استخراج بالموجات فوق الصوتية من أصباغ سبيرولينا
وقد ثبت استخراج بالموجات فوق الصوتية لتكون ذات كفاءة عالية لعزل مقتطفات عالية الجودة من الطحالب الدقيقة. تعرف أصباغ سبيرولينا مثل phycocyanin باسم superfood ، والتي تساهم في الفوائد الصحية بسبب محتواها العالي من مضادات الأكسدة والفيتامينات والبروتينات. من أجل إنتاج مكملات عالية التركيز مثل المساحيق والأقراص ، يجب استخراج الأصباغ الزرقاء من طحالب سبيرولينا.
سبيرولينا
تعرف أرثروسبيرا بلاتنسيس (A. platensis) وأرثروسبيرا ماكسيما (A. maxima) تحت مصطلح سبيرولينا. سبيرولينا هي الطحالب الخضراء المزرقة ، وهي غنية بالأحماض الأمينية ومضادات الأكسدة. مع وجود حمولة عالية من العناصر الغذائية مثل البروتينات والإنزيمات والمعادن والفيتامينات A و K و B12 والحديد والمنغنيز ، يتم تصنيفها على أنها طعام خارق. يحتوي جنس الطحالب Arthrospira على نسبة عالية من البروتينات. يتراوح محتواه من البروتين من 53 إلى 68٪ بالوزن الجاف ويقدم مجموعة كاملة من جميع الأحماض الأمينية الأساسية. علاوة على ذلك ، يحتوي Arthrospira على كميات عالية من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة (PUFAs) ، والتي تبلغ حوالي 1.5 إلى 2٪ من إجمالي محتوى الدهون من 5 إلى 6٪. تحتوي هذه PUFAs على حمض γ-Linolenic (GLA) ، وهو حمض أوميغا 6 الدهني الأساسي. تشمل المركبات النشطة بيولوجيا الأخرى من Arthrospira الفيتامينات والمعادن وكذلك أصباغ التمثيل الضوئي.
ملاحظة: علميا، سبيرولينا بلاتنسيس (S. platensis) وسبيرولينا ماكسيما (S. ماكسيما) تسمى بشكل صحيح Arthrospira platensis (A. platensis) و Arthrospira maxima (A. maxima). تم تصنيف كلا النوعين مرة واحدة في جنس سبيرولينا وهما معروفان بالعامية حتى اليوم تحت اسم سبيرولينا. على الرغم من أن إدخال جنسين منفصلين من Arthrospira و Spirulina مقبول الآن بشكل عام ، إلا أن مصطلح سبيرولينا غالبا ما يستخدم كمصطلح شامل.
استخراج سبيرولينا بالموجات فوق الصوتية
ومن المعروف جيدا تعطيل الخلايا بالموجات فوق الصوتية (وتسمى أيضا مستخلصات الموجات فوق الصوتية) لقدرتها على فتح الخلايا من أجل إطلاق المواد داخل الخلايا. عندما تقترن الموجات فوق الصوتية المكثفة بالسوائل ، تحدث ظاهرة التجويف الصوتي. تعطل قوى التجويف جدران الخلايا وتعزز نقل الكتلة بحيث يتم نقل المركبات المستهدفة النشطة بيولوجيا من الخلية إلى السائل.
الاستخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا: يوضح القسم المستعرض المجهري (TS) آلية الإجراءات أثناء الاستخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا (التكبير 2000x) [المصدر: Vilkhu et al. 2011]
مزايا استخراج بالموجات فوق الصوتية
- غلة عالية
- جودة استخراج فائقة
- استخراج سريع
- عملية خفيفة وغير حرارية
- مذيبات مختلفة
- آمن
- سهل التشغيل
- التوسع الخطي
- صيانة منخفضة
- عائد استثمار سريع
بروتوكول الاستخراج
طور Prabuthas et al. (2011) بروتوكول الاستخراج التالي من أجل الحصول على مستخلص فيكوسيانين عالي الجودة: تم تقييم استخراج Phycocyanin من حيث تركيز phycocyanin باستخدام الماء المقطر ومحلول CaCl2 بنسبة 1٪. يتم استخدام سبيرولينا الطحالب البحرية في شكل المجففة حيث يتم استخدام الكتلة الحيوية الرطبة على الفور من قبل البكتيريا وتبدأ في التدهور بسبب تركيبتها الغذائية. ومن ثم لتجنب هذه المشاكل ، يوصى باستخدام الكتلة الحيوية للطحالب المجففة. تم إجراء الاستخراج عن طريق خلط 0.1 جرام من الكتلة الحيوية المجففة مع كمية المذيب ، وتم إجراء صوتنة الوقت والسعة وفقا للتصميم التجريبي. تم تعليق العينة باستخدام جهاز تعطيل الخلايا بالموجات فوق الصوتية UP50H من Hielscher ، يليه الطرد المركزي لمدة 15 دقيقة عند 13500 دورة في الدقيقة باستخدام أجهزة الطرد المركزي المبردة. كان محتوى phycocyanin والبروتين أثناء الاستخراج بمذيبات مختلفة عبارة عن كلوريد الكالسيوم والماء المقطر الذي تم فحصه.
تم الحصول على أقصى كمية من phycocyanin ، 0.3116mg / ml في محلول كلوريد الكالسيوم تليها 0.299mg / ml في الماء المقطر. تم الحصول على الحد الأقصى من البروتين ، 63.63 ٪ في مذيب الماء المقطر و 54.69 ٪ في محلول كلوريد الكالسيوم. لذلك تم العثور على محلول CaCl2 لأفضل مذيب لاستخراج phycocyanin بمساعدة الموجات فوق الصوتية.
مستخلصات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لاستخراج سبيرولينا
Hielscher هو شريكك من ذوي الخبرة على المدى الطويل عندما يتعلق الأمر قوية وموثوق استخراج بالموجات فوق الصوتية من bioactives من الكتلة الحيوية النباتية والنباتية. يمكن تشغيل جميع المستخلصات بالموجات فوق الصوتية 24/7 وهي مناسبة للإنتاج التجاري للمستخلصات الغذائية. تغطي مجموعة منتجاتنا الطيف الكامل من أجهزة التعطيل البيولوجي الأصغر المحمولة باليد إلى الموجات فوق الصوتية التجريبية وأنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية. الملحقات المختلفة مثل sonotrodes المختلفة ومفاعلات خلايا التدفق تسمح بالتكيف الأمثل مع متطلبات العملية الخاصة بك. جميع المعالجات بالموجات فوق الصوتية Hielscher قوية وسهلة التشغيل ومصممة لسهولة الاستخدام. لدينا الموجات فوق الصوتية الرقمية التي تسيطر عليها تأتي مع بطاقة SD مدمجة للبروتوكول التلقائي للبيانات صوتنة.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000 |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
- خبرة طويلة الأمد في صوتنة
- جودة عالية
- متانه
- 24/7 عملية
- حماية من التشغيل الجاف
- قابلية التوسع الخطي
- خدمة عملاء ممتازة
- صيانة منخفضة
- تدريب & خدمة التركيب
- المركز الفني
- تطوير العمليات
- معدات الموجات فوق الصوتية المخصصة
يضمن موظفونا المدربون تدريبا جيدا خدمة عملاء عالية واستشارات احترافية.
اتصل بنا اليوم! يسعدنا أن نوصيك بأنسب مستخرج بالموجات فوق الصوتية لتطبيقك.
مستخلصات الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة من المختبر إلى النطاق التجريبي والصناعي.
الأدب / المراجع
- Merlyn Sujatha Rajakumar and Karuppan Muthukumar (2018): Influence of pre-soaking conditions on ultrasonic extraction of Spirulina platensis proteins and its recovery using aqueous biphasic system. Separation Science and Technology 2018.
- Smriti Kana Pyne, Paramita Bhattacharjee, Prem Prakash Srivastav (2020): Process optimization of ultrasonication-assisted extraction to obtain antioxidant-rich extract from Spirulina platensis. Sustainability, Agri, Food and Environmental Research 8(4), 2020.
