izv.prof.dr.sc. Anet Režek Jambrak

Prehrambeno-biotehnološki fakultet, Zagreb

Najučinkovitije namirnice sa svojim aktivnim supstancama su:

Brokula (sulforafan, beta karoten, indol-3-karbinol )

Rajčica ( likopen )Špinat ( glutation )

Naranča ( bioflavonoidi, vitamin C u kompleksu )Zeleni čaj (katehin )

Ljuta začinska paprika ( kapsaicin )Mrkva ( beta karoten, vlaknasta struktura )

Češnjak ( alicin )Jabuka ( elaginska kiselina, vlaknasta struktura )

Sojino mlijeko i sir ( genistein )

Funkcionalna hrana definirana je kao hrana koja sadrži (u adekvatnim koncentracijama) jednu ili više tvari koja ima pozitivan fiziološki učinak.

Funkcionalna hrana je hrana koja sadrži ili su joj dodane aktivne tvari.

Bioaktivne tvari su sastojci iz bilja (fitokemikalije).

IZV

OR

I B

IOA

KT

IVN

IH K

OM

PO

NE

NT

I

PO

TE

NC

IJA

LN

I K

OR

ISN

I UČ

INC

I Z

A

ZD

RA

VL

JE

Ekstrakcija je učinkovita i brza metoda razdvajanja i koncentriranja tvari.

Ekstrakcija tvari iz homogenih smjesa provodi se na osnovi njene različite topljivosti u različitim otapalima koja se međusobno ne miješaju.

Vrijeme potrebno za ekstrakciju

ovisi o:

topljivosti komponente

u otapalu

temperaturi ekstrakcije

površini namirnice izloženoj otapalu

viskoznosti otapala

i

volumnom protoku otapala

ekstrakcije pri višim

temperaturama

zbog ubrzavanja procesa

ekstrakcije

-povećanje brzine otapanja

komponente

-brzine difuzije komponente u

volumen otapala

temperature rijetko prelaze

100 °C

uglavnom dolazi do oštećenja

željene supstance ili ekstrakcije nepoželjnih

tvari

otpadni materijali u

industrijskom procesiranju

očuvanje globalnih resursa i

poboljšanja energetske efikasnosti,

traže se novi načini ekstrakcije

bioaktivne tvari iz bioloških izvora

primjena u prehrambenoj i farmaceutskoj

industriji te medicini.

nastoji se

smanjiti upotreba otapala ili potpuno

izbjegavati njihova upotreba.

ograničava se povišenje

temperature

veći prinos ekstraktivnih

tvari.

KONVENCIONALNE METODE EKSTRAKCIJE

1.Destilacija

direktna destilacija esencijalnih ulja

destilacija vodenom parom

destilacija vodom i parom

2. Ekstrakcija otapalima

ekstrakcija otapalom/ima

maceracija

ekstrakcija s uljima

3. Hladno prešanje

4. Ne-konvencionalne tehnike (ne-toplinske tehnike)

ekstrakcija superkritičnim fluidom/ima

turbo ekstrakcija

ekstrakcija s električnom energijom (pulsirajuće električno polje), hladna plazma….

ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom

ekstrakcija mikrovalovima

Ohmsko zagrijavanje

Mikrovalno zagrijavanje

Toplinske

tehnike

Infracrveno zagrijavanje

Netoplinske

tehnike

Blanširanje

Procesiranje visokim tlakom

Pulsirajuće električno polje

Procesiranje ultrazvukom

Pulsirajuće svjetlo

Ozračivanje

Tretiranje ozonom

Hladna plazma

Elektronski snop

Oscilirajuće magnetsko

polje

Pasterizacija

UL

TR

AZ

VU

K

MIK

RO

VA

LO

VI

MIK

RO

VA

LO

VI

HG

EL

EK

TR

OT

EH

NO

LO

GIJ

E

BIOAKTIVNE KOMPONENTE

PRIMJERI ULTRAZVUČNIH EKSTRAKCIJA

Uzorak Ultrazvuk Otapalo Performanse

Bademovo ulje Kupelj,

20 kHz

Superkritični ugljikov

dioksid

30 % povišenje prinosa ili

smanjenje vremena

redukcije

Biljni ekstrakti (komorač,

hmelj, neven, menta)

