Spirulina pigmentide ultraheli ekstraheerimine
Ultraheli ekstraheerimine on osutunud väga tõhusaks mikrovetikate kõrgekvaliteediliste ekstraktide eraldamiseks. Spirulina pigmendid nagu fükotsüaniin on tuntud kui supertoit, mis on tervisele kasulik tänu oma kõrgele antioksüdantide, vitamiinide ja valkude sisaldusele. Väga kontsentreeritud toidulisandite, näiteks pulbrite ja tablettide tootmiseks tuleb sinised pigmendid spirulinavetikatest ekstraheerida.
spirulina
Arthrospira platensis (A. platensis) ja Arthrospira maxima (A. maxima) on tuntud termini spirulina all. Spirulina on sinivetikad, mis on rikkad aminohapete ja antioksüdantide poolest. Suure toitainete koormusega, nagu valgud, ensüümid, mineraalid ja vitamiinid A, K, B12, raud ja mangaan, liigitatakse need supertoiduks. Vetikate perekonnal Arthrospira on eriti kõrge valgusisaldus. Selle valgusisaldus on vahemikus 53 kuni 68% kuivmassist ja pakub kõigi asendamatute aminohapete täielikku spektrit. Lisaks on Arthrospiras palju polüküllastumata rasvhappeid (PUFA-sid), mis on umbes 1,5–2% kogu 5–6% lipiidide kogusisaldusest. Need PUFA-d sisaldavad γ-linoleenhapet (GLA), mis on asendamatu omega-6 rasvhape. Arthrospira täiendavad bioaktiivsed ühendid hõlmavad vitamiine, mineraale ja fotosünteetilisi pigmente.
Märkus: Teaduslikult nimetatakse Spirulina platensist (S. platensis) ja Spirulina maximat (S. maxima) õigesti kui Arthrospira platensis (A. platensis) ja Arthrospira maxima (A. maxima). Mõlemad liigid klassifitseeriti kunagi perekonda Spirulina ja on tänaseni kõnekeeles tuntud spirulina nime all. Kuigi kahe eraldi perekonna Arthrospira ja Spirulina kasutuselevõtt on nüüd üldtunnustatud, kasutatakse terminit spirulina sageli katusterminina.
Ultraheli spirulina ekstraheerimine
Ultraheli rakkude katkestajad (mida nimetatakse ka ultraheli ekstraktoriteks) on hästi tuntud oma võime kohta avada rakke, et vabastada rakusisest materjali. Kui intensiivsed ultraheli lained on ühendatud vedelikega, tekib akustilise kavitatsiooni nähtus. Kavitatsioonijõud häirivad rakuseinu ja suurendavad massiülekannet, nii et bioaktiivsed sihtühendid transporditakse rakust vedelikku.
Ultraheli ekstraheerimine rakkudest: mikroskoopiline põiklõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x) [ressurss: Vilkhu et al. 2011]
Ultraheli ekstraheerimise eelised
- kõrge saagikus
- Suurepärane ekstrakti kvaliteet
- kiire ekstraheerimine
- Kerge, mittetermiline protsess
- Erinevad lahustid
- Ohutu
- lihtne kasutada
- Lineaarne skaala üles
- madal hooldus
- Kiire ROI
ekstraheerimise protokoll
(2011) on välja töötanud järgmise ekstraheerimisprotokolli, et saada kvaliteetset fükotsüaniini ekstrakti: Fükotsüaniini ekstraheerimist hinnati fükotsüaniini kontsentratsiooni järgi, kasutades destilleeritud vett ja 1% CaCl2 lahust. Merevetikate spirulinat kasutatakse kuivatatud kujul, kuna bakterid kasutavad märja biomassi kohe ära ja hakkavad toitainelise koostise tõttu lagunema. Seega on nende probleemide vältimiseks soovitatav kasutada kuivatatud vetikate biomassi. Ekstraheerimine viidi läbi, segades 0,1 g kuivatatud biomassi lahusti kogusega, ultrahelitöötlus viidi läbi aja ja amplituudiga vastavalt eksperimentaalsele disainile. Proovi suspensioonid töödeldi ultraheliga Hielscheri UP50H ultraheli raku katkestaja abil, millele järgnes tsentrifuugimine 15 minutit kiirusel 13500 p / min, kasutades jahutatud tsentrifuugi. Fükotsüaniini ja valgu sisaldus erinevate lahustitega ekstraheerimisel oli kaltsiumkloriid ja uuritud destilleeritud vesi.
Fükotsüaniini maksimaalne kogus 0,3116 mg/ml saadi kaltsiumkloriidi lahuses ja seejärel 0,299 mg/ml destilleeritud vees. Maksimaalne valgu kogus, 63, 63% saadi destilleeritud vesilahustis ja 54, 69% kaltsiumkloriidi lahuses. Nii leiti CaCl2 lahus parimaks lahustiks fükotsüaniini ekstraheerimiseks ultraheli abil.
Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid spirulina ekstraheerimiseks
Hielscher on teie pikaajaline kogenud partner, kui tegemist on võimsa ja usaldusväärse ultraheli ekstraheerimisega bioaktiivsete ainete taimedest ja füto-biomassist. Kõiki ultraheli ekstraktoreid saab kasutada 24/7 ja sobivad dieetekstraktide kaubanduslikuks tootmiseks. Meie tootevalik hõlmab kogu spektrit väiksematest käeshoitavatest biospioneeridest kuni piloot-ultrasonikaatorite ja tööstuslike ultraheli süsteemideni. Erinevad tarvikud, nagu erinevad sonotroodid ja voolurakureaktorid, võimaldavad optimaalset kohandamist teie protsessinõuetega. Kõik Hielscheri ultraheli protsessorid on tugevad, kergesti kasutatavad ja mõeldud kasutajasõbralikkuseks. Meie digitaalselt juhitavad ultrasonikaatorid on varustatud sisseehitatud SD-kaardiga ultrahelitöötluse andmete automaatseks protokollimiseks.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000 |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
- Pikaajaline kogemus ultrahelitöötluses
- Kvaliteetne
- töökindlus
- 24/7 töö
- Kuivkäivitusega kaitstud
- lineaarne mastaapsus
- Suurepärane klienditeenindus
- madal hooldus
- Koolitus & paigaldusteenus
- Tehniline keskus
- Protsessi arendamine
- Kohandatud ultraheli seadmed
Meie hästi koolitatud personal tagab kõrge klienditeeninduse ja professionaalse nõustamise.
Võtke meiega ühendust juba täna! Meil on hea meel soovitada teile teie rakenduse jaoks kõige sobivamat ultraheli ekstraktorit.
Suure võimsusega ultraheli ekstraktorid laborist piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / viited
- 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.
Faktid, mida tasub teada
spirulina
Spirulina on omamoodi tsüanobakterid (tuntud ka kui cyanophyta), mis on bakterite hõimkond, mis saavad oma energia fotosünteesi kaudu. Nad on ainsad fotosünteetilised prokarüootid, mis suudavad hapnikku toota. Nimi tsüanobakterid tuleneb bakterite värvist (kreeka: κυανός, translit. kyanós, lit. sinine). Oma värvuse tõttu nimetatakse neid ka sinivetikateks, kuigi tänapäeva kasutuses on termin vetikad piiratud eukarüootidega. Spirulina platensis (S. platensis) on multifilamentne prokarüootne tsüanobakter, mida saab kergesti kasvatada monokultuurina avatud tiikides või suletud bioreaktorites. C-fükotsüaniin (C-PC) on peamine spirulina fükobiliproteiin.
Spirulina ekstraktid
Spirulina on populaarne toidulisand, mis on saadud meretsüanobakterite (sinivetikate) biomassist. Kaks spirulina liiki, mida kasutatakse veganvalgu ja pigmendilisandite valmistamiseks, on Arthrospira platensis ja Arthrospira maxima. Nendest mikrovetikatest vabanev ekstrakt on rikas antioksüdantide, aminohapete ja vitamiinide poolest. Seetõttu lisatakse sinise ekstrakti pulber mahladele, smuutidele, kokteilidele ja jookidele ning annab neile kauni intensiivse sinise värvi. Teise võimalusena võib spirulina ekstrakti tarbida tablettide kujul.
Fükotsüaniin allofükotsüaniin ja fükoerütriin on pigment-valgukompleksid valgust koguvast fükobiliproteiini perekonnast, mis on tuntud oma intensiivse helesinise värvi poolest. Fükotsüaniin on klorofülli lisapigment. Kuna kõik fükobiliproteiinid on vees lahustuvad, ei esine neid membraanis, selle asemel on fükobiliproteiinid seotud agregaatidena (nn fükobilisoomidena) rakumembraaniga.
Ultraheli ekstraheerimine ja rakkude katkestamine
Ultraheli abil ekstraheerimist (AÜE) kasutatakse bioaktiivsete ühendite vabastamiseks ja eraldamiseks nii fütomaterjalist kui ka koest.
Ultraheli ekstraheerimisprotsesside jaoks on intensiivsed ultraheli lained ühendatud söötmega, kus lained genrate vahelduvad kokkusurumine ja laienemine. Kompressiooni- / paisumistsüklite ajal tekivad vaakummullid, mis kasvavad mitme tsükli jooksul, kuni nad ei suuda absorbeerida rohkem energiat, nii et nad implodeeruvad ägedalt. Mullide implosioon tekitab väga energilise oleku, kus lokaalselt esinevad temperatuurid on kuni 5000K, rõhuerinevused 1000atm, kütte- ja jahutuskiirused üle 1010 K / s ning vedelikujoad kiirusega 280 m / s. Seda nähtust nimetatakse akustiliseks kavitatsiooniks.
Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilisel kavitatsioonil ja selle hüdrodünaamilistel nihkejõududel