החילוץ אולטרה סאונד היא שיטה מעולה לשבש את תאי האצות ביעילות ובמהירות. Sonication יכול לשחרר את הסכום המלא של תרכובות אקטיביים, מה שהופך את הטכניקה אולטרסאונד מאוד יעיל.

כיצד לחלץ חלבונים, שומנים ופנומן אצות עם אולטרסונים

מינים אצות ומיקרו-גלגליים עשירים בתרכובות פעילות ביולוגית כגון חלבונים, שומנים, קרוטנואידים, פיגמנטים (למשל, phycocyanins, astaxanthin וכו '), פנוליקים ופוליסכרידים (למשל, carrageenans). זה עושה אותם חומר טבעי בשימוש נרחב כדי לייצר תמציות עבור מזונות ותוספי מזון. מינים נפוצים של אצות עבור תוספי תזונה הם ארתרוספירה מקסימה (הידוע גם בשם ספירולינה), כלורלה וולגאריס, Haematococcus pluvialis, ו Ulva spp. אצות ידועות כמקור טוב לחלבונים איכותיים, שומנים בדם, PUFAs ארוכי שרשרת (כלומר אומגה 3), פוליסכרידים (למשל אלגינט, קרגינן, β-גלוקנים), ויטמינים ונוגדי חמצון.
ספירולינה היא סוג נפוץ של אצות, כי הוא עשיר בתרכובות ביואקטיביות בעלות ערך גבוה כגון חלבונים (עם 50-70% wt יבש). מאז ספירולינה מאושרת על ידי ה-FDA (מינהל תרופות המזון של ארצות הברית) כמו גרא (מוכר בדרך כלל כבטוחים), ספירולינה וספירולינה תמציות ניתן להשתמש במזונות ממוסחרים או כמו תוספי מזון.

היתרונות של הפקת אצות אולטראסאונד

הפקת אולטרה סאונד מצטיין שיטות החילוץ חלופה בנקודות סעפת, כגון תשואה גבוהה, אמינות, בטיחות, פשטות, ידידותיות לסביבה.

תשואה מלאה של החילוץ

ביצועים גבוהים ultrasonicators לשבור את תאי האצות לפתוח ולשבש אותם כך החומר התאיים הוא שוחרר. החילוץ משחרר אולטראסאונד ובכך את הספקטרום המלא של תרכובות אקטיביים, כגון phycobiliproteins, קרוטנואידים ושומנים ופנואידים.
חלבונים phycoביליטוניים ניתן לבדיל לתוך שלוש קבוצות גדולות, כלומר כלורו-פיליציאננס, אלופילוקוציאננס ופילוקואריתוס. C-Phycocyanin הוא פיגמנט כחול טבעי, אשר נמצא בשימוש נרחב במוצרי מזון ותרופות. הפקת אולטרה סאונד משחררת. את הספקטרום המלא של החלבונים

יעילות החילוץ הגבוה

Duangsee ואח ' (2009) בדקו שתי שיטות שונות של החילוץ (בסיוע באמצעות בדיקת הממס והפקת ממיסים חוזרות ונשנות) של תרכובות אקטיביים מ arthospira ביומסה ומצא כי חילוץ הממס אולטראסאונד הביא יעילות החילוץ גבוה יותר (22.1%) מאשר הקפאה והפשרה (15.6%). קרע בתאי השוואה בין sonication והקפאה חוזרת ומראה שsonication יעילה יותר. קוויטציה אולטרסאונד לשבש את תאי האצות מהירה וביעילות אשר התוצאה הפרעה תא גבוה יותר בהשוואה לתאי ספירולינה שטופלו על ידי קיפאון חוזר ומתאגף.
Sonication היה יעיל יותר בשבירת מעטפת התאים בהשוואה להקפאה חוזרת ולפשרה. התשואה החילוץ של phycocyanin הראה כי הטמפרטורה עיבוד השפיעו על יעילות החילוץ.

