Ultraheli vetikate ekstraheerimine toidulisandite jaoks

Ultraheli ekstraheerimine on ülim meetod vetikate rakkude tõhusaks ja kiireks segamiseks. Ultrahelitöötlus võib vabastada kogu bioaktiivsete ühendite koguse, mis muudab ultraheli tehnika väga efektiivsemaks.

Kuidas ekstrakti valgud, lipiidid ja fenoolid ultraheli Ultrasonics

Vetikate ja mikrovetikaliigid sisaldavad rohkesti bioloogiliselt aktiivseid ühendeid, nagu valgud, lipiidid, karotenoidid, pigmendid (nt fükotsüaniinid, astaksantiin jne), fenoolid ja polüsahhariidid (nt karrageenid). See muudab need laialdaselt kasutatavaks looduslikuks materjaliks, et toota ekstrakte toidule ja toidulisanditele. Toidulisandite jaoks on tavaliselt kasutatavad vetikate liigid Arthrospira maxima ja (tuntud ka kui spirulina), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis ja Ulva spp. Vetikad on teadaolevalt hea kvaliteetsete valkude, lipiidide, pikaahelaliste PUFA-de (st omega-3), polüsahhariidide (nt algnaat, karrageen, β-glükaanid), vitamiinide ja antioksüdantide allikas.
Spirulina on tavaliselt kasutatav vetikate tüüp, mis on rikas kõrgelt hinnatud bioaktiivsete ühendite, näiteks valkude poolest (50–70% kuiva wt). Kuna FDA (Ameerika Ühendriikide Toiduravimite Administratsioon) on Spirulina heaks kiitnud gras (üldiselt tunnistatud ohutuks), võib spirulina ja spirulina ekstrakte kasutada turustatavates toitudes või toidulisanditena.

Ultraheli vetikate kaevandamise eelised

Ultraheli ekstraheerimine ERAB alternatiivseid ekstraheerimismeetodeid mitmekülgsetes punktides, nagu kõrge saagis, usaldusväärsus, ohutus, lihtsus ja keskkonnasõbralikkus.

Täielik ekstraheerimise saagikus

Suure jõudlusega ultrasonikaatorid murda vetikate rakud lahti ja häirida neid, et rakusisene materjal vabastatakse. Ultraheli ekstraheerimine vabastab seega kogu bioaktiivsete ühendite spektri, nagu fükosapiproteiinid, Karotenoidid ja lipiidid ja fenotiid.
Fütosapiproteiinide võib eristada kolmeks peamisteks rühmadesse, nimelt kloro-fükotsüniinid, allofükotsüniinid ja fükoerüfitiinid. C-Phycocyanin on looduslik sinine pigment, mida kasutatakse laialdaselt toidus ja farmaatsiatoodete. Ultraheli ekstraheerimine vabastab kogu valkude spektri.

Kõrge ekstraheerimise tõhusus

Duangsee et al. (2009) testis kaht erinevat ekstraheerimismeetodit (ultraheliga toetatav lahusti ekstraheerimine ja ekstraheerimine, korduva külmutamise ja sulatamise teel) Arthospira biomassist saadud bioaktiivsete ühendite puhul, ja leidis, et ultraheli lahusti ekstraheerimine tõi kaasa suurema ekstraheerimisefektiivsuse (22,1%) külmutamine ja sulatamine (15,6%). Rakkude rebend võrdlus ultrahelitöötluse ning korduva külmutamise ja sulatamise vahel näitab, et ultrahelitöötlus on tõhusam. Ultraheli kavitatsioon häirib vetikate rakke kiiresti ja tõhusalt, mis põhjustab suurema raku häireid võrreldes Spirulina rakkudest, mida töödeldakse korduva külmutamise ja sulatamise teel.
Ultrahelitöötlus oli rakkude ümbriku murdmisel efektiivsem võrreldes korduva külmutamise ja sulatamise. Fütkobalamiini ekstraheerimissaagis näitas, et töötlemise temperatuur mõjutas ekstraheerimisefektiivsust.

Kiire ekstraheerimisprotsess

Suure jõudlusega ultraheli süsteemid võivad suurte amplituudide abil vetikate suspensiooniga rakendada suurt ultraheli võimsust. See muudab Ultraheli ekstraheerimise väga kiire töötlemise meetod.

temperatuuri kontroll

Ultraheliuuring on mittetermiline, puhtalt mehaaniline ekstraheerimistehnika. Ekstraheerimistemperatuuri saab täpselt reguleerida, kasutades ühendatavat temperatuuriandurit, mis on ühendatud Digi-Hielscher ultrasonicatoriga. Hielscheri digitaalsete ultrasonikaatorite tarkvara võimaldab määrata temperatuuripiirid, nii et ultraheli homogenisaatoris peatub, kui temperatuuri piirang on saavutatud. Täpne temperatuuriregulatsioon võimaldab vältida kuumatundlike materjalide, nagu fükosapiproteiinide, vitamiinide, polüfenoolide, polüsahhariidide, lipiidide ja muude bioaktiivsete ühendite termilise lagunemist.

Ühildub erinevate lahustite

Ultraheliuuring ühildub peaaegu iga lahustiga. Ultraheli ekstraheerimine koos roheliste lahustite nagu vee või etanooliga tekitavad puhtad ekstraktid. Need ultraheli ekstraktid saab ohutult toidule lisada, sest ekstraheerimislahustite etanool ja vesi on GRAS (üldiselt tunnustatud kui ohutu) staatus.

Reprodutseeritavus ja protsessi standardimine

Hielscheri digitaalsed ultrasonikaatorid tulevad intelligentse tarkvara ja väljatöötatud erinevaid seadeid ideaalseks ekstraheerimisparameetritesse. Tarkvara Protokollid kõik ultraheli protsessi parameeter (nt amplituud, kasulik võimsus, koguvõimsus, temperatuur, rõhk, aeg, kuupäev) ja kirjutab ultrahelitöötluse andmed sisseehitatud SD-kaardile CSV-faili. See võimaldab teil standardiseerida oma ekstraheerimisprotsessi ja jälgida ultrahelitöötlust ja kvaliteetset väljundit. Need funktsioonid aitavad teil täita protsessi stadandization nõuded, samuti hea tootmistava (GMP), mis on väga oluline, kui ekstraktid on toodetud toidulisandite, toidu või farmaatsiatoodete.

Ultraheli Phycocyanin ekstraheerimise protokoll

Mazumder et al. (2017) uuris kõige optimaalseid töötlemisparameetreid fütospira platensis ' e fükotsüülsiini ja fenoolide ultraheli ekstraheerimiseks. Maksimaalne saagikus Phycocyanin (29,9 mg/g) ja kogufenoolid (2,4 mg/g) saadi 40% etanooli kontsentratsioon, 34.9 ° c ekstraheerimise temperatuur kasutades ultraheliator UP50H (50 vatti, 30khz) amplituudiga 95% ekstraheerimise ajal 104,7 SEK.

Vernès jt (2019) kasutasid Spirulina valkude eraldamiseks UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultraheliatorit. Ultraheliator oli varustatud BS2d34 sonotrode'iga ja ultraheli voolureaktoriga (vt allpool olevat pilti täpse ultraheli ekstraheerimise seadistuse kohta vooluraku ja Seepexi pumbaga).

UIP1000hdT – Manothermosonatsioon (MTS) setup und meie valgu ekstraheerimine Spirulina labori skaalal
Allikas: Vernes et al. 2019

Uuringute tulemused näitavad, et valgu saagis optimeeritud ultraheli ekstraheerimistingimused hõlmavad veidi kõrgendatud temperatuuri ja rõhku (nn maniotermosonatsioon MTS). MTS soodustab mass Transfer ja võimaldab saada 229% rohkem valke (28,42 ± 1,15 g/100 g kuiv wt.) kui tavapärase protsessi ilma ultraheli (8,63 ± 1,15 g/100 g kuiv WT).
28,42 g valke, mis on saadud 100 g kuiva Spirulina biomassiga ekstraktis, saavutati ainult 6 minuti jooksul pideva ultrahelitöötlusprotsessi käigus valgu taastumise määr 50%. Mikroskoopilised pildistamine näitab, et akustiline kavitatsioon mõjutab Spirulina kiudaineid erinevate mehhanismide abil nagu killustumine, sonoporation, detexturation. Need erinevad mõjud teha ekstraheerimine, vabanemine ja Solubiliseerimise Spirulina bioaktiivsed ühendid lihtsam ja tõhusam, mis põhjustab kõrge valgu saagikus kõrge kvaliteediga.
Ultraheli abil ekstraktitud valkude kvaliteedi osas ei halvenenud ultraheliuuring aminohappeid, kuid neid esineb suuremas koguses ultrahelitöötluse puhul võrreldes tavapärase ekstraheerimisega.
Kui võrrelda manotermisonatsiooni ja ultraheli ekstraheerimist ilma kõrgendatud rõhu ja temperatuurita, on ekstraheerimise saagikuse ja tõhususe erinevus ainult minimaalne. Seetõttu peetakse ultraheli üksi kõige ökonoomsemaks ja lihtsamaks tehnikaks, et toota kvaliteetset ekstrakti, mis sisaldab rohkesti spirulina valke. Ultraheli ekstraheerimine on roheline, keskkonnasõbralik ekstraheerimistehnika, mis sobib valkude ekstraheerimiseks spirulinast laboris, mida saab hõlpsasti piloot- ja tööstuslikule skaalale skaleerida. (vrd Vernès jt 2019)

Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid

Kõiki väikeses mastaabis saavutatud ekstraheerimise tulemusi saab lineaarselt mastaabitud suuremate tootmisvõimsuste juurde. Hielscher Ultrasonics suur tooteportfell laborist tööstuslikuks ekstraheerimissüsteemidesse on teie kavandatud protsessivõimsuse jaoks kõige sobivam ultraheliator. Meie pikaajaline kogenud personal aitab teid teostatavustestides ja protsessi optimeerimises ultraheli süsteemi paigaldamiseks lõpptootmistasemele.

Hielscher ULTRASONICS – Keerukad Ekstraheerimisseadmed

Hielscheri ultraheli tooteportfell hõlmab kõiki suure jõudlusega ultraheliekstraktoreid väikestest kuni suurtest. Täiendavad tarvikud võimaldavad teie protsessi jaoks kõige sobivama ultraheliseadme konfiguratsiooni hõlpsat kokkupanekut. Optimaalne ultraheli seadistamine sõltub kavandatud võimsusest, mahust, toorainest, partiist või inline protsessist ja ajakavast. Hielscheri ultraheliseadmete tugevus võimaldab 24/7 tööd raskeveokites ja nõudlikes keskkondades. Ultraheli ekstraheerimisprotsesside lineaarne mastaapsus võimaldab tootmise lihtsat ja usaldusväärset suurenemist. Loe lähemalt ultraheli ekstraheerimisprotsesside lineaarsest laienemisest!

Valige erinevatest tarvikutele, näiteks:

• sonotroodid erineva suurusega, diameetrite ja kujuga
• sonotroodid kõrge amplituud 200 μm ja kõrgem
• vooluraku reaktorid erinevate mahtude ja geomeetriga
• palju võimendussarvede suurendada või vähendada kasu
• täielik ultrahelitöötlusõmblus, näiteks Sonostatsioon, mis hõlmab ultraheli ekstraktori, mahutit, loksuti ja pumpa
• ühendatavad temperatuuriandurid
• ühendatavad rõhuandurid

Meie hästi koolitatud, pika kogenud personal konsulteerib teiega ja soovitab teile sobivaim ultraheli süsteem oma ekstraheerimisprotsessi nõuetele!

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: