Daha yüksək çıxım üçün astaksantinin ultrasəslə ekstraksiyası
- Astaksantin əczaçılıq preparatlarında və qida əlavələrində istifadə olunan çox güclü antioksidantdır.
- Yosunlar kimi təbii mənbələrdən yüksək keyfiyyətli astaksantin istehsal etmək üçün yüksək məhsuldarlıqlı ekstraksiya üsulu tələb olunur.
- Ultrasəslə ekstraksiya çox qısa ekstraksiya müddətində yüksək astaksantin çıxımı verən mexaniki emal üsuludur.
Yüksək keyfiyyətli astaksantin ekstraktları üçün yüksək məhsuldarlıqlı sonikatorlar
Ultrasəslə ekstraksiya mikroyosunlar, kril və ya xərçəngkimilər kimi təbii mənbələrdən astaksantin çıxarmaq üçün intensiv ultrasəs dalğalarından istifadə edən yüksək məhsuldarlıqlı ekstraksiya üsuludur. Astaksantin güclü antioksidant xüsusiyyətləri və sağlamlığa müxtəlif faydaları ilə tanınan, təbiətdə mövcud olan karotinoid piqmentidir. O, adətən qida əlavəsi və qida boyası kimi istifadə olunur. Ultrasəslə emalın astaksantin ekstraksiyası prosesinizi yaxşılaşdırmağa necə kömək etdiyini öyrənin!
Yüksək güclü ultrasəsdən istifadə etməklə astaksantin ekstraksiyasını yaxşılaşdırmaq üçün MultiSonoReactor
Mikroyosunlardan astaksantinin ultrasəslə ekstraksiyası
İnsanların və heyvanların sağlamlığa faydalarına görə qəbul etdikləri qida əlavələri üçün astaksantin dəniz məhsullarından əldə edilir və ya H. pluvialis yosunundan ekstraksiya olunur. Haematococcus pluvialis yüksək duzluluq, azot çatışmazlığı, yüksək temperatur və işıq kimi stress şəraiti tətbiq edildikdə yüksək miqdarda astaksantin istehsal edən yaşıl mikroyosundur. Hər yosun hüceyrəsində 9,2mg/g-dək astaksantin (= H. pluvialis-in quru çəkisinin 3,8%-dək hissəsi) toplayan Haematococcus pluvialis çox yüksək miqdarda təbii astaksantin yığır və buna görə də astaksantin istehsalı üçün üstünlük verilən orqanizmdir.
Yaşıl mikroyosunlardan astaksantini sərbəstləşdirmək üçün yosun hüceyrələri parçalanmalıdır. Ultrasəslə emal hüceyrələrin parçalanması, lizisi və lipidlər, antioksidantlar, polifenollar və təbii piqmentlər kimi bioaktiv birləşmələrin ayrılması üçün geniş tətbiq olunan üsuldur. Yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs sırf mexaniki qüvvələr yaradır; bu qüvvələr kəsilmə qüvvələri vasitəsilə hüceyrə divarlarını parçalayır və astaksantin kimi bioaktiv maddələrin sərbəstləşməsinə səbəb olur.
Maya göbələyindən astaksantinin ultrasəslə ekstraksiyası
Phaffia rhodozyma astaksantinlə zəngin maya göbələyidir. Lakin P. rhodozyma-nın əsasən qlükandan ibarət olan və hüceyrənin sərtliyini təmin edən qalın hüceyrə divarı hüceyrənin parçalanmasını və astaksantinin ayrılmasını çətinləşdirir. Tədqiqatçılar (Gogate et al. 2015) müəyyən ediblər ki, süd turşusu ilə birlikdə ultrasəslə ekstraksiya hüceyrələrin parçalanmasını intensivləşdirir və P. rhodozyma-dan astaksantinin ekstraksiyasını daha ekoloji, ətraf mühitə daha az zərər verən prosesə çevirir. Onlar parçalanma mühiti kimi süd turşusundan, ekstraksiya üçün həlledici kimi isə etanoldan istifadə ediblər. Astaksantinin maksimum çıxımı (90%) 3 M süd turşusundan istifadəyə və 15 min parçalanma müddətinə əsaslanan ultrasəs dəstəkli ekstraksiya üsulu ilə əldə edilib. UIP4000hd (4kW, soldakı şəklə baxın) kimi güclü ultrasəs ekstraktorları təzyiq altında işləyə bilən axınlı reaktorla birlikdə çox intensiv kavitasiya yaratmağa imkan verir. Kavitasiya nəticəsində yaranan kəsilmə qüvvələri maya göbələklərinin hüceyrə divarlarını parçalayır və hüceyrənin daxili hissəsi ilə həlledici arasında kütlə ötürülməsini gücləndirir.
- Üstün çıxım
- Yüksək sürətli ekstraksiya – bir neçə dəqiqə ərzində
- Yüksək keyfiyyətli ekstraktlar – yumşaq şəraitdə, qeyri-termik
- Ekoloji həlledicilər (məsələn, su/etanol)
- İqtisadi cəhətdən sərfəli
- Asan və təhlükəsiz istismar
- Aşağı investisiya və istismar xərcləri
- Ağır iş rejimində 24/7 istismar
- Ekoloji, ətraf mühitə zərər verməyən üsul
Astaksantinin ultrasəslə ekstraksiyası – partiya və ya fasiləsiz axın rejimində
Astaksantin lipofil birləşmədir və həlledicilərdə (məsələn, etil asetatda 48,0% etanol) və yağlarda (məsələn, soya yağında) həll edilə bilər.
Partiya rejimi: Ultrasəslə ekstraksiya prosesləri sadə partiya prosesləri kimi və ya mühitin fasiləsiz olaraq axınlı ultrasəs reaktorundan keçirildiyi axın xəttində emal kimi həyata keçirilə bilər.
Partiya ilə emal ekstraksiyanın partiya-partiya aparıldığı sadə prosedurdur. Hielscher Ultrasonics kiçikdən böyüyə qədər, yəni 1L-dən 120L-dək partiyalar üçün ultrasəs prosessorları təklif edir.
5-dən 10L-dək partiyaların emalı üçün aşağıdakı cihazı tövsiyə edirik: UP400ST S24d22L2D sonotrodu ilə (soldakı şəklə baxın).
Təxminən 120L-lik partiyaların emalı üçün aşağıdakı cihazı tövsiyə edirik: UIP2000hdT sonikatoru RS4d40L4 sonotrodu ilə.
Axın rejimi: Daha böyük həcmlər və tammiqyaslı kommersiya ekstraksiyası üçün fasiləsiz maye axını ultrasəs reaktorundan keçirilir və burada həlledici/bitki xammalı suspenziyası intensiv ultrasəslə emal olunur.
Təxminən 8L/min. həcm üçün aşağıdakı cihazı tövsiyə edirik: UIP4000hdT RS4d40L3 sonotrodu və təzyiq altında işləyə bilən FC130L4-3G0 axın kamerası ilə
UIP2000hdT (2kW) irimiqyaslı partiya ekstraksiyası üçün
Ekstraksiya üçün yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs cihazları
Hielscher Ultrasonics bitkilərdən, maya göbələklərindən və hüceyrələrdən yüksək keyfiyyətli ekstraktların istehsalı üçün yüksək məhsuldarlıqlı sonikatorların hazırlanması üzrə ixtisaslaşmışdır. Hielscher Ultrasonics-in geniş məhsul çeşidi kiçik, güclü laboratoriya ultrasəs cihazlarından astaksantin, kversetin, kofein, kurkumin, terpenlər və s. kimi bioaktiv komponentlərin səmərəli ekstraksiyası və ayrılması üçün yüksək intensivlikli ultrasəs yaradan möhkəm masaüstü və tam sənaye sistemlərinədək uzanır. 200W-dan 16.000W-dək bütün rəqəmsal sonikatorlar proqramlaşdırıla bilən parametrləri olan intuitiv menyu, rahat istismar üçün rəngli sensor ekran, məlumatların avtomatik qeydə alınması üçün inteqrasiya edilmiş SD kart, brauzer vasitəsilə uzaqdan idarəetmə və bir çox digər istifadəsi rahat funksiyalarla təchiz olunub. Sonotrodlar və axın kameraları (mühitlə təmasda olan hissələr) avtoklavda emal edilə bilər və asan təmizlənir. Bütün ultrasəs cihazlarımız 24/7 istismar üçün hazırlanıb, az texniki xidmət tələb edir və asan, təhlükəsiz idarə olunur.
Rəqəmsal rəngli ekran ultrasəs avadanlığını rahat idarə etməyə imkan verir. Sistemlərimiz aşağı amplitudalardan çox yüksək amplitudalara qədər işləyə bilir. Astaksantin kimi kimyəvi birləşmələrin ekstraksiyası üçün yüksək keyfiyyətli aktiv maddələrin ehtiyatla ayrılmasına uyğunlaşdırılmış xüsusi ultrasəs sonotrodları (ultrasəs zondları və ya buynuzları kimi də tanınır) təklif edirik. Hielscher yüksək amplitudalar üçün xüsusi sonotrodları təzyiq altında işləyə bilən axın kameraları ilə birlikdə təklif edir; bunlar hətta çox möhkəm maya hüceyrələrini də parçalayan son dərəcə güclü kavitasiya mənşəli kəsilmə qüvvələri yarada bilir. Hielscher ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş rejimində və çətin şəraitdə 24/7 istismara imkan verir.
Ultrasəs prosesinin parametrlərinə dəqiq nəzarət nəticələrin təkrarlana bilməsini və prosesin standartlaşdırılmasını təmin edir. Hielscher şirkətinin sənaye miqyaslı, avtomatlaşdırılmış ultrasəs ekstraksiya sistemləri üstün keyfiyyətli ekstraktların yüksək istehsal gücü ilə hazırlanması və eyni zamanda əmək sərfinin, xərclərin və enerji sərfinin azaldılması üçün nəzərdə tutulub.
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Ədəbiyyat/İstinadlar
- 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.
Bilməyə dəyər faktlar
Sono-ekstraksiya
Ultrasəslə ekstraksiya və ya sono-ekstraksiya akustik kavitasiya prinsipinə əsaslanır.
Maye sistemlərə intensiv ultrasəs dalğaları tətbiq edildikdə akustik kavitasiya baş verir; bu, vakuum qabarcıqlarının yaranması, böyüməsi və sonda çökməsi hadisəsidir (aşağıdakı şəklə baxın). Ultrasəs dalğaları yayıldıqca vakuum qabarcıqları rəqs edir və daha çox enerji uda bilməyəcəkləri həddə çatana qədər böyüyür. Qabarcıqlar böyümənin zirvəsində kəskin şəkildə çökür və bu, lokal termik, mexaniki və kimyəvi təsirlərə səbəb olur. Mexaniki təsirlərə 1000atm-dək yüksək təzyiqlər, turbulentlik və intensiv kəsilmə qüvvələri daxildir. Bu qüvvələr hüceyrə divarlarını parçalayır və hüceyrənin daxili hissəsi ilə həlledici arasında kütlə ötürülməsini gücləndirərək bioaktiv birləşmələri ətrafdakı mayeyə (yəni həllediciyə) sərbəstləşdirir.
Yüksək intensivlikli, aşağı tezlikli ultrasəsin yaratdığı akustik kavitasiya intensiv kəsilmə qüvvələri və lokal yüksək təzyiq və temperatur fərqləri yaradır; bunlar hüceyrələrin parçalanması, intensiv qarışdırma və kütlə ötürülməsi üçün zəruri təsiri təmin edir. Bu ultrasəs kəsilmə qüvvələri kannabisin ekstraksiyası üçün uğurla tətbiq olunur.
Bitki xammalından və hüceyrə toxumasından birləşmələrin ultrasəslə ekstraksiyası geniş tədqiq olunub. Çox intensiv ultrasəs dalğalarının tətbiqi ekstraksiya proseslərini əhəmiyyətli dərəcədə gücləndirir. Prosesin intensivləşdirilməsi ilə yanaşı – bu, daha yüksək çıxım və daha qısa ekstraksiya müddəti ilə nəticələnir – ultrasəslə emal qeyri-termik olduğundan termik parçalanmanın və temperatura həssas komponentlərin itkisinin qarşısı alınır. Bundan əlavə, ultrasəslə ekstraksiya aşağı investisiya və istismar xərclərinə malikdir, həlledicilərin istifadəsini azaldır və/və ya daha ekoloji həlledicilərdən istifadəyə imkan verir; bu da onu iqtisadi cəhətdən sərfəli və ətraf mühitə zərər verməyən ekstraksiya üsuluna çevirir. Ənənəvi ekstraksiya üsullarını üstələyən ultrasəs dəstəkli ekstraksiya (UAE) iqtisadi fayda əldə etməklə bioaktiv birləşmələr istehsal etmək üçün qida sənayesindən mənimsənilib.
Güclü ultrasəs dalğaları bioloji strukturların hüceyrə matrisini parçalayır və bioaktiv birləşmələri sərbəstləşdirir. Bitki materialı ilə həlledici arasında kütlə ötürülməsi intensivləşir. Bu mexanizmlər sayəsində ultrasəslə ekstraksiya kannabisin ekstraksiyası üçün yüksək dərəcədə səmərəlidir.
Astaksantin
Astaksantin tünd qırmızı rəngi ilə seçilir. O, yosunlarda (məsələn, Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), maya göbələklərində (məsələn, Phaffia rhodozyma), qızılbalıqda, foreldə, krildə, krevetdə və çay xərçəngində olan, yağda həll olunan piqmentdir. Astaksantin super-antioksidant hesab olunur, çünki onun antioksidant təsir gücü beta-karotin, lutein və zeaksantin kimi bir çox digər karotinoidlərdən on–iyirmi dəfə, alfa-tokoferoldan (E vitamini) isə yüz dəfə güclüdür.
Astaksantin (3,3′-dihidroksi-β, β′-karotin-4,4′-dion) keto-karotinoiddir və beş karbonlu prekursorlardan – izopentenil difosfat və dimetilallil difosfatdan – ibarət olan, terpenlər kimi tanınan daha böyük kimyəvi birləşmələr sinfinə tetraterpenoid kimi aiddir. Astaksantin zeaksantin və kantaksantin kimi oksigen tərkibli komponentləri, yəni hidroksil (-OH) və ya keton (C=O) qrupları olan karotinoid birləşmələrinin bir növü kimi təsnif edilir. Astaksantin həm hidroksil, həm də keton funksional qruplarını ehtiva edən zeaksantin və/və ya kantaksantin metabolitidir. Bir çox karotinoidlər kimi astaksantin də lipidlərdə həll olunan piqmentdir və qırmızı rəngi ilə seçilir. Astaksantin də daxil olmaqla karotinoidlər antioksidant qabiliyyətləri ilə yaxşı tanınır.
Astaksantin qırmızı piqmentdir və təbii olaraq yağış suyunda yaşayan mikroyosunlarda (Haematococcus pluvialis) və Xanthophyllomyces dendrorhous adlı maya göbələyində (Phaffia rhodozyma kimi də tanınır) əmələ gəlir. Yosun astaksantin yaratmaq üçün qida maddələrinin çatışmazlığı, artmış duzluluq və həddindən artıq günəş işığı kimi şəraitlərdən birinin və ya bir neçəsinin təsiri ilə stressə məruz qalır. Bu stressə məruz qalmış şirin su mikroyosunlarını istehlak edən qızılbalıq, qırmızı forel, qırmızı dəniz çapağı, flaminqo və xərçəngkimilər (məsələn, krevet, kril, krab, omar, çay xərçəngi) kimi növlərin xarici görünüşündə qırmızı-narıncı çalarların piqmentasiyası əks olunur.
Əlavə kimi astaksantin sağlamlığı yaxşılaşdıran və xəstəlikləri müalicə edən təsirlərinə görə qəbul edilir. Astaksantin dərinin sağlamlığını yaxşılaşdırmaq üçün (məsələn, qırışları, günəş yanığının yaratdığı zədələri və s. azaltmaq üçün) istifadə olunan, geniş tətbiq edilən nutrasevtikdir.
Bundan əlavə, astaksantinin Alzheimer xəstəliyinin, Parkinson xəstəliyinin, ürək-damar xəstəliklərinin, yüksək xolesterinin, qaraciyər xəstəliklərinin, yaşla əlaqəli makula degenerasiyasının müalicəsində və xərçəngin qarşısının alınmasında istifadəsi getdikcə daha çox diqqət çəkir.
Hielscher Ultrasonics yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorlarını laboratoriya ölçüsündən sənaye ölçüsünədək istehsal edir.