استخراج أستازانتين بالموجات فوق الصوتية لإنتاجية أعلى
- أستازانتين هو أحد مضادات الأكسدة القوية للغاية المستخدمة في الأدوية والمكملات الغذائية.
- من أجل إنتاج أستازانتين عالي الجودة من مصادر طبيعية مثل الطحالب ، يلزم استخدام تقنية استخراج عالية الأداء.
- استخراج بالموجات فوق الصوتية هو علاج ميكانيكي ، والذي يعطي غلة عالية من أستازانتين في وقت استخراج قصير جدا.
أجهزة سونيكاتور عالية الأداء لمستخلصات أستازانتين عالية الجودة
الاستخراج بالموجات فوق الصوتية هو تقنية استخراج عالية الأداء تستخدم موجات الموجات فوق الصوتية المكثفة لاستخراج أستازانتين من المصادر الطبيعية ، مثل الطحالب الدقيقة أو الكريل أو القشريات. أستازانتين هو صبغة كاروتينويد تحدث بشكل طبيعي ومعروفة بخصائصها القوية المضادة للأكسدة وفوائدها الصحية المختلفة. يستخدم عادة كمكمل غذائي وعامل تلوين غذائي. لير كيف يساعد صوتنة لتحسين عملية استخراج أستازانتين الخاص بك!
MultiSonoReactor لتحسين استخراج أستازانتين باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة
استخراج بالموجات فوق الصوتية من أستازانتين من الطحالب الدقيقة
أستازانتين للمكملات الغذائية ، التي يستهلكها البشر لفوائدها الصحية ، يتم الحصول على أستازانتين من المأكولات البحرية أو المستخرجة من الطحالب H. pluvialis. Haematococcus pluvialis هي طحالب دقيقة خضراء ، تنتج محتويات عالية من الأستازانتين عند تطبيق ظروف الإجهاد ، مثل الملوحة العالية ونقص النيتروجين وارتفاع درجة الحرارة والضوء. مع ما يصل إلى 9.2 ملغ / غرام أستازانتين لكل خلية طحالب (= ما يصل إلى 3.8 ٪ على الوزن الجاف ل H. pluvialis) ، تتراكم Haematococcus pluvialis نسبة عالية جدا من الأستازانتين الطبيعي وبالتالي فهي الكائن المفضل لإنتاج الأستازانتين.
من أجل إطلاق الأستازانتين من الطحالب الدقيقة الخضراء ، يجب تعطيل خلايا الطحالب. تم تأسيس الموجات فوق الصوتية بشكل جيد لغرض تعطيل الخلايا ، تحلل وعزل المركبات النشطة بيولوجيا auch مثل الدهون ومضادات الأكسدة والبوليفينول والأصباغ الطبيعية. الموجات فوق الصوتية عالية الأداء يخلق قوى ميكانيكية بحتة التي تعطل جدران الخلايا بواسطة قوى القص وتسبب الافراج عن المواد النشطة بيولوجيا مثل أستازانتين.
استخراج بالموجات فوق الصوتية من أستازانتين من الخميرة
فافيا رودوزيما هي خميرة غنية بالأستازانتين. ومع ذلك ، فإن الجدار الخلوي السميك ل P. rhodozyma ، والذي يتكون أساسا من الجلوكان والمسؤول عن صلابة الخلية ، يجعل تعطيل الخلايا وعزل الأستازانتين مهمة صعبة. وجد الباحثون (Gogate et al. 2015) أن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية مع حمض اللاكتيك يكثف اضطراب الخلايا ويجعل استخراج الأستازانتين من P. rhodozyma عملية أكثر خضرة وصديقة للبيئة. استخدموا حمض اللاكتيك كوسيط للاضطراب والإيثانول كمذيب للاستخراج. تم الحصول على أقصى عائد من أستازانتين (90 ٪) لنهج الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية على أساس استخدام حمض اللبنيك 3 M ، وقت تعطيل 15 دقيقة. تتيح المستخلصات بالموجات فوق الصوتية القوية مثل UIP4000hd (4kW ، انظر الصورة إلى اليسار) مع مفاعل التدفق القابل للضغط توليد تجويف شديد للغاية. تعمل قوى القص التجويفي على تعطيل جدران خلايا الخميرة وتعزيز نقل الكتلة بين داخل الخلية والمذيب.
