Extraction des pigments de spiruline par ultrasons

L’extraction par ultrasons s’est révélée très efficace pour isoler des extraits de microalgues de qualité supérieure. Les pigments de spiruline, tels que la phycocyanine, sont considérés comme des superaliments qui contribuent à des bienfaits pour la santé grâce à leur teneur élevée en antioxydants, en vitamines et en protéines. Pour produire des compléments hautement concentrés, tels que des poudres et des comprimés, les pigments bleus doivent être extraits des algues de 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, les vitamines A, K et B12, le fer et le manganèse, elles sont classées parmi les superaliments. Le genre d’algues Arthrospira présente une teneur particulièrement élevée en protéines. Celle-ci varie de 53 à 68% du poids sec et comprend l’ensemble des acides aminés essentiels. En outre, Arthrospira contient des quantités élevées d’acides gras polyinsaturés (AGPI), représentant environ 1,5 à 2% de la teneur totale en lipides, qui est de 5 à 6%. Ces AGPI comprennent l’acide γ-linolénique (GLA), un acide gras essentiel de la famille des oméga-6. Parmi les autres composés bioactifs d’Arthrospira figurent des vitamines, des minéraux et des pigments photosynthétiques.
Remarque : sur le plan scientifique, les dénominations correctes de Spirulina platensis (S. platensis) et Spirulina maxima (S. maxima) sont Arthrospira platensis (A. platensis) et Arthrospira maxima (A. maxima). Ces deux espèces étaient autrefois classées dans le genre Spirulina et restent aujourd’hui couramment connues sous le nom de spiruline. Bien que la distinction entre les deux genres Arthrospira et Spirulina soit désormais généralement admise, le terme spiruline est souvent utilisé comme appellation générique.

Extraction de la spiruline par ultrasons

Les désintégrateurs cellulaires à ultrasons, également appelés extracteurs à ultrasons, sont bien connus pour leur capacité à ouvrir les cellules afin de libérer leur contenu intracellulaire. Lorsque des ondes ultrasonores intenses sont couplées à des fluides, le phénomène de cavitation acoustique se produit. Les forces de cavitation désintègrent les parois cellulaires et favorisent le transfert de matière, permettant ainsi aux composés bioactifs ciblés de passer de la cellule au liquide.

Extraction cellulaire par ultrasons : la coupe transversale (TS) observée au microscope montre le mécanisme d’action lors de l’extraction cellulaire par ultrasons (grossissement 2000x) [source : Vilkhu et al. 2011]

Protocole d’extraction

Prabuthas et al. (2011) ont élaboré le protocole d’extraction suivant afin d’obtenir un extrait de phycocyanine de haute qualité : l’extraction de la phycocyanine a été évaluée en fonction de la concentration en phycocyanine, en utilisant de l’eau distillée et une solution de CaCl2 à 1%. La spiruline, une 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 une biomasse algale séchée. L’extraction a été réalisée en mélangeant 0,1g de biomasse séchée avec une quantité de solvant ; la durée et l’amplitude de la sonication ont été définies selon le plan expérimental. Les suspensions d’échantillons ont été soumises à la sonication à l’aide d’un désintégrateur cellulaire à ultrasons UP50H de Hielscher, puis centrifugées pendant 15 min à 13 500rpm dans une centrifugeuse réfrigérée. Les teneurs en phycocyanine et en protéines ont été étudiées lors de l’extraction avec les différents solvants, à savoir le chlorure de calcium et l’eau distillée.
La quantité maximale de phycocyanine, soit 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, soit 63,63%, a été obtenue avec l’eau distillée comme solvant, contre 54,69% dans la solution de chlorure de calcium. La solution de CaCl2 s’est donc révélée être le meilleur solvant pour l’extraction de la phycocyanine assistée par ultrasons.

Extracteurs à ultrasons haute performance pour l’extraction de la spiruline

Hielscher est votre partenaire de longue expérience pour l’extraction puissante et fiable par ultrasons de composés bioactifs à partir de biomasse végétale et apparentée. Tous les extracteurs à ultrasons peuvent fonctionner 24/7 et conviennent à la production commerciale d’extraits destinés à l’alimentation. Notre gamme couvre tout l’éventail des équipements, des petits désintégrateurs biologiques portatifs aux appareils à ultrasons pilotes et aux systèmes ultrasonores industriels. Divers accessoires, tels que différentes sonotrodes et des réacteurs à cellule à circulation, permettent une adaptation optimale aux exigences de votre procédé. Tous les processeurs à ultrasons Hielscher sont robustes, faciles à utiliser et conçus pour offrir une utilisation conviviale. Nos appareils à ultrasons à commande numérique sont équipés d’une carte SD intégrée pour l’enregistrement automatique des données de sonication.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos appareils à ultrasons :

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