- Zhou, Jianjun; Min Wang, Francisco J. Barba, Zhenzhou Zhu, Nabil Grimi (2023):
A combined ultrasound + membrane ultrafiltration (USN-UF) process for enhancing saccharides separation from Spirulina (Arthrospira platensis). Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 85, 2023. - Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): An efficient extraction of phycocyanin by ultrasonication and separation using ‘sugaring out’. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
- Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standardization of rapid and economical method for neutraceuticals extraction from algae. Journal of Stored Products and Postharvest Research Vol. 2(5) pp. 93 – 96, May 2011.
حقائق تستحق المعرفة
سبيرولينا
سبيرولينا هو نوع من البكتيريا الزرقاء (المعروف أيضا باسم cyanophyta) وهي شعبة من البكتيريا التي تحصل على طاقتها من خلال التمثيل الضوئي. إنها بدائيات النوى الوحيدة القادرة على إنتاج الأكسجين. يأتي اسم البكتيريا الزرقاء من لون البكتيريا (اليونانية: κυανός ، translit. kyanós ، مضاءة باللون الأزرق). نظرا للون ، يطلق عليها أيضا الطحالب الخضراء المزرقة ، على الرغم من أن مصطلح الطحالب في الاستخدام الحديث يقتصر على حقيقيات النوى. سبيرولينا بلاتنسيس (S. platensis) هي بكتيريا زرقاء بدائية النواة متعددة الشعيرات يمكن زراعتها بسهولة كزراعة أحادية في الأحواض المفتوحة أو المفاعلات الحيوية المغلقة. C-phycocyanin (C-PC) هو البروتين النباتي الرئيسي في سبيرولينا.
مقتطفات سبيرولينا
سبيرولينا هو مكمل غذائي شائع مشتق من الكتلة الحيوية للبكتيريا الزرقاء البحرية (الطحالب الخضراء المزرقة). النوعان من سبيرولينا المستخدمة لإعداد البروتين النباتي والمكملات الصباغية هي Arthrospira platensis و Arthrospira maxima. المستخلص المنطلق من هذه الطحالب الدقيقة غني بمضادات الأكسدة والأحماض الأمينية والفيتامينات. لذلك ، يضاف مسحوق المستخلص الأزرق إلى العصائر والعصائر والمخفوقات والمشروبات ويمنحها لونا أزرق كثيفا جميلا. بدلا من ذلك ، يمكن استهلاك مستخلص سبيرولينا في شكل أقراص.
Phycocyanin allophycocyanin و phycoerythrin عبارة عن مجمعات بروتين صبغي من عائلة phycobiliprotein لحصاد الضوء ، والتي تشتهر بلونها الأزرق الفاتح المكثف. Phycocyanin هو صبغة ملحقة للكلوروفيل. نظرا لأن جميع البروتينات الفيزيائية قابلة للذوبان في الماء ، فهي غير موجودة داخل الغشاء ، وبدلا من ذلك ترتبط البروتينات الفيزيائية كمجاميع (ما يسمى phycobilisomes) بغشاء الخلية.
استخراج بالموجات فوق الصوتية وتعطيل الخلايا
يستخدم الاستخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (الإمارات العربية المتحدة) لإطلاق وعزل المركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية وكذلك الأنسجة.
بالنسبة لعمليات الاستخراج بالموجات فوق الصوتية ، تقترن الموجات فوق الصوتية المكثفة بوسط حيث تولد الموجات ضغطا وتوسعا بالتناوب. أثناء دورات الضغط / التمدد ، يتم إنشاء فقاعات مفرغة تنمو على مدار عدة دورات حتى لا تتمكن من امتصاص المزيد من الطاقة بحيث تنفجر بعنف. ينتج عن انفجار الفقاعة حالة نشطة للغاية مع درجات حرارة محلية تصل إلى 5000 كلفن ، وفروق ضغط تبلغ 1000 ضغط جوي ، ومعدلات تسخين وتبريد أعلى من 1010 كلفن / ثانية بالإضافة إلى نفاثات سائلة بسرعات 280 م / ث. تعرف هذه الظاهرة باسم التجويف الصوتي.
يعتمد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على التجويف الصوتي وقوى القص الهيدروديناميكية