Ultrazvučni Astaksantina ekstrakcija za veće prinosa
- Astaksantina je vrlo moćan antioksidans koristi u farmaceutskim proizvodima i dodacima prehrani.
- Kako bi se proizvesti visokokvalitetni Astaksantina iz prirodnih izvora kao što su alge, potrebna je tehnika ekstrakcije visokih performansi.
- Ultrazvučna ekstrakcija je mehanički tretman, koji daje visoke prinosa Astaksantina u vrlo kratkom vremenu ekstrakcije.
Sonicatori visokih performansi za visokokvalitetne ekstrakte astaksantina
Ultrazvučna ekstrakcija je tehnika ekstrakcije visokih performansi koja koristi intenzivne ultrazvučne valove za ekstrakciju astaksantina iz prirodnih izvora, kao što su mikroalge, kril, ili rakovi. Astaksantin je prirodni karotenoidni pigment poznat po snažnim antioksidativnim svojstvima i raznim zdravstvenim prednostima. Obično se koristi kao dodatak prehrani i sredstvo za bojanje hrane. Lear kako ultrazvukom pomaže poboljšati svoj proces ekstrakcije astaksantina!
Ultrazvučno vađenje Astaksantina iz mikroalgi
Astaksantina za dodatke prehrani, koji su konzumirani od strane ljudi i životinja za svoje zdravstvene prednosti, Astaksantina se dobiva iz morskih plodova ili ekstrahirana iz algi H. pluvialis. Hematococcus pluvialis je zelena mikroalga, koja proizvodi visoke Astaksantina sadržaj kada se primjenjuju uvjeti stresa, npr visoka salinitet, nedostatak dušika, visoke temperature i svjetlosti. S do 9,2 mg/g Astaksantina po algi stanica (= do 3,8% na suhoj težini H. pluvialis), Hematococcus pluvialis akumulira vrlo visok sadržaj prirodnog Astaksantina i stoga je preferirani organizam za proizvodnju Astaksantina.
Da bi se astaksantin oslobodio iz zelenih mikroalgi, stanice algi moraju biti poremećene. Ultrasonication je dobro uspostavljen u svrhu poremećaja stanica, lize i izolacije bioaktivnih spojeva auch kao lipidi, antioksidansi, polifenoli i prirodni pigmenti. Ultrazvuka visokih performansi stvara čisto mehaničke sile koje ometaju stanične stijenke silama smicanja i uzrokuju oslobađanje bioaktivnih tvari kao što je astaksantin.
Ultrazvučno vađenje Astaksantina iz kvasca
Phaffia rhodozyma je kvasac bogat astaksantinom. Međutim, debela stanična stijenka P. rhodozyma, koja se uglavnom sastoji od glukana i odgovorna je za krutost stanica, čini poremećaj stanica i izolaciju astaksantina zahtjevnim zadatkom. 2015) otkrili su da ultrazvučna ekstrakcija u kombinaciji s mliječnom kiselinom pojačava poremećaj stanica i čini ekstrakciju astaksantina iz P. rhodozyma zelenijim, environmetal-prijateljskiji proces. Koristili su mliječnu kiselinu kao medij za poremećaje i etanol kao otapalo za ekstrakciju. Maksimalni prinos astaksantina (90%) dobiven je za ultrazvučno potpomognut ekstrakcijski pristup na temelju primjene mliječne kiseline od 3 M, vrijeme poremećaja od 15 min. Snažni ultrazvučni ekstraktori kao što su UIP4000hd (4kW, vidi sliku. lijevo) u kombinaciji s protočnim reaktorom pod tlakom omogućuju stvaranje vrlo intenzivne kavitacije. Sile kavitacije smicanja ometaju stanične stijenke kvasca i potiču prijenos mase između unutrašnjosti stanice i otapala.
- Superiorni prinos
- Ekstrakcija velike brzine – u roku od nekoliko minuta
- ekstrakti Visoka kvaliteta – Blaga, ne-termalna
- Zelena otapala (npr. voda/etanol)
- isplativ
- Jednostavan i siguran rad
- Niska ulaganja i operativni troškovi
- 24/7 operacija pod teškom
- Zelena, eko-friendly metoda
Ultrazvučni Astaksantina ekstrakcija – u batch ili kontinuiranom načinu protoka
Astaksantina je lipofilna smjesa i može se otopiti u otapalima (npr. 48,0% etanola u etilacetat) i ulja (npr sojino ulje).
