Teknologi ultrasound Hielscher

Ultrasonic algae ekstraksi untuk suplemen gizi

Ekstraksi ultrasonik adalah metode unggul untuk mengganggu sel alga secara efektif dan cepat. Sonikasi dapat melepaskan jumlah senyawa bioaktif yang lengkap, yang membuat teknik ultrasonik sangat efisien.

Cara mengekstrak protein, lipid dan Fenolat dari alga dengan Ultrasonics

Spesies algal dan microalgal kaya senyawa aktif biologis seperti protein, lipid, karotenoid, pigmen (misalnya, phycocyanins, astaxanthin dll), fenolika dan polisakarida. Hal ini membuat mereka banyak digunakan bahan alami untuk menghasilkan ekstrak untuk makanan dan suplemen diet. Spesies alga yang umum digunakan untuk suplemen gizi Arthrospira Maxima dan (juga dikenal sebagai Spirulina), Chlorella vulgaris, Haematococcus Pluvialis, dan Ulva SPP. Alga dikenal sebagai sumber yang baik dari protein berkualitas tinggi, lipid, PUFAs rantai panjang (yaitu Omega-3), polisakarida (misalnya alginat, Carrageenan, β-glucans), vitamin, dan antioksidan.
Spirulina banyak tersedia dan jenis alga yang umum digunakan, yang kaya akan senyawa bioaktif bernilai tinggi seperti protein (dengan kering 50 – 70%). Karena Spirulina disetujui oleh FDA (administrasi obat makanan Amerika Serikat) sebagai GRAS (umumnya diakui sebagai aman), Spirulina dan ekstrak Spirulina dapat digunakan dalam makanan dikomersialisasikan atau sebagai suplemen makanan.

Keuntungan dari Ultrasonic algae ekstraksi

Ekstraksi ultrasonik unggul metode ekstraksi alternatif dalam poin manifold, seperti hasil tinggi, keandalan, keamanan, kesederhanaan, dan ramah lingkungan.

Hasil ekstraksi penuh

Kinerja tinggi ultrasonicators mematahkan sel alga terbuka dan mengganggu mereka sehingga bahan intraseluler dilepaskan. Rilis ekstraksi ultrasonik sehingga spektrum penuh senyawa bioaktif, seperti phycobiliprotein, karotenoid dan lipid dan fenolika.
Phycobiliprotein dapat dibedakan menjadi tiga kelompok utama, yaitu kloro-phycocyanins, allophycocyanins dan phycoerythrins. C-phycocyanin adalah pigmen biru alami, yang secara luas digunakan dalam produk makanan dan farmasi. Ekstraksi ultrasonik rilis spektrum penuh protein.

Hielscher Ultrasonics' SonoStation adalah setup ultrasonik yang mudah digunakan untuk skala produksi. (Klik untuk memperbesar!)

Stasiun Sonodock – sistem ultrasonik dengan ultrasonikator 2x 2kW, tangki diaduk dan pompa – adalah sistem yang mudah digunakan untuk ekstraksi.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Efisiensi ekstraksi yang tinggi

Duangsee et al. (2009) menguji dua metode yang berbeda dari ekstraksi (ekstraksi pelarut ultrasonically dibantu dan ekstraksi dengan pembekuan dan pencairan berulang) dari senyawa bioaktif dari biomassa Arthospira dan menemukan bahwa ekstraksi pelarut ultrasonik menghasilkan efisiensi ekstraksi yang lebih tinggi (22,1%) dari pembekuan dan pencairan (15,6%). Perbandingan sel pecah antara sonikasi dan pembekuan berulang dan pencairan menunjukkan bahwa sonikasi lebih efektif. Ultrasonic kavitasi mengganggu sel alga cepat dan efektif yang menghasilkan gangguan sel yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan sel Spirulina yang diobati dengan pembekuan dan pencairan berulang.
Sonication lebih efektif dalam memecahkan amplop sel bila dibandingkan dengan pembekuan berulang dan pencairan. Hasil ekstraksi phycocyanin menunjukkan bahwa suhu pengolahan mempengaruhi efisiensi ekstraksi.