- عائد متفوق
- استخراج عالي السرعة – في غضون دقائق
- مستخلصات عالية الجودة – خفيف وغير حراري
- المذيبات الخضراء (مثل الماء / الإيثانول)
- فعالة من حيث التكلفة
- عملية سهلة وآمنة
- انخفاض تكاليف الاستثمار والتشغيل
- 24/7 عملية تحت الخدمة الشاقة
- طريقة خضراء وصديقة للبيئة
استخراج أستازانتين بالموجات فوق الصوتية – في وضع الدفعات أو التدفق المستمر
أستازانتين هو مركب محب للدهون ويمكن إذابته في المذيبات (على سبيل المثال 48.0٪ إيثانول في أسيتات الإيثيل) والزيوت (مثل زيت فول الصويا).
الدفعه: يمكن تشغيل عمليات الاستخراج بالموجات فوق الصوتية كعمليات دفعية بسيطة أو كمعالجة مضمنة ، حيث يتم تغذية الوسيط باستمرار من خلال مفاعل التدفق بالموجات فوق الصوتية.
معالجة الدفعات هي إجراء سهل ، حيث يتم إجراء الاستخراج كثيرا بالقرعة. Hielscher الفوق صوتيات يقدم معالجات بالموجات فوق الصوتية للدفعات الصغيرة إلى الكبيرة، أي 1L إلى 120L.
لمعالجة الدفعات من 5 إلى 10 لتر ، نوصي ب UP400St مع سونوترودي S24d22L2D (انظر الموافقة المسبقة عن علم. اليسار).
لمعالجة دفعات تبلغ حوالي 120 لترا ، نوصي ب سونياتور UIP2000hdT مع سونوترودي RS4d40L4.
التدفق من خلال: بالنسبة للكميات الأكبر والاستخراج التجاري على نطاق واسع ، يتم تغذية تيار سائل مستمر من خلال مفاعل بالموجات فوق الصوتية ، حيث يتم صوتنة المذيب / النبات بشكل مكثف.
بالنسبة لحجم يبلغ حوالي 8 لتر / دقيقة ، نوصي باستخدام UIP4000hdT مع سونوترودي RS4d40L3 وخلية تدفق قابلة للضغط FC130L4-3G0
UIP2000hdT (2kW) لاستخراج الدفعات على نطاق واسع
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لاستخراج
Hielscher Ultrasonics متخصصة في تصنيع صوتيات عالية الأداء لإنتاج مقتطفات عالية الجودة من النباتات والخمائر والخلايا. مجموعة واسعة من المنتجات من Hielscher Ultrasonics تتراوح من الموجات فوق الصوتية مختبر صغيرة، قوية إلى مقاعد البدلاء قوية والأنظمة الصناعية بالكامل، والتي توفر الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة لاستخراج كفاءة وعزل المكونات النشطة بيولوجيا مثل أستازانتين، كيرسيتين، الكافيين، الكركمين، التربين الخ. تتميز جميع الصوتيات الرقمية من 200 واط إلى 16000 واط بقائمة بديهية مع إعدادات قابلة للبرمجة وشاشة ملونة تعمل باللمس للتشغيل المريح وبطاقة SD مدمجة لتسجيل البيانات تلقائيا وجهاز التحكم عن بعد في المتصفح والعديد من الميزات سهلة الاستخدام. يمكن تعقيم sonotrodes وخلايا التدفق (الأجزاء الملامسة للوسط) وسهلة التنظيف. تم تصميم جميع الموجات فوق الصوتية لدينا لعملية 24/7 ، وتتطلب صيانة منخفضة وسهلة وآمنة للعمل.
تسمح الشاشة الملونة الرقمية بالتحكم السهل في معدات الموجات فوق الصوتية. أنظمتنا قادرة على التوصيل من السعات المنخفضة إلى السعات العالية جدا. لاستخراج المركبات الكيميائية مثل أستازانتين ، نحن نقدم sonotrodes بالموجات فوق الصوتية الخاصة (المعروف أيضا باسم تحقيقات الموجات فوق الصوتية أو قرون) التي تم تحسينها للعزل الحساس للمواد الفعالة عالية الجودة. تقدم Hielscher سونوتروديس خاصة للسعات العالية في تركيبة مع خلايا التدفق القابلة للضغط القادرة على توليد قوى القص التجويف المتطرفة ، والتي تعطل حتى خلايا الخميرة قوية جدا. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
يضمن التحكم الدقيق في معلمات العملية بالموجات فوق الصوتية قابلية التكاثر وتوحيد العملية. Hielscher على نطاق صناعي، تم تصميم أنظمة استخراج بالموجات فوق الصوتية الآلي لقدرات إنتاجية عالية من مقتطفات عالية الجودة، في حين في الوقت نفسه تقليل العمالة والتكلفة والطاقة.
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- B. Brands and M. Kleinke (2022): Astaxanthin production in Xanthophyllomyces dendrorhous grown in medium containing watery extracts from vegetable residue streams. IOP Conference Series: Earth Environ. Sci. 1034, 2022.
- Chougle, J.A.; Singha, R.S.; Baik, O.-D.(2014): Recovery of Astaxanthin from Paracoccus NBRC 101723 using Ultrasound-Assisted Three Phase Partitioning (UA-TPP). Separation Science and Technology, 49, 2014.
- Gogate et al. (2015): Ultrasound-assisted Intensification of Extraction of Astaxanthin from Phaffia rhodozyma. Indian Chemical Engineer 2015, 57:3-4, 240-255.
- Zou et al. (2013): Response Surface Methodology for Ultrasound-Assisted Extraction of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
حقائق تستحق المعرفة
استخراج سونو
يعتمد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية أو استخراج سونو على مبدأ التجويف الصوتي.
عندما يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية المكثفة على الأنظمة السائلة ، يحدث التجويف الصوتي ، وهي ظاهرة توليد ونمو وانهيار الفقاعات المفرغة في نهاية المطاف (انظر الصورة أدناه). أثناء انتشار الموجات فوق الصوتية ، تتذبذب الفقاعات الفراغية وتنمو حتى تصل إلى نقطة لا تستطيع فيها امتصاص المزيد من الطاقة. في ذروة نمو الفقاعة ، تنهار بعنف ، مما يسبب تأثيرات حرارية وميكانيكية وكيميائية محلية. تشمل التأثيرات الميكانيكية ضغوطا عالية تصل إلى 1000 ضغط جوي ، واضطرابات ، وقوى قص شديدة. هذه القوى تعطل جدران الخلايا وتعزز نقل الكتلة بين داخل الخلية والمذيب الذي يطلق المركبات النشطة بيولوجيا في السائل المحيط (أي المذيب).
يخلق التجويف الصوتي ، الناتج عن الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد ، قوى قص شديدة وفروق ضغط ودرجة حرارة عالية تحدث محليا ، والتي توفر التأثير اللازم لتعطيل الخلايا والخلط المكثف ونقل الكتلة. يتم تطبيق قوى القص بالموجات فوق الصوتية هذه بنجاح لاستخراج القنب.
تم بحث استخراج المركبات بالموجات فوق الصوتية من النباتات والأنسجة الخلوية بشكل جيد. تطبيق الموجات فوق الصوتية شديدة الكثافة يعزز عمليات الاستخراج بشكل كبير. إلى جانب تكثيف العملية – مما يؤدي إلى غلة أعلى ووقت استخراج أقصر – يتم منع التدهور الحراري وفقدان المكونات الحساسة لدرجة الحرارة لأن صوتنة هو العلاج غير الحراري. علاوة على ذلك ، فإن الاستخراج بالموجات فوق الصوتية له تكاليف استثمار وتشغيل منخفضة ، ويقلل من استخدام المذيبات و / أو يسمح باستخدام مذيبات أكثر خضرة ، مما يجعله تقنية استخراج اقتصادية وصديقة للبيئة. متفوقا على طرق الاستخراج التقليدية ، تم اعتماد الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (الإمارات العربية المتحدة) من صناعة الأغذية لإنتاج مركبات نشطة بيولوجيا مع مكاسب اقتصادية.
تعمل الموجات فوق الصوتية القوية على تعطيل مصفوفة الخلايا للهياكل البيولوجية وإطلاق المركبات النشطة بيولوجيا. يتم تكثيف النقل الجماعي بين المواد النباتية والمذيب. بسبب هذه الآليات ، يكون الاستخراج بالموجات فوق الصوتية عالي الكفاءة لاستخراج القنب.
أستازانتين
يتميز أستازانتين بلون أحمر غامق. وهو صبغة قابلة للذوبان في الدهون توجد في الطحالب (مثل Haematococcus pluvialis ، Chlorella zofingiensis ، Chlorococcum) ، الخميرة (مثل Phaffia rhodozyma) ، سمك السلمون ، سمك السلمون المرقط ، الكريل ، الروبيان وجراد البحر. يعتبر أستازانتين من مضادات الأكسدة الفائقة لأن قوته المضادة للأكسدة أقوى بعشر إلى عشرين مرة من العديد من الكاروتينات الأخرى ، مثل بيتا كاروتين ولوتين وزياكسانثين ، وأقوى بمائة مرة من ألفا توكوفيرول (فيتامين ه).
أستازانتين (3،3′-ثنائي هيدروكسي β ، β′-كاروتين-4،4′-ديون) هو كيتو كاروتينويد وينتمي إلى فئة أكبر من المركبات الكيميائية المعروفة باسم التربينات (مثل رباعي التربينويد) ، والتي تتكون من خمسة سلائف كربونية ، إيزوبنتنيل ثنائي فوسفات ، وثنائي ميثيل أليل ثنائي الفوسفات. يصنف أستازانتين كنوع من مركبات الكاروتينات ذات المكونات المحتوية على الأكسجين ، وهي الهيدروكسيل (-OH) أو الكيتون (C = O) ، مثل زياكسانثين وكانثاكسانثين. أستازانتين هو مستقلب زياكسانثين و / أو كانثاكسانثين ، يحتوي على مجموعات وظيفية من الهيدروكسيل والكيتون. مثل العديد من الكاروتينات ، أستازانتين هو صبغة قابلة للذوبان في الدهون ويتميز بلونه الأحمر. الكاروتينات بما في ذلك أستازانتين معروفة جيدا بقدرتها المضادة للأكسدة.
أستازانتين هو صبغة حمراء وينشأ بشكل طبيعي في الطحالب الدقيقة لمياه الأمطار (Haematococcus pluvialis) والخميرة المسماة Xanthophyllomyces dendrorhous (المعروف أيضا باسم Phaffia rhodozyma). تخضع الطحالب لإجهاد عبر واحد أو مجموعة من الظروف التي تتراوح من نقص العناصر الغذائية وزيادة الملوحة وأشعة الشمس المفرطة لإنشاء أستازانتين. الأنواع التي تستهلك تلك الطحالب الدقيقة في المياه العذبة المجهدة ، مثل السلمون والسلمون المرقط الأحمر والدنيس في البحر الأحمر والفلامنجو والقشريات (مثل الروبيان والكريل وسرطان البحر وجراد البحر وجراد البحر) ، تعكس تصبغ درجات اللون الأحمر البرتقالي في مظهرها.
كمكمل ، يتم إعطاء أستازانتين لآثاره المعززة للصحة وعلاج الأمراض. أستازانتين هو عنصر غذائي راسخ يتم إعطاؤه لتحسين صحة الجلد (مثل تقليل التجاعيد والأضرار الناجمة عن حروق الشمس وما إلى ذلك).
علاوة على ذلك ، يحظى أستازانتين باهتمام متزايد لاستخدامه لعلاج مرض الزهايمر ، ومرض باركنسون ، وأمراض القلب والأوعية الدموية ، وارتفاع الكوليسترول ، وأمراض الكبد ، والضمور البقعي المرتبط بالعمر ، والوقاية من السرطان.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.