Ultrasone extractie van astaxanthine voor hogere opbrengsten

• Astaxanthine is een zeer krachtige antioxidant die wordt gebruikt in geneesmiddelen en voedingssupplementen.
• Om hoogwaardige astaxanthine uit natuurlijke bronnen zoals algen te produceren, is een extractietechniek met hoge prestaties vereist.
• Ultrasone extractie is een mechanische behandeling die in een zeer korte extractietijd hoge opbrengsten aan astaxanthine oplevert.

Sonicatoren met hoge prestaties voor hoogwaardige astaxanthine-extracten

Ultrasone extractie is een extractietechniek met hoge prestaties die intense ultrasone golven gebruikt om astaxanthine uit natuurlijke bronnen, zoals microalgen, krill of schaaldieren, te extraheren. Astaxanthine is een van nature voorkomend carotenoïdepigment dat bekendstaat om zijn krachtige antioxiderende eigenschappen en diverse gezondheidsvoordelen. Het wordt veel gebruikt als voedingssupplement en als kleurstof voor voedingsmiddelen. Ontdek hoe sonicatie uw extractieproces voor astaxanthine helpt te verbeteren!

Ultrasone extractie van astaxanthine uit microalgen

Astaxanthine voor voedingssupplementen, die door mensen en dieren worden geconsumeerd vanwege hun gezondheidsvoordelen, wordt verkregen uit vis en schaaldieren of geëxtraheerd uit de alg H. pluvialis. Haematococcus pluvialis is een groene microalg die hoge gehalten aan astaxanthine produceert wanneer stressomstandigheden worden toegepast, bijvoorbeeld een hoog zoutgehalte, stikstofgebrek, hoge temperatuur en licht. Met tot 9,2mg/g astaxanthine per algencel (= tot 3,8% van het drooggewicht van H. pluvialis) accumuleert Haematococcus pluvialis een zeer hoog gehalte aan natuurlijke astaxanthine en is daarom het voorkeursorganisme voor de productie van astaxanthine.
Om astaxanthine uit groene microalgen vrij te maken, moeten de algencellen worden ontsloten. Sonicatie is een gevestigde techniek voor celontsluiting, lyse en isolatie van bioactieve verbindingen zoals lipiden, antioxidanten, polyfenolen en natuurlijke pigmenten. Ultrasone technologie met hoge prestaties genereert uitsluitend mechanische krachten die celwanden door afschuifkrachten openbreken en ervoor zorgen dat bioactieve stoffen zoals astaxanthine vrijkomen.

Ultrasone extractie van astaxanthine uit gist

Phaffia rhodozyma is een gist die rijk is aan astaxanthine. De dikke celwand van P. rhodozyma, die voornamelijk uit glucaan bestaat en verantwoordelijk is voor de stijfheid van de cel, maakt celontsluiting en isolatie van astaxanthine echter tot een veeleisende taak. Onderzoekers (Gogate et al. 2015) ontdekten dat ultrasone extractie in combinatie met melkzuur de celontsluiting intensiveert en de extractie van astaxanthine uit P. rhodozyma tot een groener, milieuvriendelijker proces maakt. Zij gebruikten melkzuur als medium voor de ontsluiting en ethanol als oplosmiddel voor de extractie. De maximale opbrengst aan astaxanthine (90%) werd verkregen met de ultrasoon ondersteunde extractiemethode op basis van 3 M melkzuur en een ontsluitingstijd van 15 min. Krachtige ultrasone extractoren zoals de UIP4000hd (4kW, zie afbeelding links) maken in combinatie met een doorstroomreactor die onder druk kan worden gezet de opwekking van zeer intense cavitatie mogelijk. Afschuifkrachten door cavitatie breken de gistcelwanden open en bevorderen de massaoverdracht tussen het celinterieur en het oplosmiddel.

Ultrasone extractie van astaxanthine – in batchmodus of met continue doorstroming

Astaxanthine is een lipofiele verbinding en kan worden opgelost in oplosmiddelen (bijv. 48,0% ethanol in ethylacetaat) en oliën (bijv. sojaolie).
Batch: Ultrasone extractieprocessen kunnen worden uitgevoerd als eenvoudige batchprocessen of als inlinebehandeling, waarbij het medium continu door een ultrasone doorstroomreactor wordt gevoerd.
Batchverwerking is een eenvoudige procedure waarbij de extractie partij voor partij wordt uitgevoerd. Hielscher Ultrasonics biedt ultrasone processoren voor kleine tot grote batches, d.w.z. 1L tot 120L.
Voor het verwerken van batches van 5 tot 10L adviseren wij de UP400ST met sonotrode S24d22L2D (zie afbeelding links).
Voor het verwerken van batches van ca. 120L adviseren wij de sonicator UIP2000hdT met sonotrode RS4d40L4.

Doorstroming: Voor grotere volumes en commerciële extractie op volledige schaal wordt een continue vloeistofstroom door een ultrasone reactor gevoerd, waarin de suspensie van oplosmiddel en plantaardig materiaal intensief wordt gesoniceerd.
Voor een volume van ca. 8L/min. adviseren wij de UIP4000hdT met sonotrode RS4d40L3 en doorstroomcel FC130L4-3G0 die onder druk kan worden gezet

Sonicatoren met hoge prestaties voor extractie

Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in de productie van sonicatoren met hoge prestaties voor de vervaardiging van hoogwaardige extracten uit planten, gisten en cellen. Het brede productportfolio van Hielscher Ultrasonics loopt van kleine, krachtige laboratoriumsonicatoren tot robuuste tafelmodellen en volledig industriële systemen die ultrasoon geluid met hoge intensiteit leveren voor de efficiënte extractie en isolatie van bioactieve componenten zoals astaxanthine, quercetine, cafeïne, curcumine, terpenen enz. Alle digitale sonicatoren van 200W tot 16.000W beschikken over een intuïtief menu met programmeerbare instellingen, een kleurenaanraakscherm voor comfortabele bediening, een geïntegreerde SD-kaart voor automatische gegevensregistratie, afstandsbediening via een browser en vele andere gebruiksvriendelijke functies. De sonotroden en doorstroomcellen (de onderdelen die in contact komen met het medium) kunnen worden geautoclaveerd en zijn eenvoudig te reinigen. Al onze sonicatoren zijn gebouwd voor 24/7 bedrijf, vergen weinig onderhoud en zijn eenvoudig en veilig te bedienen.
Een digitaal kleurenscherm maakt gebruiksvriendelijke bediening van de ultrasone apparatuur mogelijk. Onze systemen kunnen lage tot zeer hoge amplitudes leveren. Voor de extractie van chemische verbindingen zoals astaxanthine bieden wij speciale ultrasone sonotroden (ook bekend als ultrasone sondes of hoorns) die zijn geoptimaliseerd voor de zorgvuldige isolatie van hoogwaardige actieve stoffen. Hielscher biedt speciale sonotroden voor hoge amplitudes in combinatie met doorstroomcellen die onder druk kunnen worden gezet en extreme afschuifkrachten door cavitatie kunnen genereren, die zelfs zeer stevige gistcellen openbreken. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24/7 bedrijf bij zware belasting en in veeleisende omgevingen mogelijk.
De nauwkeurige regeling van de ultrasone procesparameters waarborgt reproduceerbaarheid en processtandaardisatie. De geautomatiseerde ultrasone extractiesystemen van Hielscher op industriële schaal zijn ontworpen voor hoge productiecapaciteiten van extracten van superieure kwaliteit en verminderen tegelijkertijd de benodigde arbeid, kosten en energie.