उच्च पैदावार के लिए अल्ट्रासोनिक Astaxanthin निष्कर्षण
- Astaxanthin एक अत्यधिक शक्तिशाली एंटीऑक्सीडेंट है जिसका उपयोग फार्मास्यूटिकल्स और पोषक तत्वों की खुराक में किया जाता है।
- शैवाल जैसे प्राकृतिक स्रोतों से उच्च गुणवत्ता वाले एस्टैक्सैन्थिन का उत्पादन करने के लिए, एक उच्च-प्रदर्शन निष्कर्षण तकनीक की आवश्यकता होती है।
- अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक यांत्रिक उपचार है, जो बहुत कम निष्कर्षण समय में एस्टैक्सैन्थिन की उच्च पैदावार देता है।
उच्च गुणवत्ता Astaxanthin अर्क के लिए उच्च प्रदर्शन Sonicators
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण एक उच्च-प्रदर्शन निष्कर्षण तकनीक है जो प्राकृतिक स्रोतों, जैसे माइक्रोएल्गे, क्रिल या क्रस्टेशियंस से एस्टैक्सैन्थिन निकालने के लिए तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों का उपयोग करती है। Astaxanthin एक स्वाभाविक रूप से होने वाली कैरोटीनॉयड वर्णक है जो अपने शक्तिशाली एंटीऑक्सिडेंट गुणों और विभिन्न स्वास्थ्य लाभों के लिए जाना जाता है। यह आमतौर पर आहार अनुपूरक और खाद्य रंग एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है। लेयर कैसे sonication अपने astaxanthin निष्कर्षण प्रक्रिया में सुधार करने में मदद करता है!
उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग कर बेहतर astaxanthin निष्कर्षण के लिए MultiSonoReactor
Microalgae से Astaxanthin के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
आहार की खुराक के लिए Astaxanthin, जो उनके स्वास्थ्य लाभ के लिए मनुष्यों और जानवरों द्वारा सेवन कर रहे हैं, astaxanthin समुद्री भोजन से प्राप्त या शैवाल से निकाला जाता है एच. pluvialis. हेमेटोकोकस प्लुवियलिस एक हरा माइक्रोएल्गा है, जो तनाव की स्थिति लागू होने पर उच्च एस्टैक्सैन्थिन सामग्री का उत्पादन करता है, जैसे उच्च लवणता, नाइट्रोजन की कमी, उच्च तापमान और प्रकाश। शैवाल सेल प्रति 9.2mg/g astaxanthin (= H. pluvialis के सूखे वजन पर 3.8% तक) के साथ, हेमेटोकोकस प्लुवियलिस प्राकृतिक astaxanthin की एक बहुत ही उच्च सामग्री जमा करता है और इसलिए astaxanthin के उत्पादन के लिए पसंदीदा जीव है।
हरे सूक्ष्मजीव से एस्टैक्सैन्थिन जारी करने के लिए, शैवाल कोशिकाओं को बाधित किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिकेशन अच्छी तरह से सेल व्यवधान, लसीका और लिपिड, एंटीऑक्सिडेंट, पॉलीफेनोल और प्राकृतिक पिगमेंट के रूप में बायोएक्टिव यौगिकों के अलगाव के उद्देश्य से स्थापित है। उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक्स विशुद्ध रूप से यांत्रिक बल बनाता है जो कतरनी बलों द्वारा सेल की दीवारों को बाधित करता है और एस्टैक्सैन्थिन जैसे बायोएक्टिव पदार्थों की रिहाई का कारण बनता है।
खमीर से Astaxanthin की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
