Υπερήχων ασταξανθίνη εκχύλιση για υψηλότερες αποδόσεις
- Η ασταξανθίνη είναι ένα εξαιρετικά ισχυρό αντιοξειδωτικό που χρησιμοποιείται στα φαρμακευτικά συμπληρώματα και συμπληρωμάτων διατροφής.
- Για την παραγωγή υψηλής ποιότητας ασταξανθίνης από φυσικές πηγές όπως τα φύκια, απαιτείται μια τεχνική εκχύλισης υψηλής απόδοσης.
- Υπερήχων εκχύλιση είναι μια μηχανική θεραπεία, η οποία δίνει υψηλές αποδόσεις της ασταξανθίνης σε ένα πολύ σύντομο χρόνο εκχύλισης.
Υψηλής απόδοσης υπερήχων για υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα ασταξανθίνης
Υπερήχων εκχύλιση είναι μια τεχνική εκχύλισης υψηλής απόδοσης που χρησιμοποιεί έντονα κύματα υπερήχων για την εξαγωγή ασταξανθίνης από φυσικές πηγές, όπως μικροφύκη, κριλ, ή καρκινοειδή. Η ασταξανθίνη είναι μια φυσική καροτενοειδής χρωστική ουσία γνωστή για τις ισχυρές αντιοξειδωτικές της ιδιότητες και διάφορα οφέλη για την υγεία. Χρησιμοποιείται συνήθως ως συμπλήρωμα διατροφής και χρωστικός παράγοντας τροφίμων. Lear πώς κατεργασία με υπερήχους βοηθά στη βελτίωση της διαδικασίας εκχύλισης ασταξανθίνης σας!
Υπερήχων εκχύλιση της ασταξανθίνης από μικροφύκια
Ασταξανθίνη για διαιτητικά συμπληρώματα, τα οποία καταναλώνονται από τον άνθρωπο και τα ζώα για τα οφέλη για την υγεία τους, ασταξανθίνη λαμβάνεται από θαλασσινά ή εξάγεται από τα φύκια H. pluvialis. Το αιμοκοκκοχρώμα pluvialis είναι ένα πράσινο microalga, το οποίο παράγει υψηλή περιεκτικότητα σε ασταξανθίνη όταν εφαρμόζονται συνθήκες άγχους, π.χ. υψηλή αλατότητα, ανεπάρκεια αζώτου, υψηλή θερμοκρασία και φως. Με έως και 9.2 mg/g ασταξανθίνη ανά κύτταρο φύκη (= έως 3,8% στο ξηρό βάρος του H. pluvialis), ο Αιμοκοκκοδικός πλουβιάλης συσσωρεύει μια πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε φυσική ασταξανθίνη και ως εκ τούτου είναι ο προτιμώμενος οργανισμός για την παραγωγή της ασταξανθίνης.
Προκειμένου να απελευθερωθεί ασταξανθίνη από πράσινα μικροφύκη, τα κύτταρα των φυκών πρέπει να διαταραχθούν. Υπερήχους είναι καλά εδραιωμένο με σκοπό την κυτταρική διαταραχή, λύση και απομόνωση των βιοδραστικών ενώσεων auch ως λιπίδια, αντιοξειδωτικά, πολυφαινόλες και φυσικές χρωστικές ουσίες. Υψηλής απόδοσης υπερήχων δημιουργεί καθαρά μηχανικές δυνάμεις που διαταράσσουν τα κυτταρικά τοιχώματα από δυνάμεις διάτμησης και προκαλούν την απελευθέρωση βιοδραστικών ουσιών όπως η ασταξανθίνη.
