Extraction ultrasonique de pigments de spiruline

L'extraction par ultrasons s'est avérée très efficace pour isoler des extraits de microalgues de qualité supérieure. Les pigments de la spiruline, tels que la phycocyanine, sont connus pour être des super-aliments qui contribuent à la santé grâce à leur teneur élevée en antioxydants, en vitamines et en protéines. Afin de produire des suppléments hautement concentrés tels que des poudres et des comprimés, les pigments bleus doivent être extraits de l'algue spiruline.

Spiruline

Arthrospira platensis (A. platensis) et Arthrospira maxima (A. maxima) sont connues sous le nom de spiruline. Les spirulines sont des algues bleu-vert riches en acides aminés et en antioxydants. Grâce à leur forte teneur en nutriments tels que les protéines, les enzymes, les minéraux et les vitamines A, K, B12, le fer et le manganèse, elles sont considérées comme des super-aliments. Le genre d'algues Arthrospira a une teneur particulièrement élevée en protéines. Sa teneur en protéines varie de 53 à 68 % en poids sec et offre le spectre complet de tous les acides aminés essentiels. En outre, Arthrospira contient de grandes quantités d'acides gras polyinsaturés (AGPI), soit environ 1,5 à 2 % de la teneur totale en lipides, qui est de 5 à 6 %. Ces AGPI contiennent de l'acide γ-linolénique (AGL), un acide gras oméga-6 essentiel. D'autres composés bioactifs d'Arthrospira comprennent des vitamines, des minéraux ainsi que des pigments photosynthétiques.
Note : Scientifiquement, Spirulina platensis (S. platensis) et Spirulina maxima (S. maxima) sont correctement appelées Arthrospira platensis (A. platensis) et Arthrospira maxima (A. maxima). Les deux espèces étaient autrefois classées dans le genre Spirulina et sont jusqu'à aujourd'hui connues familièrement sous le nom de spiruline. Bien que l'introduction de deux genres distincts d'Arthrospira et de Spirulina soit aujourd'hui généralement acceptée, le terme spiruline est souvent utilisé comme terme générique.

Extraction ultrasonique de la spiruline

Les broyeurs de cellules à ultrasons (également appelés extracteurs à ultrasons) sont bien connus pour leur capacité à ouvrir les cellules afin de libérer le matériel intracellulaire. Lorsque des ondes ultrasonores intenses sont couplées à des fluides, le phénomène de cavitation acoustique se produit. Les forces de cavitation perturbent les parois cellulaires et améliorent le transfert de masse, de sorte que les composés cibles bioactifs sont transportés de la cellule dans le liquide.

Extraction ultrasonique des cellules : la coupe transversale microscopique (TS) montre le mécanisme des actions pendant l'extraction ultrasonique des cellules (grossissement 2000x) [ressource : Vilkhu et al. 2011].

Protocole d'extraction

Prabuthas et al. (2011) ont développé le protocole d'extraction suivant afin d'obtenir un extrait de phycocyanine de haute qualité : l'extraction de la phycocyanine a été évaluée en termes de concentration de phycocyanine en utilisant de l'eau distillée et une solution de CaCl2 à 1%. La spiruline, algue marine, est utilisée sous forme séchée car la biomasse humide est immédiatement utilisée par les bactéries et commence à se dégrader en raison de sa composition nutritionnelle. Pour éviter ces problèmes, il est donc recommandé d'utiliser la biomasse d'algues séchées. L'extraction a été réalisée en mélangeant 0,1 g de biomasse séchée avec la quantité de solvant, la sonication a été effectuée en fonction du temps et de l'amplitude selon le plan expérimental. Les suspensions d'échantillons ont été soniquées à l'aide d'un broyeur cellulaire ultrasonique Hielscher's UP50H, suivi d'une centrifugation pendant 15 minutes à 13500rpm à l'aide d'une centrifugeuse réfrigérée. La teneur en phycocyanine et en protéines au cours de l'extraction avec différents solvants a été étudiée avec du chlorure de calcium et de l'eau distillée.
La quantité maximale de phycocyanine, 0,3116mg/ml, a été obtenue dans la solution de chlorure de calcium, suivie de 0,299mg/ml dans l'eau distillée. La quantité maximale de protéines, 63,63%, a été obtenue dans l'eau distillée et 54,69% dans la solution de chlorure de calcium. La solution de CaCl2 s'est donc avérée être le meilleur solvant pour l'extraction de la phycocyanine à l'aide d'ultrasons.

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