Hielscher Ultrasonics
Bit će nam drago razgovarati o vašem procesu.
Nazovite nas: +49 3328 437-420
Pošaljite nam e-mail: info@hielscher.com

Ultrazvučna ekstrakcija algi za dodatke prehrani

Ultrazvučna ekstrakcija je superiorna metoda za učinkovito i brzo uništavanje stanica algi. Sonikacija može osloboditi kompletnu količinu bioaktivnih spojeva, što ultrazvučnu tehniku čini vrlo učinkovitom.

Kako ultrazvukom ekstrahirati proteine, lipide i fenole iz algi

Vrste algi i mikroalgi bogate su biološki aktivnim spojevima kao što su proteini, lipidi, karotenoidi, pigmenti (npr. fikocijanini, astaksantin itd.), fenoli i polisaharidi (npr. karagenani). To ih čini široko korištenim prirodnim materijalom za proizvodnju ekstrakata za hranu i dodatke prehrani. Često korištene vrste algi za dodatke prehrani su Arthrospira maxima i (poznata i kao spirulina), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis i Ulva spp. Poznato je da su alge dobar izvor visokokvalitetnih proteina, lipida, dugolančanih PUFA (tj. omega-3), polisaharida (npr. alginata, karagenana, β-glukana), vitamina i antioksidansa.
Spirulina je često korištena vrsta alge koja je bogata visokovrijednim bioaktivnim spojevima kao što su proteini (s 50-70% suhe težine). Budući da je spirulina odobrena od strane FDA (Food Drug Administration of United States) kao GRAS (Generally Recognized As Safe), spirulina i ekstrakti spiruline mogu se koristiti u komercijaliziranoj hrani ili kao dodaci prehrani.

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije algi

Ultrazvučna ekstrakcija nadmašuje alternativne metode ekstrakcije u mnogostrukim točkama, kao što su visoki prinos, pouzdanost, sigurnost, jednostavnost i prihvatljivost za okoliš.

Potpuni prinos ekstrakcije

Ultrazvučni uređaji visokih performansi otvaraju stanice algi i ometaju ih tako da se unutarstanični materijal oslobađa. Ultrazvučna ekstrakcija na taj način oslobađa cijeli spektar bioaktivnih spojeva, kao što su fikobiliproteini, karotenoidi te lipidi i fenoli.
Fikobiliproteini se mogu podijeliti u tri glavne skupine, a to su klorofikocijanini, alofikocijanini i fikoeritrini. C-fikocijanin je prirodni plavi pigment koji se široko koristi u prehrambenim i farmaceutskim proizvodima. Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa puni spektar proteina.

Hielscher Ultrasonics' SonoStation je ultrazvučna postavka jednostavna za korištenje za proizvodnju. SonoStation se koristi za ekstrakciju biaktivnih spojeva, npr. iz algi. (Kliknite za povećanje!)

SonoStation – ultrazvučni sustav s 2x 2kW ultrasonicators, spremnik za miješanje i pumpa – je user-friendly sustav za ekstrakciju.

Zahtjev za informacije




Imajte na umu naše politika privatnosti.




Visoka učinkovitost ekstrakcije

Duangsee i sur. (2009.) testirali su dvije različite metode ekstrakcije (ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju otapalom i ekstrakciju ponovljenim zamrzavanjem i odmrzavanjem) bioaktivnih spojeva iz biomase Arthospira i otkrili da je ultrazvučna ekstrakcija otapalom rezultirala većom učinkovitošću ekstrakcije (22,1%) od smrzavanja i odmrzavanja ( 15,6%). Usporedba pucanja stanica između sonikacije i ponovljenog zamrzavanja i odmrzavanja pokazuje da je sonikacija učinkovitija. Ultrazvučna kavitacija ometa stanice algi brzo i učinkovito što rezultira većim ometanjem stanica u usporedbi sa stanicama spiruline tretiranim ponovljenim zamrzavanjem i odmrzavanjem.
Sonikacija je bila učinkovitija u razbijanju stanične ovojnice u usporedbi s ponavljanim zamrzavanjem i odmrzavanjem. Prinos ekstrakcije fikocijanina pokazao je da temperatura obrade utječe na učinkovitost ekstrakcije.

