Ultrazvučna ekstrakcija Spirulina pigmenta
Ultrazvučna ekstrakcija se pokazala kao vrlo efikasna za izolaciju ekstrakata mikroalgi vrhunskog kvaliteta. Spirulina pigmenti kao što je fikocijanin poznati su kao superhrana, koji doprinose zdravstvenim prednostima zbog visokog sadržaja antioksidansa, vitamina i proteina. Da bi se proizveli visoko koncentrirani suplementi kao što su prašci i tablete, plavi pigmenti moraju biti ekstrahirani iz algi spiruline.
spirulina
Arthrospira platensis (A. platensis) i Arthrospira maxima (A. maxima) poznate su pod pojmom spirulina. Spirulina su plavo-zelene alge, koje su bogate aminokiselinama i antioksidansima. Sa visokim sadržajem nutrijenata kao što su proteini, enzimi, minerali i vitamini A, K, B12, gvožđe i mangan, svrstavaju se u kategoriju superhrane. Alge iz roda Arthrospira imaju posebno visok sadržaj proteina. Njegov sadržaj proteina kreće se od 53 do 68% prema suhoj težini i nudi puni spektar svih esencijalnih aminokiselina. Nadalje, Arthrospira ima velike količine polinezasićenih masnih kiselina (PUFA), što je cca. 1,5 do 2% od ukupnog sadržaja lipida 5 do 6%. Ove PUFA sadrže γ-linolensku kiselinu (GLA), esencijalnu Omega-6 masnu kiselinu. Daljnji bioaktivni spojevi Arthrospira uključuju vitamine, minerale kao i fotosintetske pigmente.
Napomena: Naučno, Spirulina platensis (S. platensis) i Spirulina maxima (S. maxima) se ispravno nazivaju Arthrospira platensis (A. platensis) i Arthrospira maxima (A. maxima). Obje vrste su nekada bile svrstane u rod Spirulina i do danas su kolokvijalno poznate pod imenom spirulina. Iako je uvođenje dva odvojena roda Arthrospira i Spirulina danas općenito prihvaćeno, termin spirulina se često koristi kao krovni pojam.
Caution: Video "duration" is missing
Ultrazvučna ekstrakcija spiruline
Ultrazvučni disruptori ćelija (također se nazivaju ultrazvučnim ekstraktorima) dobro su poznati po svojoj sposobnosti da otvore ćelije kako bi oslobodili unutarćelijski materijal. Kada su intenzivni ultrazvučni talasi spojeni u tečnosti, javlja se fenomen akustične kavitacije. Kavitacijske sile remete ćelijske zidove i pojačavaju prijenos mase tako da se bioaktivna ciljna jedinjenja transportuju iz ćelije u tečnost.
Ultrazvučna ekstrakcija iz ćelija: mikroskopski poprečni presek (TS) pokazuje mehanizam delovanja tokom ultrazvučne ekstrakcije iz ćelija (uvećanje 2000x) [izvor: Vilkhu et al. 2011]
Prednosti ultrazvučne ekstrakcije
- visok prinos
- Vrhunski kvalitet ekstrakta
- Rapid Extraction
- Blagi, netermički proces
- Razni rastvarači
- sigurno
- jednostavan za rukovanje
- Linearno povećanje
- nisko održavanje
- Fast RoI
protokol ekstrakcije
Prabuthas et al. (2011) have developed the following extraction protocol in order to obtain a high quality phycocyanin extract: Phycocyanin extraction was evaluated in terms of phycocyanin concentration using distilled water and 1% CaCl2 solution. The sea algae spirulina is used in dried form since the wet biomass is immediately utilized by bacteria and starts degradation because of its nutritional composition. Hence to avoid these problems, the use of dried algae biomass is recommended. The extraction was carried out by mixing 0.1g of dried biomass with amount of the solvent, sonication was performed time and amplitude according to the experimental design. The sample suspensions were sonicated using a Hielscher’s UP50H ultrasonic cell disruptor, followed by centrifugation for 15 min at 13500rpm using refrigerated centrifuge. The phycocyanin and protein content during the extraction with different solvents were calcium chloride and distilled water investigated.
Maksimalna količina fikocijanina, 0,3116 mg/ml, dobijena je u rastvoru kalcijum hlorida, a zatim 0,299 mg/ml u destilovanoj vodi. Maksimalna količina proteina, 63,63% dobijena je u rastvaraču destilovane vode i 54,69% u rastvoru kalcijum hlorida. Tako je rastvor CaCl2 pronađen kao najbolji rastvarač za ekstrakciju fikocijanina uz pomoć ultrazvuka.
Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi za ekstrakciju spiruline
Hielscher je vaš dugogodišnji iskusan partner kada je u pitanju moćna, pouzdana ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih tvari iz biljne i fito biomase. Svi ultrazvučni ekstraktori mogu raditi 24/7 i pogodni su za komercijalnu proizvodnju dijetetskih ekstrakata. Naš asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar od manjih ručnih biodisruptora do pilot ultrazvučnih uređaja i industrijskih ultrazvučnih sistema. Različiti dodaci kao što su različite sonotrode i reaktori s protočnim ćelijama omogućavaju optimalno prilagođavanje vašim zahtjevima procesa. Svi Hielscher ultrazvučni procesori su robusni, laki za rukovanje i dizajnirani za laku upotrebu. Naši digitalno kontrolirani ultrasonikatori dolaze s ugrađenom SD karticom za automatsko protokoliranje podataka sonikacije.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000 |
| N? A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N? A | veći | klaster of UIP16000 |
- Dugogodišnje iskustvo u sonikaciji
- Visoka kvaliteta
- robusnost
- 24/7 operacija
- Zaštićen od rada na suho
- linearnu skalabilnost
- Odlična usluga za korisnike
- nisko održavanje
- obuku & usluga instalacije
- Tehnički centar
- Razvoj procesa
- Prilagođena ultrazvučna oprema
Naše dobro obučeno osoblje osigurava visoku uslugu korisnicima i profesionalno savjetovanje.
Kontaktirajte nas danas! Drago nam je da vam preporučimo najprikladniji ultrazvučni ekstraktor za vašu primjenu.
Ultrazvučni ekstraktori velike snage od laboratorijskih do pilotskih i industrijskih razmjera.
Literatura/Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
spirulina
Spirulina je vrsta cijanobakterija (poznate i kao cyanophyta) koje su tip bakterija koje svoju energiju dobivaju fotosintezom. Oni su jedini fotosintetski prokarioti koji mogu proizvoditi kisik. Naziv cijanobakterija dolazi od boje bakterije (grčki: κυανός, translit. kyanós, lit. plava). Zbog svoje boje nazivaju se i plavo-zelenim algama, iako je termin alge u modernoj upotrebi ograničen na eukariote. Spirulina platensis (S. platensis) je multifilamentna prokariotska cijanobakterija koja se lako može uzgajati kao monokultura u otvorenim ribnjacima ili zatvorenim bioreaktorima. C-fikocijanin (C-PC) je glavni fikobiliprotein u spirulini.
Ekstrakti spiruline
Spirulina je popularan dodatak prehrani dobiven od biomase morskih cijanobakterija (plavo-zelene alge). Dvije vrste spiruline koje se koriste za pripremu veganskih dodataka proteina i pigmenta su Arthrospira platensis i Arthrospira maxima. Ekstrakt koji se oslobađa iz ovih mikroalgi bogat je antioksidansima, aminokiselinama i vitaminima. Zbog toga se plavi ekstrakt u prahu dodaje sokovima, smoothiejima, šejkovima i pićima i daje im prekrasnu intenzivnu plavu boju. Alternativno, ekstrakt spiruline se može konzumirati u obliku tableta.
Fikocijanin alofikocijanin i fikoeritrin su pigmentno-proteinski kompleksi iz porodice fikobiliproteina koji sakupljaju svetlost, koji su poznati po svojoj intenzivnoj svetlo plavoj boji. Fikocijanin je pomoćni pigment hlorofila. Pošto su svi fikobiliproteini rastvorljivi u vodi, oni nisu prisutni unutar membrane, već su fikobiliproteini vezani kao agregati (tzv. fikobilisomi) za ćelijsku membranu.
Ultrazvučna ekstrakcija i destrukcija ćelija
Ekstrakcija potpomognuta ultrazvukom (UAE) koristi se za oslobađanje i izolaciju bioaktivnih spojeva iz fito materijala kao i tkiva.
Za ultrazvučne procese ekstrakcije, intenzivni ultrazvučni talasi se spajaju u medijum gde talasi stvaraju naizmeničnu kompresiju i ekspanziju. Tokom ciklusa kompresije/ekspanzije stvaraju se vakuumski mjehurići koji rastu tokom nekoliko ciklusa sve dok ne mogu apsorbirati više energije tako da nasilno implodiraju. Implozija mjehurića proizvodi visoko energetsko stanje s lokalnim temperaturama do 5000K, razlikama tlaka od 1000atm, brzinama grijanja i hlađenja iznad 1010 K/s, kao i mlazovima tekućine sa brzinama od 280m/s. Ovaj fenomen je poznat kao akustična kavitacija.
Ultrazvučna ekstrakcija se zasniva na akustičnoj kavitaciji i njenim hidrodinamičkim silama smicanja