Ultraschallextraktioun vun Astaxanthin fir méi héich Rendementer
- Astaxanthin ass e ganz staarkt Antioxidans, dat a Medikamenter an Nahrungsergänzungsmëttel agesat gëtt.
- Fir héichwäertegen Astaxanthin aus natierleche Quelle wéi Algen ze produzéieren, ass eng leeschtungsstaark Extraktiounstechnik néideg.
- D’Ultraschallextraktioun ass eng mechanesch Behandlung, déi héich Rendementer un Astaxanthin an enger ganz kuerzer Extraktiounszäit liwwert.
Leeschtungsstaark Ultraschallapparater fir héichwäerteg Astaxanthinextrakter
D’Ultraschallextraktioun ass eng leeschtungsstaark Extraktiounstechnik, déi intensiv Ultraschallwelle benotzt, fir Astaxanthin aus natierleche Quelle wéi Mikroalgen, Krill oder Krustendéieren ze extrahéieren. Astaxanthin ass en natierlech virkommend Karotenoidpigment, dat fir seng staark antioxidativ Eegenschaften a seng verschidde Virdeeler fir d’Gesondheet bekannt ass. Et gëtt heefeg als Nahrungsergänzungsmëttel a Liewensmëttelfaarfstoff agesat. Léiert, wéi d’Ultraschallbehandlung hëlleft, Ären Extraktiounsprozess fir Astaxanthin ze verbesseren!
MultiSonoReactor fir eng verbessert Extraktioun vun Astaxanthin mat Héichleeschtungsultraschall
Ultraschallextraktioun vun Astaxanthin aus Mikroalgen
Astaxanthin fir Nahrungsergänzungsmëttel, déi Mënschen an Déiere wéinst hire Virdeeler fir d’Gesondheet zou sech huelen, gëtt aus Mieresfriichte gewonnen oder aus der Alg H. pluvialis extrahéiert. Haematococcus pluvialis ass eng gréng Mikroalg, déi héich Astaxanthingehalter produzéiert, wa si Stressbedéngunge wéi héijem Salzgehalt, Stéckstoffmangel, héijer Temperatur a Liicht ausgesat gëtt. Mat bis zu 9,2mg/g Astaxanthin pro Algenzell (= bis zu 3,8% vum Dréchegewiicht vun H. pluvialis) reichert Haematococcus pluvialis e ganz héije Gehalt un natierlechem Astaxanthin un an ass dofir de bevorzugten Organismus fir d’Produktioun vun Astaxanthin.
Fir Astaxanthin aus grénge Mikroalge fräizesetzen, mussen d’Algenzellen opgebrach ginn. D’Ultraschallbehandlung ass fir den Zellopbroch, d’Lyse an d’Isolatioun vu bioaktive Verbindunge wéi Lipiden, Antioxidantien, Polyphenolen an natierleche Pigmenter gutt etabléiert. Héichleeschtungsultraschall erzeugt reng mechanesch Kräften, déi d’Zellwänn duerch Schéierkräften opbriechen an d’Fräisetzung vu bioaktive Substanze wéi Astaxanthin bewierken.
Ultraschallextraktioun vun Astaxanthin aus Hief
Phaffia rhodozyma ass eng Hief, déi räich un Astaxanthin ass. Déi déck Zellwand vu P. rhodozyma, déi haaptsächlech aus Glukan besteet a fir d’Steifheet vun der Zell verantwortlech ass, mécht den Zellopbroch an d’Isolatioun vun Astaxanthin awer zu enger usprochsvoller Aufgab. Fuerscher (Gogate et al. 2015) hu festgestallt, datt d’Ultraschallextraktioun a Kombinatioun mat Mëllechsaier den Zellopbroch verstäerkt an d’Extraktioun vun Astaxanthin aus P. rhodozyma zu engem méi ekologeschen, méi ëmweltfrëndleche Prozess mécht. Si hu Mëllechsaier als Medium fir den Zellopbroch an Ethanol als Léisungsmëttel fir d’Extraktioun benotzt. De maximale Rendement un Astaxanthin (90%) gouf mat der ultraschallënnerstëtzter Extraktiounsmethod erreecht, bei där 3 M Mëllechsaier an eng Zellopbrochzäit vu 15 min agesat goufen. Leeschtungsstaark Ultraschallextraktere wéi den UIP4000hd (4kW, kuckt d’Bild lénks) erlaben a Kombinatioun mat engem Duerchflossreakter, deen ënner Drock gesat ka ginn, ganz intensiv Kavitatioun ze erzeugen. Duerch Kavitatioun entstane Schéierkräfte briechen d’Zellwänn vun der Hief op a fërderen de Stofftransport tëscht dem Zellbanneschten an dem Léisungsmëttel.
- Iwwerleeëne Rendement
- Ganz séier Extraktioun – bannent Minutten
- Héichwäerteg Extrakter – schoUnend, net-thermesch
- Ëmweltfrëndlech Léisungsmëttel (z. B. Waasser/Ethanol)
- Käschteneffizient
- Einfach a sécher Bedéngung
- Niddreg Investitiouns- a Betribskäschten
- 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung
- Ekologesch, ëmweltfrëndlech Method
Ultraschallextraktioun vun Astaxanthin – am Chargemodus oder am kontinuéierlechen Duerchflossmodus
Astaxanthin ass eng lipophil Verbindung a kann a Léisungsmëttel (z. B. 48,0% Ethanol an Ethylacetat) an Ueleger (z. B. Sojabounenueleg) opgeléist ginn.
Charge: Ultraschallextraktiounsprozesser kënnen als einfach Chargeprozesser oder als Inline-Behandlung bedriwwe ginn, bei där de Medium kontinuéierlech duerch en Ultraschall-Duerchflossreaktor geleet gëtt.
D’Veraarbechtung a Chargen ass eng einfach Prozedur, bei där d’Extraktioun Charge fir Charge duerchgefouert gëtt. Hielscher Ultrasonics bitt Ultraschallprozessoren fir kleng bis grouss Chargen un, dat heescht vun 1L bis 120L.
Fir d’Veraarbechtung vu Charge vu 5 bis 10L empfeele mir den UP400ST mat der Sonotrod S24d22L2D (kuckt d’Bild lénks).
Fir d’Veraarbechtung vu Charge vun ongeféier 120L empfeele mir den Sonikator UIP2000hdT mat der Sonotrod RS4d40L4.
Duerchfloss: Fir méi grouss Volumenen a kommerziell Extraktioun a vollem Produktiounsmoossstaf gëtt e kontinuéierleche Flëssegkeetsstroum duerch en Ultraschallreaktor geleet, an deem d’Suspensioun aus Léisungsmëttel a Planzematerial intensiv mat Ultraschall behandelt gëtt.
Fir e Volumen vun ongeféier 8L/min. empfeele mir den UIP4000hdT mat der Sonotrod RS4d40L3 an der Duerchflosszell FC130L4-3G0, déi ënner Drock gesat ka ginn
UIP2000hdT (2kW) fir d’Extraktioun a Chargen a groussem Moossstaf
Héichleeschtungs-Ultraschallapparater fir d’Extraktioun
Hielscher Ultrasonics ass op d’Fabrikatioun vun Héichleeschtungssonikatore fir d’Produktioun vu qualitativ héichwäertegen Extrakter aus Planzen, Hiefen an Zelle spezialiséiert. Déi breet Produktpalette vun Hielscher Ultrasonics reecht vu klengen, leeschtungsstaarke Labo-Ultraschallapparater bis zu robusten Dëschapparater a voll industriellen Anlagen, déi Ultraschall mat héijer Intensitéit fir d’effizient Extraktioun an Isolatioun vu bioaktive Komponente wéi Astaxanthin, Quercetin, Koffein, Curcumin, Terpenen asw. liwweren. All digital Sonikatore vun 200W bis 16.000W hunn en intuitive Menü mat programméierbaren Astellungen, e faarwegen Touchdisplay fir eng komfortabel Bedéngung, eng integréiert SD-Kaart fir d’automatesch Opzeechnung vun Donnéeën, eng Fernsteierung iwwer de Browser a vill weider benotzerfrëndlech Funktiounen. D’Sonotroden an d’Duerchflosszellen (déi Deeler, déi mam Medium a Kontakt kommen) kënnen am Autoklav steriliséiert ginn a sinn einfach ze botzen. All eis Ultraschallapparater si fir de 24/7-Betrib gebaut, brauchen nëmme wéineg Ënnerhalt a sinn einfach a sécher ze bedéngen.
En digitale Faarfdisplay erméiglecht eng benotzerfrëndlech Steierung vun den Ultraschallapparater. Eis Systemer kënne vun niddrege bis zu ganz héijen Amplitudë liwweren. Fir d’Extraktioun vu cheemesche Verbindunge wéi Astaxanthin bidde mir speziell Ultraschallsonotroden un (och als Ultraschallsonden oder Ultraschallhare bekannt), déi fir déi schounend Isolatioun vu qualitativ héichwäertege Wierkstoffer optiméiert sinn. Hielscher bitt speziell Sonotroden fir héich Amplituden a Kombinatioun mat Duerchflosszellen un, déi ënner Drock gesat kënne ginn an extrem Schéierkräften duerch Kavitatioun erzeuge kënnen, déi souguer ganz widderstandsfäeg Hiefzellen opbriechen. D’Robustheet vun den Hielscher Ultraschallapparater erméiglecht de 24/7-Betrib ënner staarker Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Déi präzis Steierung vun den Ultraschallprozessparameter garantéiert d’Reproduzéierbarkeet an d’Standardiséierung vum Prozess. Déi automatiséiert Ultraschallextraktiounsanlage vun Hielscher am industrielle Moossstaf si fir héich Produktiounskapazitéite vun Extrakter mat exzellenter Qualitéit ausgeluecht a reduzéiere gläichzäiteg den Aarbechtsopwand, d’Käschten an den Energieverbrauch.
Kontaktéiert eis! / Stellt eis Är Froen!
Literatur/Referenzen
- 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.
Wëssenswäert Fakten
Sono-Extraktioun
D’Ultraschallextraktioun oder Sono-Extraktioun baséiert um Prinzip vun der akustescher Kavitatioun.
Wann intensiv Ultraschallwellen op flësseg Systemer awierken, entsteet akustesch Kavitatioun, also de Phenomeen vun der Bildung, dem Wuesstem an dem schliisslechen Zesummefale vu Vakuumblosen (kuckt d’Bild ënnen). Wärend der Ausbreedung vun den Ultraschallwellen schwéngen a wuessen d’Vakuumblosen, bis si e Punkt erreechen, op deem si keng weider Energie méi ophuele kënnen. Um Héichpunkt vun hirem Wuesstem falen d’Blosen hefteg zesummen, wat lokal thermesch, mechanesch a cheemesch Effekter verursaacht. Zu de mechaneschen Effekter gehéieren héich Drécker vu bis zu 1000atm, Turbulenzen an intensiv Schéierkräften. Dës Kräfte briechen Zellwänn op a fërderen de Stofftransport tëscht dem Zellbanneschten an dem Léisungsmëttel, wouduerch bioaktiv Verbindungen an déi ëmginnend Flëssegkeet (dat heescht d’Léisungsmëttel) fräigesat ginn.
Akustesch Kavitatioun, déi duerch Ultraschall mat héijer Intensitéit an niddreger Frequenz entsteet, erzeugt intensiv Schéierkräften a lokal héich Drock- an Temperaturdifferenzen, déi déi néideg Wierkung fir den Zellopbroch, eng intensiv Vermëschung an de Stofftransport liwweren. Dës Ultraschallschéierkräfte gi mat Erfolleg fir d’Extraktioun vu Cannabis agesat.
D’Extraktioun vu Verbindungen aus Planzematerial an Zellgeweebe mat Ultraschall ass gutt erfuerscht. D’Uwendung vun héichintensiven Ultraschallwelle fërdert d’Extraktiounsprozesser däitlech. Nieft der Prozessintensivéierung – déi zu méi héijen Ausbezuelen a méi kuerzen Extraktiounszäite féiert – ginn den thermeschen Ofbau an de Verloscht vun temperaturempfindleche Bestanddeeler verhënnert, well d’Beschallung eng netthermesch Behandlung ass. Ausserdeem huet d’Ultraschallextraktioun niddreg Investitiouns- a Betribskäschten, reduzéiert de Gebrauch vu Léisungsmëttelen an/oder erméiglecht de Gebrauch vu méi ëmweltfrëndleche Léisungsmëttelen, wat si zu enger wirtschaftlecher an ëmweltfrëndlecher Extraktiounstechnik mécht. Well si konventionell Extraktiounsmethoden iwwertrëfft, gouf déi ultraschallënnerstëtzt Extraktioun (UAE) vun der Liewensmëttelindustrie iwwerholl, fir bioaktiv Verbindunge mat wirtschaftleche Virdeeler ze produzéieren.