Phaffia rhodozyma astaxanthin में समृद्ध एक खमीर है। रोडोज़िमा, जो मुख्य रूप से ग्लूकन से बना है और सेल कठोरता के लिए जिम्मेदार है, सेल व्यवधान और एस्टैक्सैन्थिन अलगाव को एक मांग कार्य बनाता है। शोधकर्ताओं (Gogate et al. 2015) ने पाया कि लैक्टिक एसिड के साथ संयोजन में अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण सेल व्यवधान को तेज करता है और P. rhodozyma से astaxanthin के निष्कर्षण को एक हरियाली, पर्यावरण-मित्रवत प्रक्रिया बनाता है। उन्होंने व्यवधान के लिए माध्यम के रूप में लैक्टिक एसिड और निष्कर्षण के लिए विलायक के रूप में इथेनॉल का उपयोग किया। Astaxanthin की अधिकतम उपज (90%) अल्ट्रासाउंड सहायता प्राप्त निष्कर्षण दृष्टिकोण के लिए 3 एम लैक्टिक एसिड, 15 मिनट के व्यवधान समय के उपयोग के आधार पर प्राप्त किया गया था. शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक एक्सट्रैक्टर्स जैसे UIP4000hd (4kW, तस्वीर देखें। बाएं) एक दबाव योग्य प्रवाह-थ्रू रिएक्टर के साथ संयोजन में बहुत तीव्र गुहिकायन की पीढ़ी के लिए सक्षम होते हैं। कैविटेशनल कतरनी बल खमीर सेल की दीवारों को बाधित करते हैं और सेल इंटीरियर और विलायक के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं।
- सुपीरियर उपज
- उच्च गति निष्कर्षण – मिनटों में
- उच्च गुणवत्ता वाले अर्क – हल्के, गैर-थर्मल
- ग्रीन सॉल्वैंट्स (जैसे पानी/इथेनॉल)
- लागत प्रभावी
- आसान और सुरक्षित संचालन
- कम निवेश और परिचालन लागत
- भारी शुल्क के तहत 24/7 ऑपरेशन
- ग्रीन, पर्यावरण के अनुकूल विधि
अल्ट्रासोनिक Astaxanthin निष्कर्षण – बैच या सतत प्रवाह मोड में
Astaxanthin एक लिपोफिलिक यौगिक है और इसे सॉल्वैंट्स (जैसे एथिल एसीटेट में 48.0% इथेनॉल) और तेलों (जैसे सोयाबीन तेल) में भंग किया जा सकता है।
जत्था: अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रक्रियाओं को सरल बैच प्रक्रियाओं या इनलाइन उपचार के रूप में संचालित किया जा सकता है, जहां माध्यम को लगातार अल्ट्रासोनिक प्रवाह-थ्रू रिएक्टर के माध्यम से खिलाया जाता है।
बैच प्रसंस्करण एक आसान प्रक्रिया है, जहां निष्कर्षण बहुत से किया जाता है। Hielscher Ultrasonics छोटे से बड़े बैचों के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर प्रदान करता है, यानी 1L से 120L।
5 से 10L के बैचों के प्रसंस्करण के लिए, हम अनुशंसा करते हैं UP400St सोनोट्रोड S24d22L2D के साथ (चित्र बाएं देखें)।
लगभग 120L के बैचों के प्रसंस्करण के लिए, हम अनुशंसा करते हैं सोनिकेटर UIP2000hdT सोनोट्रोड RS4d40L4 के साथ।
प्रवाह-थ्रू: बड़ी मात्रा और पूर्ण पैमाने पर वाणिज्यिक निष्कर्षण के लिए, एक अल्ट्रासोनिक रिएक्टर के माध्यम से एक सतत तरल धारा खिलाया जाता है, जहां विलायक? वनस्पति घोल तीव्रता से sonicated है।
लगभग 8L/मिनट की मात्रा के लिए, हम अनुशंसा करते हैं यूआईपी4000एचडीटी सोनोट्रोड RS4d40L3 और दबाव योग्य प्रवाह-सेल FC130L4-3G0 के साथ
यूआईपी2000एचडीटी (2kW) बड़े पैमाने पर बैच निष्कर्षण के लिए
निष्कर्षण के लिए उच्च प्रदर्शन Ultrasonicators
Hielscher Ultrasonics पौधों, खमीर और कोशिकाओं से उच्च गुणवत्ता वाले अर्क के उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन वाले sonicators के निर्माण में विशिष्ट है। Hielscher Ultrasonics के व्यापक उत्पाद पोर्टफोलियो छोटे, शक्तिशाली प्रयोगशाला अल्ट्रासोनिकेटर से लेकर मजबूत बेंच-टॉप और पूरी तरह से औद्योगिक प्रणालियों तक हैं, जो एस्टैक्सैन्थिन, क्वेरसेटिन, कैफीन, कर्क्यूमिन, टेरपेन आदि जैसे बायोएक्टिव घटकों के कुशल निष्कर्षण और अलगाव के लिए उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड प्रदान करते हैं। 200W से 16,000W तक के सभी डिजिटल सोनिकेटर में प्रोग्राम करने योग्य सेटिंग्स के साथ एक सहज मेनू, आरामदायक संचालन के लिए एक रंगीन टच डिस्प्ले, स्वचालित डेटा रिकॉर्डिंग के लिए एक एकीकृत एसडी कार्ड, ब्राउज़र रिमोट कंट्रोल और कई अन्य उपयोगकर्ता के अनुकूल सुविधाएँ हैं। सोनोरोड्स और प्रवाह कोशिकाओं (भागों, जो माध्यम के संपर्क में हैं) को आटोक्लेव किया जा सकता है और साफ करना आसान होता है। हमारे सभी अल्ट्रासोनिकेटर 24/7 ऑपरेशन के लिए बनाए गए हैं, कम रखरखाव की आवश्यकता होती है और संचालित करने में आसान और सुरक्षित होते हैं।
एक डिजिटल रंग प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरण के उपयोगकर्ता के अनुकूल नियंत्रण के लिए अनुमति देता है। हमारे सिस्टम कम से बहुत उच्च आयामों तक पहुंचाने में सक्षम हैं। एस्टैक्सैन्थिन जैसे रासायनिक यौगिकों के निष्कर्षण के लिए, हम विशेष अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड्स (अल्ट्रासोनिक जांच या सींग के रूप में भी जाना जाता है) प्रदान करते हैं जो उच्च गुणवत्ता वाले सक्रिय पदार्थों के संवेदनशील अलगाव के लिए अनुकूलित होते हैं। Hielscher दबाव प्रवाह कोशिकाओं है कि चरम cavitational कतरनी बलों है, जो भी बहुत मजबूत खमीर कोशिकाओं को बाधित उत्पन्न करने में सक्षम हैं के साथ संयोजन में उच्च आयाम के लिए विशेष sonotrodes प्रदान करता है. Hielscher अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती भारी शुल्क पर और मांग वातावरण में 24/7 ऑपरेशन के लिए अनुमति देता है।
अल्ट्रासोनिक प्रक्रिया मापदंडों का सटीक नियंत्रण प्रजनन क्षमता और प्रक्रिया मानकीकरण सुनिश्चित करता है। Hielscher औद्योगिक पैमाने, स्वचालित अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण प्रणाली बेहतर गुणवत्ता वाले अर्क की उच्च उत्पादन क्षमता के लिए डिज़ाइन की गई है, जबकि एक ही समय में श्रम, लागत और ऊर्जा को कम करती है।
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साहित्य/संदर्भ
- B. Brands and M. Kleinke (2022): Astaxanthin production in Xanthophyllomyces dendrorhous grown in medium containing watery extracts from vegetable residue streams. IOP Conference Series: Earth Environ. Sci. 1034, 2022.
- Chougle, J.A.; Singha, R.S.; Baik, O.-D.(2014): Recovery of Astaxanthin from Paracoccus NBRC 101723 using Ultrasound-Assisted Three Phase Partitioning (UA-TPP). Separation Science and Technology, 49, 2014.
- Gogate et al. (2015): Ultrasound-assisted Intensification of Extraction of Astaxanthin from Phaffia rhodozyma. Indian Chemical Engineer 2015, 57:3-4, 240-255.
- Zou et al. (2013): Response Surface Methodology for Ultrasound-Assisted Extraction of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
जानने के योग्य तथ्य
सोनो-निष्कर्षण
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण या सोनो-निष्कर्षण ध्वनिक गुहिकायन के सिद्धांत पर आधारित है।
जब तीव्र अल्ट्रासाउंड तरंगों को तरल प्रणालियों पर लागू किया जाता है, तो ध्वनिक गुहिकायन होता है, जो पीढ़ी, विकास और वैक्यूम बुलबुले के अंतिम पतन की घटना है (नीचे चित्र देखें)। अल्ट्रासाउंड तरंगों के प्रसार के दौरान, वैक्यूम बुलबुले दोलन करते हैं और तब तक बढ़ते हैं जब तक कि वे एक बिंदु तक नहीं पहुंच जाते जब तक कि वे अधिक ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकते। बुलबुले के विकास के चरम पर वे हिंसक रूप से ढह जाते हैं, जो स्थानीय रूप से थर्मल, यांत्रिक और रासायनिक प्रभाव का कारण बनता है। यांत्रिक प्रभावों में 1000atm तक के उच्च दबाव, अशांति और तीव्र कतरनी बल शामिल हैं। वे बल सेल की दीवारों को बाधित करते हैं और सेल इंटीरियर और विलायक के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को बढ़ावा देते हैं, आसपास के तरल (यानी विलायक) में बायोएक्टिव यौगिकों को जारी करते हैं।
ध्वनिक गुहिकायन, उच्च तीव्रता, कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड द्वारा उत्पन्न, तीव्र कतरनी बलों और स्थानीय रूप से होने वाली उच्च दबाव और तापमान अंतर बनाता है, जो सेल व्यवधान, तीव्र मिश्रण और बड़े पैमाने पर हस्तांतरण के लिए आवश्यक प्रभाव प्रदान करते हैं। इन अल्ट्रासोनिक कतरनी बलों को कैनबिस निष्कर्षण के लिए सफलतापूर्वक लागू किया जाता है।
वनस्पति और कोशिका ऊतक से यौगिकों के अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण पर अच्छी तरह से शोध किया गया है। अत्यधिक तीव्र अल्ट्रासोनिक तरंगों का अनुप्रयोग निष्कर्षण प्रक्रियाओं को काफी बढ़ावा देता है। प्रक्रिया गहनता के अलावा – जिसके परिणामस्वरूप उच्च पैदावार और कम निष्कर्षण समय होता है – थर्मल गिरावट और तापमान-संवेदनशील घटकों के नुकसान को रोका जाता है क्योंकि सोनिकेशन गैर-थर्मल उपचार है। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण में कम निवेश और परिचालन लागत होती है, सॉल्वैंट्स के उपयोग को कम करता है और? या हरियाली सॉल्वैंट्स के उपयोग की अनुमति देता है, जो इसे एक किफायती और पर्यावरण के अनुकूल निष्कर्षण तकनीक बनाता है। पारंपरिक निष्कर्षण विधियों से बेहतर प्रदर्शन करते हुए, अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त निष्कर्षण (यूएई) को खाद्य उद्योग से अपनाया गया है ताकि किफायती लाभ के साथ बायोएक्टिव यौगिकों का उत्पादन किया जा सके।
शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगें जैविक संरचनाओं के सेल मैट्रिक्स को बाधित करती हैं और बायोएक्टिव यौगिकों को छोड़ती हैं। संयंत्र सामग्री और विलायक के बीच बड़े पैमाने पर हस्तांतरण तेज है। इन तंत्रों के कारण, भांग निष्कर्षण के लिए अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण अत्यधिक कुशल है।
