Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd alger ekstraksjon for kosttilskudd

Ultralydekstraksjon er den overlegne metoden for å forstyrre algeceller effektivt og raskt. Sonikering kan frigjøre hele mengden av de bioaktive forbindelsene, noe som gjør ultralydteknikken svært effektiv.

Hvordan trekke ut proteiner, lipider og fenoler fra alger med ultrasonics

Alge- og mikroalgale arter er rike på biologisk aktive forbindelser som proteiner, lipider, karotenoider, pigmenter (f.eks. fykocyaniner, astaxanthin etc.), fenoliske og polysakkarider. Dette gjør dem til et mye brukt naturlig materiale for å produsere ekstrakter for matvarer og kosttilskudd. Vanlige alger arter for kosttilskudd er Arthrospira maxima og (også kjent som spirulina), Klorella vulgaris, Hematococcus pluvialisog Ulva spp. Alger er kjent for å være en god kilde til proteiner av høy kvalitet, lipider, langkjedede PUFAer (dvs. omega-3), polysakkarider (f.eks alginat, karragenan, β-glukaner), vitaminer og antioksidanter.
Spirulina er allment tilgjengelig og ofte brukt type alger, som er rik på høyt verdsatte bioaktive forbindelser som proteiner (med 50–70% tørr dunk). Siden Spirulina er godkjent av FDA (Food Drug Administration of the United States) som GRAS (Generelt anerkjent som trygt), spirulina og spirulina ekstrakter kan brukes i kommersialisert mat eller som kosttilskudd.

Fordeler med ultralyd algeekstraksjon

Ultralydekstraksjon utmerker alternative ekstraksjonsmetoder i manifoldpunkter, for eksempel høy kapasitet, pålitelighet, sikkerhet, enkelhet og miljøvennlighet.

Full ekstraksjonskapasitet

Ultralydatorer med høy ytelse bryter algecellene åpne og forstyrrer dem slik at det intracellulære materialet frigjøres. Ultralyd utvinning utgivelser dermed hele spekteret av bioaktive forbindelser, som fycobiliproteiner, karotenoider og lipider og fenoler.
Phycobiliproteins kan differensieres i tre store grupper, nemlig klor-phycocyanins, allofycocyaniner og phycoerythrins. C-Phycocyanin er et naturlig blått pigment, som er mye brukt i mat og farmasøytiske produkter. Ultralydekstraksjon frigjør hele spekteret av proteiner.

Hielscher Ultrasonics' SonoStation er en lett-å-bruke ultralyd oppsett for produksjon skala. (Klikk for å forstørre!)

SonoStation – et ultralydsystem med 2x 2kW ultralydmaskiner, rørt tank og pumpe – er et brukervennlig system for ekstraksjon.

Informasjonsforespørsel




Merk våre Personvernregler.


Høy utvinning effektivitet

Duangsee et al. (2009) testet to forskjellige metoder for ekstraksjon (ultrasonisk assistert løsemiddelekstraksjon og ekstraksjon ved gjentatt frysing og tining) av bioaktive forbindelser fra Arthospira biomasse og fant at ultralydløsemiddelekstraksjon resulterte i en høyere utvinningseffektivitet (22,1%) enn frysing og tining (15,6 %). Cellebrudd sammenligning mellom sonikering og gjentatt frysing og tining viser at sonikering er mer effektiv. Ultralydkavitasjon forstyrrer algeceller raskt og effektivt som resulterer i en høyere celleforstyrrelse sammenlignet med spirulinacellene som behandles ved gjentatt frysing og tining.
Sonikering var mer effektiv i å bryte cellekonvolutten sammenlignet med gjentatt frysing og tining. Ekstraksjonsutbyttet av phycocyanin viste at behandlingstemperatur påvirket utvinningseffektiviteten.

Rask utvinningsprosess

Ultralydsystemer med høy ytelse kan bruke høy ultralydeffekt via høye amplituder i algesuspensjonen. Dette gjør ultralydekstraksjonen til en veldig rask behandlingsmetode.

temperatur kontroll

Ultrasonication er en ikke-termisk, rent mekanisk ekstraksjonsteknikk. Ekstraksjonstemperaturen kan kontrolleres nøyaktig ved hjelp av en pluggbar temperatursensor, som er koblet til den digitale Hielscher ultrasonicator. Programvaren til Hielschers digitale ultralydultralyd tillater å sette temperaturgrenser, slik at ultralydhomogenisatoren stopper når temperaturgrensen er nådd. Den nøyaktige temperaturkontrollen gjør det mulig å forhindre termisk nedbrytning av varmefølsomme materialer som fycobiliproteiner, vitaminer, polyfenoler, polysakkarider, lipider og andre bioaktive forbindelser.

Kompatibel med ulike løsemidler

Ultralydbehandling er kompatibel med nesten alle løsemidler. Ultralydekstraksjon i kombinasjon med grønne løsemidler som vann eller etanol produserer rene ekstrakter. Disse ultralydekstraktene kan trygt innlemmes i matvarer siden ekstraksjonsløsemidler etanol og vann har GRAS (Generelt anerkjent som sikker) status.

Reproduserbarhet og prosessstandardisering

Hielschers digitale ultralydspumper kommer med en intelligent programvare og et utarbeidet utvalg av innstillinger for de ideelle utvinningsparametrene. Programvaren protokoller alle ultralyd prosessparameter (f.eks amplitude, nettoeffekt, total effekt, temperatur, trykk, tid, dato) og skriver sonikering data inn i en CSV-fil på den innebygde SD-kort. Dette gjør at du kan standardisere utvinningsprosessen og overvåke sonikering og kvalitetsutgang nøye. Disse funksjonene hjelper deg med å oppfylle prosessstadandiseringskrav samt Good Manufacturing Practices (GMP), som begge er svært viktige når ekstraktene produseres for kosttilskudd, mat eller farmasøytiske produkter.

Ultralyd Phycocyanin Ekstraksjonprotokoll

Mazumder et al. (2017) undersøkte de optimale behandlingsparametrene for ultralydutvinning av phycocyanin og fenoler fra Arthospira-platene. Maksimal utbytte av phycocyanin (29,9 mg / g) og totale fenoler (2,4 mg / g) ble oppnådd ved 40% etanolkonsentrasjon, 34,9 ° C ekstraksjonstemperatur ved hjelp av ultrasonicator UP50H (50 watt, 30kHz) ved et amplitude på 95% for en ekstraksjonstid på 104,7 sek.

Vernès et al. (2019) brukte en UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonicator å trekke ut proteiner fra spirulina. Ultralydatoren var utstyrt med en BS2d34 sonotrode og en ultralydstrømreaktor (se bildet nedenfor for det nøyaktige ultralydekstraksjonsoppsettet med strømningscelle og Expex-pumpe).

Ultralyd ekstraksjon oppsett med UIP1000hdT for alger utvinning

UIP1000hdT – Manothermosonication (MTS) oppsett und vår protein utvinning fra spirulina på lab skala
kilde: Vernes et al. 2019

Forskningsresultatene viser at ultralydutvinningsforhold optimalisert til proteinutbytte innebærer litt forhøyet temperatur og trykk (såkalt manothermosonication MTS). MTS fremmer masseoverføring og gjør det mulig å få 229% flere proteiner (28,42 ± 1,15 g/ 100 g tørr wt.) enn konvensjonell prosess uten ultralyd (8,63 ± 1,15 g/ 100 g tørr wt).
Med 28.42 g proteiner oppnådd per 100 g tørr spirulina biomasse i ekstraktet, ble en proteinutvinningshastighet på 50% oppnådd på bare 6 minutter i en kontinuerlig sonikeringprosess. Mikroskopisk avbildning avslører at akustisk kavitasjon påvirker spirulinafilamenter ved forskjellige mekanismer som fragmentering, sonoporation, detexturation. Disse ulike effektene gjør utvinning, frigjøring og løselighet av spirulina bioaktive forbindelser enklere og mer effektive, noe som resulterer i et høyt proteinutbytte av høy kvalitet.
Når det gjelder kvaliteten på de ultrasonisk ekstraherte proteinene, ble aminosyrer ikke degradert av ultralydbehandling, men de er tilstede i en større mengde i tilfelle sonikering sammenlignet med konvensjonell ekstraksjon.
Når manothermosonication og ultralyd ekstraksjon uten forhøyet trykk og temperatur sammenlignes, er forskjellen i ekstraksjonsutbytte og effektivitet bare minimal. Derfor anses ultralyd alene å være den mest økonomiske og enkleste teknikken for å produsere et høykvalitets ekstrakt rik på spirulinaproteiner. Ultralydekstraksjon er en grønn, miljøvennlig ekstraksjonsteknikk egnet for proteinekstraksjon fra spirulina i laboratorieskala, som lett kan skaleres til pilot og industriell skala. (jf. Vernès et al. 2019)

UP400St ultralyd ekstraksjon i 8L batch

UP400St for ultralyd utvinning av alger i 8L Batch

High Performance Ultrasonic Extractors

Alle utvinningsresultater oppnådd i liten skala, kan lineært skaleres til større produksjonskapasiteter. Hielscher Ultrasonics stor produktportefølje fra lab til industrielle ekstraksjonssystemer har den mest egnede ultrasonicator for din planlagte prosesskapasitet. Våre mangeårige erfarne medarbeidere vil hjelpe deg fra mulighetstester og prosessoptimalisering til installasjon av ultralydsystemet ditt på endelig produksjonsnivå.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikert ekstraksjonsutstyr

Hielscher Ultrasonics produktportefølje dekker hele spekteret av høyytelses ultralydekstraktorer fra liten til stor skala. Ekstra tilbehør gjør det enkelt å montere den mest egnede ultralydenhetskonfigurasjonen for prosessen. Det optimale ultralydoppsettet avhenger av planlagt kapasitet, volum, råmateriale, batch eller inline prosess og tidslinje. Robustheten til Hielschers ultralydutstyr gir mulighet for 24/7-drift på tung og i krevende miljøer.

Velg mellom ulike tilbehør som:

  • sonotroder med ulike størrelser, diametre og former
  • sonotroder for høy amplitude på 200 μm og høyere
  • strømningscellereaktorer med ulike volumer og geometrier
  • mange booster horn for å øke eller redusere gevinster
  • komplett sonikeringsoppsett som SonoStation, som inkluderer ultralydavtrekk, tank, agitator og pumpe
  • tilkoblede temperatursensorer
  • pluggbare trykksensorer

Våre godt trente, langerfarne medarbeidere vil konsultere deg og anbefale deg det mest passende ultralydssystemet for dine krav til ekstraksjonsprosessen!

Tabellen under gir deg en indikasjon på den omtrentlige prosesseringskapasiteten til våre ultralydapparater:

Batchvolum Strømningshastighet Anbefalte enheter
1 til 500 ml 10 til 200 ml / min UP100H
10 til 2000 ml 20 til 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 til 20L 0.2 til 4l / min UIP2000hdT
10 til 100 liter 2 til 10 l / min UIP4000hdT
na 10 til 100 l / min UIP16000
na større klynge av UIP16000

Kontakt oss! / Spør oss!

Be om mer informasjon

Vennligst bruk skjemaet nedenfor for å be om ytterligere informasjon om ultralydprosessorer, applikasjoner og pris. Vi vil gjerne diskutere prosessen med deg og å tilby deg et ultralydsystem som oppfyller dine krav!









Vær oppmerksom på at Personvernregler.


Hielscher Ultrasonics produserer ultralyd homogenisatorer med høy ytelse for dispersjon, emulgering og celle utvinning.

Høyeffekts ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriell skala.

Litteratur / Referanser



Fakta Verdt å vite

Spirulina

Spirulina, som er en prokaryotisk bakterier, er rik på pigmenter som karotenoider, klorofyll og fykokkanin. Karotenoider (f.eks. β-Karoten, oransje-gul pigment), klorofyll og fykokkanin finnes på henholdsvis 0,4, 1,0 og 14 % tørr dunk. Phycocyanin er blågrønt protein, et såkalt biliprotein, som ligger i fotosyntetiske lamellas i cytoplasmatisk membran av cyanobakterier.
Den brukes som tilsetningsstoff og matfargestoff, kosttilskudd og for immundiagnostiske applikasjoner.