استخراج جلبک التراسونیک برای مکمل های تغذیه ای
استخراج اولتراسونیک روش برتر برای مختل کردن سلول های جلبک به طور موثر و به سرعت در حال است. روش فراصوت می تواند مقدار کامل از ترکیبات فعال زیستی ، که باعث می شود روش اولتراسونیک بسیار کارآمد آزاد.
چگونه برای استخراج پروتئین ها ، لیپیدها و فنول ها از جلبک با فرا صوت
گونه های جلبکی و میکروگال غنی از ترکیبات فعال بیولوژیکی مانند پروتئین ها، لیپیدها، کاروتنوئیدها، رنگدانه ها (مانند، فیکوسیانین ها، آستاکسانتین و غیره)، فنولیک ها و پلی ساخاریدها (مانند کاراگن ها) هستند. این باعث می شود آنها را به طور گسترده ای استفاده می شود مواد طبیعی برای تولید عصاره برای غذاها و مکمل های غذایی. گونه های جلبک که معمولاً برای مکمل های تغذیه ای استفاده می شوند، آرتروسپیرا ماکسیما و (که با نام های اسپیرولینا نیز شناخته می شوند)، کلرلا ولگاریس، هماتوکوکوس پلاویالیس، و Ulva spp هستند. جلبک ها منبع خوبی از پروتئین های با کیفیت بالا، چربی ها، PUFAs های زنجیره بلند (به عنوان معنی امگا ۳)، پلی ساکریدها (مانند آلژینات، کاراگینان، β-گلوکان)، ویتامین ها، و آنتی اکسیدان ها شناخته شده اند.
اسپیروسلینا یک نوع جلبک است که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، که غنی از ترکیبات زیست فعال با ارزش بالا مانند پروتئین ها (با ۵۰–۷۰٪ وزن خشک) است. از آنجا که Spirulina توسط FDA (سازمان مواد غذایی مواد مخدر ایالات متحده) به عنوان GRAS (به طور کلی به عنوان امن شناخته شده) تایید شده است، عصاره spirulina و spirulina می تواند در غذاهای تجاری و یا به عنوان مکمل های غذایی استفاده می شود.
مزایای استفاده از التراسونیک جلبک استخراج
استخراج التراسونیک برتری روش استخراج جایگزین در نقاط منیفولد ، مانند عملکرد بالا ، قابلیت اطمینان ، ایمنی ، سادگی ، و محیط زیست دوستی.
عملکرد استخراج کامل
Ultrasonicators با کارایی بالا شکستن سلول های جلبک باز و آنها را مختل به طوری که مواد داخل سلولی منتشر شده است. استخراج التراسونیک در نتیجه طیف کاملی از ترکیبات فعال زیستی, مانند phycobiliproteins, کاروتنوئیدها و لیپیدها و فنول ها.
پروتئین های phycobiliproteins می تواند به سه گروه عمده متفاوت, یعنی chloro-phycocyanins, allophycocyanins و phycoerythrins. C-فایکوسیانین رنگدانه آبی طبیعی است, است که به طور گسترده ای در مواد غذایی و محصولات دارویی استفاده می شود. استخراج اولتراسونیک طیف کاملی از پروتئین ها را منتشر کرده است.
SonoStation – یک سیستم اولتراسونیک با ultrasonicators 2x 2X ، مخزن و پمپ هم زده – یک سیستم کاربر پسند برای استخراج است.
راندمان استخراج بالا
Duangsee و همکاران (۲۰۰۹) آزمایش دو روش مختلف استخراج (التراسونیک کمک استخراج حلال و استخراج با انجماد و ذوب مکرر) از ترکیبات فعال زیستی از زیست توده Arthospira و متوجه شد که استخراج حلال اولتراسونیک منجر به راندمان استخراج بالاتر (۲۲/۱%) از انجماد و ذوب (۱۵/۶ درصد). سلول پارگی مقایسه بین فراصوت و انجماد مکرر و ذوب نشان می دهد که فراصوت موثرتر است. اولتراسونیک کاویتاسیون مختل سلول های جلبک سریع و به طور موثر که در نتیجه در یک اختلال سلول بالاتر در مقایسه با سلول های اسپیرولینا درمان شده توسط انجماد مکرر و ذوب.
روش فراصوت موثرتر در شکستن پاکت سلول در مقایسه با انجماد و ذوب مکرر بود. عملکرد استخراج فایکوسیانین نشان داد که دمای پردازش کارایی استخراج را تحت تاثیر قرار می دهد.
روند استخراج سریع
سیستم های اولتراسونیک با کارایی بالا می توانند قدرت اولتراسوند بالا را از طریق دامنه های بالا به تعلیق جلبک اعمال کنند. این باعث استخراج اولتراسونیک یک روش پردازش بسیار سریع است.
