스피룰리나 안료의 초음파 추출
초음파 추출은 미세 조류의 우수한 품질의 추출물을 분리하는 데 매우 효율적인 것으로 입증되었습니다. 피코시아닌과 같은 스피룰리나 색소는 슈퍼푸드로 알려져 있으며, 항산화제, 비타민 및 단백질함량이 높기 때문에 건강에 유익합니다. 분말 및 정제 와 같은 고농축 보충제를 생산하기 위해서는 스피룰리나 조류에서 파란색 안료를 추출해야합니다.
Spirulina
아레스피라 플라넨시스 (A. platensis) 및 관절피라 맥시마 (A. maxima) 용어 스피룰리나 에서 알려져있다. 스피룰리나는 아미노산과 항산화물질이 풍부한 녹조류입니다. 단백질, 효소, 미네랄, 비타민 A, K, B12, 철분, 망간과 같은 영양소가 많이 함유되어 슈퍼푸드로 분류됩니다. 조류 속 아르스로스피라는 단백질함량이 특히 높습니다. 단백질 함량은 건조 중량기준으로 53~68%이며 모든 필수 아미노산의 전체 스펙트럼을 제공합니다. 또한, Arthrospira는 고도 불포화 지방산 (PUFAs)의 높은 금액을 가지고, 이는 약이다. 1.5 받는 사람으로 2% 총 지질 함량의 5 받는 사람으로 6%. 이 PUFA는 필수 오메가-6 지방산인 γ-리놀렌산(GLA)을 함유하고 있습니다. 관절피라의 추가 생리 활성 화합물은 비타민을 포함, 미네랄뿐만 아니라 광합성 안료.
참고: 과학적으로, 스피룰리나 플라넨시스 (S. platensis) 및 스피룰리나 맥시마 (S. maxima)는 관절피라 플라넨시스 (A. platensis) 및 아르스로스피라 맥시마 (A. maxima)로 정확하게 불려있습니다. 두 종 은 한 번 스피룰리나 속에서 분류되었고 오늘날까지 구어체로 스피룰리나 이름으로 알려져 있습니다. 아르스로스피라와 스피룰리나의 두 개의 별도 제네라의 도입은 이제 일반적으로 허용되지만, 용어 스피룰리나는 종종 우산 용어로 사용된다.
초음파 스피룰리나 추출
초음파 세포 파괴자 (또한 초음파 추출기로 불리는)는 세포 내 물질을 방출하기 위해 세포를 열 수있는 능력으로 잘 알려져 있습니다. 강렬한 초음파가 유체에 결합되면 음향 캐비테이션 현상이 발생합니다. 캐비테이션 힘은 세포벽을 방해하고 생체 활성 표적 화합물이 세포에서 액체로 수송되도록 질량 전달을 향상시킵니다.
세포에서 초음파 추출 : 현미경 횡방향 섹션 (TS)은 세포에서 초음파 추출 (배율 2000x)에서 초음파 추출 중에 작용 메커니즘을 보여줍니다 [자원 : Vilkhu et al. 2011]
초음파 추출의 장점
- 고수익
- 우수한 추출물 품질
- 신속한 추출
- 온화한 비열 공정
- 다양한 용매
- 안전한
- 작동하기 쉽다.
- 선형 스케일 업
- 낮은 유지 보수
- 빠른 RoI
추출 프로토콜
Prabuthas et al. (2011)는 고품질의 피코시아닌 추출물을 얻기 위해 다음과 같은 추출 프로토콜을 개발하였다: 피코시아닌 추출은 증류수 및 1% CaCl2 용액을 사용하여 피코시아닌 농도의 관점에서 평가되었다. 해조류 스피룰리나는 젖은 바이오매스가 박테리아에 의해 즉시 이용되기 때문에 건조형태로 사용되며 영양 성분 때문에 분해되기 시작한다. 따라서 이러한 문제를 피하기 위해 말린 조류 바이오 매스의 사용을 권장합니다. 추출은 0.1g의 건조된 바이오매스를 용매의 양과 혼합하여 수행하였으며, 초음파 처리는 실험 설계에 따라 시간 및 진폭을 수행하였다. 시료 현탁액은 Hielscher의 UP50H 초음파 세포 파괴자를 사용하여 초음파 처리한 다음 냉장 원심 분리기를 사용하여 13500rpm에서 15분 동안 원심분리를 수행하였다. 상이한 용매를 가진 추출 동안 피코시아닌 및 단백질 함량은 염화칼슘 및 증류수를 조사했다.
피코시아닌의 최대량인 0.3116mg/ml는 염화칼슘 용액에서 수득되었고 증류수에서 0.299mg/ml를 얻었다. 단백질의 최대 량은 63.63%를 증류수 용매에서 수득하였고 염화칼슘 용액에서는 54.69%를 얻었다. 따라서 CaCl2 용액은 초음파 보조로 피코시아닌을 추출하기위한 최고의 용매로 발견되었습니다.