Serije: Ultrazvučni procesi ekstrakcije mogu se rukovati kao jednostavne batch procesima ili kao inline tretman, gdje je medij stalno hranio kroz ultrazvučni protok-kroz reaktor.
Batch obrada je jednostavan postupak, gdje je ekstrakcija se izvodi puno po šarže. Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučni procesore za male do velike serije, tj. 1L na 120L.
Za obradu serija od 5 do 10L preporučujemo UP400St sonotrode S24d22L2D (vidi pic. lijevo).
Za obradu serija od cca 120L, preporučujemo Sonicator UIP2000hdT sa sonotrode RS4d40L4.
Protok kroz: Za veće volumene i full-scale komercijalne ekstrakcije, kontinuirani tekući tok se hrani kroz ultrazvučni reaktor, gdje je otapalo/botanički kaša intenzivno ultrazvukom.
Za volumen od cca 8L/min. preporučujemo da UIP4000hdT s sonotrode RS4d40L3 i tlačni protok-Cell FC130L4-3G0

UIP2000hdT (2kW) za ekstrakciju velikih razmjera
Visoke performanse ultrasonicators za vađenje
Hielscher Ultrasonics je specijaliziran u proizvodnji visokoučinkovitih sonikatora za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz biljaka, kvasaca i stanica. Široki portfelj proizvoda Hielscher Ultrasonics kreće se od malih, snažnih laboratorijskih ultrasonicators do robusnih klupa-top i potpuno industrijskih sustava, koji isporučuju ultrazvuk visokog intenziteta za učinkovitu ekstrakciju i izolaciju bioaktivnih komponenti kao što su astaksantin, kvercetin, kofein, kurkumin, terpeni itd. Svi digitalni sonicatori od 200W do 16.000W imaju intuitivan izbornik s programabilnim postavkama, zaslon osjetljiv na dodir u boji za ugodan rad, integriranu SD karticu za automatsko snimanje podataka, daljinski upravljač preglednika i mnoge druge značajke prilagođene korisnicima. Sonotrode i stanice protoka (dijelovi koji su u kontaktu s medijem) mogu se autoklavirati i lako se čiste. Svi naši ultrasonicators su izgrađeni za 24/7 rad, zahtijevaju nisko održavanje i lako i sigurno za rukovanje.
Digitalni zaslon u boji omogućuje jednostavnu kontrolu ultrazvučne opreme. Naši sustavi su sposobni isporučiti od niskih do vrlo visokih amplituda. Za ekstrakciju kemijskih spojeva kao što je astaksantin, nudimo posebne ultrazvučne sonotrode (također poznate kao ultrazvučne sonde ili rogovi) koje su optimizirane za osjetljivu izolaciju visokokvalitetnih aktivnih tvari. Hielscher nudi posebne sonotrode za visoke amplitude u kombinaciji s tlačnim stanicama protoka koje su u stanju generirati ekstremne kavitacijske sile smicanja, koje ometaju čak i vrlo čvrste stanice kvasca. Robusnost Hielscher ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad u teškim uvjetima iu zahtjevnim okruženjima.
Precizna kontrola ultrazvučnih parametara procesa osigurava ponovljivost i standardizaciju procesa. Hielscher industrijski razmjeri, automatizirani ultrazvučni ekstrakcijski sustavi dizajnirani su za visoke proizvodne kapacitete ekstrakata vrhunske kvalitete, a istovremeno smanjuju rad, troškove i energiju.
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Ekstrakcija sono
Ultrazvučno ekstrakcija ili sono-ekstrakcija se temelji na načelu akustične kavitacije.
Kada se intenzivni Ultrazvučni valovi primjenjuju na tekuće sustave, pojavljuje se akustična kavitacija, što je fenomen generacije, rasta i konačnog kolapsa vakuumskih mjehurića (vidi pic. u nastavku). Tijekom razmnožavanja ultrazvučnim valovima, vakuumski mjehurići osciliraju i rastu dok ne stignu do točke kada ne mogu apsorbirati više energije. Na vrhuncu rasta mjehurića oni se nasilno urušavanja, što uzrokuje lokalno termalne, mehaničke, i kemijske efekte. Mehanički efekti uključuju visoke pritiske do 1000atm, turbulencije, i intenzivne smicanja sile. Te sile ometaju stanične zidove i promovirati prijenos mase između unutrašnjosti ćelije i otapala ispuštanje bioaktivnih spojeva u okolnu tekućinu (tj. otapalo).

