Hielscher Ultralydsteknologi

Ultrasonic astaxanthin udvinding for højere udbytter

  • Astaxanthin er en meget potent antioxidant, der anvendes i lægemidler og kosttilskud.
  • For at producere høj kvalitet astaxanthin fra naturlige kilder såsom alger, en højtydende udvinding teknik er påkrævet.
  • Ultralydsekstraktion er en mekanisk behandling, som giver høje udbytter af astaxanthin i en meget kort ekstraktionstid.

Højtydende Ultrasonics til høj kvalitet astaxanthin

Ultrasonic ekstraktion af astaxanthin fra mikroalger

Astaxanthin for kosttilskud, som forbruges af mennesker og dyr for deres sundhedsmæssige fordele, astaxanthin er opnået fra fisk og skaldyr eller udvundet af alger H. Pluvialis. Hæmatcoccus hjejler er en grøn microalga, som producerer høje astaxanthin indhold, når stress betingelser anvendes, f. eks høj saltholdighed, nitrogen mangel, høj temperatur og lys. Med op til 9,2 mg/g astaxanthin pr. alge celle (= op til 3,8% på tørvægten af H. hjejler) akkumulerer hæmatcoccus hjejler et meget højt indhold af naturlige astaxanthin og er derfor den foretrukne organisme til fremstilling af astaxanthin.
For at frigive astaxanthin fra grønne mikroalger, skal algecellerne afbrydes. Ultralydbehandling er veletableret med henblik på celleforstyrrelse, lysis og isolering af bioaktive forbindelser Auch som lipider, antioxidanter, polyfenoler og naturlige pigmenter. Højtydende ultralyd skaber rent mekaniske kræfter, der forstyrrer cellevæggene ved forskydningskræfter og forårsager frigivelse af bioaktive stoffer som astaxanthin.

Ultrasonic ekstraktion af astaxanthin fra gær

UIP4000hdT 4kW kraftfuld ultralydsprocessor til udvindingPhaffia rhodozyma er en gær rig på astaxanthin. Men, den tykke cellevæg af P. rhodozyma, som hovedsageligt består af glucan og ansvarlig for cellens stivhed, gør celleforstyrrelse og astaxanthin isolation en krævende opgave. Forskere (Gogate et al. 2015) fandt, at ultralydsekstraktion i kombination med mælkesyre intensiverer celle forstyrrelsen og gør udvinding af astaxanthin fra P. rhodozyma en grønnere, miljøvenligere proces. De brugte mælkesyre som medium for forstyrrelse og ethanol som opløsningsmiddel til ekstraktion. Det maksimale udbytte af astaxanthin (90%) blev opnået for ultralyd-assisteret ekstraktion tilgang baseret på anvendelse af 3 M mælkesyre, afbrydelse tid på 15 min. kraftfulde ultralydsprocessorer sådan UIP4000hdT (4kW, se pic. venstre) i kombination med en kan trykkes gennemstrømnings reaktor muliggør generering af meget intens kavitation. Cavitational forskydningskræfter forstyrre gærcelle væggene og fremme masseoverførsel mellem celle interiør og opløsningsmidlet.

Fordele ved Ultrasonic astaxanthin udvinding

  • Overlegen ydelse
  • Højhastigheds udvinding – inden for få minutter
  • Højkvalitetsekstrakter – Mild, ikke-termisk
  • Grønne opløsningsmidler (f. eks. vand/ethanol)
  • omkostningseffektiv
  • Nem og sikker drift
  • Lave investerings-og driftsomkostninger
  • 24/7 drift under krævende
  • Grøn, miljøvenlig metode

Ultrasonic astaxanthin udvinding – i batch eller kontinuerlig flow-tilstand

UP400St ophidseret 8L udvinding setupAstaxanthin er en lipofile forbindelse og kan opløses i opløsningsmidler (f. eks. 48,0% ethanol i ethylacetat) og olier (f. eks. sojabønne olie).
Batch: Ultralyds ekstraktionsprocesser kan betjenes som simple batchprocesser eller som inline-behandling, hvor mediet løbende tilføres gennem en ultralyds gennemstrømnings reaktor.
Batch afvikling er en nem procedure, hvor ekstraktionen udføres Lot for lot. Hielscher Ultrasonics tilbyder ultralyds-processorer til små til store partier, dvs 1L til 120L.
Til behandling af partier på 5 til 10L anbefaler vi, at UP400St med sonotrode S24d22L2D (Se pic. venstre).
Til behandling af partier på ca. 120L anbefaler vi, at UIP2000hdT med sonotrode RS4d40L4 (Se pic. øverst til højre).