Υπερήχων εκχύλιση της ασταξανθίνης από μαγιά
Phaffia rhodozyma είναι μια ζύμη πλούσια σε ασταξανθίνη. Ωστόσο, το παχύ κυτταρικό τοίχωμα του P. rhodozyma, το οποίο αποτελείται κυρίως από γλυκάνη και είναι υπεύθυνο για την κυτταρική ακαμψία, καθιστά την κυτταρική διαταραχή και την απομόνωση ασταξανθίνης ένα απαιτητικό έργο. Οι ερευνητές (Gogate et al. 2015) διαπίστωσαν ότι η εκχύλιση με υπερήχους σε συνδυασμό με γαλακτικό οξύ εντείνει τη διαταραχή των κυττάρων και καθιστά την εκχύλιση της ασταξανθίνης από το P. rhodozyma μια πιο πράσινη, φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία. Χρησιμοποίησαν γαλακτικό οξύ ως μέσο διάσπασης και αιθανόλη ως διαλύτη για εκχύλιση. Η μέγιστη απόδοση της ασταξανθίνης (90%) ελήφθη για την προσέγγιση εκχύλισης με υπερήχους με βάση τη χρήση γαλακτικού οξέος 3 Μ, χρόνος διακοπής 15 λεπτά. Ισχυροί υπερηχητικοί εξολκέες όπως το UIP4000hd (4kW, δείτε pic. αριστερά) σε συνδυασμό με έναν αντιδραστήρα ροής υπό πίεση επιτρέπουν τη δημιουργία πολύ έντονης σπηλαίωσης. Οι δυνάμεις διάτμησης σπηλαίωσης διαταράσσουν τα τοιχώματα των κυττάρων ζύμης και προάγουν τη μεταφορά μάζας μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του διαλύτη.
- Ανώτερη απόδοση
- Εκχύλιση υψηλής ταχύτητας – μέσα σε λίγα λεπτά
- εκχυλίσματα υψηλής ποιότητας – Ήπια, μη θερμικό
- Πράσινοι διαλύτες (π.χ. νερό/αιθανόλη)
- αποδοτική
- Εύκολη και ασφαλή λειτουργία
- Χαμηλές επενδύσεις και λειτουργικές δαπάνες
- 24/7 επιχείρηση υπό βαρύ δασμό
- Πράσινη, φιλική προς το οικολογικό τρόπο
Υπερήχων ασταξανθίνη εκχύλιση – σε λειτουργία παρτίδας ή συνεχούς ροής
Η ασταξανθίνη είναι μια λιπόφιλη Ένωση και μπορεί να διαλυθεί σε διαλύτες (π.χ. 48,0% αιθανόλη σε οξικό αιθυλεστέρα) και έλαια (π.χ. έλαιο σόγιας).
Παρτίδα: Υπερήχων διεργασίες εκχύλισης μπορεί να λειτουργήσει ως απλές διεργασίες παρτίδα ή ως ενσωματωμένη θεραπεία, όπου το μέσο τροφοδοτείται συνεχώς μέσω ενός υπερήχων ροής-μέσω αντιδραστήρα.
Η επεξεργασία παρτίδας είναι μια εύκολη διαδικασία, όπου η εκχύλιση πραγματοποιείται παρτίδα με παρτίδα. Hielscher υπέρηχοι προσφέρει υπερήχων επεξεργαστές για μικρές έως μεγάλες παρτίδες, δηλαδή 1L έως 120L.
Για την επεξεργασία παρτίδων από 5 έως 10L, συνιστούμε την UP400St με sonοτροβίδη S24d22L2D (βλέπε pic. Left).
Για την επεξεργασία παρτίδων περίπου 120L, συνιστούμε Υπερήχων UIP2000hdT με sonotrode RS4d40L4.
Ροή: Για μεγαλύτερους όγκους και πλήρους κλίμακας εμπορική εκχύλιση, ένα συνεχές υγρό ρεύμα τροφοδοτείται μέσω ενός αντιδραστήρα υπερήχων, όπου το διαλύτη/βοτανική υδαρής κοπριά είναι έντονα κατεργασία με υπερήχους.