Kupelj, 20 do 2400 kHz Voda i etanol 34 % povećanje prinosa uz

miješanje

Ginseng saponini Kupelj, 38.5 kHz Voda, metanol i n-

butanol

Trostruko povećanje

brzine ekstrakcije

Đumbir Kupelj, 20 kHz Superkritični ugljikov

dioksid

30 % povišenje prinosa ili

smanjenje vremena

redukcije

Sojini proteini Kontinuirano, 20 kHz,

3 W po gramu

Voda i lužina (NaOH) 53 % i 23 % povećanje

prinosa u odnosu na

ekvivalentne UZV kupelji

Sojini izoflavoni Kupelj, 24 kHz Voda i otapalo 15 % povećanje

učinkovitosti ekstrakcije

Rutin Kupelj, 20 kHz Voda i metanol 20 % povećanje u 30

minuta

Karnozinska kiselina Kupelj, 20 kHz i 40 kHz Butanon i etil-acetat Redukcija u

ekstrakcijskom vremenu

Polifenoli, amino k. i kafein

(zeleni čaj)

Kupelj, 40 kHz Voda Povećan prinos pri 65°C,

u usporedbi sa 85°C

a) VANILIN IZ ZRNACA VANILIJE

b) POLIFENOLI IZ KORE NARANČE

c) EKSTRAKCIJA (S)- karvona IZ KIMA

PRIMJERI MIKROVALNIH EKSTRAKCIJA

UREĐAJ ZA MIKROVALNE EKSTRAKCIJE I

HIDRODESTILACIJU S GRAVITACIJOM

a) ESENCIJALNA ULJA IZ LAVANDE

”baloni puni ulja”

a) Netretirano

b) Nakon destilacije vodenom parom (30 min)

c) Nakon mikrovalne parne destilacije (6 min)

b) ESENCIJALNA

ULJA

IZ RUŽMARINA

HIDRODESTILACIJA

VS. MIKROVALNA

HIDRODIFUZIJA +

GRAVITACIJA

PULSIRAJUĆE ELEKTRIČNO POLJE

ulje visoke vrijednosti: nutritivne i zdravstvene

najkvalitetnije: ekstra djevičansko maslinovo ulje

sadrži: vitamin E, fitosterole, fenolne, fosfolipide i dr.

proizvodnja:

UBIRANJE

PRANJE

MLJEVENJE

MIJEŠANJE

PREŠANJE

3 μs na jakosti elekričnogpolja od 1 kV/cm i 2 kV/cm, te frekvenciji od 125 Hz

Upotreba PEF

porast prinosa ekstrakcije:

pri sobnoj temp.: 54%

pri 14°C : 14.1% -> povećanje

1.7 kg ulja po 100kg plodova maslina

ne stvaraju se loša organoleptička svojstva

poboljšana su svojstva ulja: veće količine fitosterola

dulji rok trajanja

razne studije ispitivanja primjene PEF.a:

bolja ekstrakcija fenolnih spojeva tijekom maceracije

inaktivacije mikroorganizama kvarenja

primjena pri 3 kV/cm:

1. povećava se ukupni sadržaj fenola i koncentracija antocijana

2. poboljšava se boja vina

3. inaktiviraju se bakterije i kvasci (Kloeckera apiculata, Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus hilgardii, Gluconobacter oxydans )

smanjena potrošnja energije

HIG

H V

OL

TA

GE

EL

EC

TR

ICA

L D

ISC

HA

RG

ES

-H

VE

D

PU

LS

ED

EL

EC

TR

IC F

IEL

D (

PE

F)

moderate electric field (MEF)Pulsed electric field (PEF) high voltage electrical discharges - HVED

GREENVOLTEX