Ultrasone extractie van spirulinapigmenten

Ultrasone extractie is aantoonbaar zeer efficiënt voor het isoleren van extracten van superieure kwaliteit uit microalgen. Spirulinapigmenten zoals fycocyanine staan bekend als superfood en dragen bij aan gezondheidsvoordelen dankzij hun 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) staan bekend onder de naam spirulina. Spirulina zijn blauwalgen die rijk zijn aan aminozuren en antioxidanten. Dankzij hun hoge gehalte aan voedingsstoffen zoals eiwitten, enzymen, mineralen en vitaminen A, K, B12, ijzer en mangaan worden ze als superfood beschouwd. Het algengeslacht Arthrospira heeft een bijzonder hoog eiwitgehalte. Het eiwitgehalte bedraagt 53 tot 68% van het drooggewicht en biedt het volledige spectrum van alle essentiële aminozuren. Daarnaast bevat Arthrospira grote hoeveelheden meervoudig onverzadigde vetzuren (PUFA’s), die ongeveer 1,5 tot 2% van het totale lipidengehalte van 5 tot 6% uitmaken. Deze PUFA’s bevatten γ-linoleenzuur (GLA), een essentieel omega-6-vetzuur. Andere bioactieve stoffen in Arthrospira zijn vitaminen, mineralen en fotosynthetische pigmenten.
Opmerking: wetenschappelijk gezien worden Spirulina platensis (S. platensis) en Spirulina maxima (S. maxima) correct aangeduid als Arthrospira platensis (A. platensis) en Arthrospira maxima (A. maxima). Beide soorten werden ooit ingedeeld bij het geslacht Spirulina en staan tot op heden in het dagelijks taalgebruik bekend onder de naam spirulina. Hoewel de invoering van de twee afzonderlijke geslachten Arthrospira en Spirulina inmiddels algemeen wordt aanvaard, wordt de term spirulina vaak als overkoepelende term gebruikt.

Ultrasone extractie van spirulina

Ultrasone apparaten voor celontsluiting (ook wel ultrasone extractoren genoemd) staan bekend om hun vermogen om cellen te openen en zo intracellulair materiaal vrij te maken. Wanneer intense ultrasone golven in vloeistoffen worden gekoppeld, treedt het verschijnsel akoestische cavitatie op. De cavitatiekrachten breken celwanden open en versterken de massaoverdracht, zodat de beoogde bioactieve stoffen vanuit de cel naar de vloeistof worden getransporteerd.

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

Extractieprotocol

Prabuthas et al. (2011) hebben het volgende extractieprotocol ontwikkeld om een fycocyanine-extract van hoge kwaliteit te verkrijgen: de extractie van fycocyanine werd beoordeeld op basis van de fycocyanineconcentratie, met gedestilleerd water en een 1% CaCl2-oplossing als oplosmiddelen. De zeealg spirulina wordt in gedroogde vorm gebruikt, omdat de natte biomassa door haar voedingssamenstelling onmiddellijk door bacteriën wordt benut en begint af te breken. Om deze problemen te voorkomen, wordt daarom het gebruik van gedroogde algenbiomassa aanbevolen. De extractie werd uitgevoerd door 0,1g gedroogde biomassa met een hoeveelheid oplosmiddel te mengen; de sonicatie werd uitgevoerd met een duur en amplitude volgens de proefopzet. De monstersuspensies werden gesoniceerd met een ultrasoon apparaat voor celontsluiting van Hielscher, de UP50H, gevolgd door centrifugatie gedurende 15 min bij 13.500rpm in een gekoelde centrifuge. Het fycocyanine- en eiwitgehalte tijdens de extractie met verschillende oplosmiddelen, namelijk calciumchloride en gedestilleerd water, werd onderzocht.
De maximale hoeveelheid fycocyanine, 0,3116mg/ml, werd verkregen in calciumchlorideoplossing, gevolgd door 0,299mg/ml in gedestilleerd water. De maximale hoeveelheid eiwit, 63,63%, werd verkregen met gedestilleerd water als oplosmiddel en 54,69% in calciumchlorideoplossing. Een CaCl2-oplossing bleek dus het beste oplosmiddel voor de extractie van fycocyanine met behulp van ultrasoon geluid.

Ultrasone extractoren met hoge prestaties voor spirulina-extractie

Hielscher is uw partner met jarenlange ervaring als het gaat om krachtige, betrouwbare ultrasone extractie van bioactieve stoffen uit plantaardige en andere fytobiomassa. Alle ultrasone extractoren kunnen 24/7 worden gebruikt en zijn geschikt voor de commerciële productie van extracten voor voedingsdoeleinden. Ons productassortiment omvat het volledige spectrum, van kleinere handapparaten voor biologische ontsluiting tot sonicatoren op pilotschaal en industriële ultrasone systemen. Diverse accessoires, zoals verschillende sonotrodes en doorstroomcelreactoren, maken een optimale aanpassing aan uw proceseisen mogelijk. Alle ultrasone processoren van Hielscher zijn robuust, eenvoudig te bedienen en ontworpen met het oog op gebruiksvriendelijkheid. Onze digitaal aangestuurde sonicatoren zijn voorzien van een ingebouwde SD-kaart voor de automatische registratie van sonicatiegegevens.
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren:

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