Για έναν όγκο περίπου 8L/min, συνιστούμε UIP4000hdT με FC130L4-3G0

UIP2000hdT (2kW) για μαζική εξόρυξη μεγάλης κλίμακας
Υπερήχων υψηλής απόδοσης για εκχύλιση
Hielscher Υπέρηχοι είναι εξειδικευμένο στην κατασκευή υψηλής απόδοσης υπερήχων για την παραγωγή υψηλής ποιότητας εκχυλίσματα από φυτά, ζύμες και κύτταρα. Το ευρύ χαρτοφυλάκιο προϊόντων της Hielscher Υπέρηχοι κυμαίνεται από μικρά, ισχυρό εργαστήριο υπερήχων σε ισχυρή πάγκο-top και πλήρως βιομηχανικά συστήματα, τα οποία παρέχουν υπερήχους υψηλής έντασης για την αποτελεσματική εκχύλιση και απομόνωση των βιοδραστικών συστατικών όπως η ασταξανθίνη, quercetin, καφεΐνη, κουρκουμίνη, τερπένια κλπ. Όλοι οι ψηφιακοί υπερήχων από 200W έως 16.000W διαθέτουν ένα διαισθητικό μενού με προγραμματιζόμενες ρυθμίσεις, έγχρωμη οθόνη αφής για άνετη λειτουργία, ενσωματωμένη κάρτα SD για αυτόματη καταγραφή δεδομένων, τηλεχειριστήριο προγράμματος περιήγησης και πολλά άλλα φιλικά προς το χρήστη χαρακτηριστικά. Τα sonotrodes και τα κύτταρα ροής (τα μέρη, τα οποία έρχονται σε επαφή με το μέσο) μπορούν να είναι αυτόκλειστα και είναι εύκολο να καθαριστούν. Όλοι οι υπερήχων μας είναι κατασκευασμένοι για 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία, απαιτούν χαμηλή συντήρηση και είναι εύκολο και ασφαλές να λειτουργήσουν.
Μια ψηφιακή έγχρωμη οθόνη επιτρέπει τον φιλικό προς το χρήστη έλεγχο του εξοπλισμού υπερήχων. Τα συστήματά μας είναι ικανά να παρέχουν από χαμηλά έως πολύ υψηλά πλάτη. Για την εκχύλιση χημικών ενώσεων όπως η ασταξανθίνη, προσφέρουμε ειδικά υπερηχητικά sonotrodes (επίσης γνωστά ως υπερηχητικοί ανιχνευτές ή κέρατα) που βελτιστοποιούνται για την ευαίσθητη απομόνωση δραστικών ουσιών υψηλής ποιότητας. Hielscher προσφέρει ειδικά sonotrodes για υψηλά πλάτη σε συνδυασμό με υπό πίεση κύτταρα ροής που είναι σε θέση να παράγουν ακραίες δυνάμεις διάτμησης σπηλαίωσης, οι οποίες διαταράσσουν ακόμη και πολύ ανθεκτικά κύτταρα ζύμης. Η ευρωστία του εξοπλισμού υπερήχων Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.
Ο ακριβής έλεγχος των παραμέτρων διαδικασίας υπερήχων εξασφαλίζει αναπαραγωγιμότητα και τυποποίηση της διαδικασίας. Hielscher βιομηχανικής κλίμακας, αυτοματοποιημένα συστήματα εκχύλισης υπερήχων έχουν σχεδιαστεί για υψηλές παραγωγικές ικανότητες εκχυλισμάτων ανώτερης ποιότητας, ενώ ταυτόχρονα μειώνουν την εργασία, το κόστος και την ενέργεια.
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
Λογοτεχνία / Αναφορές
- 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.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε
Έξοδος Sono
Υπερήχων εκχύλιση ή Sono-εκχύλιση βασίζεται στην αρχή της ακουστικής σπηλαίωσης.