Brzi proces ekstrakcije

Ultrazvučni sustavi visokih performansi mogu primijeniti veliku snagu ultrazvuka preko visokih amplituda u suspenziju algi. To čini ultrazvučnu ekstrakciju vrlo brzom metodom obrade.

kontrola temperature

Ultrasonication je netermalna, čisto mehanička tehnika ekstrakcije. Temperatura ekstrakcije može se precizno kontrolirati pomoću priključnog temperaturnog senzora, koji je povezan s digitalnim Hielscher ultrasonicatorom. Softver Hielscherovih digitalnih ultrazvučnih uređaja omogućuje postavljanje temperaturnih ograničenja, tako da ultrazvučni homogenizator pauzira kada se dosegne temperaturna granica. Precizna kontrola temperature omogućuje sprječavanje toplinske degradacije materijala osjetljivih na toplinu kao što su fikobiliproteini, vitamini, polifenoli, polisaharidi, lipidi i drugi bioaktivni spojevi.

Kompatibilan s raznim otapalima

Ultrasonication je kompatibilan s gotovo svim otapalima. Ultrazvučna ekstrakcija u kombinaciji sa zelenim otapalima kao što su voda ili etanol proizvode čiste ekstrakte. Ovi ultrazvučni ekstrakti mogu se sigurno ugraditi u hranu budući da otapala za ekstrakciju etanol i voda imaju GRAS (općenito priznato kao sigurno) status.

Ponovljivost i standardizacija procesa

Hielscherovi digitalni ultrazvučni uređaji dolaze s inteligentnim softverom i razrađenim nizom postavki za idealne parametre ekstrakcije. Softver protokolira sve parametre ultrazvučnog procesa (npr. amplitudu, neto snagu, ukupnu snagu, temperaturu, tlak, vrijeme, datum) i zapisuje podatke sonikacije u CSV datoteku na ugrađenoj SD kartici. To vam omogućuje da standardizirate svoj proces ekstrakcije i da pomno pratite sonikaciju i kvalitetu izlaza. Ove značajke pomažu vam ispuniti zahtjeve standardizacije procesa, kao i dobre proizvodne prakse (GMP), koje su oboje vrlo važne kada se ekstrakti proizvode za dodatke, hranu ili farmaceutske proizvode.

Protokol ultrazvučne ekstrakcije fikocijanina

Mazumder i sur. (2017) istraživali su optimalne parametre obrade za ultrazvučnu ekstrakciju fikocijanina i fenola iz Arthospira platensis. Maksimalni prinos fikocijanina (29,9 mg/g) i ukupnih fenola (2,4 mg/g) dobiven je pri koncentraciji etanola od 40 %, temperaturi ekstrakcije od 34,9 °C korištenjem ultrazvučnog uređaja UP50H (50 watta, 30 kHz) pri amplitudi od 95 % za vrijeme ekstrakcije od 104,7 sekundi.

Vernès i sur. (2019) koristili su ultrazvučni uređaj UIP1000hdT (1000 W, 20 kHz) za izdvajanje proteina iz spiruline. Ultrasonicator je opremljen sonotrodom BS2d34 i ultrazvučnim protočnim reaktorom (pogledajte donju sliku za točnu postavku ultrazvučne ekstrakcije s protočnom ćelijom i Seepex pumpom).

Ultrazvučna ekstrakcija s UIP1000hdT za ekstrakciju algi

UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) postavljanje i naša ekstrakcija proteina iz spiruline u laboratorijskim razmjerima
izvor: Vernes et al. 2019

Rezultati istraživanja pokazuju da uvjeti ultrazvučne ekstrakcije optimizirani za prinos proteina uključuju blago povišenu temperaturu i tlak (tzv. manothermosonication MTS). MTS potiče prijenos mase i omogućuje dobivanje 229% više proteina (28,42 ± 1,15 g/100 g suhe težine) od konvencionalnog procesa bez ultrazvuka (8,63 ± 1,15 g/100 g suhe težine).
S 28,42 g proteina dobivenih na 100 g suhe biomase spiruline u ekstraktu, postignuta je stopa oporavka proteina od 50% u samo 6 minuta u kontinuiranom procesu sonikacije. Mikroskopsko snimanje otkriva da akustična kavitacija utječe na filamente spiruline različitim mehanizmima kao što su fragmentacija, sonoporacija, detekturacija. Ovi različiti učinci čine ekstrakciju, otpuštanje i solubilizaciju bioaktivnih spojeva spiruline lakšom i učinkovitijom, što rezultira visokim prinosom proteina visoke kvalitete.
Što se tiče kvalitete ultrazvučno ekstrahiranih proteina, aminokiseline nisu degradirane ultrazvučnim tretmanom, ali su prisutne u većoj količini u slučaju sonikacije u usporedbi s konvencionalnom ekstrakcijom.
Kada se usporede manothermosonication i ultrazvučna ekstrakcija bez povišenog tlaka i temperature, razlika u prinosu ekstrakcije i učinkovitosti je samo minimalna. Stoga se samo ultrazvuk smatra najekonomičnijom i najlakšom tehnikom za proizvodnju visokokvalitetnog ekstrakta bogatog proteinima spiruline. Ultrazvučna ekstrakcija je zelena, ekološki prihvatljiva tehnika ekstrakcije prikladna za ekstrakciju proteina iz spiruline u laboratorijskim razmjerima, koja se lako može skalirati na pilot i industrijske razmjere. (usp. Vernès et al. 2019.)

