ულტრაბგერითი ასტაქსანტინის ექსტრაქცია უფრო მაღალი მოსავლიანობისთვის
- ასტაქსანტინი არის უაღრესად ძლიერი ანტიოქსიდანტი, რომელიც გამოიყენება ფარმაცევტულ და საკვებ დანამატებში.
- მაღალი ხარისხის ასტაქსანტინის წარმოებისთვის ბუნებრივი წყაროებიდან, როგორიცაა წყალმცენარეები, საჭიროა მაღალი ხარისხის მოპოვების ტექნიკა.
- ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის მექანიკური მკურნალობა, რომელიც იძლევა ასტაქსანტინის მაღალ მოსავალს ძალიან მოკლე დროში.
მაღალი ხარისხის სონიკატორები მაღალი ხარისხის ასტაქსანტინის ექსტრაქტებისთვის
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არის მაღალი ხარისხის ექსტრაქციის ტექნიკა, რომელიც იყენებს ინტენსიურ ულტრაბგერითი ტალღებს ასტაქსანტინის ამოსაღებად ბუნებრივი წყაროებიდან, როგორიცაა მიკრო წყალმცენარეები, კრილები ან კიბოსნაირები. ასტაქსანტინი არის ბუნებრივად წარმოქმნილი კაროტინოიდური პიგმენტი, რომელიც ცნობილია თავისი ძლიერი ანტიოქსიდანტური თვისებებით და ჯანმრთელობის სხვადასხვა სარგებლიანობით. იგი ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც დიეტური დანამატი და საკვების შეღებვა. შეიტყვეთ, როგორ გეხმარებათ sonication თქვენი ასტაქსანტინის მოპოვების პროცესის გაუმჯობესებაში!
MultiSonoReactor ასტაქსანტინის გაუმჯობესებული ექსტრაქციისთვის მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენებით
ასტაქსანტინის ულტრაბგერითი მოპოვება მიკროწყალმცენარეებიდან
ასტაქსანტინი დიეტური დანამატებისთვის, რომლებსაც მოიხმარენ ადამიანები და ცხოველები ჯანმრთელობის სარგებლობისთვის, ასტაქსანტინი მიიღება ზღვის პროდუქტებიდან ან ამოღებულია წყალმცენარეებიდან H. pluvialis. Haematococcus pluvialis არის მწვანე მიკროწყალმცენარე, რომელიც წარმოქმნის მაღალ ასტაქსანტინის შემცველობას სტრესული პირობების გამოყენებისას, მაგ., მაღალი მარილიანობა, აზოტის დეფიციტი, მაღალი ტემპერატურა და სინათლე. წყალმცენარეების უჯრედში 9,2 მგ/გ-მდე ასტაქსანტინით (= 3,8%-მდე H. pluvialis-ის მშრალ წონაზე), Haematococcus pluvialis აგროვებს ბუნებრივი ასტაქსანტინის ძალიან მაღალ შემცველობას და, შესაბამისად, სასურველი ორგანიზმია ასტაქსანტინის წარმოებისთვის.
მწვანე მიკროწყალმცენარეებიდან ასტაქსანტინის გასათავისუფლებლად, წყალმცენარეების უჯრედები უნდა დაირღვეს. ულტრაბგერითი დამუშავება კარგად არის დადგენილი ბიოაქტიური ნაერთების, როგორიცაა ლიპიდების, ანტიოქსიდანტების, პოლიფენოლებისა და ბუნებრივი პიგმენტების უჯრედების დაშლის, ლიზისისა და იზოლაციის მიზნით. მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ქმნის წმინდა მექანიკურ ძალებს, რომლებიც არღვევენ უჯრედის კედლებს ათვლის ძალებით და იწვევს ბიოაქტიური ნივთიერებების გამოყოფას, როგორიცაა ასტაქსანტინი.
ასტაქსანტინის ულტრაბგერითი ამოღება საფუვრიდან
Phaffia rhodozyma არის ასტაქსანტინით მდიდარი საფუარი. თუმცა, P. rhodozyma-ს სქელი უჯრედის კედელი, რომელიც ძირითადად გლუკანისგან შედგება და პასუხისმგებელია უჯრედის სიმტკიცეზე, უჯრედების დაშლას და ასტაქსანტინის იზოლაციას რთულ ამოცანად აქცევს. მკვლევარებმა (Gogate et al. 2015) დაადგინეს, რომ ულტრაბგერითი ექსტრაქცია რძის მჟავასთან ერთად აძლიერებს უჯრედების რღვევას და ასტაქსანტინის ექსტრაქციას P. rhodozyma-დან უფრო მწვანე, მეტალისადმი მეგობრულ პროცესად აქცევს. ისინი იყენებდნენ რძემჟავას, როგორც დაშლის საშუალებას და ეთანოლს, როგორც გამხსნელად ექსტრაქციისთვის. ასტაქსანტინის მაქსიმალური მოსავლიანობა (90%) მიღებულ იქნა ულტრაბგერითი დახმარებით ექსტრაქციის მიდგომისთვის, რომელიც დაფუძნებულია 3 M რძემჟავას გამოყენებაზე, დაშლის დრო 15 წუთი. ძლიერი ულტრაბგერითი ექსტრაქტორები, როგორიცაა UIP4000hd (4kW, იხილეთ სურათზე მარცხნივ) კომბინაციით ზეწოლის ქვეშ მყოფი ნაკადის რეაქტორთან ერთად, რაც იძლევა ძალიან ინტენსიური კავიტაციის წარმოქმნას. კავიტაციური ათვლის ძალები არღვევს საფუარის უჯრედის კედლებს და ხელს უწყობს მასის გადატანას უჯრედის შიგთავსსა და გამხსნელს შორის.
- უმაღლესი მოსავლიანობა
- მაღალსიჩქარიანი მოპოვება – წუთებში
- მაღალი ხარისხის ექსტრაქტები – რბილი, არათერმული
- მწვანე გამხსნელები (მაგ. წყალი/ეთანოლი)
- ეკონომიურად ეფექტური
- მარტივი და უსაფრთხო ოპერაცია
- დაბალი საინვესტიციო და საოპერაციო ხარჯები
- 24/7 ოპერაცია მძიმე მოვალეობის ქვეშ
- მწვანე, ეკოლოგიურად სუფთა მეთოდი
ულტრაბგერითი ასტაქსანტინის ექსტრაქცია – ჯგუფური ან უწყვეტი ნაკადის რეჟიმში
ასტაქსანტინი არის ლიპოფილური ნაერთი და შეიძლება გაიხსნას გამხსნელებში (მაგ. 48.0% ეთანოლი ეთილის აცეტატში) და ზეთებში (მაგ. სოიოს ზეთი).
პარტია: ულტრაბგერითი მოპოვების პროცესები შეიძლება განხორციელდეს როგორც მარტივი სერიის პროცესები ან როგორც შიდა მკურნალობა, სადაც საშუალო მუდმივად იკვებება ულტრაბგერითი ნაკადის რეაქტორის მეშვეობით.
სერიული დამუშავება მარტივი პროცედურაა, სადაც მოპოვება ხდება ლოტად. Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ ულტრაბგერით პროცესორებს მცირე და დიდი პარტიებისთვის, ანუ 1ლ-დან 120ლ-მდე.
5-დან 10 ლ-მდე პარტიების დასამუშავებლად, ჩვენ გირჩევთ UP400 ქ sonotrode S24d22L2D-ით (იხ. სურათი მარცხნივ).
პარტიების დასამუშავებლად დაახლ. 120ლ, ჩვენ გირჩევთ Sonicator UIP2000hdT sonotrode RS4d40L4-ით.
ნაკადი: უფრო დიდი მოცულობისა და სრულმასშტაბიანი კომერციული მოპოვებისთვის, უწყვეტი სითხის ნაკადი იკვებება ულტრაბგერითი რეაქტორის მეშვეობით, სადაც გამხსნელი/ბოტანიკური ნალექი ინტენსიურად იკვებება.
მოცულობისთვის დაახლ. 8ლ/წთ, ჩვენ გირჩევთ UIP4000hdT sonotrode RS4d40L3-ით და წნევით გამტარი ნაკადის უჯრედით FC130L4-3G0
UIP2000hdT (2 კვტ) ფართომასშტაბიანი პარტიული მოპოვებისთვის
მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ექსტრაქციისთვის
Hielscher Ultrasonics სპეციალიზირებულია მაღალი ხარისხის სონიკატორების წარმოებაში მცენარეების, საფუარის და უჯრედებისგან მაღალი ხარისხის ექსტრაქტების წარმოებისთვის. Hielscher Ultrasonics-ის პროდუქციის ფართო პორტფოლიო მერყეობს პატარა, მძლავრი ლაბორატორიული ულტრაბგერითებიდან დაწყებული მძლავრი სკამზე და მთლიანად ინდუსტრიული სისტემებით, რომლებიც აწვდიან მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერას ბიოაქტიური კომპონენტების ეფექტური მოპოვებისა და იზოლაციისთვის, როგორიცაა ასტაქსანტინი, კვერცეტინი, კოფეინი, კურკუმინი, ტერპენები და ა.შ. 200W-დან 16000W-მდე ყველა ციფრული ხმოვანი მოწყობილობა აღჭურვილია ინტუიციური მენიუთი პროგრამირებადი პარამეტრებით, ფერადი სენსორული დისპლეი კომფორტული მუშაობისთვის, ინტეგრირებული SD ბარათი მონაცემთა ავტომატური ჩაწერისთვის, ბრაუზერის დისტანციური მართვის პულტი და მრავალი სხვა მოსახერხებელი ფუნქცია. სონოტროდები და ნაკადის უჯრედები (ნაწილები, რომლებიც კონტაქტშია გარემოსთან) შეიძლება ავტოკლავირებული იყოს და ადვილად იწმინდება. ყველა ჩვენი ულტრაბგერითი აგებულია 24/7 მუშაობისთვის, საჭიროებს დაბალ მოვლას და მათი მუშაობა მარტივი და უსაფრთხოა.
ციფრული ფერადი ეკრანი ულტრაბგერითი აღჭურვილობის მოსახერხებელი კონტროლის საშუალებას იძლევა. ჩვენს სისტემებს შეუძლიათ მიწოდება დაბალიდან ძალიან მაღალ ამპლიტუდამდე. ისეთი ქიმიური ნაერთების მოპოვებისთვის, როგორიცაა ასტაქსანტინი, ჩვენ გთავაზობთ სპეციალურ ულტრაბგერითი სონოტროდებს (ასევე ცნობილია როგორც ულტრაბგერითი ზონდები ან რქები), რომლებიც ოპტიმიზებულია მაღალი ხარისხის აქტიური ნივთიერებების მგრძნობიარე იზოლაციისთვის. Hielscher გთავაზობთ სპეციალურ სონოტროდებს მაღალი ამპლიტუდებისთვის ზეწოლის ქვეშ მყოფი ნაკადის უჯრედებთან ერთად, რომლებსაც შეუძლიათ გამოიმუშავონ ექსტრემალური კავიტაციური ათვლის ძალები, რაც არღვევს საფუარის ძალიან გამძლე უჯრედებსაც კი. Hielscher ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა იძლევა 24/7 მუშაობის საშუალებას მძიმე მოვალეობებში და მომთხოვნ გარემოში.
ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრების ზუსტი კონტროლი უზრუნველყოფს განმეორებადობას და პროცესის სტანდარტიზაციას. Hielscher სამრეწველო მასშტაბის, ავტომატური ულტრაბგერითი მოპოვების სისტემები განკუთვნილია უმაღლესი ხარისხის ექსტრაქტების მაღალი წარმოების შესაძლებლობებისთვის, ამავდროულად ამცირებს შრომას, ღირებულებას და ენერგიას.
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
ლიტერატურა/ცნობარი
- B. Brands and M. Kleinke (2022): Astaxanthin production in Xanthophyllomyces dendrorhous grown in medium containing watery extracts from vegetable residue streams. IOP Conference Series: Earth Environ. Sci. 1034, 2022.
- Chougle, J.A.; Singha, R.S.; Baik, O.-D.(2014): Recovery of Astaxanthin from Paracoccus NBRC 101723 using Ultrasound-Assisted Three Phase Partitioning (UA-TPP). Separation Science and Technology, 49, 2014.
- Gogate et al. (2015): Ultrasound-assisted Intensification of Extraction of Astaxanthin from Phaffia rhodozyma. Indian Chemical Engineer 2015, 57:3-4, 240-255.
- Zou et al. (2013): Response Surface Methodology for Ultrasound-Assisted Extraction of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
სონო-ექსტრაქცია
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ან სონო-ექსტრაქცია ეფუძნება აკუსტიკური კავიტაციის პრინციპს.
როდესაც ინტენსიური ულტრაბგერითი ტალღები ვრცელდება თხევად სისტემებზე, ხდება აკუსტიკური კავიტაცია, რაც არის ვაკუუმის ბუშტების წარმოქმნის, ზრდის და საბოლოო კოლაფსის ფენომენი (იხ. სურათი ქვემოთ). ულტრაბგერითი ტალღების გავრცელებისას ვაკუუმის ბუშტები ირხევა და იზრდება მანამ, სანამ არ მიაღწევს იმ წერტილს, როცა მეტ ენერგიას ვერ შთანთქავს. ბუშტების ზრდის პიკზე ისინი ძლიერად იშლება, რაც იწვევს ადგილობრივ თერმულ, მექანიკურ და ქიმიურ ეფექტებს. მექანიკური ეფექტები მოიცავს 1000 ატმ-მდე მაღალ წნევას, ტურბულენტობას და ძლიერ ათვლის ძალებს. ეს ძალები არღვევს უჯრედის კედლებს და ხელს უწყობს მასის გადატანას უჯრედის შიგთავსსა და გამხსნელს შორის, რითაც გამოყოფს ბიოაქტიურ ნაერთებს მიმდებარე სითხეში (ანუ გამხსნელში).
აკუსტიკური კავიტაცია, რომელიც წარმოიქმნება მაღალი ინტენსივობის, დაბალი სიხშირის ულტრაბგერით, ქმნის ინტენსიურ ათვლის ძალებს და ადგილობრივ მაღალ წნევასა და ტემპერატურულ განსხვავებებს, რაც უზრუნველყოფს აუცილებელ ზემოქმედებას უჯრედების დაშლის, ინტენსიური შერევისა და მასის გადაცემისთვის. ეს ულტრაბგერითი ათვლის ძალები წარმატებით გამოიყენება კანაფის მოპოვებისთვის.
ნაერთების ულტრაბგერითი მოპოვება ბოტანიკური და უჯრედული ქსოვილიდან კარგად არის გამოკვლეული. ძალიან ინტენსიური ულტრაბგერითი ტალღების გამოყენება მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს მოპოვების პროცესებს. პროცესის გააქტიურების გარდა – რაც იწვევს მაღალ მოსავლიანობას და მოკლე მოპოვების დროს – თერმული დეგრადაცია და ტემპერატურისადმი მგრძნობიარე კომპონენტების დაკარგვა აღკვეთილია, რადგან სონიკა არის არათერმული მკურნალობა. გარდა ამისა, ულტრაბგერითი ექსტრაქციას აქვს დაბალი საინვესტიციო და საოპერაციო ხარჯები, ამცირებს გამხსნელების გამოყენებას და/ან იძლევა უფრო მწვანე გამხსნელების გამოყენების საშუალებას, რაც მას ეკონომიურ და ეკოლოგიურად მოპოვების ტექნიკად აქცევს. ულტრაბგერითი დახმარებით მოპოვების (UAE) მოპოვების ტრადიციულ მეთოდებთან შედარებით, მიღებულია კვების მრეწველობისგან ბიოაქტიური ნაერთების წარმოებისთვის ეკონომიური მოგებით.
ძლიერი ულტრაბგერითი ტალღები არღვევს ბიოლოგიური სტრუქტურების უჯრედულ მატრიქსს და ათავისუფლებს ბიოაქტიურ ნაერთებს. გაძლიერებულია მასის გადატანა მცენარეულ მასალასა და გამხსნელს შორის. ამ მექანიზმების გამო, ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ძალზე ეფექტურია კანაფის მოპოვებისთვის.
ასტაქსანტინი
ასტაქსანტინი გამოირჩევა ღრმა წითელი შეფერილობით. ეს არის ცხიმში ხსნადი პიგმენტი, რომელიც გვხვდება წყალმცენარეებში (მაგ. Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), საფუარში (მაგ. Phaffia rhodozyma), ორაგული, კალმახი, კრილი, კრევეტები და კიბო. ასტაქსანტინი ითვლება სუპერ ანტიოქსიდანტად, რადგან მისი ანტიოქსიდანტური ძალა ათიდან ოცჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე ბევრი სხვა კაროტინოიდი, როგორიცაა ბეტა-კაროტინი, ლუტეინი და ზეაქსანტინი, და ასჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე ალფა-ტოკოფეროლი (ვიტამინი E). .
ასტაქსანტინი (3,3'-დიჰიდროქსი-β, β'-კაროტინ-4,4'-დიონი) არის კეტო-კაროტინოიდი და მიეკუთვნება ქიმიური ნაერთების უფრო დიდ კლასს, რომლებიც ცნობილია როგორც ტერპენები (ტეტრატერპენოიდი), რომლებიც შედგება ნახშირბადის ხუთი წინამორბედი, იზოპენტენილ დიფოსფატი და დიმეთილალილ დიფოსფატი. ასტაქსანტინი კლასიფიცირებულია, როგორც კაროტინოიდური ნაერთების ტიპი ჟანგბადის შემცველი კომპონენტებით, კერძოდ ჰიდროქსილით (-OH) ან კეტონით (C=O), როგორიცაა ზეაქსანტინი და კანტაქსანტინი. ასტაქსანტინი არის ზეაქსანტინის და/ან კანთაქსანტინის მეტაბოლიტი, რომელიც შეიცავს როგორც ჰიდროქსილის, ასევე კეტონის ფუნქციურ ჯგუფებს. მრავალი კაროტინოიდის მსგავსად, ასტაქსანტინი არის ლიპიდში ხსნადი პიგმენტი და გამოირჩევა წითელი შეფერილობით. კაროტინოიდები, მათ შორის ასტაქსანტინი, კარგად არის ცნობილი მათი ანტიოქსიდანტური შესაძლებლობებით.
ასტაქსანტინი არის წითელი პიგმენტი და ბუნებრივად წარმოიქმნება წვიმის წყლის მიკროწყალმცენარეებში (Haematococcus pluvialis) და საფუარში, სახელად Xanthophyllomyces dendrorhous (ასევე ცნობილი როგორც Phaffia rhodozyma). წყალმცენარეები განიცდის სტრესს ერთი ან კომბინირებული პირობების გამო, დაწყებული საკვები ნივთიერებების ნაკლებობით, მარილიანობის მომატებით და მზის ჭარბი შუქით, რათა შეიქმნას ასტაქსანტინი. სახეობები, რომლებიც მოიხმარენ მტკნარ წყალმცენარეებს, როგორიცაა ორაგული, წითელი კალმახი, წითელი ზღვის კაპარჭინა, ფლამინგო, კიბოსნაირები (მაგ. კრევეტები, კრილი, კიბორჩხალა, ლობსტერი, კიბო), ასახავს წითელ-ნარინჯისფერი ფერების პიგმენტაციას მათ გარეგნობაში.
როგორც დანამატი, ასტაქსანტინი ინიშნება მისი ჯანმრთელობის ხელშემწყობი და ავადმყოფობის სამკურნალო ეფექტისთვის. ასტაქსანტინი არის კარგად დამკვიდრებული საკვები პროდუქტი, რომელიც გამოიყენება კანის სიჯანსაღის გასაუმჯობესებლად (მაგ. ნაოჭების შესამცირებლად, მზის დამწვრობის შედეგად დაზიანებები და ა.შ.).
გარდა ამისა, ასტაქსანტინი სულ უფრო მეტ ყურადღებას აქცევს მის გამოყენებას ალცჰეიმერის დაავადების, პარკინსონის დაავადების, გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების, მაღალი ქოლესტერინის, ღვიძლის დაავადებების, ასაკთან დაკავშირებული მაკულარული დეგენერაციისა და კიბოს პროფილაქტიკისთვის.
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია რომ სამრეწველო ზომა.