Staark Ultraschallwelle briechen d’Zellmatrix vu biologesche Strukturen op a setzen déi bioaktiv Verbindunge fräi. De Stofftransport tëscht dem Planzematerial an dem Léisungsmëttel gëtt verstäerkt. Duerch dës Mechanismen ass d’Ultraschallextraktioun héich effizient fir d’Extraktioun vu Cannabis.
Astaxanthin
Astaxanthin zeechent sech duerch eng déifrout Faarf aus. Et ass e fettléislecht Pigment, dat an Algen (z. B. Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), Hiefen (z. B. Phaffia rhodozyma), Saumon, Frellen, Krill, Garnelen a Flosskriibse virkënnt. Astaxanthin gëtt als Superantioxidans ugesinn, well seng antioxidativ Wierkung zéng- bis zwanzegmol méi staark ass wéi déi vu villen anere Carotenoiden, wéi Beta-Carotin, Lutein an Zeaxanthin, an honnertmol méi staark wéi déi vun Alpha-Tocopherol (Vitamin E).
Astaxanthin (3,3′-dihydroxy-β, β′-carotene-4,4′-dione) ass e Keto-Carotenoid a gehéiert (als Tetraterpenoid) zu enger méi grousser Klass vu cheemesche Verbindungen, déi als Terpene bekannt sinn an aus Virleefer mat fënnef Kuelestoffatomer, Isopentenyldiphosphat an Dimethylallyldiphosphat, zesummegesat sinn. Astaxanthin gëtt als eng Zort vu Carotenoidverbindunge mat sauerstoffhaltege Bestanddeeler klasséiert, nämlech Hydroxyl (-OH) oder Keton (C=O), wéi Zeaxanthin a Canthaxanthin. Astaxanthin ass e Metabolit vun Zeaxanthin an/oder Canthaxanthin, dee souwuel Hydroxyl- wéi och Ketonfunktiounsgruppen enthält. Wéi vill Carotenoiden ass Astaxanthin e lipidléislecht Pigment an zeechent sech duerch seng rout Faarf aus. Carotenoiden, dorënner Astaxanthin, si fir hir antioxidativ Kapazitéit gutt bekannt.
Astaxanthin ass e rout Pigment a kënnt an der Natur an der Reewaassermikroalg (Haematococcus pluvialis) an an der Hief mam Numm Xanthophyllomyces dendrorhous (och als Phaffia rhodozyma bekannt) vir. D’Alg gëtt duerch eng eenzel Bedéngung oder eng Kombinatioun vu Bedéngungen, déi vun engem Manktem un Nährstoffer iwwer e verstäerkte Salzgehalt bis zu iwwerméissegem Sonneliicht reechen, ënner Stress gesat, fir Astaxanthin ze produzéieren. D’Aarten, déi dës ënner Stress gesate Séisswaassermikroalge friessen, wéi Saumon, rout Frellen, rout Mierbrassen, Flamingoen a Krustendéieren (z. B. Garnelen, Krill, Krabben, Hummeren a Flosskriibsen), weisen déi rout-orange Pigmentéierung an hirem Ausgesinn.
Als Nahrungsergänzung gëtt Astaxanthin wéinst senger gesondheetsfërdernder a krankheetsbehandelnder Wierkung verofreecht. Astaxanthin ass e gutt etabléiert Nutrazeutikum, dat verofreecht gëtt, fir d’Gesondheet vun der Haut ze verbesseren (z. B. fir Falen a Schied duerch Sonnebrand ze reduzéieren asw.).
Ausserdeem kritt Astaxanthin ëmmer méi Opmierksamkeet fir säin Asaz bei der Behandlung vun der Alzheimer-Krankheet, der Parkinson-Krankheet, Häerz-Kreeslaf-Krankheeten, héijem Cholesterin, Liewerkrankheeten, altersbedéngter Makuladegeneratioun an zur Preventioun vu Kriibs.
Hielscher Ultrasonics produzéiert héichleeschtungsfäeg Ultraschallhomogenisateure vun der Labogréisst bis zur Industriegréisst.