کنترل دما
امواج فراصوت یک غیر حرارتی ، تکنیک استخراج صرفا مکانیکی است. دمای استخراج را می توان دقیقا با استفاده از یک سنسور درجه حرارت قابل تنظیم ، که به Hielscher ultrasonicator دیجیتال سیمی کنترل شده است. نرم افزار ultrasonicators دیجیتال Hielscher اجازه می دهد به مجموعه محدودیت های درجه حرارت ، به طوری که همگن مافوق صوت مکث زمانی که حد درجه حرارت رسیده است. کنترل دقیق دما اجازه می دهد تا برای جلوگیری از تخریب حرارتی از مواد حساس به حرارت مانند phycobiliproteins ها ، ویتامین ها ، پلی فنول ها ، پلی ساکاریدها ، چربی ها و دیگر ترکیبات فعال زیستی.
سازگار با حلال های مختلف
امواج فراصوت سازگار با تقریبا هر حلال است. استخراج التراسونیک در ترکیب با حلال های سبز مانند آب یا اتانول تولید عصاره تمیز. این عصاره مافوق صوت را می توان با خیال راحت به مواد غذایی گنجانیده از آنجایی که استخراج حلال اتانول و آب GRAS (به طور کلی به عنوان امن به رسمیت شناخته شده) وضعیت.
تکرارپذیری و استانداردسازی فرآیند
Ultrasonicators دیجیتال Hielscher با یک نرم افزار هوشمند و انواع مختلف از تنظیمات برای پارامترهای استخراج ایده آل آمده است. این نرم افزار پروتکل تمام پارامتر فرایند مافوق صوت (به عنوان مثال ، دامنه ، قدرت خالص ، قدرت کل ، دما ، فشار ، زمان ، تاریخ) و می نویسد: داده های فراصوت را به یک فایل CSV در ساخته شده در کارت SD. این به شما اجازه می دهد تا فرایند استخراج خود را استاندارد کنید و برای نظارت بر فراصوت و کیفیت خروجی از نزدیک. این ویژگی ها به شما کمک می کند تا شرایط لازم را انجام دهید و همچنین شیوه های ساخت خوب (GMP) ، که هر دو بسیار مهم هستند زمانی که عصاره برای مکمل ها ، مواد غذایی یا محصولات دارویی تولید می شود.
التراسونیک فایکوسیانین استخراج پروتکل
Mazumder و همکاران (۲۰۱۷) بررسی پارامترهای پردازش بهینه برای استخراج اولتراسونیک از فایکوسیانین و فنل از Arthospira پلاتنسیس. حداکثر عملکرد فایکوسیانین (۲۹/۹ میلی گرم در گرم) و فنل تام (۲/۴ میلی گرم در گرم) در غلظت اتانول ۴۰ درصد ، دمای استخراج با استفاده از ultrasonicator UP50H (۵۰ وات ، 30kHz) در دامنه ۹۵ درصد برای زمان استخراج ۱۰۴/۷ ثانیه به دست آمد.
Vernès et al. (2019) used a UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonicator to extract proteins from spirulina. مافوق صوت با BS2d34 sonotrode و راکتور جریان مافوق صوت مجهز شده بود (نگاه کنید به تصویر زیر برای راه اندازی استخراج مافوق صوت دقیق با سلول جریان و پمپ Seepex).
UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) راه اندازی استخراج پروتئین ما از اسپیرولینا در مقیاس آزمایشگاهی
منبع: Vernes و همکاران ۲۰۱۹
نتایج تحقیقات نشان می دهد که شرایط استخراج اولتراسونیک بهینه سازی به عملکرد پروتئین شامل درجه حرارت کمی بالا و فشار (به اصطلاح MTS manothermosonication). MTS ترویج انتقال جرم و قادر به دریافت ۲۲۹% بیشتر پروتئین (۲۸/۴۲ ± ۱/۱۵ g/100 گرم wt خشک.) از فرآیند معمولی بدون اولتراسوند (۸/۶۳ ± ۱/۱۵ g/100 گرم وزنی خشک).
با ۲۸/۴۲ گرم پروتئین به دست آمده در هر ۱۰۰ گرم از زیست توده اسپیرولینا خشک در عصاره ، میزان بازیابی پروتئین ۵۰ ٪ در تنها 6 دقیقه در یک فرایند فراصوت مداوم به دست آمد. تصویربرداری میکروسکوپی نشان می دهد که کاویتاسیون صوتی بر روی رشته های اسپیرولینا از جمله مکانیسم های مختلف مانند پراکندگی ، سونوگرافی ، detexturation تاثیر میگذارد. این اثرات مختلف را استخراج, انتشار و انحلال از ترکیبات فعال زیستی اسپیرولینا آسان تر و موثرتر, که منجر به عملکرد پروتئین بالا با کیفیت بالا.
با توجه به کیفیت از پروتئین های استخراج شده توسط التراسونیک ، اسیدهای آمینه توسط درمان اولتراسوند تخریب نشده است ، اما آنها در حال حاضر در مقدار بزرگتر در مورد فراصوت در مقایسه با استخراج معمولی.
هنگامی که manothermosonication و استخراج مافوق صوت بدون فشار بالا و درجه حرارت مقایسه, تفاوت در عملکرد استخراج و بهره وری تنها حداقل است. بنابراین سونوگرافی به تنهایی به عنوان اقتصادی ترین و ساده ترین تکنیک برای تولید یک عصاره با کیفیت بالا غنی از پروتئین های اسپیروسلینا در نظر گرفته شده است. استخراج مافوق صوت یک تکنیک استخراج سبز، سازگار با محیط زیست مناسب برای استخراج پروتئین از اسپیروس در مقیاس آزمایشگاهی است، که به راحتی می تواند به مقیاس خلبان و صنعتی مقیاس. (cf. Vernès et al. 2019)
UP400St برای استخراج اولتراسونیک جلبک ها در دسته 8L
اکسپشن های Ultrasonic High Performance
همه نتایج استخراج به دست آمده در مقیاس کوچک ، می تواند به صورت خطی به ظرفیت تولید بزرگتر کوچک است. Hielscher فرا صوت نمونه کارها محصول بزرگ از آزمایشگاه به سیستم های استخراج صنعتی دارای ultrasonicator مناسب برای ظرفیت فرایند پیش بینی خود را. کارکنان با تجربه طولانی مدت ما شما را از تست امکان سنجی و بهینه سازی فرآیند به نصب و راه اندازی سیستم اولتراسونیک خود را در سطح تولید نهایی کمک.
شرکت Hielscher Ultrasonics – تجهیزات استخراج پیشرفته
Hielscher مافوق صوت نمونه کارها محصول را پوشش می دهد طیف کاملی از استخراج مافوق صوت با عملکرد بالا از مقیاس کوچک به بزرگ. لوازم جانبی اضافی اجازه می دهد برای مونتاژ آسان از پیکربندی دستگاه مافوق صوت مناسب ترین برای فرایند شما. راه اندازی مافوق صوت مطلوب بستگی به ظرفیت پیش بینی شده, حجم, مواد اولیه, دسته ای یا خط روند و جدول زمانی. استحکام تجهیزات مافوق صوت Hielscher اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار. مقیاس پذیری خطی فرایندهای استخراج مافوق صوت اجازه می دهد تا افزایش ساده و قابل اعتماد در تولید. اطلاعات بیشتر در مورد مقیاس خطی از فرایندهای استخراج مافوق صوت!
را انتخاب کنید از لوازم جانبی مختلف از قبیل:
- sonotrodes با اندازه های مختلف ، قطر و اشکال
- sonotrodes برای دامنه بالا از ۲۰۰ μm و بالاتر
- راکتور سلول جریان با حجم های مختلف و هندسه
- شاخ تقویت کننده های متعدد برای افزایش یا کاهش سود
- setups کامل فراصوت مانند SonoStation ، که شامل استخراج اولتراسونیک ، مخزن ، همزن ، و پمپ
- سنسورهای دما نردبان
- سنسورهای فشار نردبان
ما آموزش دیده ، کارکنان طولانی با تجربه شما را به شما و توصیه به شما مناسب ترین سیستم اولتراسونیک برای فرآیند استخراج مورد نیاز خود را!
جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500ML | 10 تا پوست 200ml / دقیقه | UP100H |
| 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه | UP200Ht، UP400St |
| 00.1 به 20L | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
بالا قدرت اسیاب اولتراسونیک از ازمایشگاه ها تا خلبان . . مقیاس.
ادبیات/منابع
- Anupriya Mazumder; P. Prabuthas; Hari Niwas Mishra (2017): Optimization of ultrasound-assisted solvent extraction of phycocyanin and phenolics from Arthospira platensis var. ‘lonor’ biomass. Nutrafoods (2017) 16:231-239.
- Vernès L., Abert-Vian M., El Maâtaoui M., Tao Y., Bornard I., Chemat F. (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry 54, 2019. 48-60.
- Rachen Duangsee, Natapas Phoopat, Suwayd Ningsanond (2009): Phycocyanin extraction from Spirulina platensis and extract stability under various pH and temperature. Asian Journal of Food and Agro-Industry 2009, 2(04), 819-826.
آمار ارزشمند دانستن
اسپیرولینا
اسپیرولینا, که باکتری های پروکاریوتی است, سرشار از رنگدانه مانند کاروتنوئیدها, کلروفیل, و فایکوسیانین. کاروتنوئیدها (به عنوان مثال, β-کاروتن, رنگدانه نارنجی زرد), کلروفیل, و فایکوسیانین را می توان در یافت ۰/۴, ۱/۰ و 14% وزنی خشک, به ترتیب. فایکوسیانین پروتئین آبی سبز ، به اصطلاح biliprotein ، که در نجاری فتوسنتز در غشای سیتوپلاسمی از سیانوباکتری واقع شده است.
آن را به عنوان مواد افزودنی غذایی و رنگ غذا استفاده می شود, مکمل های غذایی و برای برنامه های ایمنی تشخیصی.