Estrazione a ultrasuoni dei pigmenti della spirulina

L’estrazione a ultrasuoni si è dimostrata altamente efficiente nell’isolamento di estratti di microalghe di qualità superiore. I pigmenti della spirulina, come la ficocianina, sono considerati superalimenti e contribuiscono a effetti benefici sulla salute grazie al loro elevato contenuto di antiossidanti, vitamine e proteine. Per produrre integratori altamente concentrati, come polveri e compresse, è necessario estrarre i pigmenti blu dalle alghe spirulina.

Spirulina

Arthrospira platensis (A. platensis) e Arthrospira maxima (A. maxima) sono note con il termine spirulina. Le spiruline sono alghe azzurro-verdi ricche di amminoacidi e antiossidanti. Grazie all’elevato contenuto di nutrienti come proteine, enzimi, minerali e vitamine A, K, B12, ferro e manganese, sono classificate come superalimenti. Il genere di alghe Arthrospira presenta un contenuto proteico particolarmente elevato. Il suo contenuto proteico varia dal 53 al 68% del peso secco e offre l’intero spettro di tutti gli amminoacidi essenziali. Inoltre, Arthrospira contiene quantità elevate di acidi grassi polinsaturi (PUFA), pari a circa l’1,5–2% del contenuto lipidico totale, che è del 5–6%. Questi PUFA comprendono l’acido γ-linolenico (GLA), un acido grasso essenziale Omega-6. Altri composti bioattivi di Arthrospira includono vitamine, minerali e pigmenti fotosintetici.
Nota: dal punto di vista scientifico, Spirulina platensis (S. platensis) e Spirulina maxima (S. maxima) sono correttamente denominate Arthrospira platensis (A. platensis) e Arthrospira maxima (A. maxima). Entrambe le specie erano un tempo classificate nel genere Spirulina e sono tuttora conosciute nel linguaggio comune con il nome spirulina. Sebbene l’introduzione dei due generi distinti Arthrospira e Spirulina sia ormai generalmente accettata, il termine spirulina viene spesso utilizzato come termine generico.

Estrazione a ultrasuoni della spirulina

I disgregatori cellulari a ultrasuoni (chiamati anche estrattori a ultrasuoni) sono ben noti per la loro capacità di aprire le cellule per liberare il materiale intracellulare. Quando onde ultrasoniche intense vengono accoppiate ai fluidi, si verifica il fenomeno della cavitazione acustica. Le forze di cavitazione disgregano le pareti cellulari e favoriscono il trasferimento di massa, consentendo il trasporto dei composti bioattivi di interesse dalla cellula al liquido.

Estrazione a ultrasuoni dalle cellule: la sezione trasversale microscopica (TS) mostra il meccanismo d’azione durante l’estrazione a ultrasuoni dalle cellule (ingrandimento 2000x) [fonte: Vilkhu et al. 2011]

Protocollo di estrazione

Prabuthas et al. (2011) hanno sviluppato il seguente protocollo di estrazione per ottenere un estratto di ficocianina di alta qualità: l’estrazione della ficocianina è stata valutata in termini di concentrazione di ficocianina utilizzando acqua distillata e una soluzione di CaCl2 all’1%. L’alga marina spirulina viene utilizzata in forma essiccata, poiché la biomassa umida viene immediatamente utilizzata dai batteri e inizia a degradarsi a causa della sua composizione nutrizionale. Pertanto, per evitare questi problemi, si raccomanda l’utilizzo di biomassa algale essiccata. L’estrazione è stata eseguita miscelando 0,1g di biomassa essiccata con una quantità di solvente; la sonicazione è stata effettuata con tempi e ampiezza conformi al disegno sperimentale. Le sospensioni dei campioni sono state sottoposte a sonicazione utilizzando il disgregatore cellulare a ultrasuoni UP50H di Hielscher, seguita da centrifugazione per 15 min a 13.500rpm con una centrifuga refrigerata. Il contenuto di ficocianina e proteine è stato studiato durante l’estrazione con diversi solventi, ossia cloruro di calcio e acqua distillata.
La quantità massima di ficocianina, pari a 0,3116mg/ml, è stata ottenuta nella soluzione di cloruro di calcio, seguita da 0,299mg/ml in acqua distillata. La quantità massima di proteine, pari al 63,63%, è stata ottenuta utilizzando acqua distillata come solvente, mentre nella soluzione di cloruro di calcio è stata del 54,69%. La soluzione di CaCl2 è quindi risultata il miglior solvente per l’estrazione della ficocianina assistita da ultrasuoni.

Estrattori a ultrasuoni ad alte prestazioni per l’estrazione della spirulina

Hielscher è il vostro partner con una lunga esperienza nell’estrazione a ultrasuoni potente e affidabile di composti bioattivi da biomassa vegetale. Tutti gli estrattori a ultrasuoni possono funzionare 24/7 e sono adatti alla produzione commerciale di estratti per uso alimentare. La nostra gamma di prodotti copre l’intero spettro, dai piccoli disgregatori biologici portatili ai sonicatori per impianti pilota e ai sistemi a ultrasuoni industriali. Diversi accessori, come vari sonotrodi e reattori con cella di flusso, consentono un adattamento ottimale alle esigenze del vostro processo. Tutti i processori a ultrasuoni Hielscher sono robusti, facili da utilizzare e progettati per offrire semplicità d’uso. I nostri sonicatori a controllo digitale sono dotati di una scheda SD integrata per la registrazione automatica dei dati di sonicazione.
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità approssimativa di trattamento dei nostri sonicatori:

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