एस्टैक्सैन्थिन
Astaxanthin एक गहरे लाल रंग द्वारा प्रतिष्ठित है। यह एक वसा में घुलनशील वर्णक है जो शैवाल (जैसे हेमेटोकोकस प्लुवियलिस, क्लोरेला ज़ोफिंगिएन्सिस, क्लोरोकोकम), खमीर (जैसे फाफिया रोडोज़िमा), सामन, ट्राउट, क्रिल, झींगा और क्रेफ़िश में पाया जाता है। Astaxanthin को सुपर-एंटीऑक्सिडेंट माना जाता है क्योंकि इसकी एंटीऑक्सीडेटिव शक्ति कई अन्य कैरोटीनॉयड, जैसे बीटा कैरोटीन, ल्यूटिन और ज़ीएक्सैंथिन की तुलना में दस से बीस गुना अधिक शक्तिशाली है, और अल्फा-टोकोफेरोल (विटामिन ई) की तुलना में सौ गुना अधिक शक्तिशाली है।
Astaxanthin (3,3′-dihydroxy-β, β′-carotene-4,4′-dione) एक कीटो-कैरोटीनॉयड है और रासायनिक यौगिकों के एक बड़े वर्ग से संबंधित है जिसे टेरपेन (टेट्राटेरपेनॉइड के रूप में) कहा जाता है, जो पांच कार्बन अग्रदूतों, आइसोपेंटेनिल डाइफॉस्फेट और डाइमिथाइललील डिफॉस्फेट से बना होता है। Astaxanthin ऑक्सीजन युक्त घटकों के साथ कैरोटीनॉयड यौगिकों के एक प्रकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, अर्थात् हाइड्रॉक्सिल (-OH) या कीटोन (सी = O), जैसे zeaxanthin और canthaxanthin. Astaxanthin zeaxanthin और? या canthaxanthin का एक मेटाबोलाइट है, दोनों hydroxyl और कीटोन कार्यात्मक समूहों युक्त. कई कैरोटीनॉयड की तरह, एस्टैक्सैन्थिन एक लिपिड-घुलनशील वर्णक है और इसके लाल रंग से अलग है। एस्टैक्सैन्थिन सहित कैरोटीनॉयड अपनी एंटीऑक्सीडेटिव क्षमता के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है।
Astaxanthin एक लाल वर्णक है और स्वाभाविक रूप से वर्षा जल माइक्रोएल्गे (Haematococcus pluvialis) और खमीर Xanthophyllomyces डेंड्रोरहस (जिसे फाफिया रोडोज़िमा भी कहा जाता है) में उत्पन्न होता है। शैवाल एक या पोषक तत्वों की कमी, बढ़ी हुई लवणता और एस्टैक्सैन्थिन बनाने के लिए अत्यधिक धूप से लेकर स्थितियों के संयोजन के माध्यम से तनाव से गुजरता है। प्रजातियां जो उन तनावग्रस्त मीठे पानी के सूक्ष्मजीवों का उपभोग करती हैं, जैसे कि सैल्मन, रेड ट्राउट, रेड सी ब्रीम, फ्लेमिंगो, क्रस्टेशियंस (जैसे झींगा, क्रिल, केकड़ा, लॉबस्टर, क्रेफ़िश), उनकी उपस्थिति में लाल-नारंगी रंगों के रंजकता को दर्शाते हैं।
एक पूरक के रूप में, astaxanthin अपने स्वास्थ्य को बढ़ावा देने और बीमारी के इलाज प्रभाव के लिए प्रशासित है. Astaxanthin एक अच्छी तरह से स्थापित न्यूट्रास्यूटिकल है जिसे त्वचा की सेहत में सुधार करने के लिए प्रशासित किया जाता है (उदाहरण के लिए झुर्रियों को कम करना, सन बर्न से नुकसान आदि)।
Furthermore, astaxanthin gets increasing attention for its use to treat Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, cardio-vascular deaseses, high cholesterol, liver diseases, age-related macular degeneration, and preventing cancer.
Hielscher Ultrasonics से उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक homogenizers बनाती है प्रयोगशाला तक औद्योगिक आकार।