استخراج التراسونیک از رنگدانه های اسپیرولینا
استخراج مافوق صوت ثابت شده است که برای جداسازی عصاره های با کیفیت برتر از ریزجلبک بسیار کارآمد است. رنگدانه های اسپیرولینا مانند فیکوسیانین به عنوان غذای فوق العاده شناخته می شوند که به دلیل داشتن محتوای بالای آنتی اکسیدان ها، ویتامین ها و پروتئین ها به فواید سلامتی کمک می کنند. به منظور تولید مکمل های بسیار غلیظ مانند پودر و قرص، رنگدانه های آبی باید از جلبک اسپیرولینا استخراج شوند.
اسپیرولینا
Arthrospira platensis (A. platensis) و Arthrospira maxima (A. maxima) تحت اصطلاح اسپیرولینا شناخته می شوند. اسپیرولینا جلبک های سبز آبی هستند که سرشار از اسیدهای آمینه و آنتی اکسیدان ها هستند. با بار بالای مواد مغذی مانند پروتئین ها، آنزیم ها، مواد معدنی و ویتامین های A، K، B12، آهن و منگنز، آنها به عنوان یک غذای فوق العاده طبقه بندی می شوند. جنس جلبک Arthrospira دارای محتوای پروتئین بالایی است. محتوای پروتئین آن از 53 تا 68 درصد وزن خشک متغیر است و طیف کاملی از تمام اسیدهای آمینه ضروری را ارائه می دهد. علاوه بر این، آرتروسپیرا دارای مقادیر بالایی از اسیدهای چرب چندغیراشباع (PUFAs) است که تقریبا 5/1 تا 2 درصد از کل لیپید 5 تا 6 درصد است. این PUFA ها حاوی اسید γ لینولنیک (GLA)، یک اسید چرب ضروری امگا 6 هستند. سایر ترکیبات فعال زیستی آرتروسپیرا شامل ویتامین ها، مواد معدنی و همچنین رنگدانه های فتوسنتزی است.
توجه: از نظر علمی، اسپیرولینا پلاتنسیس (S. platensis) و اسپیرولینا ماکسیما (S. maxima) به درستی به عنوان Arthrospira platensis (A. platensis) و Arthrospira maxima (A. maxima) نامیده می شوند. هر دو گونه زمانی در تیره طبقه بندی می شدند اسپیرولینا و تا به امروز به صورت محاوره ای با نام اسپیرولینا شناخته می شوند. اگرچه معرفی دو جنس جداگانه آرتروسپیرا و اسپیرولینا در حال حاضر به طور کلی پذیرفته شده است، اصطلاح اسپیرولینا اغلب به عنوان اصطلاح چتر استفاده می شود.
استخراج اسپیرولینا التراسونیک
مختل کننده های سلول اولتراسونیک (همچنین به عنوان استخراج مافوق صوت نامیده می شوند) به خوبی برای توانایی خود را برای باز کردن سلول ها به منظور انتشار مواد داخل سلولی شناخته شده. هنگامی که امواج اولتراسوند شدید به مایعات متصل می شوند، پدیده کاویتاسیون صوتی رخ می دهد. نیروهای حفره ای دیواره های سلولی را مختل می کنند و انتقال جرم را افزایش می دهند تا ترکیبات هدف فعال زیستی از سلول به مایع منتقل شوند.
استخراج التراسونیک از سلول: بخش عرضی میکروسکوپی (TS) مکانیسم اقدامات در طول استخراج مافوق صوت از سلول ها را نشان می دهد (بزرگنمایی 2000X) [منبع: Vilkhu و همکاران. 2011]
مزایای استخراج التراسونیک
- بازده بالا
- کیفیت عصاره برتر
- استخراج سریع
- فرآیند ملایم و غیر حرارتی
- حلال های مختلف
- امن
- آسان برای کار
- مقیاس خطی
- تعمیر و نگهداری کم
- بازگشت سرمایه سریع
پروتکل استخراج
پرابوتاس و همکاران (2011) پروتکل استخراج زیر را به منظور به دست آوردن عصاره فیکوسیانین با کیفیت بالا ایجاد کرده اند: استخراج فیکوسیانین از نظر غلظت فیکوسیانین با استفاده از آب مقطر و محلول CaCl2 1٪ ارزیابی شد. اسپیرولینا جلبک دریایی به صورت خشک استفاده می شود زیرا زیست توده مرطوب بلافاصله توسط باکتری ها مورد استفاده قرار می گیرد و به دلیل ترکیب تغذیه ای آن شروع به تخریب می کند. از این رو برای جلوگیری از این مشکلات، استفاده از زیست توده جلبک خشک شده توصیه می شود. استخراج با اختلاط 1/0 گرم از زیست توده خشک شده با مقدار حلال انجام شد، فراصوت با توجه به طرح آزمایشی زمان و دامنه انجام شد. سوسپانسیون نمونه با استفاده از مختل کننده سلول اولتراسونیک UP50H Hielscher فراصوت شد, پس از سانتریفیوژ برای 15 دقیقه در 13500rpm با استفاده از سانتریفیوژ یخچال و فریزر. میزان فیکوسیانین و پروتئین در طول استخراج با حلال های مختلف کلرید کلسیم و آب مقطر مورد بررسی قرار گرفت.
بیشترین مقدار فیکوسیانین 3116/0 میلی گرم در میلی لیتر در محلول کلرید کلسیم و سپس 299/0 میلی گرم در میلی لیتر در آب مقطر به دست آمد. بیشترین میزان پروتئین 63/63 درصد در حلال آب مقطر و 69/54 درصد در محلول کلرید کلسیم به دست آمد. بنابراین محلول کلرید کلسیم بهترین حلال برای استخراج فیکوسیانین با کمک امواج فراصوت بود.
استخراج مافوق صوت با کارایی بالا برای استخراج اسپیرولینا
Hielscher شریک طولانی مدت خود را با تجربه است که می آید به قدرتمند, قابل اعتماد استخراج مافوق صوت از bioactives از گیاه و phyto زیست توده. تمام استخراج مافوق صوت را می توان 24/7 کار و مناسب برای تولید تجاری از عصاره های غذایی هستند. طیف وسیعی از محصولات ما طیف کاملی از biodisruptors دستی کوچکتر به مافوق صوت خلبان و سیستم های اولتراسونیک صنعتی را پوشش می دهد. لوازم جانبی مختلف مانند سونوترودهای مختلف و راکتورهای سلول جریان امکان انطباق بهینه با نیازهای فرآیند شما را فراهم می کند. همه پردازنده های مافوق صوت Hielscher قوی هستند, آسان برای کار و طراحی شده برای کاربر پسند. مافوق صوت های دیجیتال کنترل شده ما با یک کارت SD داخلی برای پروتکل خودکار داده های فراصوت همراه هستند.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000 |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
- تجربه طولانی مدت در فراصوت
- کیفیت بالا
- نیرومندی
- عملیات 24/7
- خشک دویدن محافظت می شود
- مقیاس پذیری خطی
- خدمات عالی به مشتریان
- تعمیر و نگهداری کم
- آموزش & خدمات نصب و راه اندازی
- مرکز فنی
- توسعه فرآیند
- تجهیزات اولتراسونیک سفارشی
کارکنان آموزش دیده ما خدمات بالای مشتری و مشاوره حرفه ای را تضمین می کنند.
امروز با ما تماس بگیرید! ما خوشحالیم که مناسب ترین استخراج اولتراسونیک را برای برنامه خود به شما توصیه می کنیم.
استخراج مافوق صوت با قدرت بالا از آزمایشگاه به خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات/منابع
- 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.
حقایقی که ارزش دانستن دارند
اسپیرولینا
اسپیرولینا نوعی سیانوباکتری است (همچنین به عنوان سیانوفیتا شناخته می شود) که شاخه ای از باکتری ها هستند که انرژی خود را از طریق فتوسنتز به دست می آورند. آنها تنها پروکاریوت های فتوسنتزی هستند که قادر به تولید اکسیژن هستند. نام سیانوباکتری از رنگ باکتری ها گرفته شده است (یونانی: κυανός ، ترجمه شده kyanós ، روشن آبی). به دلیل رنگ آنها به آنها جلبک های سبز آبی نیز گفته می شود ، اگرچه اصطلاح جلبک در کاربرد مدرن محدود به یوکاریوت ها است. اسپیرولینا پلاتنسیس (S. platensis) یک سیانوباکتری پروکاریوتی چند رشته ای است که می تواند به راحتی به صورت تک کشتی در حوضچه های روباز یا بیوراکتورهای بسته رشد کند. C-فیکوسیانین (C-PC) فیکوبیلی پروتئین اصلی موجود در اسپیرولینا است.
عصاره اسپیرولینا
اسپیرولینا یک مکمل غذایی محبوب است که از زیست توده سیانوباکتری های دریایی (جلبک های سبز آبی) به دست می آید. دو گونه اسپیرولینا که برای تهیه پروتئین وگان و مکمل های رنگدانه استفاده می شوند، Arthrospira platensis و Arthrospira maxima هستند. عصاره آزاد شده از این ریزجلبک ها سرشار از آنتی اکسیدان ها، اسیدهای آمینه و ویتامین ها است. بنابراین پودر عصاره آبی به آب میوه ها، اسموتی ها، شیک ها و نوشیدنی ها اضافه می شود و رنگ آبی تند زیبایی به آنها می دهد. از طرف دیگر، عصاره اسپیرولینا را می توان به صورت قرص مصرف کرد.
فیکوسیانین، آلوفیکوسیانین و فیکواریترین یک کمپلکس رنگدانه-پروتئینی از خانواده فیکوبیلی پروتئین های برداشت کننده نور هستند که به دلیل رنگ آبی روشن شدید خود شناخته شده اند. فیکوسیانین یک رنگدانه جانبی برای کلروفیل است. از آنجا که همه فیکوبیلی پروتئین ها محلول در آب هستند ، در داخل غشا وجود ندارند ، در عوض فیکوبیلی پروتئین ها به صورت سنگدانه (به اصطلاح فیکوبیلی زوم) به غشای سلول متصل می شوند.
استخراج التراسونیک و اختلال در سلول
استخراج به کمک سونوگرافی (امارات متحده عربی) برای ترشح و جداسازی ترکیبات فعال زیستی از مواد گیاهی و همچنین بافت استفاده می شود.
برای فرآیندهای استخراج اولتراسونیک، امواج اولتراسوند شدید به یک محیط که در آن امواج تولید فشرده سازی و گسترش متناوب جفت می شوند. در طول چرخه های فشرده سازی / انبساط ، حباب های خلاء ایجاد می شوند که طی چندین چرخه رشد می کنند تا زمانی که نتوانند انرژی بیشتری را جذب کنند تا به شدت منفجر شوند. انفجار حباب با دمای موضعی تا 5000 کلوین ، اختلاف فشار 1000 اتمسفر ، سرعت گرمایش و سرمایش بالاتر از 1010 کیلوین بر ثانیه و همچنین جت های مایع با سرعت 280 متر بر ثانیه حالت بسیار پرانرژی ایجاد می کند. این پدیده به کاویتاسیون آکوستیک معروف است.
استخراج التراسونیک بر اساس کاویتاسیون صوتی و نیروهای برشی هیدرودینامیکی آن است