Gennemstrømning: For større volumener og kommerciel udvinding i fuld skala tilføres en kontinuerlig væskestrøm gennem en ultralyds reaktor, hvor opløsningsmidlet/Botanisk gylle er intenst soniseret.
For et volumen på ca. 8L/min. anbefaler vi, at UIP4000hdT med sonotrode RS4d40L3 og kan trykkes flow-celle FC130L4-3g0

Ultralydsekstraktion med 2kW-system UIP2000hdT

UIP2000hdT (2kW) til storstilet batch udvinding

Anmodning om oplysninger




Bemærk vores Fortrolighedspolitik.


Højtydende Ultrasonicators til udvinding

Hielscher Ultrasonics er specialiseret i fremstilling af højtydende ultralydsprocessorer til produktion af høj kvalitet ekstrakter fra botaniske.
Hielscher's brede produktportefølje spænder fra små, kraftfulde Lab ultrasonicators til robuste Bench-top og fuldt industrielle systemer, som leverer høj intensitet ultralyd til effektiv udvinding og isolering af bioaktive komponenter (f. eks. Quercetin, Koffein, Curcumin, terpener osv.). Alle ultralydsenheder fra 200W til 16, 000W har en farvet skærm til digital styring, et integreret SD-kort til automatisk Dataoptagelse, browser-fjernbetjening og mange flere brugervenlige funktioner. Sonotroderne og flow cellerne (de dele, der er i kontakt med mediet) kan autoklaveres og er nemme at rengøre. Alle vores ultrasonicators er bygget til 24/7 drift, kræver lav vedligeholdelse og er nemme og sikre at betjene.
Colored touch display of the new hdT series of Hielscher's industrial ultrasonicatorsEn digital farvedisplay giver mulighed for en brugervenlig kontrol af ultralyd udstyr. Vores systemer er i stand til at levere fra lav til meget høje amplituder. Til udvinding af kemiske forbindelser såsom astaxanthin, vi tilbyder særlige ultralyd sonotroder (også kendt som ultralyd sonder eller horn), der er optimeret til følsom isolering af høj kvalitet aktive stoffer. Hielscher's særlige sonotroder for høje amplituder i kombination med kan trykkes flow celler genererer ekstreme kavitationskræfter forskydnings styrker, som forstyrrer selv meget robuste gærceller. Robustheden af Hielscher's ultralyds udstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tung pligt og i krævende miljøer.
Den præcise styring af ultralydprocessens parametre sikrer reproducerbarhed og proces standardisering. Hielscher's industrielle-skala automatiserede ultralyds ekstraktions systemer er designet til høj produktionskapacitet af fineste kvalitet ekstrakter, mens på samme tid reducere arbejdskraft, omkostninger og energi.

Kontakt os! / Spørg Os!

Bed om mere information

Brug venligst nedenstående formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om ultralydshomogenisering. Vi vil være glade for at tilbyde dig en ultralyds-system opfylder dine krav.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende Ultralydapparater til sonochemical applikationer.

High-Power ultralyds-processorer fra Lab til pilot og industriel skala.

Litteratur / Referencer

  • Gogate et al. (2015): ultralyd-assisteret intensivering af udvinding af astaxanthin fra Phaffia rhodozyma. Indisk kemiingeniør 2015, 57:3-4, 240-255.
  • Zou et al. (2013): respons overflade metode til ultralyds assisteret ekstraktion af astaxanthin fra Hæmatcoccus Pluvialis. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.


Fakta Værd at vide

SONO-udvinding

Ultralydsekstraktion eller SONO-ekstraktion er baseret på princippet om akustisk kavitation.
Når intense ultralydbølger påføres flydende systemer, opstår akustisk kavitation, hvilket er fænomenet med generering, vækst og eventuel kollaps af vakuum bobler (Se pic. nedenfor). Under udbredelsen af ultralydbølgerne svinger vakuum boblerne og vokser, indtil de når et punkt, hvor de ikke kan absorbere mere energi. På toppen af boble vækst de kollapser voldsomt, som forårsager lokalt termiske, mekaniske og kemiske effekter. De mekaniske virkninger omfatter højt tryk på op til 1000atm, turbulenser, og intense forskydningskræfter. Disse kræfter forstyrre cellevægge og fremme masseoverførsel mellem celle interiør og opløsningsmidlet frigive bioaktive forbindelser i den omgivende væske (dvs. opløsningsmiddel).