Proses ekstraksi cepat

Kinerja tinggi sistem ultrasonik dapat menerapkan daya ultrasound tinggi melalui amplitudo tinggi ke suspensi alga. Hal ini membuat ekstraksi ultrasonik metode pengolahan yang sangat cepat.

pengatur suhu

Ultrasonication adalah non-termal, teknik ekstraksi murni mekanik. Suhu ekstraksi dapat dikontrol dengan tepat menggunakan sensor suhu pluggable, yang ditransfer ke ultrasonikator Hielscher digital. Perangkat lunak dari ultrasonikator digital Hielscher memungkinkan untuk mengatur batas suhu, sehingga homogeniser ultrasonik berhenti ketika batas suhu tercapai. Kontrol temperatur yang tepat memungkinkan untuk mencegah degradasi termal dari bahan yang peka terhadap panas seperti phycobiliprotein, vitamin, polifenol, polisakarida, lipid dan senyawa bioaktif lainnya.

Kompatibel dengan berbagai pelarut

Ultrasonication kompatibel dengan hampir semua pelarut. Ekstraksi ultrasonik dalam kombinasi dengan pelarut hijau seperti air atau etanol menghasilkan ekstrak bersih. Ekstrak ini ultrasonik dapat dengan aman dimasukkan ke dalam makanan sejak pelarut ekstraksi etanol dan air memiliki GRAS (umumnya diakui sebagai aman) status.

Reproduktifitas dan standardisasi proses

Ultrasonicators digital Hielscher dilengkapi dengan perangkat lunak cerdas dan berbagai pengaturan yang diuraikan untuk parameter ekstraksi yang ideal. Perangkat lunak protokol semua parameter proses ultrasonik (misalnya, amplitudo, daya bersih, Total daya, suhu, tekanan, waktu, tanggal) dan menulis data sonikasi ke file CSV pada SD-Card built-in. Hal ini memungkinkan Anda untuk membakukan proses ekstraksi Anda dan untuk memonitor kualitas sonikasi dan output erat. Fitur ini membantu Anda memenuhi persyaratan stadandization proses serta baik manufaktur praktik (GMP), yang keduanya sangat penting ketika ekstrak yang dihasilkan untuk suplemen, makanan atau produk farmasi.

Protokol ekstraksi phycocyanin ultrasonik

Mazumder et al. (2017) meneliti parameter pengolahan optimum untuk ekstraksi ultrasonik phycocyanin dan fenolika dari Arthospira platensis. Hasil maksimum phycocyanin (29,9 mg/g) dan fenolat Total (2,4 mg/g) diperoleh pada konsentrasi etanol 40%, temperatur ekstraksi 34.9 ° c menggunakan ultrasonikator UP50H (50 watt, 30khz) pada amplitudo 95% untuk waktu ekstraksi 104,7 detik.

Vernès et al. (2019) menggunakan UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonikator untuk mengekstrak protein dari Spirulina. Ultrasonikator dilengkapi dengan sonotrode BS2d34 dan reaktor aliran ultrasonik (Lihat gambar di bawah untuk setup ekstraksi ultrasonik yang tepat dengan Flow Cell dan pompa Seepex).

Pengaturan ekstraksi ultrasonik dengan UIP1000hdT untuk ekstraksi alga

UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) setup und ekstraksi protein kami dari Spirulina di laboratorium skala
Sumber: Vernes et al. 2019

