Ultraljudsassisterad extraktion av saffran

Ultraljud är välkänt för sin extraktionsförmåga. Ultraljudsassisterad extraktion av aktiva föreningar, smakämnen och kryddor ur växtmaterial är en mycket framgångsrik tillämpning, eftersom kavitation som genereras av ultraljud bryter sönder växtceller och förbättrar massöverföringen så att det intracellulära materialet blir tillgängligt. Därigenom uppnås effektivare extraktion och högre utbyten.

Ultraljudsextraktion av saffran

Videon nedan visar hur saffran kan extraheras effektivt och enkelt med ultraljudsapparaten UP100H av sondtyp.
 

Denna video visar snabb och effektiv ultraljudsextraktion av smak- och färgämnen ur saffran med Hielscher UP100H, en kraftfull ultraljudsapparat på 100W.

Saffran, en utsökt krydda

Saffran (Crocus sativus), som är känd som den dyraste kryddan på världsmarknaden och utmärker sig genom sin fina arom, bittra smak och tilltalande gula färg, odlas huvudsakligen i Iran, Spanien, Grekland och Indien. Förutom att användas som krydda och färgämne uppskattas saffran även som medicinalväxt, och sedan en kort tid tillbaka undersöks Crocus sativus som en ny säker källa till naturliga antioxidanter för livsmedelsindustrin. Det finns flera skäl till det höga priset på upp till 14 euro per gram: för det första krävs mellan 100 000 och 200 000 krokusblommor för att få fram 1 kilogram saffranskrydda; för det andra blommar saffranskrokusen bara under två veckor på hösten; och för det tredje utförs skörden helt för hand. Saffranskryddan erhålls från det röda märket i saffranskrokusens blomma. Varje saffransplanta har tre röda märken i blomman. Dessa tre märken (fruktbladets mottagliga spetsar) och deras stift skördas för att utvinna saffransämnena. Efter torkning används dessa delar som krydda i matlagning eller som färgämne.

Ultraljudsbehandling för framställning av högkvalitativa saffransextrakt

Ultraljudsassisterad extraktion är en beprövad metod för att extrahera intracellulärt material samt funktionella och bioaktiva komponenter. Saffranets röda märken kan bestrålas med ultraljud. De innehåller mer än 150 flyktiga aromämnen samt icke-flyktiga aktiva föreningar, såsom karotenoiderna lykopen, zeaxantin och olika α- och β-karotener.
Saffranets intensiva karakteristiska smak härrör framför allt från tre föreningar: krociner, pikrokrocin och safranal.

Kadkhodaee och Hemmati-Kakhki presenterar en studie där de har undersökt ”Ultraljudsextraktion av aktiva föreningar ur saffran”. I denna studie har de visat att ultraljudsbehandling ökade extraktionsutbytet signifikant och minskade bearbetningstiden avsevärt. Resultaten från ultraljudsextraktionen var faktiskt påtagligt bättre än från den traditionella kallvattenextraktion som föreslås av ISO. I sin forskning har Kadkhodaee och Hemmati-Kakhki använt Hielschers ultraljudsapparat UP50H. För att undersöka fördelen med ultraljudsbestrålning har samma mängd saffran (prov på 0,25g) extraherats genom kallvattenextraktion: det ena provet har behandlats med Hielschers ultraljudsprocessor; det andra provet har genomgått den traditionella kallvattenextraktion som rekommenderas av ISO. Som nämnts ovan har metoden med ultraljudsextraktion gett ett påtagligt högre utbyte av saffransföreningarna. Med ökande ultraljudsbehandlingstid har ett ökat utbyte uppnåtts, med en ökning på upp till 15% för safranal mot slutet av extraktionstiden. De bästa resultaten har uppnåtts med pulsad ultraljudsbehandling. Det innebär att korta pulsintervall var effektivare än kontinuerlig ultraljudsbehandling, eftersom tiden mellan två pulser i ett pulsat ultraljudsfält fungerar som en paus under vilken de små bubblorna och de instabila hålrum som bildas vid bubbelkollaps, beroende på deras storlek, löses upp eller flyter ut ur kavitationszonen så att vätskans ursprungliga förhållanden återställs. (Kadkhodaee et al., 2007) Eftersom kavitation som genereras av ultraljud ger upphov till mycket intensiva lokala förhållanden, ger ultraljudsbehandling bättre extraktionsresultat genom effektiv cellsönderdelning och en mer fullständig massöverföring från cellmatrisens inre delar. Även utvinning av fytokemikalier och biofarmaceutiska ämnen ur saffran är en lovande tillämpning.
Effektiviteten hos ultraljudsassisterad extraktion har undersökts under lång tid och är välkänd. Hielschers ultraljudsapparater används redan med stor framgång för extraktion av proteiner, lipider, fenolföreningar och enzymer inom forskning och industriell produktion.

Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:

 

I denna presentation ger vi en introduktion till framställning av växtextrakt. Vi förklarar utmaningarna med att framställa växtextrakt av hög kvalitet och hur en ultraljudsprocessor kan hjälpa er att övervinna dem. Presentationen visar hur ultraljudsextraktion fungerar. Ni får veta vilka fördelar ni kan förvänta er av att använda en ultraljudsprocessor för extraktion och hur ni kan integrera en ultraljudsextraktor i er extraktproduktion.

 

Litteratur/referenser

• Kadkhodaee, R.; Hemmati-Kakhki, A. (2007): Ultraljudsextraktion av aktiva föreningar ur saffran. I: Koochecki, A. et al. (red.): II. Internationella symposiet om saffransbiologi och saffransteknik. ISHS, Iran 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optimering av extraktionsparametrarna för epigallokatekingallat ur grönt te med konventionella varmvattenmetoder och ultraljudsassisterade metoder. Bearbetning av livsmedel och bioprodukter 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): Fytokemisk profilering av blom- och bladextrakt från Sambucus nigra L. och deras antimikrobiella potential mot patogener hos mandelträd. Internationell tidskrift för molekylära vetenskaper, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Pulsad ultraljudsassisterad extraktion som alternativ metod till konventionell maceration för extraktion av den polyfenoliska fraktionen ur knoppar av Ribes nigrum: en ny kategori av kosttillskott som föreslås av FINNOVER-projektet. Foods. 8. 466; 2019