Extracción ultrasónica de pigmentos de espirulina

La extracción ultrasónica ha demostrado ser muy eficiente para aislar extractos de microalgas de calidad superior. Los pigmentos de la espirulina, como la ficocianina, se consideran superalimentos que aportan beneficios para la salud debido a su alto contenido de antioxidantes, vitaminas y proteínas. Para producir suplementos muy concentrados, como polvos y comprimidos, es necesario extraer los pigmentos azules de las algas de espirulina.

Espirulina

Arthrospira platensis (A. platensis) y Arthrospira maxima (A. maxima) se conocen con el nombre de espirulina. Las espirulinas son algas verdeazuladas ricas en aminoácidos y antioxidantes. Por su elevado contenido de nutrientes, como proteínas, enzimas, minerales y vitaminas A, K, B12, hierro y manganeso, se clasifican como superalimentos. El género de algas Arthrospira presenta un contenido especialmente elevado de proteínas. Su contenido proteico oscila entre el 53 y el 68% del peso seco y aporta todos los aminoácidos esenciales. Además, Arthrospira contiene cantidades elevadas de ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs), que representan aproximadamente entre el 1,5 y el 2% del contenido lipídico total, que es del 5 al 6%. Estos PUFAs incluyen el ácido γ-linolénico (GLA), un ácido graso esencial Omega-6. Otros compuestos bioactivos de Arthrospira incluyen vitaminas, minerales y pigmentos fotosintéticos.
Nota: Desde el punto de vista científico, las denominaciones correctas de Spirulina platensis (S. platensis) y Spirulina maxima (S. maxima) son Arthrospira platensis (A. platensis) y Arthrospira maxima (A. maxima). Ambas especies se clasificaban anteriormente en el género Spirulina y siguen conociéndose coloquialmente como espirulina. Aunque actualmente se acepta de forma general la distinción entre los dos géneros Arthrospira y Spirulina, el término espirulina se utiliza a menudo como denominación general.

Extracción ultrasónica de espirulina

Los equipos de ruptura celular por ultrasonidos, también denominados extractores ultrasónicos, son bien conocidos por su capacidad para abrir las células y liberar el material intracelular. Cuando se acoplan ondas ultrasónicas intensas a los fluidos, se produce el fenómeno de cavitación acústica. Las fuerzas de cavitación rompen las paredes celulares y mejoran la transferencia de masa, de modo que los compuestos bioactivos de interés pasan de la célula al líquido.

Extracción ultrasónica a partir de células: el corte transversal (TS) observado al microscopio muestra el mecanismo de acción durante la extracción ultrasónica a partir de células (aumento de 2000x) [resource: Vilkhu et al. 2011]

Protocolo de extracción

Prabuthas et al. (2011) desarrollaron el siguiente protocolo de extracción para obtener un extracto de ficocianina de alta calidad: la extracción de ficocianina se evaluó en función de su concentración utilizando agua destilada y una solución de CaCl2 al 1%. El alga marina espirulina se utiliza en forma seca, ya que las bacterias aprovechan inmediatamente la biomasa húmeda y esta comienza a degradarse debido a su composición nutricional. Por ello, para evitar estos problemas, se recomienda utilizar biomasa de algas seca. La extracción se realizó mezclando 0,1 g de biomasa seca con una cantidad de disolvente; el tiempo y la amplitud de sonicación se ajustaron de acuerdo con el diseño experimental. Las suspensiones de las muestras se sonicaron con un equipo de ruptura celular por ultrasonidos UP50H de Hielscher y después se centrifugaron durante 15 min a 13.500rpm en una centrífuga refrigerada. Se investigó el contenido de ficocianina y proteínas durante la extracción con los distintos disolventes: cloruro de calcio y agua destilada.
La cantidad máxima de ficocianina, 0,3116 mg/ml, se obtuvo en la solución de cloruro de calcio, seguida de 0,299 mg/ml en agua destilada. La cantidad máxima de proteínas, 63,63%, se obtuvo utilizando agua destilada como disolvente, frente al 54,69% obtenido en la solución de cloruro de calcio. Por tanto, se determinó que la solución de CaCl2 era el mejor disolvente para la extracción de ficocianina asistida por ultrasonidos.

Extractores ultrasónicos de alto rendimiento para la extracción de espirulina

Hielscher es su socio con amplia experiencia en la extracción ultrasónica potente y fiable de compuestos bioactivos a partir de biomasa de plantas y otras fuentes vegetales. Todos los extractores ultrasónicos pueden funcionar 24/7 y son adecuados para la producción comercial de extractos para uso alimentario. Nuestra gama de productos abarca desde pequeños equipos de ruptura biológica de mano hasta sonicadores ultrasónicos para escala piloto y sistemas ultrasónicos industriales. Los diversos accesorios, como los distintos sonotrodos y reactores de celda de flujo, permiten una adaptación óptima a los requisitos de su proceso. Todos los procesadores ultrasónicos de Hielscher son robustos, fáciles de manejar y están diseñados para facilitar su uso. Nuestros sonicadores ultrasónicos con control digital incorporan una tarjeta SD para registrar automáticamente los datos de sonicación.
La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros sonicadores ultrasónicos:

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