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi ekstraksi ultrasonik dioptimalkan untuk hasil protein melibatkan sedikit peningkatan suhu dan tekanan (yang disebut manothermosonication MTS). MTS mempromosikan perpindahan massa dan memungkinkan untuk mendapatkan 229% lebih protein (28,42 ± 1,15 g/100 g Dry WT.) daripada proses konvensional tanpa ultrasound (8,63 ± 1,15 g/100 g Dry WT).
Dengan 28,42 g protein yang diperoleh per 100 g biomassa Spirulina kering dalam ekstrak, tingkat pemulihan protein 50% dicapai hanya dalam 6 menit dalam proses sonikasi terus menerus. Pencitraan mikroskopis mengungkapkan bahwa kavitasi akustik mempengaruhi filamen Spirulina oleh mekanisme yang berbeda seperti fragmentasi, sonoporation, detexturation. Berbagai efek membuat ekstraksi, pelepasan dan solubilisasi dari senyawa bioaktif Spirulina lebih mudah dan lebih efektif, yang menghasilkan hasil protein tinggi berkualitas tinggi.
Mengenai kualitas protein ultrasonically diekstraksi, asam amino tidak terdegradasi oleh pengobatan ultrasound, tetapi mereka hadir dalam jumlah yang lebih besar dalam kasus sonikasi bila dibandingkan dengan ekstraksi konvensional.
Ketika manothermosonication dan ekstraksi ultrasonik tanpa tekanan tinggi dan suhu dibandingkan, perbedaan dalam hasil ekstraksi dan efisiensi hanya minimal. Oleh karena itu, USG saja dianggap sebagai teknik yang paling ekonomis dan termudah untuk menghasilkan ekstrak berkualitas tinggi yang kaya akan protein spirulina. Ekstraksi ultrasonik adalah teknik ekstraksi hijau, ramah lingkungan cocok untuk ekstraksi protein dari Spirulina pada skala laboratorium, yang dapat dengan mudah diskalakan untuk pilot dan skala industri. (cf. Vernès et al. 2019)

UP400St ekstraksi ultrasonik dalam batch 8L

UP400St untuk Ultrasonic ekstraksi alga di 8L batch

High Performance Ultrasonic Extractors

Semua hasil ekstraksi yang dicapai pada skala kecil, dapat ditingkatkan linear untuk kapasitas produksi yang lebih besar. Hielscher Ultrasonics portofolio produk besar dari laboratorium untuk sistem ekstraksi industri memiliki ultrasonikator yang paling cocok untuk kapasitas proses yang dipertimbangkan. Staf kami yang berpengalaman dalam waktu lama akan membantu Anda dari uji kelayakan dan pengoptimalan proses hingga pemasangan sistem ultrasonik Anda pada tingkat produksi akhir.

Hielscher Ultrasonics – Peralatan ekstraksi canggih

Portofolio produk Hielscher Ultrasonics mencakup berbagai extractors ultrasonik berkinerja tinggi dari skala kecil hingga besar. Aksesoris tambahan memungkinkan perakitan mudah dari konfigurasi perangkat ultrasonik yang paling cocok untuk proses Anda. Pengaturan ultrasonik yang optimal tergantung pada kapasitas yang dibayangkan, volume, bahan baku, proses batch atau inline dan timeline. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan untuk 24/7 operasi pada tugas berat dan dalam lingkungan menuntut.

Pilih dari berbagai aksesoris seperti:

  • sonotrodes dengan berbagai ukuran, diameter dan bentuk
  • sonotrodes untuk amplitudo tinggi 200 μm dan lebih tinggi
  • Flow Cell reaktor dengan berbagai volume dan geometri
  • banyak tanduk penguat untuk meningkatkan atau menurunkan keuntungan
  • setup sonikasi lengkap seperti SonoStation, yang meliputi ultrasonik Extractor, tank, agitator, dan pompa
  • sensor suhu pluggable
  • sensor tekanan pluggable

Kami terlatih, staf berpengalaman panjang akan berkonsultasi dengan Anda dan merekomendasikan Anda sistem ultrasonik yang paling cocok untuk kebutuhan proses ekstraksi Anda!

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Hielscher Ultrasonics memproduksi kinerja tinggi homogenizers ultrasonik untuk dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi sel.

Homogenizers ultrasonik berdaya tinggi dari laboratorium hingga pilot dan Industri .

Literatur/referensi



Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Spirulina

Spirulina, yang merupakan bakteri prokariotik, kaya akan pigmen seperti karotenoid, klorofil, dan phycocyanin. Karotenoid (misalnya, β-karoten, pigmen oranye-kuning), klorofil, dan phycocyanin dapat ditemukan di 0,4, 1,0 dan 14% kering WT, masing-masing. Phycocyanin adalah protein biru-hijau, yang disebut biliprotein, yang terletak di lamellas fotosintesis dalam membran sitoplasma dari sianidrobakteri.
Hal ini digunakan sebagai makanan aditif dan pewarna makanan, suplemen gizi dan aplikasi imuno-diagnostik.