UP400St ultrazvučna ekstrakcija u seriji od 8L

UP400St za ultrazvučnu ekstrakciju algi u seriji od 8L

Ultrazvučni ekstraktori visokih performansi

Svi rezultati ekstrakcije postignuti u maloj mjeri mogu se linearno skalirati na veće proizvodne kapacitete. Hielscher Ultrasonics veliki portfelj proizvoda od laboratorija do industrijskih sustava ekstrakcije ima najprikladniji ultrasonicator za vaš predviđeni procesni kapacitet. Naše dugogodišnje iskusno osoblje pomoći će vam od testova izvedivosti i optimizacije procesa do instalacije vašeg ultrazvučnog sustava na razini konačne proizvodnje.

Ultrazvučni homogenizator UP400St za šaržnu ekstrakciju biljaka uz miješanje

Ultrazvučna ekstrakcija biljaka - serija od 8 litara - UP400St

Video sličica

Hielscher Ultrasonics – Sofisticirana oprema za ekstrakciju

Portfelj proizvoda Hielscher Ultrasonics pokriva cijeli raspon ultrazvučnih ekstraktora visokih performansi od malih do velikih. Dodatni pribor omogućuje jednostavnu montažu najprikladnije konfiguracije ultrazvučnog uređaja za vaš proces. Optimalna ultrazvučna postavka ovisi o predviđenom kapacitetu, volumenu, sirovini, šaržnom ili inline procesu i vremenskoj liniji. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima. Linearna skalabilnost ultrazvučnih procesa ekstrakcije omogućuje jednostavno i pouzdano povećanje proizvodnje. Pročitajte više o linearnom povećanju procesa ultrazvučne ekstrakcije!

Birajte između raznih dodataka kao što su:

  • sonotrode različitih veličina, promjera i oblika
  • sonotrode za visoku amplitudu od 200µm i više
  • reaktori s protočnim ćelijama različitih volumena i geometrija
  • brojne booster rogove za povećanje ili smanjenje dobitaka
  • potpune postavke sonikacije kao što je SonoStation, koje uključuju ultrazvučni ekstraktor, spremnik, mješalicu i pumpu
  • priključni temperaturni senzori
  • priključni senzori tlaka

Naše dobro obučeno osoblje s dugogodišnjim iskustvom savjetovat će vas i preporučiti najprikladniji ultrazvučni sustav za vaše zahtjeve procesa ekstrakcije!

Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Volumen serije Protok Preporučeni uređaji
1 do 500 ml 10 do 200 ml/min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L/min UIP4000hdT
na 10 do 100L/min UIP16000
na veći klaster od UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Pitajte za više informacija

Molimo upotrijebite donji obrazac kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, primjeni i cijeni. Bit će nam drago razgovarati s vama o vašem procesu i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji odgovara vašim zahtjevima!









Imajte na umu naše politika privatnosti.




Ultrazvučna botanička ekstrakcija daje veće prinose. Homogenizator Hielscher UIP2000hdT od 2000 W dovoljno je snažan da lako ekstrahira količine od 10 litara do 120 litara.

Ultrazvučna ekstrakcija biljaka - serija od 30 litara / 8 galona

Video sličica

Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju stanica.

Ultrazvučni homogenizatori velike snage od laboratorija do pilot i industrijski mjerilo.



Literatura / Reference

Činjenice koje vrijedi znati

spirulina

Spirulina, koja je prokariotska bakterija, bogata je pigmentima kao što su karotenoidi, klorofil i fikocijanin. Karotenoidi (npr. β-karoten, narančasto-žuti pigment), klorofil i fikocijanin mogu se naći u 0,4, 1,0 odnosno 14% suhe mase. Fikocijanin je plavo-zeleni protein, tzv. biliprotein, koji se nalazi u fotosintetskim lamelama u citoplazmatskoj membrani cijanobakterija.
Koristi se kao dodatak hrani i boja za hranu, dodatak prehrani i za imunodijagnostičke primjene.

Bit će nam drago razgovarati o vašem procesu.

Let's get in contact.