Όταν εφαρμόζονται έντονα κύματα υπερήχων σε υγρά συστήματα, εμφανίζεται ακουστική Σπηλαίωση, η οποία είναι το φαινόμενο της γενιάς, της ανάπτυξης και της ενδεχόμενης κατάρρευσης των φυσαλίδων κενού (βλέπε pic. παρακάτω). Κατά τη διάρκεια της διάδοσης των κυμάτων υπερήχων, οι φυσαλίδες κενού ταλανώνουν και αναπτύσσονται μέχρι να φθάσουν σε ένα σημείο όταν δεν μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ενέργεια. Στην κορυφή της ανάπτυξης φυσαλίδων καταρρέουν βίαια, η οποία προκαλεί τοπικά θερμική, μηχανική, και χημικά αποτελέσματα. Οι μηχανικές επιδράσεις περιλαμβάνουν υψηλές πιέσεις έως 1000atm, αναταράξεις, και έντονες δυνάμεις διάτμησης. Αυτές οι δυνάμεις διαταράσσουν τους κυτταρικούς τοίχους και προωθούν τη μαζική μεταφορά μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του διαλύτη απελευθερώνοντας βιοδραστικές ενώσεις στο περιβάλλον υγρό (δηλ. διαλύτης).

Η ακουστική σπηλαίωση, που παράγεται από υπερήχους υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας, δημιουργεί έντονες δυνάμεις διάτμησης και τοπικά απαντώμενες διαφορές υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας, οι οποίες παρέχουν την απαραίτητη επίδραση για τη διάσπαση των κυττάρων, την έντονη ανάμειξη και τη μεταφορά μάζας. Αυτές οι δυνάμεις διάτμησης υπερήχων εφαρμόζονται με επιτυχία για την εκχύλιση κάνναβης.
Υπερήχων εκχύλιση ενώσεων από βότανα και κυτταρικού Ιστού έχει ερευνηθεί καλά. Η εφαρμογή των εξαιρετικά έντονων υπερήχων κύματα προωθεί τις διεργασίες εκχύλισης σημαντικά. Εκτός από την εντατικοποίηση της διαδικασίας – που οδηγεί σε υψηλότερες αποδόσεις και μικρότερο χρόνο εξόρυξης – η θερμική αποικοδόμηση και η απώλεια συστατικών ευαίσθητων στη θερμοκρασία εμποδίζεται δεδομένου ότι η κατεργασία με υπερήχους είναι μη θερμική θεραπεία. Επιπλέον, η εκχύλιση με υπερήχους έχει χαμηλές επενδυτικές και λειτουργικές δαπάνες, μειώνει τη χρήση διαλυτών και/ή επιτρέπει τη χρήση πιο πράσινων διαλυτών, γεγονός που το καθιστά μια οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον τεχνική εκχύλισης. Ξεπερνά τις συμβατικές μεθόδους εκχύλισης, υπερήχων υποβοηθούμενη εκχύλιση (ΗΑΕ) έχει υιοθετηθεί από τη βιομηχανία τροφίμων για την παραγωγή βιοδραστικών ενώσεων με οικονομικά κέρδη.

Ισχυρά κύματα υπερήχων διαταράσσουν την κυτταρική μήτρα των βιολογικών δομών και απελευθερώνουν τις βιοδραστικές ενώσεις. Η μεταφορά μάζας μεταξύ του φυτικού υλικού και του διαλύτη εντείνεται. Λόγω αυτών των μηχανισμών, η εκχύλιση με υπερήχους είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για την εκχύλιση κάνναβης.
Ασταξανθίνη
Η ασταξανθίνη διακρίνεται από ένα βαθύ κόκκινο χρώμα. Είναι μια λιποδιαλυτή χρωστική ουσία που βρίσκεται σε φύκη (π.χ. Αιματοκοκικό πλουβιάλη, Χλωρέλλα ζοφιντιζιία, Χλωροκοσπέρμα), μαγιά (π.χ. Phaffia rhodozyma), σολομός, πέστροφα, κριλ, γαρίδες και καραβίδες. Η ασταξανθίνη θεωρείται ένα υπερ-αντιοξειδωτικό, δεδομένου ότι η δραστικότητα της αντιοξειδωτική είναι δέκα έως είκοσι φορές πιο ισχυρή από ό, τι πολλά άλλα καροτενοειδή, όπως βήτα-καροτένιο, λουτιίνη, και ζεαξανθίνη, και εκατό φορές πιο ισχυρό από την άλφα-τοκοφερόλη (βιταμίνη ε ).