תהליך החילוץ המהיר

מערכות אולטרה סאונד ביצועים גבוהים יכולים להחיל כוח אולטרסאונד גבוה באמצעות הגברה גבוהה לתוך ההשעיה אצות. זה עושה את הפקת אולטרה סאונד שיטת עיבוד מהירה מאוד.

בקרת טמפרטורה

Ultrasonication היא טכניקת החילוץ המכני הטהורה והבלתי תרמית. טמפרטורת החילוץ ניתן לשלוט בדיוק באמצעות חיישן הטמפרטורה הניתנת לחיבור, אשר מחווט הultrasonicator הדיגיטלי Hielscher. התוכנה של הultrasonicators הדיגיטלית של Hielscher לאפשר להגדיר מגבלות טמפרטורה, כך המהגון המהגון מושהה כאשר הטמפרטורה מגיעה למגבלת. בקרת הטמפרטורה המדויקת מאפשרת למנוע את ההתדרדרות התרמית של חומרים רגישים לחום, כגון פיטופרוטאין, ויטמינים, פוליפנולים, פוליסכדים, שומנים ותרכובות ביו-אקטיביות אחרות.

תואם ממיסים שונים

Ultrasonication תואם כמעט לכל ממיס. הפקת אולטרה סאונד בשילוב עם ממיסים ירוקים כגון מים או אתנול לייצר תמציות נקיות. תמציות אולטרה סאונד אלה ניתן לשלב בבטחה לתוך מאכלים מאז אתנול ממיסים ממסים ומים יש גרא (בדרך כלל מוכר כבטוח) מצב.

התוכסות וסטנדרטיזציה של תהליך

הultrasonicators הדיגיטלית של hielscher מגיעים עם תוכנה אינטליגנטית מגוון רחב של הגדרות עבור הפרמטרים האידיאליים החילוץ. פרוטוקולי התוכנה כל הפרמטרים אולטראסוניות התהליך (למשל, משרעת, הכוח נטו, סה כ כוח, טמפרטורה, לחץ, זמן, תאריך) וכותב את הנתונים sonication לתוך קובץ CSV על כרטיס SD מובנה. זה מאפשר לך לתקן את תהליך החילוץ שלך כדי לפקח על sonication ואיכות התפוקה מקרוב. תכונות אלה לעזור לך למלא את הדרישות הליך שטאדלזציה, כמו גם שיטות ייצור טוב (GMP), אשר הם גם חשובים מאוד כאשר תמציות מיוצרים עבור תוספי מזון או מוצרים פרמצבטיים.

פרוטוקול להפקת פילוקיקון אולטרה סאונד

Mazumder ואח ' (2017) חקר את הפרמטרים האופטימליים עיבוד עבור הפקת אולטרה סאונד של phycocyanin ופנוטוניים מ Arthospira platensis. התשואה המקסימלית של phycocyanin (29.9 מ"ג/g) ופנופיומים מוחלטים (2.4 מ"ג/g) הושג ב 40% בריכוז אתנול, 34.9 ° c החילוץ טמפרטורה באמצעות ultrasonicator UP50H (50 וואט, 30kHz) ב משרעת של 95% לזמן החילוץ של 104.7 sec.

Vernès ואח ' (2019) השתמש UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonicator כדי לחלץ חלבונים ספירולינה. ultrasonicator היה מצויד עם sonotrode BS2d34 וכור זרימה קולית (ראה תמונה להלן עבור הגדרת החילוץ הקולי המדויק עם תא זרימה ומשאבת Seepex).

UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) והפקת החלבון שלנו מספירולינה בסולם המעבדה
מקור: Vernes ואח ' 2019

תוצאות המחקר מראים כי התנאים החילוץ אולטראסאונד אופטימיזציה לתשואה חלבון כרוך טמפרטורה מוגבה מעט לחץ (כביכול manothermosonication MTS). MTS מקדמת העברה המונית ומאפשרת לקבל 229% חלבונים יותר (28.42 ± 1.15 g/100 גרם יבש wt.) מאשר תהליך קונבנציונאלי ללא אולטרסאונד (8.63 ± 1.15 g/100 גרם יבש wt).
עם 28.42 g של חלבונים שהתקבלו לכל 100 g של ביומסה ספירולינה יבשים בתמצית, שיעור שחזור החלבון של 50% הושג רק 6 דקות בתהליך sonication רציפה. הדמיה אקוסטית מגלה כי מנגנונים אקוסטיים משפיע על חוטי הספירולינה במנגנונים שונים כגון: פיצול, בדיקת היתר, הדטקציה. אלה השפעות שונות להפוך את החילוץ, שחרור ו מסיסות של התרכובות אקטיביים ביולוגי קל יותר ויעיל יותר, אשר מביא תשואה חלבון גבוה של איכות גבוהה.
בנוגע לאיכות של חלבונים שחולצו באולטרסאונד, חומצות אמינו לא היו מושפל על ידי טיפול אולטרסאונד, אבל הם נמצאים בכמות גדולה יותר במקרה של sonication בהשוואה לחילוץ קונבנציונאלי.
כאשר manothermosonication ומיצוי קולי ללא לחץ גבוה וטמפרטורה משווים, ההבדל בתפוקת החילוץ ויעילות הוא רק מינימלי. לכן, אולטרסאונד לבד נחשב הטכניקה חסכונית והקלה ביותר לייצר תמצית באיכות גבוהה עשירה בחלבוני ספירולינה. מיצוי אולטרה סאונד היא ירוק, טכניקת מיצוי ידידותי לסביבה מתאים להפקת חלבון ספירולינה בקנה מידה מעבדה, אשר יכול בקלות קנה מידה פיילוט בקנה מידה תעשייתי. (cf. Vernès et al. 2019)

ביצועים גבוהים Ultrasonic Extractors

כל תוצאות החילוץ הושגו בקנה מידה קטן, ניתן לשנות את גודלם בצורה לינארית לקיבולות ייצור גדולות יותר. הירושר אולטרה סוניק תיק מוצר גדול מהמעבדה מערכות החילוץ התעשייתי יש את ultrasonicator המתאים ביותר עבור הקיבולת התהליך שלכם. הצוות המנוסה שלנו לאורך זמן יסייע לכם בבדיקות היתכנות ומיטוב התהליך להתקנת מערכת האולטרה-סאונד שלכם ברמת הייצור הסופית.

Hielscher אולטרסוניקה – ציוד להפקת מתוחכם

Hielscher אולטרסוניקה תיק המוצרים מכסה את המגוון המלא של מחלצים קוליים ביצועים גבוהים בקנה מידה קטן עד גדול. אביזרים נוספים מאפשרים הרכבה קלה של תצורת המכשיר הקולי המתאימה ביותר לתהליך שלך. ההתקנה הקולית האופטימלית תלויה בקיבולת החזויה, נפח, חומר גלם, אצווה או תהליך מוטבע וציר זמן. החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בתפקיד כבד ובסביבות תובעניות. מדרגיות ליניארית של תהליכי החילוץ הקולי לאפשר את הגידול הפשוט והאמין בייצור. קרא עוד על קנה המידה הליניארי של תהליכי החילוץ הקוליים!

בחר מתוך אביזרים שונים כגון:

• sonotrodes עם גדלים שונים, קטרים וצורות
• sonotrodes עבור משרעת גבוהה של 200 μm ומעלה
• כורים לתאי זרימה עם כרכים וגאומטריות שונים
• קרנות האצה רבות כדי להגדיל או להקטין רווחים
• להשלים sonication הגדרות כגון SonoStation, אשר כוללים חולץ אולטראסאונד, טנק, הרמאטור, ומשאבה
• חיישני טמפרטורה ניתנים לחיבור
• חיישני לחץ הניתנים לחיבור

הצוות המיומן והמנוסה שלנו יסייע לכם וימליץ לכם על מערכת אולטרה-סאונד המתאימה ביותר לדרישות תהליך החילוץ שלכם!

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו: