Ультразвукова екстракція шафрану

Ультразвук добре відомий своєю екстракційною здатністю. Ультразвукова екстракція активних сполук, ароматів та спецій з рослинної сировини є дуже успішним застосуванням, оскільки створена ультразвуком кавітація руйнує рослинні клітини та покращує масоперенесення, завдяки чому внутрішньоклітинний матеріал стає доступним. Таким чином, досягається більш ефективна екстракція та вищі виходи.

Ультразвукова екстракція шафрану

Відео нижче демонструє ефективну та просту в експлуатації екстракцію шафрану за допомогою зондового ультразвукового процесора UP100H.
 

У цьому відео показано швидку й ефективну ультразвукову екстракцію смакоароматичних і барвних сполук із шафрану за допомогою Hielscher UP100H – потужного ультразвукового пристрою на 100W.

Шафран – вишукана спеція

Шафран (Crocus sativus), відомий як найдорожча спеція на світовому ринку та що вирізняється своїм делікатним смаком, гіркуватим присмаком і привабливим жовтим кольором, переважно вирощується в Ірані, Іспанії, Греції та Індії. Окрім використання як спеції та барвника, шафран також цінується як лікарська рослина, і з недавнього часу crocus sativus досліджується як нове безпечне джерело природних антиоксидантів для харчової промисловості. Висока ціна, що сягає 14 євро за грам, зумовлена кількома причинами: по-перше, для отримання 1 кілограма шафрану потрібно від 100 000 до 200 000 квіток крокусу; по-друге, шафран цвіте лише два тижні восени; і по-третє, збір врожаю повністю здійснюється ручною працею. Шафран отримують з червоних рильок квітки шафранового крокусу. Кожна рослина шафрану має три червоні рильки у квітці. Ці три рильки (приймальні кінчики маточки) та їхні стовпчики збирають для отримання речовин шафрану. Після сушіння ці частини використовуються як приправа в кулінарії або як барвник.

Ультразвукова обробка для виробництва високоякісних екстрактів шафрану

Ультразвукова екстракція є перевіреним методом екстракції внутрішньоклітинного матеріалу та функціональних і біоактивних компонентів. Ультразвукове випромінювання можна застосовувати до червоних рильок шафрану, які містять понад 150 летких ароматичних речовин, а також нелетких активних сполук, таких як каротиноїди лікопін, зеаксантин та різні α- і β-каротини.
Інтенсивний характерний аромат шафрану зумовлений особливо трьома сполуками: кроцинами, пікрокроцином і сафраналом.

Кадходее та Хемматі-Кахкі представляють дослідження, в якому вони вивчали «Ультразвукову екстракцію активних сполук із шафрану». У цьому дослідженні вони показали, що ультразвукова обробка значно підвищила вихід екстракції та суттєво скоротила час обробки. Фактично, результати ультразвукової екстракції були помітно кращими, ніж результати традиційної екстракції холодною водою, запропонованої ISO. Для свого дослідження Кадходее та Хемматі-Кахкі використовували ультразвуковий пристрій Hielscher UP50H. Для дослідження переваг ультразвукового опромінення однакова кількість шафрану (зразок 0,25g) була екстрагована методом холодної води: один зразок обробляли ультразвуковим процесором Hielscher; інший зразок піддавали традиційному процесу екстракції холодною водою, рекомендованому ISO. Як зазначено вище, за допомогою методу ультразвукової екстракції було отримано помітно вищий вихід сполук шафрану. Зі збільшенням часу ультразвукової обробки досягався підвищений вихід, з покращенням до 15% для сафраналу наприкінці часу екстракції. Найкращі результати були досягнуті за імпульсної ультразвукової обробки. Це означає, що короткі імпульсні інтервали були ефективнішими за безперервну ультразвукову обробку, оскільки в імпульсному ультразвуковому полі час між двома імпульсами діє як пауза, під час якої маленькі бульбашки та нестабільні порожнини, утворені колапсом бульбашок, залежно від їхніх розмірів, розчиняються або спливають із зони кавітації, так що початкові умови рідини відновлюються. (Kadkhodaee et al., 2007) Оскільки кавітація, створена ультразвуком, призводить до високоінтенсивних локальних умов, ультразвукова обробка забезпечує кращі результати екстракції завдяки ефективному руйнуванню клітин та більш повному масоперенесенню з внутрішніх частин матриці клітин. Також відновлення фітохімічних речовин та біофармацевтичних препаратів із шафрану є перспективним застосуванням.
Ефективність ультразвукової екстракції досліджувалася протягом тривалого часу і добре відома. Ультразвукові процесори Hielscher вже дуже успішно використовуються для екстракції білків, ліпідів, фенольних сполук та ферментів у наукових дослідженнях та промисловому виробництві.

Таблиця нижче дає вам уявлення про приблизну продуктивність наших ультразвукових процесорів:

 

У цій презентації ми ознайомимо вас із виробництвом рослинних екстрактів. Ми пояснимо, які труднощі виникають під час виробництва високоякісних рослинних екстрактів і як сонікатор допомагає їх подолати. Ця презентація покаже, як працює ультразвукова екстракція. Ви дізнаєтеся, які переваги дає використання сонікатора для екстракції та як інтегрувати ультразвуковий екстрактор у виробництво екстрактів.

 

Література/Посилання

• Кадходаї, Р.; Хемматі-Кахкі, А. (2007): Ультразвукова екстракція активних сполук із шафрану. В: Кучекі А. та ін (ред.): II. Міжнародний симпозіум з біології та технології шафрану. ISHS, Іран 2007.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Оптимізація параметрів екстракції галлату епігаллокатехіну за допомогою звичайних методів гарячої води та ультразвуку із зеленого чаю. Переробка харчових продуктів та біопродукції 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): Фітохімічне профілювання екстрактів квітів і листя Sambucus nigra L. та їх антимікробний потенціал проти патогенів мигдального дерева. Міжнародний журнал молекулярних наук, 2023.
• Turrini, Federica; Donno, Dario; Beccaro, Gabriele; Zunin, Paola; Pittaluga, Anna; Boggia, Raffaella (2019): Імпульсна екстракція за допомогою ультразвуку як альтернативний метод звичайної мацерації для екстракції поліфенольної фракції бруньок Ribes nigrum: нова категорія харчових добавок, запропонована проектом FINNOVER. Foods. 8. 466; 2019