Ασταξανθίνη (3, 3 ′-διυδροξυ-β, β′-καροτένιο-4, 4 ′-διαία) είναι ένα κετο-καροτενοειδές και ανήκει σε μια μεγαλύτερη κατηγορία χημικών ενώσεων που είναι γνωστές ως τερπένια (ως τετραπενοειδές), οι οποίες αποτελούνται από πέντε πρόδρομες εκπομπές άνθρακα, ισοεντενύλιο διφωσφορικό, και διφωσφορική διμεθυλοαλλύλιο. Η ασταξανθίνη ταξινομείται ως ένας τύπος καροτενοειδών ενώσεων με συστατικά που περιέχουν οξυγόνο, δηλαδή υδροξυλίου (-OH) ή κετόνη (C = O), όπως ζεαξανθίνη και canthaxanthin. Η ασταξανθίνη είναι ένας μεταβολίτη της ζεαξανθίνη ή/και κανθαξανίνης, που περιέχει τόσο λειτουργικές ομάδες υδροξυλίου όσο και κετόνη. Όπως πολλά καροτενοειδή, η ασταξανθίνη είναι μια λιποδιαλυτή χρωστική ουσία και διακρίνεται από το κόκκινο χρώμα της. Τα καροτενοειδή συμπεριλαμβανομένης της ασταξανθίνης είναι γνωστά για την αντιοξειδωτική τους.
Η ασταξανθίνη είναι μια κόκκινη χρωστική ουσία και προέρχεται φυσικά από τα μικροφύκια των βρόχινων υδάτων (Αιμοκοκικό πλουβιάλη) και τη μαγιά που ονομάζεται Ξανθοφυλλομυκητίαση (επίσης γνωστή ως Phaffia rhodozyma). Η άλγη υποβάλλεται σε ένα άγχος μέσω ενός ή ένα συνδυασμό των συνθηκών που κυμαίνονται από την έλλειψη θρεπτικών συστατικών, αυξημένη αλατότητα, και την υπερβολική ηλιοφάνεια για τη δημιουργία ασταξανθίνη. Τα είδη που καταναλώνουν αυτά τα μικροφύκια που έχουν τονιστεί, όπως ο σολομός, η κόκκινη πέστροφα, η κόκκινη τσιπούρα, το φλαμίνγκο, τα μαλακόστρακα (π.χ. γαρίδες, κριλ, καβούρια, αστακοί, καραβίδες), αντικατοπτρίζουν τη χρώση των κόκκινων-πορτοκαλιών αποχρώσεων στην εμφάνισή τους.
Ως συμπλήρωμα, η ασταξανθίνη χορηγείται για την υγεία-προώθηση και την ασθένεια-θεραπεία επιδράσεις. Η ασταξανθίνη είναι ένα εδραιωτικό φαρμακοποιητικό χορηγούμενο για τη βελτίωση της επιδερμίδας (π.χ. μείωση των ρυτίδων, ζημιές από κάψιμο ηλίου κ. λπ.).
Επιπλέον, η ασταξανθίνη παίρνει αυξανόμενη προσοχή για τη χρήση της για τη θεραπεία της νόσου του Alzheimer, νόσος του Πάρκινσον, καρδιοαγγειακή θεραπεία, υψηλή χοληστερόλη, ασθένειες του ήπατος, σχετιζόμενη με την ηλικία εκφυλισμό της ωχράς κηλίδας, και την πρόληψη του καρκίνου.

Hielscher υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από Εργαστήριο προς την βιομηχανικό μέγεθος.