Hielscher Echografietechniek

Ultrasone extractie van Spirulina Pigmenten

Ultrasone extractie heeft bewezen zeer efficiënt te zijn voor de isolatie van hoogwaardige extracten van microalgen. Spirulina pigmenten zoals phycocyanine staan bekend als superfood, dat bijdraagt aan de gezondheidsvoordelen vanwege het hoge gehalte aan antioxidanten, vitaminen en eiwitten. Om sterk geconcentreerde supplementen zoals poeders en tabletten te produceren, moeten de blauwe pigmenten uit de spirulina algen worden geëxtraheerd.

Spirulina

Arthrospira platensis (A. platensis) en Arthrospira maxima (A. maxima) zijn bekend onder de term spirulina. Spirulina zijn blauwgroene algen, die rijk zijn aan aminozuren en antioxidanten. Met een hoge belasting van voedingsstoffen zoals eiwitten, enzymen, mineralen en vitaminen A, K, B12, ijzer en mangaan, worden ze gecategoriseerd als supervoeding. Het algengengeslacht Arthrospira heeft een bijzonder hoog eiwitgehalte. Het eiwitgehalte varieert van 53 tot 68% van het droge gewicht en biedt het volledige spectrum van alle essentiële aminozuren. Bovendien bevat Arthrospira hoge hoeveelheden meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA's), die ongeveer 1,5 tot 2% van het totale vetgehalte van 5 tot 6% bedragen. Deze PUFA's bevatten het γ-linoleenzuur (GLA), een essentieel omega-6 vetzuur. Andere bioactieve bestanddelen van Arthrospira zijn onder andere vitaminen, mineralen en fotosynthetische pigmenten.
Opmerking: Wetenschappelijk gezien worden Spirulina platensis (S. platensis) en Spirulina maxima (S. maxima) terecht aangeduid als Arthrospira platensis (A. platensis) en Arthrospira maxima (A. maxima). Beide soorten werden ooit geclassificeerd in het geslacht Spirulina en zijn tot op heden in de volksmond bekend onder de naam spirulina. Hoewel de introductie van twee afzonderlijke geslachten van Arthrospira en Spirulina nu algemeen aanvaard is, wordt de term spirulina vaak gebruikt als overkoepelende term.

Ultrasone Spirulina extractie

Ultrasone celdisruptoren (ook wel ultrasone extractoren genoemd) staan bekend om hun vermogen om cellen te openen om intracellulair materiaal vrij te maken. Wanneer intense ultrasone golven worden gekoppeld aan vloeistoffen, treedt het fenomeen van akoestische cavitatie op. De cavitatiekrachten verstoren de celwanden en bevorderen de massatransfer, zodat de bioactieve doelverbindingen vanuit de cel naar de vloeistof worden getransporteerd.

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

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

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.



Voordelen Ultrasoon Extractie

  • hoge opbrengst
  • Superieure extractkwaliteit
  • Snelle extractie
  • Mild, niet-thermisch proces
  • verschillende oplosmiddelen
  • veilig
  • makkelijk te besturen
  • lineaire opschaling
  • Laag onderhoud
  • snelle RoI

Extractieprotocol

Prabutas e.a. (2011) hebben het volgende extractieprotocol ontwikkeld om een fycocyanine-extract van hoge kwaliteit te verkrijgen: de fycocyanine-extractie werd geëvalueerd in termen van fycocyanineconcentratie met behulp van gedestilleerd water en 1% CaCl2-oplossing. De zeealgen spirulina wordt in gedroogde vorm gebruikt, omdat de natte biomassa onmiddellijk door bacteriën wordt gebruikt en door zijn nutritionele samenstelling begint af te breken. Om deze problemen te vermijden, wordt het gebruik van gedroogde algenbiomassa aanbevolen. De extractie werd uitgevoerd door het mengen van 0,1 g gedroogde biomassa met de hoeveelheid van het oplosmiddel, werd de sonificatie uitgevoerd tijd en amplitude volgens het experimentele ontwerp. De monsterschorsingen werden gesoniseerd met behulp van een Hielscher's UP50H ultrasone celverstoorder, gevolgd door centrifugeren gedurende 15 minuten bij 13500rpm met behulp van een gekoelde centrifuge. Het fycocyanine- en eiwitgehalte tijdens de extractie met verschillende oplosmiddelen werd onderzocht met calciumchloride en gedestilleerd water.
De maximale hoeveelheid fycocyanine, 0,3116mg/ml, werd verkregen in een calciumchlorideoplossing, gevolgd door 0,299mg/ml in gedestilleerd water. De maximale hoeveelheid eiwit, 63,63%, werd verkregen in gedestilleerd water oplosmiddel en 54,69% in calciumchloride oplossing. Dus CaCl2 oplossing werd gevonden om de beste oplossing voor de extractie van fycocyanine met behulp van ultrasone trillingen.

