Ուլտրաձայնային ջրիմուռների արդյունահանում սննդային հավելումների համար
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը ջրիմուռների բջիջները արդյունավետ և արագ խաթարելու լավագույն մեթոդն է: Sonication-ը կարող է ազատել կենսաակտիվ միացությունների ամբողջական քանակությունը, ինչը ուլտրաձայնային տեխնիկան դարձնում է բարձր արդյունավետ:
Ինչպես հեռացնել սպիտակուցներ, լիպիդներ և ֆենոլներ ջրիմուռներից ուլտրաձայնային օգնությամբ
Ջրիմուռների և միկրոջրիմուռների տեսակները հարուստ են կենսաբանորեն ակտիվ միացություններով, ինչպիսիք են սպիտակուցները, լիպիդները, կարոտինոիդները, պիգմենտները (օրինակ՝ ֆիկոցիանիններ, ասաստաքսանտին և այլն), ֆենոլներ և պոլիսախարիդներ (օրինակ՝ կարագինաններ): Սա դրանք դարձնում է լայնորեն օգտագործվող բնական նյութ՝ սննդամթերքի և սննդային հավելումների համար քաղվածքներ արտադրելու համար: Սննդային հավելումների համար սովորաբար օգտագործվող ջրիմուռների տեսակներն են Arthrospira maxima և (հայտնի է նաև որպես spirulina), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis և Ulva spp: Հայտնի է, որ ջրիմուռները բարձրորակ սպիտակուցների, լիպիդների, երկար շղթայով PUFA-ների (այսինքն օմեգա-3), պոլիսախարիդների (օրինակ՝ ալգինատ, կարագինան, β-գլյուկաններ), վիտամինների և հակաօքսիդանտների լավ աղբյուր են:
Սպիրուլինան ջրիմուռների սովորաբար օգտագործվող տեսակ է, որը հարուստ է բարձր արժեքավոր կենսաակտիվ միացություններով, ինչպիսիք են սպիտակուցները (50-70% չոր քաշով): Քանի որ Spirulina-ն հաստատված է FDA-ի (ԱՄՆ Սննդի դեղերի վարչություն) կողմից որպես GRAS (ընդհանուր առմամբ ճանաչված է որպես անվտանգ), սպիրուլինայի և սպիրուլինայի քաղվածքները կարող են օգտագործվել առևտրային սննդի մեջ կամ որպես սննդային հավելումներ:
Ուլտրաձայնային ջրիմուռների արդյունահանման առավելությունները
Ուլտրաձայնային արդյունահանումը գերազանցում է արդյունահանման այլընտրանքային մեթոդները բազմաբնույթ կետերում, ինչպիսիք են բարձր եկամտաբերությունը, հուսալիությունը, անվտանգությունը, պարզությունը և շրջակա միջավայրի համար բարեկամականությունը:
Արդյունահանման ամբողջական եկամտաբերություն
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքերը կոտրում են ջրիմուռների բջիջները և խաթարում դրանք, որպեսզի ներբջջային նյութը ազատվի: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը դրանով իսկ ազատում է կենսաակտիվ միացությունների ամբողջ սպեկտրը, ինչպիսիք են ֆիկոբիլիպրոտեինները, կարոտինոիդները և լիպիդները և ֆենոլները:
Ֆիկոբիլիպրոտեինները կարելի է տարբերակել երեք հիմնական խմբի՝ քլորոֆիկոցիանիններ, ալոֆիկոցիանիններ և ֆիկոերիտրիններ։ C-Phycocyanin-ը բնական կապույտ պիգմենտ է, որը լայնորեն կիրառվում է սննդի և դեղագործական ապրանքների մեջ։ Ուլտրաձայնային արդյունահանումը ազատում է սպիտակուցների ամբողջ սպեկտրը:
SonoStation – ուլտրաձայնային համակարգ՝ 2x2 կՎտ հզորությամբ ուլտրաձայնային սարքերով, խառնված տանկով և պոմպով – արդյունահանման համար օգտագործողի համար հարմար համակարգ է:
Բարձր արդյունահանման արդյունավետություն
Duangsee et al. (2009 թ.) փորձարկվել է Arthospira-ի կենսազանգվածից կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանման երկու տարբեր եղանակներ (ուլտրաձայնային օգնությամբ լուծիչի արդյունահանում և արդյունահանում կրկնակի սառեցման և հալեցման միջոցով) և պարզել է, որ լուծիչի ուլտրաձայնային արդյունահանումը հանգեցրել է արդյունահանման ավելի բարձր արդյունավետության (22.1%), քան սառեցումը և հալեցումը ( 15.6%): Բջջային պատռվածքի համեմատությունը ձայնային արտանետման և կրկնվող սառեցման և հալեցման միջև ցույց է տալիս, որ sononication-ը ավելի արդյունավետ է: Ուլտրաձայնային կավիտացիան արագ և արդյունավետ կերպով խաթարում է ջրիմուռների բջիջները, ինչը հանգեցնում է բջիջների ավելի մեծ խզման՝ համեմատած սպիրուլինայի բջիջների հետ, որոնք վերաբերվում են կրկնակի սառեցմամբ և հալեցմանը:
Sonication-ը ավելի արդյունավետ էր բջջային ծրարը կոտրելու համար, երբ համեմատվում էր կրկնակի սառեցման և հալեցման հետ: Ֆիկոցիանինի արդյունահանման արդյունքը ցույց է տվել, որ մշակման ջերմաստիճանը ազդել է արդյունահանման արդյունավետության վրա:
Արդյունահանման արագ գործընթաց
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային համակարգերը կարող են կիրառել բարձր ուլտրաձայնային հզորություն բարձր ամպլիտուդների միջոցով ջրիմուռների կախոցի մեջ: Սա ուլտրաձայնային արդյունահանումը դարձնում է շատ արագ մշակման մեթոդ:
ջերմաստիճանի վերահսկում
Ultrasonication-ը ոչ ջերմային, զուտ մեխանիկական արդյունահանման տեխնիկա է: Արդյունահանման ջերմաստիճանը կարելի է ճշգրիտ վերահսկել՝ օգտագործելով խցանվող ջերմաստիճանի սենսոր, որը միացված է թվային Hielscher ուլտրաձայնային սարքին: Hielscher-ի թվային ուլտրաձայնային սարքերի ծրագրակազմը թույլ է տալիս սահմանել ջերմաստիճանի սահմաններ, որպեսզի ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորը դադարեցնի ջերմաստիճանի սահմանաչափը հասնելու դեպքում: Ջերմաստիճանի ճշգրիտ վերահսկումը թույլ է տալիս կանխել ջերմային զգայուն նյութերի ջերմային քայքայումը, ինչպիսիք են ֆիկոբիլիպրոտեինները, վիտամինները, պոլիֆենոլները, պոլիսախարիդները, լիպիդները և այլ կենսաակտիվ միացությունները:
Համատեղելի է տարբեր լուծիչների հետ
Ultrasonication-ը համատեղելի է գրեթե ցանկացած լուծիչի հետ: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը կանաչ լուծիչների հետ համատեղ, ինչպիսիք են ջուրը կամ էթանոլը, արտադրում են մաքուր քաղվածքներ: Այս ուլտրաձայնային քաղվածքները կարող են ապահով կերպով ներառվել սննդի մեջ, քանի որ էթանոլի և ջրի արդյունահանման լուծիչները ունեն GRAS (ընդհանուր առմամբ ճանաչված որպես անվտանգ) կարգավիճակ:
Վերարտադրելիություն և գործընթացների ստանդարտացում
Hielscher-ի թվային ուլտրաձայնային սարքերը գալիս են խելացի ծրագրաշարով և մշակված տարբեր պարամետրերով իդեալական արդյունահանման պարամետրերի համար: Ծրագրաշարը արձանագրում է ուլտրաձայնային գործընթացի բոլոր պարամետրերը (օրինակ՝ առատություն, զուտ հզորություն, ընդհանուր հզորություն, ջերմաստիճան, ճնշում, ժամ, ամսաթիվ) և ձայնագրման տվյալները գրում է CSV ֆայլի մեջ ներկառուցված SD-քարտի վրա: Սա թույլ է տալիս ստանդարտացնել ձեր արդյունահանման գործընթացը և ուշադիր հետևել ձայնային արտանետման և որակի արդյունքին: Այս հատկանիշներն օգնում են ձեզ կատարել գործընթացի ստանդացման պահանջները, ինչպես նաև Լավ արտադրական պրակտիկա (GMP), որոնք երկուսն էլ շատ կարևոր են, երբ քաղվածքները արտադրվում են հավելումների, սննդի կամ դեղագործական արտադրանքի համար:
Ուլտրաձայնային ֆիկոցիանինի արդյունահանման արձանագրություն
Mazumder et al. (2017) ուսումնասիրել է ֆիկոցիանինի և ֆենոլիկների ուլտրաձայնային արդյունահանման օպտիմալ մշակման պարամետրերը Arthospira platensis-ից: Ֆիկոցիանինի (29,9 մգ/գ) և ընդհանուր ֆենոլիկների (2,4 մգ/գ) առավելագույն ելքը ստացվել է 40% էթանոլի կոնցենտրացիայի, 34,9°C արդյունահանման ջերմաստիճանի դեպքում՝ օգտագործելով UP50H ուլտրաձայնային սարքը (50 վտ, 30 կՀց) 95% ամպլիտուդով: արդյունահանման ժամանակը 104,7 վրկ.
Վերնեսը և այլք (2019) օգտագործել է UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ուլտրաձայնային սարք՝ սպիրուլինայից սպիտակուցներ հանելու համար: Ուլտրաձայնային սարքը հագեցած էր BS2d34 sonotrode-ով և ուլտրաձայնային հոսքի ռեակտորով (տե՛ս ստորև նկարը՝ հոսքի բջիջի և Seepex պոմպի հետ ուլտրաձայնային արդյունահանման ճշգրիտ կարգավորումների համար):
UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) կարգավորում և մեր սպիտակուցի արդյունահանումը սպիրուլինայից լաբորատոր մասշտաբով
Աղբյուր՝ Վերնես և այլք։ 2019թ
Հետազոտության արդյունքները ցույց են տալիս, որ ուլտրաձայնային արդյունահանման պայմանները, որոնք օպտիմիզացված են սպիտակուցի բերքատվության համար, ներառում են մի փոքր բարձր ջերմաստիճան և ճնշում (այսպես կոչված, մանոթերմոսոնացման MTS): ՄՏՍ-ը նպաստում է զանգվածի փոխանցմանը և հնարավորություն է տալիս ստանալ 229% ավելի շատ սպիտակուցներ (28,42 ± 1,15 գ/100 գ չոր քաշ), քան սովորական գործընթացը առանց ուլտրաձայնի (8,63 ± 1,15 գ/100 գ չոր քաշ):
Էքստրակտում առկա 100 գ չոր սպիրուլինայի կենսազանգվածի դիմաց ստացված 28,42 գ սպիտակուցներով, 50% սպիտակուցի վերականգնման արագություն ձեռք է բերվել միայն 6 րոպեում շարունակական ձայնային ախտահանման գործընթացում: Միկրոսկոպիկ պատկերումը ցույց է տալիս, որ ակուստիկ կավիտացիան ազդում է սպիրուլինայի թելերի վրա տարբեր մեխանիզմներով, ինչպիսիք են մասնատումը, սոնոպորացիան, դեքստուրացիան: Այս զանազան էֆեկտները հեշտացնում և արդյունավետ են դարձնում սպիրուլինայի կենսաակտիվ միացությունների արդյունահանումը, ազատումը և լուծարումը, ինչը հանգեցնում է բարձրորակ սպիտակուցի բարձր բերքատվության:
Ինչ վերաբերում է ուլտրաձայնային եղանակով արդյունահանվող սպիտակուցների որակին, ապա ամինաթթուները չեն քայքայվել ուլտրաձայնային բուժման արդյունքում, բայց դրանք ավելի մեծ քանակությամբ են առկա ուլտրաձայնային արդյունահանման դեպքում, համեմատած սովորական արդյունահանման հետ:
Երբ համեմատվում են մանոթերմոսոնիկացումը և ուլտրաձայնային արդյունահանումը առանց բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի, արդյունահանման եկամտաբերության և արդյունավետության տարբերությունը միայն նվազագույն է: Հետևաբար, միայն ուլտրաձայնը համարվում է ամենատնտեսող և ամենահեշտ տեխնիկան՝ սպիրուլինայի սպիտակուցներով հարուստ բարձրորակ էքստրակտ արտադրելու համար: Ուլտրաձայնային արդյունահանումը կանաչ, էկոլոգիապես մաքուր արդյունահանման տեխնիկա է, որը հարմար է լաբորատոր մասշտաբով սպիրուլինայից սպիտակուցի արդյունահանման համար, որը հեշտությամբ կարող է չափվել փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով: (տես Vernès et al. 2019)
UP400 Փ ջրիմուռների ուլտրաձայնային արդյունահանման համար 8 լ խմբաքանակով
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային էքստրակտորներ
Բոլոր արդյունահանման արդյունքները, որոնք ձեռք են բերվել փոքր մասշտաբով, կարող են գծային մասշտաբավորվել մինչև ավելի մեծ արտադրական հզորություններ: Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի մեծ պորտֆելը լաբորատորիայից մինչև արդյունաբերական արդյունահանման համակարգեր ունի ամենահարմար ուլտրաձայնային սարքը ձեր նախատեսվող գործընթացի հզորության համար: Մեր երկարամյա փորձառու անձնակազմը կօգնի ձեզ տեխնիկատնտեսական հիմնավորումից և գործընթացի օպտիմալացումից մինչև ձեր ուլտրաձայնային համակարգի վերջնական արտադրության մակարդակի տեղադրումը:
Hielscher Ultrasonics – Բարդ արդյունահանման սարքավորում
Hielscher Ultrasonics-ի արտադրանքի պորտֆելը ներառում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային արդյունահանող սարքերի ամբողջ տեսականին փոքրից մինչև մեծ մասշտաբով: Լրացուցիչ աքսեսուարները թույլ են տալիս հեշտությամբ հավաքել ձեր գործընթացի համար առավել հարմար ուլտրաձայնային սարքի կազմաձևումը: Օպտիմալ ուլտրաձայնային կարգավորումը կախված է նախատեսված հզորությունից, ծավալից, հումքից, խմբաքանակի կամ ներկառուցված գործընթացից և ժամանակացույցից: Hielscher-ի ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս 24/7 աշխատել ծանր պարտականությունների ժամանակ և պահանջկոտ միջավայրերում: Ուլտրաձայնային արդյունահանման գործընթացների գծային մասշտաբայնությունը թույլ է տալիս արտադրության պարզ և հուսալի աճ: Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնային արդյունահանման գործընթացների գծային մասշտաբի մասին:
Ընտրեք տարբեր աքսեսուարներից, ինչպիսիք են.
- sonotrodes տարբեր չափերի, տրամագծերի եւ ձեւերի
- sonotrodes 200 մկմ և ավելի բարձր ամպլիտուդության համար
- հոսքային բջջային ռեակտորներ տարբեր ծավալներով և երկրաչափություններով
- բազմաթիվ ուժեղացուցիչ եղջյուրներ՝ ավելացումները մեծացնելու կամ նվազեցնելու համար
- ամբողջական ձայնային կարգավորումներ, ինչպիսիք են SonoStation-ը, որը ներառում է ուլտրաձայնային արդյունահանող սարք, տանկ, խառնիչ և պոմպ
- խցանվող ջերմաստիճանի տվիչներ
- խցանվող ճնշման սենսորներ
Մեր լավ պատրաստված, երկարամյա փորձ ունեցող անձնակազմը կխորհրդակցի ձեզ և կառաջարկի ձեզ ամենահարմար ուլտրաձայնային համակարգը ձեր արդյունահանման գործընթացի պահանջներին համապատասխան:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի օդաչու և արդյունաբերական սանդղակ.
Գրականություն / Հղումներ
- Anupriya Mazumder; P. Prabuthas; Hari Niwas Mishra (2017): Optimization of ultrasound-assisted solvent extraction of phycocyanin and phenolics from Arthospira platensis var. ‘lonor’ biomass. Nutrafoods (2017) 16:231-239.
- Vernès L., Abert-Vian M., El Maâtaoui M., Tao Y., Bornard I., Chemat F. (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry 54, 2019. 48-60.
- 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. - Rachen Duangsee, Natapas Phoopat, Suwayd Ningsanond (2009): Phycocyanin extraction from Spirulina platensis and extract stability under various pH and temperature. Asian Journal of Food and Agro-Industry 2009, 2(04), 819-826.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
սպիրուլինա
Սպիրուլինան, որը պրոկարիոտ բակտերիա է, հարուստ է պիգմենտներով, ինչպիսիք են կարոտինոիդները, քլորոֆիլը և ֆիկոցիանինը: Կարոտինոիդներ (օրինակ՝ β-կարոտին, նարնջագույն-դեղին պիգմենտ), քլորոֆիլ և ֆիկոցիանին կարելի է գտնել համապատասխանաբար 0,4, 1,0 և 14% չոր քաշով: Phycocyanin-ը կապույտ-կանաչ սպիտակուց է, այսպես կոչված, բիլիպրոտեին, որը գտնվում է ցիանոբակտերիաների ցիտոպլազմիկ թաղանթում գտնվող ֆոտոսինթետիկ լամելներում:
Այն օգտագործվում է որպես սննդային հավելում և սննդի գունանյութ, սննդային հավելում և իմունաախտորոշիչ ծրագրերի համար: