ულტრაბგერითი წყალმცენარეების მოპოვება კვების დამატებებისათვის
ულტრაბგერითი მოპოვება არის საუკეთესო მეთოდი წყალმცენარეების უჯრედების ეფექტურად და სწრაფად ჩაშლის მიზნით. Sonication- ს შეუძლია გაათავისუფლოს ბიოაქტიური ნაერთების სრული რაოდენობა, რაც ულტრაბგერითი ტექნიკის მაღალ ეფექტს ხდის.
როგორ ამოიღონ ცილები, ლიპიდები და ფენოლები წყალმცენარეებიდან ულტრაბგერით
წყალმცენარეები და მიკროწყალმცენარეები მდიდარია ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთებით, როგორიცაა ცილები, ლიპიდები, კაროტინოიდები, პიგმენტები (მაგ., ფიკოციანინები, ასტაქსანტინი და სხვ.), ფენოლები და პოლისაქარიდები (მაგ., კარაგენები). ეს მათ ფართოდ გამოყენებულ ბუნებრივ მასალად აქცევს საკვებისა და დიეტური დანამატების ექსტრაქტების დასამზადებლად. საკვები დანამატებისთვის ყველაზე ხშირად გამოყენებული წყალმცენარეებია Arthrospira maxima და (ასევე ცნობილი როგორც სპირულინა), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis და Ulva spp. ცნობილია, რომ წყალმცენარეები მაღალი ხარისხის ცილების, ლიპიდების, გრძელი ჯაჭვის PUFA-ების (მაგ. ომეგა-3), პოლისაქარიდების (მაგ. ალგინატი, კარაგენანი, β-გლუკანები), ვიტამინებისა და ანტიოქსიდანტების კარგი წყაროა.
სპირულინა არის წყალმცენარეების საყოველთაოდ გამოყენებული სახეობა, რომელიც მდიდარია მაღალი ღირებულების ბიოაქტიური ნაერთებით, როგორიცაა ცილები (50-70% მშრალი წონა). ვინაიდან სპირულინა დამტკიცებულია FDA-ს (აშშ-ს სურსათის წამლების ადმინისტრაციის) მიერ, როგორც GRAS (ზოგადად აღიარებული, როგორც უსაფრთხო), სპირულინას და სპირულინას ექსტრაქტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომერციულ საკვებში ან საკვებ დანამატებში.
ულტრაბგერითი წყალმცენარეების ექსტრაქციის უპირატესობები
ულტრაბგერითი მოპოვება ამართლებს მრავალფეროვან წერტილებში მოპოვების ალტერნატიულ მეთოდებს, როგორიცაა მაღალი სარგებელი, საიმედოობა, უსაფრთხოება, სიმარტივე და გარემოსდაცვითი კეთილდღეობა.
სრული ექსტრაქციის სარგებელი
მაღალი დონის ულტრაბგერითი შემსრულებლები წყვეტენ წყალმცენარეების უჯრედებს და ახშობენ მათ ისე, რომ შიგნით უჯრედული მასალა გამოვიდეს. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ათავისუფლებს ამით ბიოაქტიური ნაერთების მთელ სპექტრს, მაგალითად, ფიკობილიპროტეინებს, კაროტინოიდებსა და ლიპიდებს და ფენოლებს.
ფიკობილიპროტეინების დიფერენცირება შესაძლებელია სამ მთავარ ჯგუფად, კერძოდ, ქლორო-ფიკოციანინები, ალოფიკოციანინები და ფიკოჰეტრინები. C-Phycocyanin არის ბუნებრივი ცისფერი პიგმენტი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება საკვებში და ფარმაცევტულ პროდუქტებში. ულტრაბგერითი მოპოვება ათავისუფლებს ცილების მთელ სპექტრს.
SonoStation – ულტრაბგერითი სისტემის 2x 2kW ულტრაბგერითი, საშიში სატანკო და ტუმბო – არის მოსახერხებელი სისტემა მოპოვებისთვის.
ექსტრაქციის მაღალი ეფექტურობა
დუანცეი და სხვ. (2009 წ.) ტესტირება Arthospira biomasa– ს ბიოაქტიური ნაერთების მოპოვების ორი ულტრაბგერითი დახმარებით (ულტრაბგერითი დახმარებით გამხსნელი და მოპოვება განმეორებითი გაყინვით და დათბობით) და დაადგინა, რომ ულტრაბგერითი გამხსნელების მოპოვებამ გამოიწვია მოპოვების უფრო მაღალი ეფექტურობა (22.1%) ვიდრე გაყინვა და დათბობა ( 15.6%). უჯრედების რღვევის შედარება სონიზაციასა და განმეორებით გაყინვასა და დათბობას შორის, აჩვენებს, რომ სონიფიკაცია უფრო ეფექტურია. ულტრაბგერითი კავიტაცია ხელს უშლის წყალმცენარეების უჯრედებს სწრაფად და ეფექტურად, რაც იწვევს უჯრედების უფრო მეტ დარღვევას, როდესაც შედარებულია სპირულინას უჯრედებთან, რომლებიც განმეორებით გაყინვასა და დათბობას მკურნალობენ.
სონიკაცია უფრო ეფექტური იყო უჯრედის კონვერტის გატეხვაში, როდესაც შედარებით განმეორებითი გაყინვა და დათბობა მოხდა. ფიტოციანინის მოპოვების მოსავლიანობამ აჩვენა, რომ დამუშავების ტემპერატურა გავლენას ახდენს მოპოვების ეფექტურობაზე.
სწრაფი მოპოვების პროცესი
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი სისტემებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას ულტრაბგერითი სიმძლავრე წყალმცენარეების სუსპენზიის მაღალი ამპლიტუდის საშუალებით. ეს ხდის ულტრაბგერითი ექსტრაქციის პროცესის ძალიან სწრაფ მეთოდს.
ტემპერატურის კონტროლი
ულტრაბგერითი არის არა თერმული, წმინდა მექანიკური მოპოვების ტექნიკა. მოპოვების ტემპერატურა ზუსტად შეიძლება კონტროლირდეს დანამატი ტემპერატურის სენსორის გამოყენებით, რომელიც გაყვანილია ციფრული Hielscher ულტრაბგერითიზატორთან. Hielscher- ის ციფრული ულტრაბგერითი პროგრამის პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით შესაძლებელია ტემპერატურის ლიმიტების დაწესება, ასე რომ ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი პაუზებს, როდესაც ტემპერატურის ზღვარს მიაღწევს. ტემპერატურის ზუსტი კონტროლი საშუალებას იძლევა თავიდან აიცილოს სითბოს მგრძნობიარე მასალების თერმული დეგრადაცია, როგორიცაა ფიკობილიპროტეინები, ვიტამინები, პოლიფენოლი, პოლიზაყარიდები, ლიპიდები და სხვა ბიოაქტიური ნაერთები.
თავსებადია სხვადასხვა გამხსნელებთან
ულტრაბგერითი თავსებადია თითქმის ნებისმიერი გამხსნელი. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მწვანე გამხსნელებთან ერთად, როგორიცაა წყალი ან ეთანოლი, წარმოქმნის სუფთა ექსტრაქტებს. ულტრაბგერითი ეს ექსტრაქტები შეიძლება უსაფრთხოდ შეიტანოთ საკვებში, რადგან მოპოვების გამხსნელებს ეთანოლს და წყალს აქვთ GRAS (ზოგადად აღიარებული, როგორც უსაფრთხო) სტატუსი.
რეპროდუქცია და პროცესების სტანდარტიზაცია
Hielscher– ის ციფრული ულტრაბგერითი მოწყობილობებს გააჩნიათ ინტელექტუალური პროგრამა და დახვეწილი პარამეტრები, მოპოვების იდეალური პარამეტრებისთვის. პროგრამა ახდენს ულტრაბგერითი პროცესის ყველა პარამეტრის ოქმს (მაგ. ამპლიტუდა, წმინდა ძალა, მთლიანი სიმძლავრე, ტემპერატურა, წნევა, დრო, თარიღი) და სონიზაციის მონაცემებს წერს CSV ფაილში ჩაშენებულ SD ბარათზე. ეს საშუალებას გაძლევთ სტანდარტიზებული გახადოთ თქვენი მოპოვების პროცესი და ყურადღებით დავაკვირდეთ სონიექციას და ხარისხის გამომუშავებას. ეს თვისებები დაგეხმარებათ შეასრულოთ პროცესის სტენდიდიზაციის მოთხოვნები, ისევე როგორც კარგი წარმოების პრაქტიკა (GMP), რაც ძალიან მნიშვნელოვანია, როდესაც ამონაწერები დამზადებულია დანამატებისთვის, საკვებით ან ფარმაცევტული პროდუქტით.
ულტრაბგერითი ფიკოციანინის ექსტრაქციის პროტოკოლი
Mazumder et al. (2017) გამოიკვლია ოპტიმალური დამუშავების პარამეტრები Arthospira Platensis- ში ფიკოციანინისა და ფენოლების ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის. ფიკოციანინის მაქსიმალური მოსავლიანობა (29.9 მგ / გ) და მთლიანი ფენოლები (2.4 მგ / გ) მიიღეს 40% ეთანოლის კონცენტრაციით, 34.9 ° C მოპოვების ტემპერატურაზე ულტრაბგერითი UP50H (50 ვატი, 30 კჰც) გამოყენებით ამპლიტუდაში 95% მოპოვების დრო 104,7 წ.
ვერნესი და სხვ. (2019) გამოიყენა UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ულტრაბგერითი სპირულინასგან ცილების ამოსაღებად. ულტრაბგერითი აღჭურვილი იყო BS2d34 sonotrode და ულტრაბგერითი ნაკადის რეაქტორით (იხილეთ სურათი ქვემოთ ულტრაბგერითი მოპოვების ზუსტი დაყენებისთვის ნაკადის უჯრედით და Seepex ტუმბოთ).
UIP1000hdT – ლაბორატორიული მასშტაბის მიხედვით, სპირულინისგან ცილოვანი ექსტრაქციის მანოთერმიონიზაციის (MTS) დაყენება
წყარო: ვერნესი და სხვ. 2019 წელი
კვლევის შედეგებმა აჩვენა, რომ ულტრაბგერითი მოპოვების პირობები, რომლებიც ოპტიმიზირებულია ცილის მოსავლიანობაზე, გულისხმობს ოდნავ ამაღლებულ ტემპერატურასა და წნევას (ე.წ. მანოთერმონოზირების MTS). MTS ხელს უწყობს მასის გადაცემას და საშუალებას აძლევს მიიღოთ 229% მეტი ცილა (28,42 ± 1.15 გ / 100 გ მშრალი შთამომავალი) ვიდრე ჩვეულებრივი პროცესი ულტრაბგერითი გარეშე (8.63 ± 1.15 გ / 100 გ მშრალი ჭა).
ექსტრაქტში მიღებულ 100 გრამი მშრალი სპირულინას ბიომასის 100 მგ მიღებულ ცილებთან ერთად, 50% ცილის აღდგენის მაჩვენებელი მიღწეული იქნა მხოლოდ 6 წუთში, უწყვეტი სონიკაციის პროცესში. მიკროსკოპული გრაფიკა ცხადყოფს, რომ აკუსტიკური კავიტაცია გავლენას ახდენს სპირულინას ძაფებზე სხვადასხვა მექანიზმების საშუალებით, როგორიცაა ფრაგმენტაცია, სონოპორაცია, გამოვლენა. ეს სხვადასხვა ეფექტები ხდის სპირულინას ბიოაქტიური ნაერთების მოპოვებას, განთავისუფლებას და ხსნარებას, რაც უფრო ადვილი და ეფექტური ხდება, რაც იწვევს ცილის მაღალი ხარისხის მოსავლიანობას.
ულტრაბგერითი მოპოვებული ცილების ხარისხთან დაკავშირებით, ამინომჟავები არ იყო დეგრადირებული ულტრაბგერითი მკურნალობის გზით, მაგრამ ისინი უფრო დიდი რაოდენობით არიან წარმოდგენილნი სონიფიკაციის შემთხვევაში, როდესაც შედარებით ჩვეულებრივი მოპოვებაა.
როდესაც შედარებულია მანოთერმოსონიზაცია და ულტრაბგერითი ექსტრაქცია მომატებული წნევისა და ტემპერატურის გარეშე, განსხვავება ექსტრაქციის გამოსავლიანობასა და ეფექტურობაში მხოლოდ მინიმალურია. აქედან გამომდინარე, მხოლოდ ულტრაბგერითი ითვლება ყველაზე ეკონომიურ და მარტივ ტექნიკად სპირულინას ცილებით მდიდარი მაღალი ხარისხის ექსტრაქტის მისაღებად. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის მწვანე, ეკოლოგიურად სუფთა მოპოვების ტექნიკა, რომელიც შესაფერისია სპირულინასგან ცილის გამოყვანისთვის ლაბორატორიული მასშტაბით, რომელიც ადვილად შეიძლება გაიზარდოს პილოტურ და სამრეწველო მასშტაბებზე. (შდრ. Vernès et al. 2019)
UP400St წყალმცენარეების ულტრაბგერითი მოპოვებისთვის 8L ჯგუფში
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქტები
მოპოვების ყველა შედეგი, რომელიც მიღწეულია მცირე მასშტაბით, შეიძლება ხაზოვანი იყოს მასშტაბური უფრო დიდი საწარმოო შესაძლებლობებისთვის. Hielscher Ultrasonics- ის დიდი პროდუქტის პორტფელი ლაბორატორიიდან ინდუსტრიული მოპოვების სისტემებისთვის ყველაზე შესაფერისი ულტრაბგერიკატორია თქვენი სავარაუდო პროცესის შესაძლებლობებისთვის. ჩვენი დიდი ხნის გამოცდილი პერსონალი დაგეხმარებათ მიზანშეწონილობის ტესტებიდან და პროცესის ოპტიმიზაციიდან, თქვენი ულტრაბგერითი სისტემის დამონტაჟებაზე საბოლოო წარმოების დონეზე.
Hielscher Ultrasonics – დახვეწილი ექსტრაქციის მოწყობილობა
Hielscher Ultrasonics-ის პროდუქციის პორტფელი მოიცავს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქტორების სრულ სპექტრს მცირე და მასშტაბურამდე. დამატებითი აქსესუარები საშუალებას გაძლევთ მარტივად დაამონტაჟოთ თქვენი პროცესისთვის ყველაზე შესაფერისი ულტრაბგერითი მოწყობილობის კონფიგურაცია. ოპტიმალური ულტრაბგერითი დაყენება დამოკიდებულია გათვალისწინებული სიმძლავრეზე, მოცულობაზე, ნედლეულზე, სერიის ან შიდა პროცესსა და ვადაზე. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა იძლევა 24/7 მუშაობის საშუალებას მძიმე სამუშაოზე და მომთხოვნ გარემოში. ულტრაბგერითი მოპოვების პროცესების ხაზოვანი მასშტაბურობა იძლევა წარმოების მარტივ და საიმედო ზრდას. წაიკითხეთ მეტი ულტრაბგერითი მოპოვების პროცესების ხაზოვანი მასშტაბის შესახებ!
შეარჩიეთ სხვადასხვა აქსესუარები, როგორიცაა:
- sonotrodes სხვადასხვა ზომის, დიამეტრისა და ფორმის მქონე
- სონოტროდები 200μm და უფრო მაღალი ამპლიტუდისთვის
- ნაკადის უჯრედული რეაქტორები სხვადასხვა მოცულობებით და გეომეტრიით
- მრავალრიცხოვანი გამაძლიერებელი საყვირები მოგების გაზრდის ან შემცირების მიზნით
- სრული სონიზაციის დაყენება, როგორიცაა SonoStation, რომელიც მოიცავს ულტრაბგერითი ექსტრაქტორის, ავზის, აგიტატორის და ტუმბოს
- ჩართვა ტემპერატურის სენსორები
- ჩართვის წნევის სენსორები
ჩვენი კარგად მომზადებული, დიდი ხნის გამოცდილი პერსონალი კონსულტაციებს გაგიწევთ და გირჩევთ გამოიყენოთ ყველაზე შესაფერისი ულტრაბგერითი სისტემა თქვენი მოპოვების პროცესის მოთხოვნებისთვის!
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10 დან 200 მლ / წთ | UP100H |
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორიდან ლაბორატორია to პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა / ცნობები
- 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.
ფაქტები Worth Knowing
სპირულინი
სპირულინა, რომელიც პროკარიოტული ბაქტერიაა, მდიდარია ისეთი პიგმენტებით, როგორიცაა კაროტინოიდები, ქლოროფილი და ფიკოციანინი. კაროტინოიდებს (მაგ., Β-კაროტინი, ფორთოხლისფერი ყვითელი პიგმენტი), ქლოროფილი და ფიკოციანინი გვხვდება, შესაბამისად, 0.4, 1.0 და 14% მშრალზე. ფიკოციანინი არის ლურჯი – მწვანე ცილა, ეგრეთ წოდებული ბილიპროტეინი, რომელიც ფოტოსინთეზურ ლამელებში მდებარეობს ციანობაქტერიის ციტოპლაზმურ გარსში.
იგი გამოიყენება როგორც საკვების დანამატი და საკვების ფერადი, საკვები დანამატი და იმუნო-დიაგნოსტიკური პროგრამებისთვის.