Hielscher Echografietechniek

Ultrasone Astaxanthine-extractie voor hogere rendementen

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

Hoogwaardige ultrasone prestaties voor Astaxanthine van hoge kwaliteit

Ultrasone extractie van astaxanthine uit microalgen

Astaxanthine voor voedingssupplementen, die door mens en dier worden geconsumeerd vanwege hun gezondheidsvoordelen, wordt astaxanthine verkregen uit zeevruchten of uit de algen H. pluvialis. Haematococcus pluvialis is een groene microalg, die een hoog astaxanthinegehalte produceert wanneer stressomstandigheden worden toegepast, zoals een hoog zoutgehalte, stikstoftekort, hoge temperatuur en licht. Met maximaal 9,2mg/g astaxanthine per algencel (= tot 3,8% op het droge gewicht van H. pluvialis), accumuleert de hematokokken pluvialis een zeer hoog gehalte aan natuurlijk astaxanthine en is daarom het favoriete organisme voor de productie van astaxanthine.
Om astaxanthine uit groene microalgen vrij te maken, moeten de algencellen worden verstoord. Ultrasoon is goed ingeburgerd voor celverstoring, lysis en isolatie van bio-actieve stoffen, zoals lipiden, antioxidanten, polyfenolen en natuurlijke pigmenten. Hoogwaardige ultrasone trillingen creëren zuiver mechanische krachten die de celwanden verstoren door schuifkrachten en het vrijkomen van bio-actieve stoffen zoals astaxanthine veroorzaken.

Ultrasone extractie van Astaxanthine uit Gist

UIP4000hdT 4kW krachtige ultrasoonprocessor voor extractiePhaffia rhodozyma is een gist rijk aan astaxanthine. De dikke celwand van P. rhodozyma, die voornamelijk bestaat uit glucaan en verantwoordelijk is voor de stijfheid van de cellen, maakt celverstoring en astaxanthine-isolatie echter een veeleisende taak. Onderzoekers (Gogate et al. 2015) vonden dat ultrasone extractie in combinatie met melkzuur de celverstoring versterkt en de extractie van astaxanthine uit P. rhodozyma een groener en milieuvriendelijker proces maakt. Zij gebruikten melkzuur als medium voor verstoring en ethanol als oplosmiddel voor extractie. De maximale opbrengst van astaxanthine (90%) werd verkregen voor de echo-geassisteerde extractie benadering op basis van het gebruik van 3 M melkzuur, verstoortijd van 15 minuten. Krachtige ultrasone processoren zoals de UIP4000hdT (4kW, zie foto links) in combinatie met een doorstroomreactor onder druk maken het mogelijk zeer intensieve cavitatie te genereren. Cavitatieschuifkrachten verstoren de wanden van de gistcellen en bevorderen de massatransfer tussen de binnenkant van de cellen en het oplosmiddel.

Voordelen van ultrasone astaxanthine-extractie

  • Superieure opbrengst
  • Snelle afzuiging – binnen enkele minuten
  • Hoge kwaliteit extracten – Mild, niet-thermisch
  • Groene oplosmiddelen (bijv. water/ethanol)
  • kostenefficient
  • Gemakkelijke en veilige bediening
  • Lage investerings- en operationele kosten
  • 24/7 werking onder zware omstandigheden
  • Groene, milieuvriendelijke methode

Ultrasone Astaxanthine Extractie – in de modus Batch of Continue Stroming

UP400St bewogen 8L afzuiginstallatie met 8L afzuiginstallatieAstaxanthine is een lipofiele verbinding en kan worden opgelost in oplosmiddelen (bv. 48,0% ethanol in ethylacetaat) en oliën (bv. sojaolie).
Batch: Ultrasone extractieprocessen kunnen worden uitgevoerd als eenvoudige batchprocessen of als inline behandeling, waarbij het medium continu door een ultrasone doorstroomreactor wordt gevoed.
Batchverwerking is een eenvoudige procedure, waarbij de extractie per partij wordt uitgevoerd. Hielscher Ultrasonics biedt ultrasone processoren voor kleine tot grote series, d.w.z. 1L tot 120L.
Voor de verwerking van batches van 5 tot 10L raden wij u aan om de UP400St met sonotrode S24d22L2D (zie foto links).
Voor de verwerking van batches van ca. 120L adviseren wij de UIP2000hdT met sonotrode RS4d40L4 (zie foto rechtsboven).

Doorstroming: Voor grotere volumes en volledige commerciële extractie wordt een continue vloeistofstroom gevoed door een ultrasone reactor, waar de solvent/botanische slurry intensief wordt gesonifieerd.
Voor een volume van ca. 8L/min. adviseren wij de UIP4000hdT met sonotrode RS4d40L3 en drukregelbare flow-cell FC130L4-3G0

Ultrasone afzuiging met 2kW systeem UIP2000hdT

UIP2000hdT (2 kW) voor grootschalige batchtextractie

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Hoogwaardige ultrasoonapparaten voor extractie

Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in de productie van hoogwaardige ultrasone processoren voor de productie van hoogwaardige extracten uit plantaardige producten.
Hielscher's brede productportfolio reikt van kleine, krachtige labo-ultrasonicatoren tot robuuste bench-top en volledig industriële systemen, die een hoge intensiteit ultrasoon geluid leveren voor de efficiënte extractie en isolatie van bio-actieve componenten (bijv. quercetine, cafeïne, curcumine, terpenen enz.). Alle ultrasone apparaten van 200W naar 16,000W zijn voorzien van een gekleurd display voor digitale controle, een geïntegreerde SD-kaart voor automatische gegevensregistratie, browserafstandsbediening en nog veel meer gebruiksvriendelijke functies. De sonotrodes en flowcellen (de onderdelen die in contact komen met het medium) kunnen worden geautoclaveerd en zijn eenvoudig te reinigen. Al onze ultrasoonapparaten zijn gebouwd voor 24/7 gebruik, vereisen weinig onderhoud en zijn eenvoudig en veilig te bedienen.
Colored touch display of the new hdT series of Hielscher's industrial ultrasonicatorsEen digitaal kleurendisplay zorgt voor een gebruiksvriendelijke bediening van de ultrasone apparatuur. Onze systemen zijn in staat om van lage tot zeer hoge amplitudes te leveren. Voor de extractie van chemische verbindingen zoals astaxanthine bieden wij speciale ultrasone sonotrodes (ook bekend als ultrasone sondes of hoorns) die geoptimaliseerd zijn voor de gevoelige isolatie van hoogwaardige werkzame stoffen. Hielschers speciale sonotrodes voor hoge amplituden in combinatie met onder druk staande stromingscellen genereren extreme cavitatorische schuifkrachten, die zelfs zeer stevige gistcellen verstoren. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24 uur per dag, 7 dagen per week, 24 uur per dag, 7 dagen per week en in veeleisende omgevingen mogelijk.
De nauwkeurige controle van de ultrasone procesparameters zorgt voor reproduceerbaarheid en processtandaardisatie. Hielscher's geautomatiseerde ultrasone afzuigsystemen op industriële schaal zijn ontworpen voor een hoge productiecapaciteit van superieure kwaliteitsextracten, terwijl ze tegelijkertijd de arbeids-, kosten- en energiekosten verlagen.

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier als u aanvullende informatie wilt over ultrasone homogenisatie. We zullen u graag een ultrasoon systeem aanbieden dat aan uw eisen voldoet.









Let op onze Privacybeleid.


Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasoonapparatuur voor sonochemische toepassingen.

Krachtige ultrasone processoren van laboratorium tot piloot en industriële schaal.

Literatuur / Referenties

  • Gogate et al. (2015): Echografie Geassisteerde echografie Intensivering van de extractie van Astaxanthine uit Phaffia rhodozyma. Indian Chemical Engineer 2015, 57:3-4, 240-255.
  • Zou et al. (2013): Antwoordoppervlakmethode voor de extractie van astaxanthine uit hematokokokkenpluvialis met behulp van ultrasone trillingen. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.


Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Sono-Extractie

Ultrasone extractie of sono-extractie is gebaseerd op het principe van akoestische cavitatie.
Wanneer intense ultrasone golven worden toegepast op vloeistofsystemen, treedt akoestische cavitatie op, wat het fenomeen is van het ontstaan, de groei en de uiteindelijke ineenstorting van vacuümbellen (zie foto hieronder). Tijdens de voortplanting van de ultrageluidsgolven trillen de vacuümbellen en groeien tot ze een punt bereiken waarop ze niet meer energie kunnen absorberen. Op het hoogtepunt van de luchtbelgroei storten ze heftig in, wat plaatselijk thermische, mechanische en chemische effecten veroorzaakt. De mechanische effecten omvatten hoge drukken tot 1000atm, turbulenties en intense schuifkrachten. Deze krachten verstoren de celwanden en bevorderen de massatransfer tussen de binnenkant van de cel en het oplosmiddel, waardoor bioactieve verbindingen vrijkomen in de omringende vloeistof (d.w.z. het oplosmiddel).

Ultrasoon/akoestische cavitatie creëert zeer intense krachten die de celwanden die bekend staan als lysis openen (klik om te vergroten!).

Ultrasone extractie is gebaseerd op akoestische cavitatie en de hydrodynamische afschuifkrachten.

Ultrasone extractie van verbindingen uit botanicals en celweefsel is goed onderzocht. De toepassing van zeer intense ultrasone golven bevordert de extractieprocessen aanzienlijk. Naast procesintensivering – wat resulteert in een hogere opbrengst en een kortere extractietijd – thermische degradatie en verlies van temperatuurgevoelige bestanddelen wordt voorkomen, aangezien geluiddemping een niet-thermische behandeling is. Bovendien heeft ultrasone extractie lage investerings- en operationele kosten, vermindert het gebruik van oplosmiddelen en/of maakt het gebruik van groenere oplosmiddelen mogelijk, wat het een economische en milieuvriendelijke extractietechniek maakt. In tegenstelling tot de conventionele extractiemethoden is de ultrasonisch geassisteerde extractie (VAE) overgenomen uit de voedingsindustrie om bioactieve verbindingen met economische voordelen te produceren.

Ultrasone verstoorders worden gebruikt voor extracties uit fytobronnen (bv. planten, algen, schimmels).

Ultrasone extractie uit plantencellen: de microscopische dwarsdoorsnede (TS) toont het werkingsmechanisme bij ultrasone extractie uit cellen (vergroting 2000x) [bron: Vilkhu et al. 2011].

astaxanthine

Astaxanthine onderscheidt zich door een dieprode kleur. Het is een vetoplosbaar pigment dat voorkomt in algen (bijv. Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), gist (bijv. Phaffia rhodozyma), zalm, forel, krill, garnalen en rivierkreeft. Astaxanthine wordt beschouwd als een super-antioxidant, omdat zijn antioxidatieve werking is tien tot twintig keer krachtiger dan van vele andere carotenoïden, zoals bètacaroteen, luteïne en zeaxanthine, en honderd keer krachtiger dan alfa-tocoferol (vitamine E).
Astaxanthine (3,3′-dihydroxy-β, β′-caroteen-4,4′-dion) is een keto-carotenoïde en behoort tot een grotere klasse chemische verbindingen die bekend staan als terpenen (als tetraterpenoïde) en die bestaan uit vijf koolstofprecursoren, isopentenyldifosfaat en dimethyldifosfaat. Astaxanthine wordt geclassificeerd als een type carotenoïdeverbindingen met zuurstofhoudende componenten, namelijk hydroxyl (-OH) of keton (C=O), zoals zeaxanthine en canthaxanthine. Astaxanthine is een metaboliet van zeaxanthine en/of canthaxanthine, die zowel hydroxyl als keton functionele groepen bevat. Zoals veel carotenoïden is astaxanthine een vetoplosbaar pigment en onderscheidt het zich door zijn rode kleur. Carotenoïden, waaronder astaxanthine, staan bekend om hun antioxiderende werking.
Astaxanthine is een rood pigment en komt van nature voor in de regenwatermicroalgen (Haematococcus pluvialis) en de gist Xanthophyllomyces dendrorhous (ook bekend als Phaffia rhodozyma). De algen ondergaan een stresserende stress via een of een combinatie van omstandigheden, variërend van een gebrek aan voedingsstoffen, verhoogd zoutgehalte en overmatige zonneschijn tot de vorming van astaxanthine. De soorten die deze gestresste zoetwatermicroalgen, zoals zalm, rode forel, zeebrasem, flamingo's, schaaldieren (bijv. garnalen, krill, krab, kreeft, kreeft, rivierkreeft), consumeren, weerspiegelen de pigmentatie van de rood-oranje tinten in hun uiterlijk.
Als aanvulling wordt astaxanthine toegediend vanwege de gezondheidsbevorderende en ziektebehandelende effecten. Astaxanthine is een goed ingeburgerd nutraceutisch middel dat wordt toegediend om de gezondheid van de huid te verbeteren (bv. om rimpels te verminderen, schade door zonnebrand, enz.).
Bovendien krijgt astaxanthine steeds meer aandacht voor het gebruik ervan voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, hart- en vaatziekten, een hoog cholesterolgehalte, leveraandoeningen, leeftijdsgebonden maculadegeneratie en het voorkomen van kanker.