더 높은 수율을 위한 초음파 아스타잔틴 추출
- 아스타잔틴은 의약품과 영양 보충제에 사용되는 매우 강력한 항산화제입니다.
- 조류와 같은 천연 자원에서 고품질의 아스타잔틴을 생산하기 위해서는 고성능 추출 기술이 필요합니다.
- 초음파 추출은 매우 짧은 추출 시간에 높은 수율의 아스타잔틴을 제공하는 기계적 처리입니다.
고품질 아스타잔틴 추출물을 위한 고성능 초음파 처리기
초음파 추출은 강렬한 초음파를 사용하여 미세조류, 크릴 또는 갑각류와 같은 천연 공급원에서 아스타잔틴을 추출하는 고성능 추출 기술입니다. 아스타잔틴은 강력한 항산화 특성과 다양한 건강상의 이점으로 알려진 자연 발생 카로티노이드 색소입니다. 일반적으로 건강 보조 식품 및 식용 색소로 사용됩니다. 초음파 처리가 아스타잔틴 추출 과정을 개선하는 데 어떻게 도움이 되는지 알아보십시오!
고출력 초음파를 사용하여 아스타잔틴 추출을 개선하기 위한 MultiSonoReactor
미세 조류에서 아스타잔틴의 초음파 추출
식이 보조 제에 대 한 아 스타 잔 틴, 그들의 건강 혜택에 대 한 인간과 동물에 의해 소비 되는, 아 스타 잔 틴은 해산물에서 얻은 또는 조류에서 추출 H. pluvialis. Haematococcus pluvialis는 녹색 미세 조류, 스트레스 조건이 적용 될 때 높은 아 스타 잔 틴 콘텐츠를 생산 하는, 예를 들어 높은 염분, 질소 결핍, 고온 및 빛. 조류 세포 당 최대 9.2mg /g의 아스타잔틴 (= H. pluvialis의 건조 중량에 최대 3.8 %)으로, Haematococcus pluvialis는 천연 아스타잔틴의 매우 높은 함량을 축적하므로 아스타잔틴의 생산을위한 바람직한 유기체입니다.
녹색 미세 조류에서 아스타잔틴을 방출하기 위해서는 조류 세포가 파괴되어야합니다. 초음파는 지질, 산화 방지제, 폴리페놀 및 천연 안료와 같은 생리 활성 화합물의 세포 파괴, 용해 및 분리를 목적으로 잘 확립되어 있습니다. 고성능 초음파는 전단력에 의해 세포벽을 파괴하고 아스타잔틴과 같은 생리 활성 물질의 방출을 유발하는 순전히 기계적 힘을 생성합니다.
효모에서 아스타잔틴의 초음파 추출
Phaffia rhodozyma는 아스타잔틴이 풍부한 효모입니다. 그러나 주로 글루칸으로 구성되어 있고 세포 강성을 담당하는 P. rhodozyma의 두꺼운 세포벽은 세포 파괴와 아스타잔틴 분리를 까다로운 작업으로 만듭니다. 연구원 (Gogate et al. 2015)은 젖산과 함께 초음파 추출이 세포 파괴를 강화하고 P. rhodozyma에서 아스타잔틴의 추출을 더 친환경적이고 환경 친화적 인 과정으로 만든다는 것을 발견했습니다. 그들은 젖산을 파쇄 용 배지로, 에탄올을 추출 용매로 사용했습니다. 아스타잔틴의 최대 수율(90%)은 3M 젖산의 사용, 15분의 파괴 시간을 기반으로 한 초음파 보조 추출 접근법에 대해 얻어졌습니다. UIP4000hd (4kW, 왼쪽 그림 참조)와 같은 강력한 초음파 추출기는 가압 가능한 유동 반응기와 함께 매우 강렬한 캐비테이션을 생성 할 수 있습니다. 캐비테이션 전단력은 효모 세포벽을 파괴하고 세포 내부와 용매 사이의 질량 전달을 촉진합니다.
- 우수한 수율
- 고속 추출 – 몇 분 안에
- 고품질 추출물 – 온화한 비 열
- 녹색 용매(예: 물/에탄올)
- 비용 효율적인
- 쉽고 안전한 작동
- 낮은 투자 및 운영 비용
- 24/7 중장비 작동
- 녹색, 친환경 방법
초음파 아스타잔틴 추출 – 배치 또는 연속 흐름 모드에서
아스타잔틴은 친유성 화합물이며 용매(예: 에틸 아세테이트의 에탄올 48.0%) 및 오일(예: 콩 기름)에 용해될 수 있습니다.
일괄 처리: 초음파 추출 공정은 간단한 배치 공정 또는 인라인 처리로 작동 할 수 있으며, 여기서 매체는 초음파 유동 반응기를 통해 지속적으로 공급됩니다.
배치 처리는 추출이 많은 에 의해 많이 수행되는 쉬운 절차입니다. Hielscher 초음파는 1L ~ 120L의 소형 에서 대형 배치를 위한 초음파 프로세서를 제공합니다.
5 ~10L의 처리 배치를 위해, 우리는 권장 UP400St sonotrode S24d22L2D (그림 참조).
약 120L의 처리 배치를 위해, 우리는 초음파 처리기 UIP2000hdT sonotrode RS4d40L4로.
흐름 관통: 더 큰 부피와 본격적인 상업적 추출을 위해, 연속 적인 액체 스트림은 용매 /식물 슬러리가 강렬하게 초음파 처리되는 초음파 반응기를 통해 공급됩니다.
약 8L/min.의 부피가 있는 경우, UIP4000hdT sonotrode RS4d40L3 및 가압 유량 셀 FC130L4-3G0
UIP2000hdT (2kW) 대규모 배치 추출용
추출을위한 고성능 초음파
Hielscher 초음파는 식물, 효모 및 세포에서 고품질 추출물을 생산하기 위한 고성능 초음파 처리기를 제조하는 전문 기업입니다. Hielscher 초음파의 광범위한 제품 포트폴리오는 작고 강력한 실험실 초음파 에서 아스타잔틴, 케르세틴, 카페인, 커큐민, 테르펜 등과 같은 생리 활성 성분의 효율적인 추출 및 분리를 위해 고강도 초음파를 제공하는 견고한 벤치 탑 및 완전 산업 시스템에 이르기까지 다양합니다. 200W에서 16,000W까지의 모든 디지털 초음파 발생기는 프로그래밍 가능한 설정, 편안한 작동을위한 컬러 터치 디스플레이, 자동 데이터 기록을위한 통합 SD 카드, 브라우저 원격 제어 및 더 많은 사용자 친화적 인 기능을 갖춘 직관적 인 메뉴를 갖추고 있습니다. sonotrodes 및 유동 세포 (매체와 접촉하는 부분)는 고압 증기 멸균이 가능하며 청소가 쉽습니다. 당사의 모든 초음파 는 24/7 작동을 위해 제작되었으며 유지 보수가 적으며 작동하기 쉽고 안전합니다.
디지털 컬러 디스플레이를 통해 초음파 장비를 사용자 친화적으로 제어 할 수 있습니다. 당사의 시스템은 낮은 진폭에서 매우 높은 진폭까지 전달할 수 있습니다. 아스타잔틴과 같은 화합물의 추출을 위해, 우리는 고품질 활성 물질의 민감한 분리에 최적화 된 특수 초음파 sonotrodes (초음파 프로브 또는 뿔이라고도 함)를 제공합니다. Hielscher는 매우 튼튼한 효모 세포조차도 방해하는 극한의 캐비테이션 전단력을 생성 할 수있는 가압 가능한 유동 세포와 함께 높은 진폭을위한 특수 sonotrodes를 제공합니다. Hielscher 초음파 장비의 견고성은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다.
초음파 공정 매개변수의 정밀한 제어는 재현성과 공정 표준화를 보장합니다. Hielscher 산업 규모의 자동 초음파 추출 시스템은 우수한 품질의 추출물의 높은 생산 능력을 위해 설계되었으며 동시에 노동력, 비용 및 에너지를 절감합니다.
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문학 / 참고 문헌
- 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.
알만한 가치가있는 사실
소노 추출
초음파 추출 또는 소노 추출은 음향 캐비테이션의 원리를 기반으로합니다.
강렬한 초음파가 액체 시스템에 적용되면 진공 기포의 생성, 성장 및 최종 붕괴 현상인 음향 캐비테이션이 발생합니다 (아래 그림 참조). 초음파가 전파되는 동안 진공 기포가 진동하고 더 많은 에너지를 흡수 할 수없는 지점에 도달 할 때까지 성장합니다. 기포 성장의 절정에 그들은 격렬하게 붕괴, 이는 로컬 열, 기계적, 화학적 효과를 야기. 기계적 효과에는 최대 1000atm의 고압, 난류 및 강렬한 전단력이 포함됩니다. 이러한 힘은 세포벽을 방해하고 세포 내부와 용매 사이의 질량 전달을 촉진하여 주변 액체 (즉, 용매)로 생체 활성 화합물을 방출합니다.
고강도, 저주파 초음파에 의해 생성되는 음향 캐비테이션은 강렬한 전단력과 국부적으로 발생하는 고압 및 온도 차이를 생성하여 세포 파괴, 강렬한 혼합 및 질량 전달에 필요한 영향을 제공합니다. 이러한 초음파 전단력은 대마초 추출에 성공적으로 적용됩니다.
식물과 세포 조직에서 화합물의 초음파 추출은 잘 연구되었습니다. 매우 강렬한 초음파의 응용 프로그램은 추출 공정을 크게 촉진합니다. 프로세스 강화 외에 – 수율이 높아지고 추출 시간이 단축됩니다. – 초음파 처리는 비 열 처리이므로 열 분해 및 온도에 민감한 구성 요소의 손실이 방지됩니다. 또한, 초음파 추출은 낮은 투자 및 운영 비용을 가지고, 용매의 사용을 감소 및 / 또는 경제적이고 환경 친화적 인 추출 기술을 만드는 녹색 용매의 사용을 허용한다. 기존의 추출 방법을 능가하는 초음파 보조 추출 (UAE)은 경제적 인 이익을 가진 생리 활성 화합물을 생산하기 위해 식품 산업에서 채택되었습니다.
강력한 초음파는 생물학적 구조의 세포 매트릭스를 파괴하고 생리 활성 화합물을 방출합니다. 식물 재료와 용매 사이의 물질 전달이 강화됩니다. 이러한 메커니즘으로 인해 초음파 추출은 대마초 추출에 매우 효율적입니다.
아 스타크 산틴
아스타잔틴은 짙은 붉은색으로 구별됩니다. 그것은 조류에서 발견 되는 지 용 성 안료 (예를 들어. Haematococcus pluvialis, 클로렐라 zofingiensis, 클로로 코 쿰), 효 모 (예를 들어. Phaffia rhodozyma), 연어, 송어, 크 릴, 새우와 가재. 아스타잔틴은 항산화 효능이 베타 카로틴, 루테인, 제아잔틴 과 같은 다른 많은 카로티노이드보다 10~20배 더 강력하며 알파-토코페롤(비타민 E)보다 100배 더 강력하기 때문에 슈퍼 항산화제로 간주됩니다. ).
아스타잔틴 (3,3′-디하이드록시-β, β′-카로틴-4,4′-디온)은 케토 카로티노이드이며 테르펜(테트라테페노이드)으로 알려진 더 큰 종류의 화학 화합물에 속하며, 5개의 탄소 전구체, 이소펜테닐 디포스페이트로 구성되며, 디메틸라일 디포스페이트. 아스타잔틴은 산소함유 성분, 즉 하이드록실(-OH) 또는 케톤(C=O)을 함유한 카로티노이드 화합물의 일종으로 분류되며, 제아잔틴과 칸타잔틴과 같은 성분이다. 아스타잔틴은 제아잔틴 및/또는 칸타잔틴의 대사산물로, 하이드록실과 케톤 작용기 모두를 함유하고 있습니다. 많은 카로티노이드와 마찬가지로 아스타잔틴은 지질 수용성 안료이며 붉은 색으로 구별됩니다. 아 스타 잔 틴을 포함 하 여 카로 티 노이 드 그들의 산화 용량에 대 한 잘 알려져 있다.
아스타잔틴은 붉은 색소이며 빗물 미세조류(Haematococcus pluvialis)와 산토필로마이세스 수지상(파피아 로도지마라고도 함)이라고 불리는 효모에서 자연적으로 발생합니다. 조류는 영양분의 부족에서 배열 하는 조건의 하나 또는 조합을 통해 스트레스를 겪는다, 증가 된 살, 그리고 아 스타 잔 틴을 만드는 과도 한 햇빛. 연어, 붉은 송어, 붉은 도미, 플라밍고, 갑각류 (예를 들어 새우, 크릴, 게, 랍스터, 가재)와 같은 스트레스를 받은 민물 미세 조류를 섭취하는 종은 붉은 주황색 색조의 색소 침착을 반영합니다.
보충교재로, 아스타잔틴은 건강 증진 및 질병 치료 효과에 대해 관리됩니다. 아스타잔틴은 피부 히스를 개선하기 위해 잘 확립된 건강 기능 식품입니다 (예 : 주름 감소, 태양 화상에 의한 손상 등).
또한, 아 스타 잔 틴 알 츠 하이 머 병을 치료 하는 그것의 사용에 대 한 관심을 받고, 파 킨 슨 병, 심장 혈관 deaseses, 높은 콜레스테롤, 간 질환, 나이 관련 황 반 변성, 그리고 암 예방.
