Ultraskaņas aļģu ekstrakcija uztura bagātinātājiem

Ultraskaņas ekstrakcija ir izcila metode, lai efektīvi un ātri sagrautu aļģu šūnas. Ultraskaņas apstrāde var atbrīvot pilnu daudzumu bioaktīvo savienojumu, kas padara ultraskaņas tehniku ļoti efektīvu.

Kā ekstrakts olbaltumvielas, lipīdu un Fenolics no aļģēm ar Ultrasonics

Aļģu un mikroalgalu sugas ir bagātas ar bioloģiski aktīviem savienojumiem, piemēram, olbaltumvielām, lipīdiem, karotinoīdiem, pigmentiem (piemēram, fitociāniem, astaksantīnu u. c.), fenoliem un polisaharīdiem (piemēram, karagināniem). Tas padara tos par plaši izmantotu dabisku materiālu, lai ražotu ekstraktus pārtikai un uztura bagātinātājiem. Uztura bagātinātājiem parasti izmantotās aļģu sugas ir Arthrospira maxima un (pazīstamas arī kā spirulīna), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis un Ulva spp. Ir zināms, ka aļģes ir labs augstas kvalitātes olbaltumvielu, lipīdu, garo ķēžu PUFA (t.i., omega-3), polisaharīdu (piemēram, algināta, karagināna, β-glikānu), vitamīnu un antioksidantu avots.
Spirulīna ir plaši izmantots aļģu veids, kas ir bagāts ar augstvērtīgiem bioaktīviem savienojumiem, piemēram, olbaltumvielām (ar 50–70% sausu wt). Tā kā Spirulīnu ir apstiprinājusi FDA (Amerikas Savienoto Valstu Pārtikas zāļu pārvalde) kā GRAS (Vispārēji atzītu par drošu), spirulīnas un spirulīnas ekstraktus var izmantot komercializētos pārtikas produktos vai kā uztura bagātinātājus.

Ultraskaņas aļģu ekstrakcijas priekšrocības

Ultraskaņas ekstrakcija izceļas ar alternatīvām ekstrakcijas metodēm kolektora punktos, piemēram, augstu ražu, uzticamību, drošību, vienkāršību un videi draudzīgumu.

Pilna ekstrakcijas raža

Augstas veiktspējas ultraskaņas aparāti izjauc aļģu šūnas atvērtas un traucē tos, lai intracelulārs materiāls tiktu atbrīvots. Tādējādi ultraskaņas ekstrakcijas izdala pilnu bioaktīvo savienojumu spektru, piemēram, phycobiliprotein, Karotenoīdi un lipīdu un fenolīdus.
Phycobiliolus var diferencēt trijās lielās grupās, proti, hloro-phycocianīnus, allophycocianīnus un phycoerythrins. C-Phycocyanin ir dabisks zils pigments, kas tiek plaši izmantots pārtikā un farmaceitiskos produktos. Ultraskaņas ekstrakcija izdala pilnu olbaltumvielu spektru.

Augsta ekstrakcijas efektivitāte

Duangsee et al. (2009) pārbaudīja divas dažādas ekstrakcijas metodes (ultrasoniski atbalstītā šķīdinātāja ekstrakcija un ekstrakcija, atkārtoti sasaldējot un atkausējot) no Arthospira biomasas, un konstatēja, ka ultraskaņas šķīdinātāja ekstrakcija radīja augstāku ekstrakcijas efektivitāti (22,1%) nekā sasaldēšana un atkausēšana (15,6%). Šūnu plīsums salīdzinājums starp ultraskaņu un atkārtotas sasalšanas un atkausēšanas liecina, ka ultraskaņas apstrāde ir efektīvāka. Ultraskaņas Kavitācija traucē aļģu šūnām ātri un efektīvi, kas izraisa augstāku šūnu pārtraukumu, salīdzinot ar spirulīna šūnām, kas tiek apstrādātas ar atkārtotu sasalšanu un atkausēšanu.
Ultraskaņas apstrāde bija efektīvāka šūnu aploksnes sadalīšana, salīdzinot ar atkārtotu sasalšanu un atkausēšanu. No phycocyanin ekstrakcijas guvums parādīja, ka apstrādes temperatūra ietekmēja ekstrakcijas efektivitāti.

Ātra ekstrakcija

Augstas veiktspējas ultraskaņas sistēmas var izmantot augstu ultraskaņas jaudu, izmantojot augstas amplitūdas aļģu suspensijā. Tas padara ultraskaņas ekstrakciju par ļoti ātru apstrādes metodi.

temperatūras kontrole

Ultrasonication ir ne-termiska, tīri mehāniska ekstrakcijas tehnika. Ekstrakcijas temperatūru var precīzi kontrolēt, izmantojot spraudnējamu temperatūras sensoru, kas ir savienota ar digitālo Hielscher ultrasonicator. Hielscher digitālo ultrasonatoru programmatūra ļauj noteikt temperatūras ierobežojumus, lai ultraskaņas homogenizators pauzēs, kad tiek sasniegta temperatūras robeža. Precīza temperatūras kontrole ļauj novērst termiski jutīgu materiālu, piemēram, phycobiliproteīnu, vitamīnu, polifenolu, polisaharīdu, lipīdu un citu bioaktīvo savienojumu termisko noārdīšanos.

Savietojams ar dažādiem šķīdinātājiem

Ultrasonication ir savietojama ar gandrīz jebkuru šķīdinātāju. Ultraskaņas ekstrakcija kombinācijā ar zaļajiem šķīdinātājiem, piemēram, ūdeni vai etanolu, ražo tīrus ekstraktus. Šos ultraskaņas ekstraktus var droši iekļaut pārtikā, jo ekstrakcijas šķīdinātāji etanols un ūdens ir GRAS (vispārēji atzītas par drošām) statusu.

Reproducējamība un procesu standartizācija

Hielscher ciparu ultraskaņas aparāti nāk ar automatizētu programmatūru un izstrādāti dažādi iestatījumi ideālu ekstrakcijas parametriem. Programmatūras protokoli viss ultraskaņas procesa parametrs (piemēram, amplitūda, neto jauda, kopējā jauda, temperatūra, spiediens, laiks, datums) un raksta ultraskaņas datus CSV failā iebūvētajā SD kartē. Tas ļauj jums standartizēt jūsu ekstrakcijas procesu un rūpīgi pārraudzīt ultraskaņas apstrādi un kvalitātes izvadi. Šīs funkcijas palīdz īstenot procesu stadunizācijas prasības, kā arī labu ražošanas praksi (LRP), kas ir ļoti svarīgi, ja ekstrakti tiek ražoti piedevas, pārtikas vai farmācijas produktiem.

Ultraskaņas Phycocyanin ekstrakcijas protokols

Mazumder et al. (2017) pētīja optimālus apstrādes parametrus phycocyanin ultraskaņas ekstrakcijai un fenolikām no Arthospira platensis. Maksimālo ražu phycocyanin (29,9 mg/g) un kopējo fenoliku (2,4 mg/g) ieguva pie 40% etanola koncentrācijas, 34,9 ° c ekstrakcijas temperatūras, izmantojot ultrasonicator UP50H (50 vati, 30kHz) ar amplitūdu 95% uz ekstrakcijas laiku 104,7 SEC.

Vernès et al. (2019) izmantoja UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonikatoru, lai iegūtu olbaltumvielas no spirulīnas. Ultrasonicator bija aprīkots ar BS2d34 sonotrode un ultraskaņas plūsmas reaktoru (precīzu ultraskaņas ekstrakcijas iestatījumu ar plūsmas šūnu un Seepex sūkni skatiet zemāk.

UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) setup und mūsu proteīnu ekstrakcija no spirulina pie lab skalas
avots: Vernes et al. 2019

Pētījumu rezultāti rāda, ka ultraskaņas ekstrakcijas apstākļi, kas optimizēti olbaltumvielu iegūšanai, ietver nedaudz paaugstinātu temperatūru un spiedienu (tā dēvētais manothermesonication MTS). MTS veicina masas pārnesi un ļauj iegūt 229% vairāk olbaltumvielu (28,42 ± 1,15 g/100 g sausa WT.) nekā parastais process bez ultraskaņas (8,63 ± 1,15 g/100 g sausā WT).
Ar 28,42 g proteīnu, kas iegūts uz 100 g sausas spirulīna biomasas, ekstrahē ar proteīnu reģenerācijas ātrumu 50% tika sasniegts tikai 6 minūtēs nepārtrauktā ultraskaņas procesā. Mikroskopiskā attēlveidošana atklāj, ka akustiskā Kavitācija ietekmē spirulīna pavedienus ar dažādiem mehānismiem, piemēram, fragmentēšanu, sonoporāciju, detexturation. Šīs dažādās sekas padara spirulina bioaktīvo savienojumu ekstrakciju, izdalīšanos un šķīdību, kas ir vieglāka un efektīvāka, kas rada augstu olbaltumvielu ražu augstā kvalitātē.
Attiecībā uz ultrasoniski iegūto olbaltumvielu kvalitāti aminoskābes nedegradēja ultraskaņas apstrāde, bet tās ir lielākas daudzuma ultraskaņas apstrādes gadījumā, salīdzinot ar parasto ekstrakciju.
Salīdzinot manothermosonication un ultraskaņas ekstrakciju bez paaugstināta spiediena un temperatūras, ekstrakcijas ražas un efektivitātes atšķirība ir tikai minimāla. Tāpēc ultraskaņa vien tiek uzskatīta par visekonomiskāko un vienkāršāko tehniku, lai radītu augstas kvalitātes ekstraktu, kas bagāts ar spirulīnas proteīniem. Ultraskaņas ekstrakcija ir zaļa, videi draudzīga ekstrakcijas tehnika, kas piemērota olbaltumvielu ekstrakcijai no spirulīna laboratorijas mērogā, ko var viegli mērogot līdz izmēģinājuma un rūpnieciskai skalai. (sal. ar Vernès et al. 2019)

Augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēji

Visus ekstrakcijas rezultātus, kas sasniegti nelielā mērogā, var lineāri pielāgot lielākām ražošanas jaudām. Hielscher Ultrasonics lielam produktu portfelim no lab uz industriālās ekstrakcijas sistēmām ir vispiemērotākais ultrasonicator jūsu paredzētajai procesa jaudai. Mūsu ilgstoši pieredzējušie darbinieki palīdzēs jums no priekšizpētes un procesu optimizācijas līdz jūsu ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas līmenī.

Hielscher Ultraskaņas – Izsmalcināta ekstrakcijas iekārta

Hielscher Ultrasonics produktu portfelis aptver visu augstas veiktspējas ultraskaņas nosūcēju klāstu no maziem līdz lieliem. Papildu piederumi ļauj viegli montēt jūsu procesam vispiemērotāko ultraskaņas ierīces konfigurāciju. Optimālais ultraskaņas iestatījums ir atkarīgs no paredzētās jaudas, tilpuma, izejmateriāla, partijas vai iekļautā procesa un laika grafika. Hielscher ultraskaņas aprīkojuma izturība ļauj 24/7 darboties ar lielu slodzi un prasīgā vidē. Ultraskaņas ekstrakcijas procesu lineārā mērogojamība ļauj vienkārši un uzticami palielināt ražošanu. Lasiet vairāk par ultraskaņas ekstrakcijas procesu lineāro izvēršanu!

Izvēlēties dažādus piederumus, piemēram:

• sonotrodes ar dažādiem izmēriem, diametriem un formām
• sonotrodes augstas amplitūdas 200 μm un augstākas
• plūsmas šūnu reaktori ar dažādiem tilpumiem un ģeometrijām
• vairākus pastiprinātājus, lai palielinātu vai samazinātu ieguvumus
• pilnīgus ultraskaņas iestatījumus, piemēram, SonoStation, kas ietver ultraskaņas ekstraktoru, tvertni, aģitatoru un sūkni
• spraudnējamu temperatūras sensori
• spraudnējamu spiediena devēji

Mūsu labi apmācīti, ilgi pieredzējuši darbinieki apspriedīsies ar jums un ieteiks jums vispiemērotāko ultraskaņas sistēmu jūsu ekstrakcijas procesa prasībām!

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: