Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistasi.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: info@hielscher.com

Ultraäänilevien uuttaminen ravintolisiä varten

Ultraääniuutto on ylivoimainen menetelmä leväsolujen häiritsemiseksi tehokkaasti ja nopeasti. Sonikaatio voi vapauttaa bioaktiivisten yhdisteiden täydellisen määrän, mikä tekee ultraäänitekniikasta erittäin tehokkaan.

Kuinka uuttaa proteiineja, lipidejä ja fenoleja levistä ultraäänellä

Levä- ja mikrolevälajeissa on runsaasti biologisesti aktiivisia yhdisteitä, kuten proteiineja, lipidejä, karotenoideja, pigmenttejä (esim. fykosyaniinit, astaksantiini jne.), fenoleja ja polysakkarideja (esim. karrageenit). Tämä tekee niistä laajalti käytetyn luonnonmateriaalin elintarvikeuutteiden ja ravintolisien valmistukseen. Ravintolisissä yleisesti käytettyjä levälajeja ovat Arthrospira maxima ja (tunnetaan myös nimellä spirulina), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvilalis ja Ulva spp. Levien tiedetään olevan hyvä korkealaatuisten proteiinien, lipidien, pitkäketjuisten PUFA-yhdisteiden (eli omega-3), polysakkaridien (esim. alginaatti, karrageeni, β-glukaanit), vitamiinien ja antioksidanttien lähde.
Spirulina on yleisesti käytetty levätyyppi, joka sisältää runsaasti arvokkaita bioaktiivisia yhdisteitä, kuten proteiineja (50–70% kuivaa painoa). Koska Spirulina on FDA: n (Yhdysvaltain elintarvikelääkevirasto) hyväksymä GRAS: ksi (yleisesti tunnustettu turvalliseksi), spirulina- ja spirulinauutteita voidaan käyttää kaupallisissa elintarvikkeissa tai ravintolisinä.

Ultraäänilevien uuttamisen edut

Ultraääniuutto on erinomainen vaihtoehtoiset uuttomenetelmät moninaisissa pisteissä, kuten korkea saanto, luotettavuus, turvallisuus, yksinkertaisuus ja ympäristöystävällisyys.

Täysi uuttotuotto

Korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteet rikkovat leväsolut auki ja häiritsevät niitä niin, että solunsisäinen materiaali vapautuu. Ultraääniuutto vapauttaa siten bioaktiivisten yhdisteiden, kuten fykobiliproteiinien, karotenoidien ja lipidien ja fenolien, täyden spektrin.
Fykobiliproteiinit voidaan erottaa kolmeen pääryhmään, nimittäin kloorifykosyaniinit, allofykosyaanit ja fykoerytriinit. C-fykosyaniini on luonnollinen sininen pigmentti, jota käytetään laajalti elintarvikkeissa ja farmaseuttisissa tuotteissa. Ultraääniuutto vapauttaa koko proteiinien spektrin.

Hielscher Ultrasonics' SonoStation on helppokäyttöinen ultraääniasetus tuotantomittakaavaan. SonoStationia käytetään biaktiivisten yhdisteiden uuttamiseen esimerkiksi levistä. (Klikkaa suuremmaksi!)

SonoStation – ultraäänijärjestelmä, jossa on 2x 2kW ultraäänilaitteet, sekoitettu säiliö ja pumppu – on käyttäjäystävällinen uuttojärjestelmä.

Tietopyyntö







Korkea uuttotehokkuus

(2009) testasi kahta erilaista uuttomenetelmää (ultraäänellä avustettu liuotinuutto ja uuttaminen toistuvalla jäädyttämisellä ja sulattamalla) bioaktiivisista yhdisteistä Arthospira-biomassasta ja havaitsi, että ultraääniliuottimen uuttaminen johti korkeampaan uuttotehokkuuteen (22,1%) kuin jäädyttäminen ja sulatus (15,6%). Solujen repeämävertailu sonikoinnin ja toistuvan jäädyttämisen ja sulatuksen välillä osoittaa, että sonikaatio on tehokkaampaa. Ultraäänikavitaatio häiritsee leväsoluja nopeasti ja tehokkaasti, mikä johtaa suurempaan solujen häiriöön verrattuna spirulina-soluihin, joita hoidetaan toistuvalla jäädyttämisellä ja sulatuksella.
Sonikaatio oli tehokkaampi solukuoren rikkomisessa verrattuna toistuvaan jäädyttämiseen ja sulattamiseen. Fykosyaniinin uuttosaanto osoitti, että käsittelylämpötila vaikutti uuttotehokkuuteen.

Nopea uuttoprosessi

Korkean suorituskyvyn ultraäänijärjestelmät voivat soveltaa suurta ultraäänitehoa suurten amplitudien kautta levien suspensioon. Tämä tekee ultraääniuutosta erittäin nopean käsittelymenetelmän.

Lämpötilan säätö

Ultrasonication on ei-terminen, puhtaasti mekaaninen uuttotekniikka. Poistolämpötilaa voidaan säätää tarkasti kytkettävällä lämpötila-anturilla, joka on kytketty digitaaliseen Hielscher-ultraäänilaitteeseen. Hielscherin digitaalisten ultraäänilaitteiden ohjelmisto mahdollistaa lämpötilarajojen asettamisen siten, että ultraäänihomogenisaattori pysähtyy, kun lämpötilaraja saavutetaan. Tarkka lämpötilan säätö mahdollistaa lämpöherkkien materiaalien, kuten fykobiliproteiinien, vitamiinien, polyfenolien, polysakkaridien, lipidien ja muiden bioaktiivisten yhdisteiden, lämpöhajoamisen estämisen.

Yhteensopiva useiden liuottimien kanssa

Ultrasonication on yhteensopiva melkein minkä tahansa liuottimen kanssa. Ultraääniuutto yhdessä vihreiden liuottimien, kuten veden tai etanolin, kanssa tuottaa puhtaita uutteita. Nämä ultraääniuutteet voidaan sisällyttää turvallisesti elintarvikkeisiin, koska uuttoliuottimilla, etanolilla ja vedellä on GRAS-tila (yleisesti tunnustettu turvalliseksi).

Toistettavuus ja prosessien standardointi

Hielscherin digitaalisissa ultraäänilaitteissa on älykäs ohjelmisto ja kehitetty valikoima asetuksia ihanteellisille uuttoparametreille. Ohjelmisto protokollaa kaikki ultraääniprosessiparametrit (esim. amplitudi, nettoteho, kokonaisteho, lämpötila, paine, aika, päivämäärä) ja kirjoittaa sonikaatiotiedot CSV-tiedostoon sisäänrakennetulla SD-kortilla. Näin voit standardoida uuttoprosessisi ja seurata sonikaatiota ja laatua tarkasti. Nämä ominaisuudet auttavat sinua täyttämään prosessin stadandisointivaatimukset sekä hyvät tuotantotavat (GMP), jotka ovat molemmat erittäin tärkeitä, kun uutteita valmistetaan lisäravinteille, elintarvikkeille tai farmaseuttisille tuotteille.

Ultraäänifykosyaniiniuuttoprotokolla

(2017) tutki optimaalisia käsittelyparametreja fykosyaniinin ja fenolien ultraääniuutolle Arthospira platensiksesta. Fykosyaniinin (29,9 mg/g) ja fenolien kokonaismäärän (2,4 mg/g) enimmäissaanto saatiin 40 %:n etanolipitoisuudessa, 34,9 °C:n uuttolämpötilassa käyttäen ultraäänilaitetta UP50H (50 wattia, 30 kHz) 95%: n amplitudilla uuttoajan ollessa 104,7 sekuntia.

(2019) käytti UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultraäänilaitetta proteiinien uuttamiseksi spirulinasta. Ultraäänilaite oli varustettu BS2d34-sonotrodilla ja ultraäänivirtausreaktorilla (katso alla olevasta kuvasta tarkka ultraääniuuttoasetus virtauskennolla ja Seepex-pumpulla).

Ultraääniuuttoasetukset UIP1000hdT: llä levien uuttamiseen

UIP1000hdT – Mothermosonication (MTS) -asetukset ja proteiinien uuttaminen spirulinasta laboratoriomittakaavassa
lähde: Vernes et al. 2019

Tutkimustulokset osoittavat, että proteiinin saannon kannalta optimoituihin ultraääniuutto-olosuhteisiin liittyy hieman kohonnut lämpötila ja paine (ns. MTS edistää massansiirtoa ja mahdollistaa 229% enemmän proteiineja (28,42 ± 1,15 g / 100 g kuivaa painoa) kuin perinteinen prosessi ilman ultraääntä (8,63 ± 1,15 g / 100 g kuivaa painoa).
Kun uutteessa on 28,42 g proteiineja, jotka on saatu 100 grammaa kuivaa spirulina-biomassaa kohti, 50%: n proteiinin palautumisnopeus saavutettiin vain 6 minuutissa jatkuvassa sonikaatioprosessissa. Mikroskooppinen kuvantaminen paljastaa, että akustinen kavitaatio vaikuttaa spirulinafilamentteihin erilaisilla mekanismeilla, kuten pirstoutumisella, sonopuraation ja deteksturaation avulla. Nämä erilaiset vaikutukset tekevät spirulina-bioaktiivisten yhdisteiden uuttamisesta, vapautumisesta ja liuottamisesta helpompaa ja tehokkaampaa, mikä johtaa korkealaatuiseen proteiinisaantoon.
Ultraäänellä uutettujen proteiinien laadun osalta aminohappoja ei hajotettu ultraäänikäsittelyllä, mutta ne ovat läsnä suuremmassa määrin sonikaatiossa verrattuna tavanomaiseen uuttamiseen.
Kun verrataan motomosonicationia ja ultraääniuuttoa ilman kohonnutta painetta ja lämpötilaa, uuttotuoton ja tehokkuuden ero on vain minimaalinen. Siksi pelkästään ultraääntä pidetään taloudellisimpana ja helpoimpana tekniikkana korkealaatuisen spirulinaproteiineja sisältävän uutteen tuottamiseksi. Ultraääniuutto on vihreä, ympäristöystävällinen uuttotekniikka, joka soveltuu proteiinien uuttamiseen spirulinasta laboratoriomittakaavassa, joka voidaan helposti skaalata pilotti- ja teolliseen mittakaavaan. (vrt. Vernès et al. 2019)

UP400St ultraääniuutto 8L-erässä

UP400St levien ultraääniuuttoon 8L-erässä

Korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimet

Kaikki pienessä mittakaavassa saavutetut louhintatulokset voidaan skaalata lineaarisesti suurempiin tuotantokapasiteetteihin. Hielscher Ultrasonics suuri tuotevalikoima laboratoriosta teollisiin uuttojärjestelmiin on sopivin ultraäänilaite suunnitellulle prosessikapasiteetillesi. Pitkäaikainen kokenut henkilökuntamme auttaa sinua toteutettavuustesteistä ja prosessin optimoinnista ultraäänijärjestelmän asentamiseen lopulliselle tuotantotasolle.

Ultraäänihomogenisaattori UP400St kasviperäisten aineiden sekoitetun erän uuttamiseen

Kasvitieteellisten aineiden ultraääniuutto - 8 litran erä - UP400St

Videon pikkukuva

Hielscher Ultrasonics – Kehittyneet uuttolaitteet

Hielscher Ultrasonics -tuotevalikoima kattaa täyden valikoiman korkean suorituskyvyn ultraääniuuttimia pienistä suuriin mittasuhteisiin. Lisätarvikkeet mahdollistavat prosessillesi sopivimman ultraäänilaitekokoonpanon helpon kokoamisen. Optimaalinen ultraääniasetus riippuu suunnitellusta kapasiteetista, tilavuudesta, raaka-aineesta, erä- tai inline-prosessista ja aikajanasta. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä. Ultraääniuuttoprosessien lineaarinen skaalautuvuus mahdollistaa tuotannon yksinkertaisen ja luotettavan kasvun. Lue lisää ultraääniuuttoprosessien lineaarisesta laajentamisesta!

Valitse useista lisävarusteista, kuten:

  • sonotrodit, joissa on eri kokoja, halkaisijoita ja muotoja
  • sonotrodit korkealle amplitudille 200 μm ja korkeammalle
  • virtauskennoreaktorit, joilla on erilaiset tilavuudet ja geometriat
  • lukuisia tehostesarvia voittojen lisäämiseksi tai vähentämiseksi
  • täydelliset sonikaatioasetukset, kuten SonoStation, joihin kuuluu ultraääniuutin, säiliö, sekoitin ja pumppu
  • kytkettävät lämpötila-anturit
  • kytkettävät paineanturit

Hyvin koulutettu, pitkään kokenut henkilökuntamme kuulee sinua ja suosittelee sinulle sopivinta ultraäänijärjestelmää uuttoprosessivaatimuksiisi!

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Erän tilavuus Virtausnopeus Suositellut laitteet
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000ml 20–400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 - 20L 0.2–4 l/min UIP2000hdT
10-100L 2 - 10L / min UIP4000hdT
n.a. 10-100L / min UIP16000
n.a. suurempi klusteri UIP16000

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisää

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Keskustelemme mielellämme prosessistasi kanssasi ja tarjoamme sinulle ultraäänijärjestelmän, joka täyttää vaatimuksesi!












Ultraäänikasvitieteellinen uutto antaa suurempia saantoja. Hielscher UIP2000hdT, 2000 watin homogenisaattori on riittävän tehokas purkamaan erät helposti 10 litrasta 120 litraan.

Kasvitieteellisten aineiden ultraääniuutto - 30 litraa / 8 gallonan erä

Videon pikkukuva

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita dispersioon, emulgointiin ja solujen uuttamiseen.

Suuritehoiset ultraäänihomogenisaattorit alkaen laboratorio jotta lentäjä ja teollinen mittakaava.



Kirjallisuus / Viitteet

Faktoja, jotka kannattaa tietää

Spirulina

Spirulina, joka on prokaryoottinen bakteeri, sisältää runsaasti pigmenttejä, kuten karotenoideja, klorofylliä ja fykosyaniinia. Karotenoideja (esim. β-karoteenia, oranssinkeltaista pigmenttiä), klorofylliä ja fykosyaniinia löytyy vastaavasti 0,4, 1,0 ja 14% kuivapainosta. Fykosyaniini on sinivihreä proteiini, niin sanottu biliproteiini, joka sijaitsee fotosynteettisissä lamelleissa syanobakteerien sytoplasmisessa kalvossa.
Sitä käytetään elintarvikelisäaineena ja elintarvikeväriaineena, ravintolisänä ja immunodiagnostisissa sovelluksissa.

Keskustelemme mielellämme prosessistasi.

Let's get in contact.