Ultralyd/akustisk kavitation skaber meget intense kræfter, som åbner cellevæggene kendt som lysis (Klik for at forstørre!)

Ultralydsekstraktion er baseret på akustisk kavitation og dens hydrodynamiske forskydningskræfter

Ultralydsekstraktion af forbindelser fra botaniske og cellevæv er blevet veldokumenteret. Anvendelsen af meget intense ultralydsbølger fremmer ekstraktionsprocesser betydeligt. Udover proces intensivering – hvilket resulterer i højere udbytter og kortere ekstraktionstid – termisk nedbrydning og tab af temperaturfølsomme bestanddele forhindres, da sonikering ikke er termisk behandling. Desuden, ultralydsekstraktion har lave investeringer og driftsomkostninger, reducerer brugen af opløsningsmidler og/eller giver mulighed for brug af grønnere opløsningsmidler, hvilket gør det til en økonomisk og miljøvenlig udvinding teknik. Outperforming konventionelle ekstraktionsmetoder, ultralyd-assisteret udvinding (UAE) er blevet vedtaget fra fødevareindustrien til at producere bioaktive forbindelser med økonomiske gevinster.

Ultralyd disruptorer anvendes til ekstraktioner fra plantekilder (f. eks planter, alger, svampe)

Ultralydsekstraktion fra planteceller: den mikroskopiske tværsnit (TS) viser mekanismen af handlinger under ultralydsekstraktion fra celler (forstørrelse 2000x) [ressource: Vilkhu et al. 2011]

Astaxanthin

Astaxanthin udmærker sig ved en dyb rød farve. Det er et fedtopløseligt pigment, der findes i alger (f. eks. Hæmatcoccus Pluvialis, chlorella zofingiensis, Chlorococcum), gær (f. eks. Phaffia rhodozyma), laks, ørred, krill, rejer og krebs. Astaxanthin betragtes som en super-antioxidant, da dens antioxidative potens er ti til tyve gange kraftigere end af mange andre carotenoider, såsom beta-caroten, lutein, og zeaxanthin, og hundrede gange kraftigere end alpha-tocopherol (vitamin E ).
Astaxanthin (3, 3 ′-dihydroxy-β, β′-caroten-4, 4 ′-Dione) er en keto-carotenoid og tilhører en større klasse af kemiske forbindelser kendt som terterpener (som en tetraterpenoid), som er sammensat af fem kulstof prækursorer, isopentenyl diphosphat, og dimethylallyldiphosphat. Astaxanthin er klassificeret som en type carotenoid forbindelser med oxygen-holdige komponenter, nemlig hydroxyl (-OH) eller keton (C = O), såsom zeaxanthin og canthaxanthin. Astaxanthin er en metabolit af zeaxanthin og/eller canthaxanthin, der indeholder både hydroxyl og keton funktionelle grupper. Ligesom mange carotenoider, astaxanthin er et lipid-opløseligt pigment og udmærker sig ved sin røde farve. Carotenoider herunder astaxanthin er velkendte for deres antioxidative kapacitet.
Astaxanthin er et rødt pigment og stammer naturligt i regnvands-mikroalger (Hæmatcoccus Pluvialis) og gær kaldet Xanthophyllomyces dendrorhousgær (også kendt som Phaffia rhodozyma). Algerne undergår en understregning via en eller en kombination af betingelser, der spænder fra manglen på næringsstoffer, øget saltholdighed, og overdreven solskin til at skabe astaxanthin. De arter, der forbruger disse stressede ferskvands mikroalger, såsom laks, rødørred, rødbrasen, flamingo, krebsdyr (f. eks. rejer, krill, krabbe, hummer, krebs), afspejler pigmenteringen af de rødorange nuancer i deres udseende.
Som et supplement, astaxanthin administreres for sin sundhedsfremmende og sygdom-behandling af effekter. Astaxanthin er en veletableret nutraceutical administreret til at forbedre hudens hede (f. eks. reducere rynker, skader ved solskoldning osv.).
Endvidere, astaxanthin får stigende opmærksomhed for dets anvendelse til behandling af Alzheimers sygdom, Parkinsons sygdom, cardio-vaskulære deaseses, højt kolesteroltal, leversygdomme, aldersrelaterede makuladegeneration, og forebyggelse af kræft.