екстракција шафрана уз помоћ ултразвука

Ултразвук је добро познат по својој способности екстракције. Екстракција активних једињења, арома и зачина из биљног материјала уз помоћ ултразвука веома је успешна примена, јер кавитација настала дејством ултразвука разара биљне ћелије и побољшава пренос масе, чиме унутарћелијски материјал постаје доступан. Тиме се постижу ефикаснија екстракција и већи приноси.

Ултразвучна екстракција шафрана

Видео испод приказује ефикасну екстракцију шафрана која се лако спроводи помоћу соникатора са сондом UP100H.
 

Овај видео приказује брзу и ефикасну ултразвучну екстракцију ароматичних једињења и пигмената из шафрана помоћу снажног ултразвучног уређаја Hielscher UP100H од 100W.

Шафран, изузетан зачин

Шафран (Crocus sativus), познат као најскупљи зачин на светском тржишту, који се одликује деликатном аромом, горким укусом и привлачном жутом бојом, углавном се узгаја у Ирану, Шпанији, Грчкој и Индији. Поред употребе као зачина и средства за бојење, шафран је цењен и као лековита биљка, а однедавно се crocus sativus истражује као нов, безбедан извор природних антиоксиданаса за прехрамбену индустрију. За високу цену од чак 14 евра по граму постоји неколико разлога: прво, за добијање 1 килограма зачина шафрана потребно је између 100.000 и 200.000 цветова шафрана; друго, шафран цвета само две недеље у јесен; и треће, берба се у потпуности обавља ручно. Зачин шафран добија се од црвеног жига цвета шафрана. Свака биљка шафрана има три црвена жига у цвету. Ова три жига (пријемчиви врхови оплодних листића) и њихови стубићи беру се ради добијања супстанци шафрана. Након сушења, ови делови користе се као зачин у кулинарству или као средство за бојење.

Соникација за производњу висококвалитетних екстраката шафрана

Екстракција уз помоћ ултразвука доказана је метода за екстракцију унутарћелијског материјала и функционалних и биоактивних компоненти. Ултразвучно зрачење може се применити на црвене жигове шафрана, који садрже више од 150 испарљивих ароматичних супстанци, као и неиспарљива активна једињења, као што су каротеноиди ликопен, зеаксантин и различити α- и β-каротени.
Интензивна карактеристична арома шафрана потиче нарочито од три једињења: кроцина, пикрокроцина и сафранала.

Kadkhodaee и Hemmati-Kakhki представљају студију у којој су истраживали „Ултразвучну екстракцију активних једињења из шафрана“. У овој студији показали су да је соникација значајно повећала принос екстракције и знатно скратила време обраде. Заправо, резултати ултразвучне екстракције били су приметно бољи од резултата традиционалне екстракције хладном водом коју предлаже ISO. За своје истраживање Kadkhodaee и Hemmati-Kakhki користили су ултразвучни уређај компаније Hielscher UP50H. Да би се испитала предност ултразвучног зрачења, иста количина шафрана (узорак од 0,25g) екстрахована је хладном водом: један узорак обрађен је ултразвучним процесором Hielscher; други узорак подвргнут је традиционалном поступку екстракције хладном водом који препоручује ISO. Као што је горе наведено, методом ултразвучне екстракције остварен је приметно већи принос једињења шафрана. Са продужењем времена соникације постигнут је већи принос, уз повећање приноса сафранала до 15% при крају времена екстракције. Најбољи резултати постигнути су пулсном соникацијом. То значи да су кратки пулсни интервали били ефикаснији од непрекидне ултразвучне обраде, јер у пулсном ултразвучном пољу време између два пулса служи као пауза током које се мали мехурићи и нестабилне шупљине настале колапсом мехурића, у зависности од своје величине, растварају или испливавају из зоне кавитације, тако да се поново успостављају почетни услови течности. (Kadkhodaee et al., 2007) Пошто кавитација настала дејством ултразвука ствара локалне услове високог интензитета, ултразвучна обрада обезбеђује боље резултате екстракције захваљујући ефикасном разарању ћелија и потпунијем преносу масе из унутрашњих делова ћелијског матрикса. Издвајање фитохемикалија и биофармацеутских супстанци из шафрана такође је обећавајућа примена.
Ефикасност екстракције уз помоћ ултразвука већ дуго се истражује и добро је позната. Соникатори Hielscher већ се веома успешно користе за екстракцију протеина, липида, фенолних једињења и ензима у истраживању и индустријској производњи.

Табела испод даје оквирни приказ капацитета обраде наших ултразвучних процесора:

 

У овој презентацији упознајемо вас са производњом биљних екстраката. Објашњавамо изазове у производњи висококвалитетних биљних екстраката и како вам соникатор може помоћи да их превазиђете. Ова презентација ће вам показати како функционише ултразвучна екстракција. Сазнаћете које предности можете очекивати од употребе соникатора за екстракцију и како можете увести ултразвучни екстрактор у своју производњу екстраката.

 

Литература/Референце

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ултразвучна екстракција активних једињења из шафрана. У: Koochecki, A. et al. (ур.): II. Међународни симпозијум о биологији и технологији шафрана. ISHS, Иран 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Оптимизација параметара екстракције епигалокатехин галата из зеленог чаја применом конвенционалне методе са топлом водом и метода уз помоћ ултразвука. Прерада хране и биопроизвода 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): Фитохемијско профилисање екстраката цветова и листова Sambucus nigra L. и њихов антимикробни потенцијал против патогена бадема. Међународни часопис за молекуларне науке, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Екстракција уз помоћ пулсног ултразвука као алтернативна метода конвенционалној мацерацији за екстракцију полифенолне фракције пупољака Ribes nigrum: нова категорија додатака исхрани коју предлаже пројекат FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019