Hoogwaardige ultrasone afzuigkappen voor Spirulina-extractie

Hielscher is uw ervaren partner als het gaat om krachtige, betrouwbare ultrasone extractie van bio-actieve stoffen uit plantaardige en fytobiomassa. Alle ultrasone extractoren kunnen 24/7 worden gebruikt en zijn geschikt voor de commerciële productie van voedingsextracten. Ons productengamma bestrijkt het volledige spectrum van kleinere, met de hand geleide biodisruptoren tot pilot ultrasoonapparaten en industriële ultrasone systemen. Verschillende accessoires zoals verschillende sonotrodes en stroomcelreactoren maken een optimale aanpassing aan uw procesvereisten mogelijk. Alle Hielscher ultrasoonprocessoren zijn robuust, eenvoudig te bedienen en ontworpen voor gebruiksvriendelijkheid. Onze digitaal gestuurde ultrasoonapparaten worden geleverd met een ingebouwde SD-kaart voor automatische protocollering van geluidsgegevens.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000
Waarom Hielscher Ultrasonics?

  • Langdurige ervaring in de geluidstechniek
  • hoge kwaliteit
  • robuustheid
  • 24/7 gebruik
  • Droogloopbeveiliging
  • lineaire schaalbaarheid
  • Uitstekende klantenservice
  • Laag onderhoud
  • opleiding & installatieservice
  • Technisch centrum
  • Proces ontwikkeling
  • Aangepaste ultrasone apparatuur op maat

Onze goed opgeleide medewerkers zorgen voor een hoge mate van klantenservice en professioneel advies.
Neem vandaag nog contact met ons op! Wij adviseren u graag over de meest geschikte ultrasone extractor voor uw toepassing.

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 ultrasoonapparaten voor het volledige spectrum van extracten.

Krachtige ultrasone extractoren van laboratorium tot piloot en industriële schaal.

Literatuur / Referenties

  • Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): Een efficiënte extractie van fycocyanine door middel van ultrasoonbehandeling en scheiding door middel van 'sugararing out'. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
  • Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standaardisatie van een snelle en economische methode voor neutraceuticals extractie uit algen. Journal of Stored Products and Postharvest Research Vol. 2(5), pp. 93. – 96, mei 2011.


Feiten die de moeite waard zijn om te weten

Spirulina

Spirulina is een soort cyanobacteriën (ook bekend als cyanophyta) die een soort van bacteriën zijn die hun energie verkrijgen door middel van fotosynthese. Zij zijn de enige fotosynthetische prokaryoten die in staat zijn om zuurstof te produceren. De naam cyanobacteriën komt van de kleur van de bacterie (Grieks: κυανός, translit. kyanós, verlicht blauw). Vanwege hun kleur worden ze ook wel blauwalgen genoemd, hoewel de term algen in het moderne gebruik beperkt is tot eukaryoten. Spirulina platensis (S. platensis) is een multifilamenteuze prokaryotische cyanobacterie die gemakkelijk als monocultuur in open vijvers of gesloten bioreactoren kan worden gekweekt. C-fycocyanine (C-PC) is het belangrijkste phycobiliproteïne in spirulina.

Spirulina extracten

Spirulina is een populair voedingssupplement afgeleid van biomassa van mariene cyanobacteriën (blauwalgen). De twee spirulina soorten die gebruikt worden voor de bereiding van veganistische eiwit- en pigment-supplementen zijn Arthrospira platensis en Arthrospira maxima. Het extract dat uit deze microalgen vrijkomt is rijk aan antioxidanten, aminozuren en vitaminen. Daarom wordt het blauwe extractpoeder toegevoegd aan sappen, smoothies, shakes en drankjes en geeft het een mooie intens blauwe kleur. Als alternatief kan het spirulina-extract ook in tabletvorm worden geconsumeerd.
Phycocyanine allophycocyanine en phycoerythrin zijn pigment-eiwitcomplexen uit de lichtoogstende phycobiliproteïnefamilie, die bekend staan om hun intense lichtblauwe kleur. Fycocyanine is een bijkomend pigment bij chlorofyl. Aangezien alle phycobiliproteïnen in water oplosbaar zijn, zijn ze niet in het membraan aanwezig, maar worden phycobiliproteïnen als aggregaten (zogenaamde phycobilisomen) aan het celmembraan gebonden.

Ultrasone extractie en celverstoring

Echografie-geassisteerde extractie (VAE) wordt gebruikt om bioactieve verbindingen vrij te maken en te isoleren uit zowel fyto-materiaal als weefsel.
Voor ultrasone extractieprocessen worden intense ultrasone golven gekoppeld in een medium waar de golven afwisselend compressie en expansie genereren. Tijdens de compressie-/uitzettingscycli ontstaan vacuümbellen die over meerdere cycli heen groeien tot ze niet meer energie kunnen absorberen, zodat ze heftig imploderen. De implosie van de luchtbel produceert een zeer energetische toestand met lokaal optredende temperaturen tot 5000K, drukverschillen van 1000atm, verwarmings- en koelsnelheden van meer dan 1010 K/s en vloeistofjets met snelheden van 280m/s. Dit fenomeen staat bekend als akoestische cavitatie.

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.