Akustična kavitacija, generirana ultrazvukom visokog intenziteta, niske frekvencije, stvara intenzivne sile smicanja i lokalno prisutne visokotlačne i temperaturne diferencijale, koji pružaju potreban utjecaj za poremećaj stanica, intenzivno miješanje i prijenos mase. Ove ultrazvučne sile smicanja uspješno se primjenjuju za ekstrakciju kanabisa.
Ultrazvučno ekstrakcija spojeva iz biljaka i stanične tkiva je dobro istražena. Primjena vrlo intenzivnih ultrazvučnih valova promiče ekstrakcije procesi značajno. Osim procesa intenziviranja – što rezultira većim prinosima i kraćim vremenom ekstrakcije – toplinsku degradaciju i gubitak sastojaka osjetljivih na temperaturu je spriječen jer sonication je netermalno liječenje. Nadalje, ultrazvučna ekstrakcija ima niske investicijske i operativne troškove, smanjuje korištenje otapala i/ili omogućuje korištenje zelenije otapala, što ga čini ekonomično i ekološki-friendly tehnika ekstrakcije. Nadmašio konvencionalne metode ekstrakcije, ultrazvučno potpomognute ekstrakcije (UAE) je usvojen iz prehrambene industrije za proizvodnju bioaktivnih spojeva s ekonomičnim dobicima.

Snažni ultrazvučni valovi ometaju staničnu matricu bioloških struktura i oslobađaju bioaktivne spojeve. Intenzivira se prijenos mase između biljnog materijala i otapala. Zbog tih mehanizama, ultrazvučna ekstrakcija je vrlo učinkovita za ekstrakciju kanabisa.
astaksantin
Astaksantina se razlikuje od duboke crvene boje. To je mast topljiv pigment koji se nalazi u algama (npr Hematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Klorococcum), kvasac (npr. Phaffia rhodozyma), losos, pastrva, Krill, škampi i crayfish. Astaksantina se smatra super antioksidans jer njegova antioksidativna potencija je deset do dvadeset puta moćniji od mnogih drugih karotenoida, kao što su beta-karoten, lutein, i zeaksantina, i stotinu puta moćniji od alfa-tokoferol (vitamin E ).
Astaksantina (3, 3 ′-dihidroxy-β, β-karoten-3,3 ′-Dione) je Keto-karotenoid i pripada većoj klasi kemijskih spojeva poznatih kao terpeni (kao tetraterpenoid), koji se sastoje od pet ugljikovih prekursora, isopentenil difosfat, i dimetilallil difosfat. Astaksantina je klasificiran kao vrsta karotenoidnih spojeva s komponentama kisika koji sadrže, naime hidroksilne (-Oh) ili ketona (C = O), kao što su zeaksantin i canthaxanthin. Astaksantina je metabolit zeaksantina i/ili canthaxanthin, koji sadrži i hidroksilne i ketona funkcionalne skupine. Kao i mnogi karotenoidi, astaksantina je topiv u lipidni pigmenti i razlikuje se po crvenoj boji. Karotenoidi uključujući Astaksantina su dobro poznati po svojim antioksidativni kapacitet.
Astaksantina je crveni pigment i prirodno potječe iz mikrovalova kišnih voda (Hematococcus pluvialis) i kvasac zove Xanthophyllomyces dendrorhous (također poznat kao Phaffia rhodozyma). Alge prolazi pod stresom preko jedne ili kombinacije uvjeta u rasponu od nedostatka hranjivih tvari, povećana saliniteta, i prekomjerno sunce za stvaranje astaxanthin. Vrsta koja konzumira one pod stresom slatkovodne mikroalge, kao što su losos, crvena pastrva, crveno more Bream, Flamingo, rakova (npr škampi, Krill, rakova, jastog, rakovi), odražavaju pigmentaciju crvene-narančaste nijanse u njihovom izgledu.
Kao dodatak, Astaksantina se primjenjuje za svoje zdravlje-promicanje i bolesti liječenje efekte. Astaksantina je dobro osnovan nuttrutički primijenjen za poboljšanje kože Heath (npr. smanjiti bore, šteta suncem izgorjeti itd).
Nadalje, Astaksantina dobiva povećanje pažnje za njegovu uporabu za liječenje Alzheimerove bolesti, Parkinsonova bolest, kardiokirurgija deaseses, visoki kolesterol, bolesti jetre, dobne makularne degeneracije, i sprečavanje raka.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.