스피룰리나 추출을 위한 고성능 초음파 추출기
Hielscher는 식물및 식물 바이오매스로부터 생체 활성제의 강력하고 신뢰할 수 있는 초음파 추출에 있어 오랜 경험을 쌓은 파트너입니다. 모든 초음파 추출기는 24/7 작동 할 수 있으며 식이 추출물의 상업적 생산에 적합합니다. 당사의 제품 범위는 소형 휴대용 바이오 파시던에서 파일럿 초음파 및 산업용 초음파 시스템에 이르기까지 전체 스펙트럼을 포괄합니다. 다양한 sonotrodes 및 유량 셀 반응기와 같은 다양한 액세서리를 통해 공정 요구 사항에 최적 적응을 할 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파 프로세서는 견고하고 작동이 용이하며 사용자 편의를 위해 설계되었습니다. 우리의 디지털 제어 초음파 는 초음파 데이터의 자동 프로토콜링을위한 내장 된 SD 카드와 함께 제공됩니다.
아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.
| 일괄 볼륨 | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 ~ 500mL | 10 ~ 200mL / min | UP100H |
| 10 ~ 2000mL | 20 ~ 400 mL / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ~ 20L | 0.2 ~ 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 ~ 100L | 2 ~ 10L / min | UIP4000 |
| N.A. | 10 ~ 100L / min | UIP16000 |
| N.A. | 더 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
- 초음파 처리에 있는 장기 경험
- 고품질
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문학 / 참고 문헌
- 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. - Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): An efficient extraction of phycocyanin by ultrasonication and separation using ‘sugaring out’. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
- Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standardization of rapid and economical method for neutraceuticals extraction from algae. Journal of Stored Products and Postharvest Research Vol. 2(5) pp. 93 – 96, May 2011.
알만한 가치가있는 사실
Spirulina
스피룰리나는 광합성을 통해 에너지를 얻는 박테리아의 생리체인 시아노박테리아(시아노피타라고도 함)의 일종입니다. 그들은 산소를 생산할 수있는 유일한 광합성 원핵생물입니다. 시아노박테리아라는 이름은 박테리아의 색에서 유래합니다(그리스어: 교란, 조명. 파란색). 그들의 색깔 때문에 그(것)들은 또한 청록색 조류에게 불립니다, 현대 사용에 있는 기간 조류는 진핵생물로 제한되더라도. 스피룰리나 플래니시스(S. platensis)는 개방된 연못이나 폐쇄된 생물반응기에서 단일 배양으로서 쉽게 재배할 수 있는 다실성 원핵핵증성 심야박테리움입니다. C-피코시아닌(C-PC)은 스피룰리나의 주요 피코빌리단백질입니다.
스피룰리나 추출물
스피룰리나는 해양 시아노박테리아(청록조류)의 바이오매스에서 추출한 인기 있는 건강 보조 식품입니다. 비건 단백질과 안료 보충제의 제조에 사용되는 두 스피룰리나 종은 아르트로스피라 플라넨시스와 아레스피라 맥시마입니다. 이 미세 조류에서 방출 된 추출물은 항산화 물질, 아미노산 및 비타민이 풍부합니다. 따라서, 블루 추출물 파우더는 주스, 스무디, 쉐이크 및 음료에 첨가되어 아름다운 강렬한 블루 컬러를 제공합니다. 대안적으로, 스피룰리나 추출물은 정제 형태로 섭취될 수 있다.
피코시아닌 알로피코시아닌과 피코에리트린은 강렬한 밝은 청색으로 유명한 빛을 수확하는 피코빌리프로틴 가족의 안료-단백질 복합체입니다. 피코시아닌은 엽록소에 대한 액세서리 안료입니다. 모든 피코빌리 단백질은 수용성이기 때문에 막 내에 존재하지 않으며 대신 phycobiliproteins는 세포막에 응집체 (소위 phycobilisomes)로 결합됩니다.
초음파 추출 및 세포 파괴
초음파 보조 추출 (UAE)은 식물 성 물질뿐만 아니라 조직에서 생리 활성 화합물을 방출하고 분리하는 데 사용됩니다.
초음파 추출 공정의 경우 강렬한 초음파가 파도가 압축및 팽창을 번갈아 가며 배분하는 매체로 결합됩니다. 압축 /팽창 주기 동안, 진공 기포는 더 많은 에너지를 흡수 할 수 없을 때까지 여러 사이클에 걸쳐 성장하여 격렬하게 붕괴됩니다. 버블 내파는 최대 5000K의 국부적으로 발생하는 온도, 1000atm의 압력 차동, 1010 K/s 이상의 가열 및 냉각 속도, 280m/s의 속도를 가진 액체 제트와 함께 매우 활기찬 상태를 생성합니다. 이 현상을 음향 캐비테이션이라고합니다.
초음파 추출은 음향 캐비테이션과 유체 역학 전단력을 기반으로합니다.