A spirulina pigmentek ultrahangos extrakciója
Az ultrahangos extrakció rendkívül hatékonynak bizonyult a kiváló minőségű mikroalgák kivonatainak izolálására. A spirulina pigmentek, mint például a fikocianin, szuperételként ismertek, amelyek magas antioxidáns-, vitamin- és fehérjetartalmuk miatt hozzájárulnak az egészségügyi előnyökhöz. Az erősen koncentrált kiegészítők, például porok és tabletták előállításához a kék pigmenteket a spirulina algákból kell kivonni.
Spirulina
Az Arthrospira platensis (A. platensis) és az Arthrospira maxima (A. maxima) spirulina néven ismert. A spirulina kék-zöld alga, amely aminosavakban és antioxidánsokban gazdag. A tápanyagok, például fehérjék, enzimek, ásványi anyagok és A, K, B12 vitaminok, vas és mangán nagy terhelésével szuperélelmiszernek minősülnek. Az Arthrospira alga nemzetség különösen magas fehérjetartalommal rendelkezik. Fehérjetartalma 53-68 százalék száraz tömegre vonatkoztatva, és az összes esszenciális aminosav teljes spektrumát kínálja. Továbbá az Arthrospira nagy mennyiségű többszörösen telítetlen zsírsavat (PUFA) tartalmaz, ami kb. 1,5-2% -a a teljes lipidtartalom 5-6% -ának. Ezek a PUFA-k tartalmazzák a γ-linolénsavat (GLA), egy esszenciális omega-6 zsírsavat. Az Arthrospira további bioaktív vegyületei közé tartoznak a vitaminok, ásványi anyagok, valamint a fotoszintetikus pigmentek.
Megjegyzés: Tudományosan a Spirulina platensis (S. platensis) és a Spirulina maxima (S. maxima) helyesen Arthrospira platensis (A. platensis) és Arthrospira maxima (A. maxima) néven szerepel. Mindkét fajt egykor a Spirulina nembe sorolták, és a mai napig spirulina néven ismertek. Bár az Arthrospira és a Spirulina két külön nemzetségének bevezetése ma már általánosan elfogadott, a spirulina kifejezést gyakran használják gyűjtőfogalomként.
Ultrahangos Spirulina extrakció
Az ultrahangos sejtzavarók (más néven ultrahangos extrahálók) jól ismertek arról, hogy képesek megnyitni a sejteket az intracelluláris anyag felszabadítása érdekében. Amikor az intenzív ultrahanghullámok folyadékokká kapcsolódnak, az akusztikus kavitáció jelensége következik be. A kavitációs erők megzavarják a sejtfalakat és fokozzák a tömegátadást, így a bioaktív célvegyületek a sejtből a folyadékba kerülnek.
Ultrahangos extrakció sejtekből: a mikroszkópos keresztirányú szakasz (TS) mutatja a hatásmechanizmust a sejtekből történő ultrahangos extrakció során (nagyítás 2000x) [forrás: Vilkhu et al. 2011]
Az ultrahangos extrakció előnyei
- magas hozam
- Kiváló kivonatminőség
- gyors extrakció
- Enyhe, nem termikus folyamat
- Különböző oldószerek
- Biztonságos
- könnyen kezelhető
- Lineáris felskálázás
- Alacsony karbantartási igény
- Gyors megtérülés
Kinyerési protokoll
Prabuthas et al. (2011) a következő extrakciós protokollt dolgozta ki a kiváló minőségű fikocianin kivonat előállítása érdekében: A fikocianin extrakciót a fikocianin koncentráció szempontjából desztillált vízzel és 1% CaCl2 oldattal értékeltük. A tengeri alga spirulinát szárított formában használják, mivel a nedves biomasszát a baktériumok azonnal hasznosítják, és tápanyag-összetétele miatt megkezdi a lebomlást. Ezért e problémák elkerülése érdekében szárított alga biomassza használata ajánlott. Az extrakciót úgy végeztük, hogy 0,1 g szárított biomasszát összekevertünk az oldószer mennyiségével, szonikálást végeztünk idő és amplitúdó a kísérleti terv szerint. A minta szuszpenziókat ultrahanggal ultrahanggal kezeltük egy Hielscher UP50H ultrahangos cella-diszruptorral, majd centrifugálással 15 percig 13500 fordulat / perc sebességgel hűtött centrifugával. A különböző oldószerekkel végzett extrakció során a fikocianin és fehérje tartalom kalcium-klorid és desztillált víz volt.
A maximális fikocianin mennyiséget, 0,3116 mg/ml-t kalcium-klorid oldatban, majd 0,299 mg/ml-t desztillált vízben kaptuk. A maximális fehérjemennyiséget 63,63% -ban desztillált víz oldószerben és 54,69% -ban kalcium-klorid oldatban kaptuk. Tehát a CaCl2 oldatot találtuk a legjobb oldószernek a fikocianin ultrahangos segítségével történő extrahálásához.
Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók a spirulina extrakcióhoz
Hielscher az Ön hosszú távú tapasztalt partnere, amikor a növényi és fitobiomasszából származó bioaktív anyagok erőteljes, megbízható ultrahangos extrakciójáról van szó. Minden ultrahangos elszívó működtethető 24/7 és alkalmasak az étrendi kivonatok kereskedelmi előállítására. Termékválasztékunk lefedi a teljes spektrumot a kisebb kézi biodisruptoroktól a kísérleti ultrahangos készülékekig és az ipari ultrahangos rendszerekig. Különböző tartozékok, mint például a különböző sonotrodes és áramlási cellás reaktorok lehetővé teszik az optimális alkalmazkodást a folyamat követelményeihez. Minden Hielscher ultrahangos processzor robusztus, könnyen kezelhető és felhasználóbarát. Digitális vezérelt ultrahangos készülékeink beépített SD-kártyával rendelkeznek az ultrahangos adatok automatikus protokollálásához.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000 |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
- Hosszú távú tapasztalat az ultrahangos kezelésben
- kiváló minőség
- Erőteljesség
- 24/7 működés
- Szárazonfutás elleni védelem
- lineáris méretezhetőség
- Kiváló ügyfélszolgálat
- Alacsony karbantartási igény
- képzés & telepítési szolgáltatás
- Műszaki központ
- folyamatfejlesztés
- Testreszabott ultrahangos berendezések
Jól képzett munkatársaink biztosítják a magas szintű ügyfélszolgálatot és a professzionális tanácsadást.
Vegye fel velünk a kapcsolatot még ma! Örömmel ajánljuk Önnek az alkalmazásához legmegfelelőbb ultrahangos elszívót.
Nagy teljesítményű ultrahangos elszívók laboratóriumtól kísérleti és ipari méretekig.
Irodalom/Hivatkozások
- Merlyn Sujatha Rajakumar and Karuppan Muthukumar (2018): Influence of pre-soaking conditions on ultrasonic extraction of Spirulina platensis proteins and its recovery using aqueous biphasic system. Separation Science and Technology 2018.
- Smriti Kana Pyne, Paramita Bhattacharjee, Prem Prakash Srivastav (2020): Process optimization of ultrasonication-assisted extraction to obtain antioxidant-rich extract from Spirulina platensis. Sustainability, Agri, Food and Environmental Research 8(4), 2020.
- Zhou, Jianjun; Min Wang, Francisco J. Barba, Zhenzhou Zhu, Nabil Grimi (2023):
A combined ultrasound + membrane ultrafiltration (USN-UF) process for enhancing saccharides separation from Spirulina (Arthrospira platensis). Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 85, 2023. - Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): An efficient extraction of phycocyanin by ultrasonication and separation using ‘sugaring out’. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
- Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standardization of rapid and economical method for neutraceuticals extraction from algae. Journal of Stored Products and Postharvest Research Vol. 2(5) pp. 93 – 96, May 2011.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Spirulina
A spirulina egyfajta cianobaktérium (más néven cianophyta), amely olyan baktériumok törzse, amelyek energiájukat fotoszintézis útján nyerik. Ezek az egyetlen fotoszintetikus prokarióták, amelyek képesek oxigént termelni. A cianobaktériumok neve a baktériumok színéből származik (görögül: κυανός, transzlit. kyanós, lit. kék). Színük miatt kék-zöld algáknak is nevezik őket, bár az alga kifejezés a modern használatban az eukariótákra korlátozódik. A Spirulina platensis (S. platensis) egy multifonalas prokarióta cianobaktérium, amely monokultúrában könnyen termeszthető nyílt tavakban vagy zárt bioreaktorokban. A C-phycocyanin (C-PC) a spirulina fő phycobiliproteinje.
Spirulina kivonatok
A Spirulina egy népszerű étrend-kiegészítő, amely tengeri cianobaktériumok (kék-zöld algák) biomasszájából származik. A vegán fehérje- és pigmentkiegészítők előállításához használt két spirulina faj az Arthrospira platensis és az Arthrospira maxima. Az ezekből a mikroalgákból felszabaduló kivonat gazdag antioxidánsokban, aminosavakban és vitaminokban. Ezért a kék extraktumport gyümölcslevekhez, turmixokhoz, turmixokhoz és italokhoz adják, és gyönyörű, intenzív kék színt adnak nekik. Alternatív megoldásként a spirulina kivonat tabletta formájában is fogyasztható.
A fikocianin allophycocyanin és a phycoerythrin a fénygyűjtő phycobiliprotein családból származó pigment-fehérje komplexek, amelyek intenzív világoskék színükről ismertek. A fikocianin a klorofill kiegészítő pigmentje. Mivel minden fikobiliprotein vízben oldódik, nincsenek jelen a membránon belül, hanem a fikobiliproteinek aggregátumokként (úgynevezett fikobiliszómákként) kötődnek a sejtmembránhoz.
Ultrahangos extrakció és sejtzavar
Az ultrahanggal segített extrakciót (UAE) a bioaktív vegyületek felszabadítására és izolálására használják a fitoanyagból és a szövetekből.
Az ultrahangos extrakciós folyamatokhoz intenzív ultrahanghullámok kapcsolódnak egy közeghez, ahol a hullámok váltakozó tömörítést és terjeszkedést generálnak. A kompressziós / tágulási ciklusok során vákuumbuborékok keletkeznek, amelyek több cikluson keresztül nőnek, amíg nem tudnak több energiát elnyelni, így hevesen összeomlanak. A buborék implózió nagy energiájú állapotot hoz létre, akár 5000 K helyileg előforduló hőmérséklettel, 1000 atm nyomáskülönbséggel, 1010 K/s feletti fűtési és hűtési sebességgel, valamint 280 m/s sebességű folyadéksugarakkal. Ezt a jelenséget akusztikus kavitációnak nevezik.
Az ultrahangos extrakció akusztikus kavitáción és hidrodinamikai nyíróerőin alapul