Ekstrakcja ultradźwiękowa pigmentów spiruliny

Ekstrakcja ultradźwiękowa okazała się wysoce skuteczna w izolacji najwyższej jakości ekstraktów z mikroalg. Pigmenty spiruliny, takie jak fitocyanina, znane są jako supersamochody, które przyczyniają się do poprawy stanu zdrowia ze względu na wysoką zawartość antyoksydantów, witamin i białek. W celu wyprodukowania wysoce skoncentrowanych suplementów, takich jak proszki i tabletki, niebieskie pigmenty muszą być ekstrahowane z glonów spiruliny.

Spirulina

Arthrospira platensis (A. platensis) i Arthrospira maxima (A. maxima) znane są pod terminem spirulina. Spirulina to niebiesko-zielone algi, które są bogate w aminokwasy i przeciwutleniacze. Z dużą ilością składników odżywczych, takich jak białka, enzymy, minerały, witaminy A, K, B12, żelazo i mangan, są one sklasyfikowane jako superżywność. Rodzaj glonów Arthrospira ma szczególnie wysoką zawartość białek. Zawartość białka waha się od 53 do 68% w suchej masie i oferuje pełne spektrum wszystkich niezbędnych aminokwasów. Ponadto Arthrospira charakteryzuje się wysoką zawartością wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA), co stanowi ok. 1,5 do 2% całkowitej zawartości lipidów od 5 do 6%. Te PUFAs zawierają kwas gamma-linolenowy (GLA), niezbędny kwas tłuszczowy Omega-6. Inne bioaktywne związki Arthrospiry to witaminy, minerały oraz pigmenty fotosyntetyczne.
Uwaga: Z naukowego punktu widzenia Spirulina platensis (S. platensis) i Spirulina maxima (S. maxima) są poprawnie określane jako Arthrospira platensis (A. platensis) i Arthrospira maxima (A. maxima). Oba gatunki zostały kiedyś sklasyfikowane w rodzaju Spirulina i są do dziś potocznie znane pod nazwą spirulina. Chociaż wprowadzenie dwóch odrębnych rodzajów Arthrospiry i Spiruliny jest obecnie powszechnie akceptowane, termin spirulina jest często używany jako termin "parasolowy".

Ekstrakcja spiruliny ultradźwiękowej

Zakłócacze komórek ultradźwiękowych (nazywane również ekstraktorami ultradźwiękowymi) są dobrze znane ze swojej zdolności do otwierania komórek w celu uwolnienia materiału wewnątrzkomórkowego. Kiedy intensywne fale ultradźwiękowe są sprzężone w płyny, pojawia się zjawisko kawitacji akustycznej. Siły kawitacyjne zakłócają ściany komórkowe i zwiększają przenoszenie masy, dzięki czemu bioaktywne związki docelowe są transportowane z komórki do cieczy.

Zakłócacze ultradźwiękowe stosowane są do ekstrakcji ze źródeł fitosanitarnych (np. rośliny, algi, grzyby).

Ekstrakcja ultradźwiękowa z komórek: mikroskopijny przekrój poprzeczny (TS) pokazuje mechanizm działania podczas ekstrakcji ultradźwiękowej z komórek (powiększenie 2000x) [źródło: Vilkhu et al. 2011].

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.



Zalety ekstrakcji ultradźwiękowej

  • wysoką wydajnością
  • Wyciąg Jakość Superior
  • szybka ekstrakcja
  • Proces łagodny, nietermiczny
  • różne rozpuszczalniki
  • bezpieczny
  • łatwy w obsłudze
  • liniowego zwiększania skali
  • Niskie koszty utrzymania
  • szybki RoI

Protokół ekstrakcji

Prabuthas et al. (2011) opracowali następujący protokół ekstrakcji w celu uzyskania wysokiej jakości ekstraktu fitocyaniny: Ekstrakcja fitocyaniny była oceniana pod względem stężenia fitocyaniny przy użyciu wody destylowanej i 1% roztworu CaCl2. Algi morskie spirulina jest stosowana w postaci suszonej, ponieważ mokra biomasa jest natychmiast wykorzystywana przez bakterie i rozpoczyna degradację ze względu na swój skład odżywczy. Dlatego też, aby uniknąć tych problemów, zaleca się stosowanie biomasy z suszonych alg. Ekstrakcję prowadzono poprzez zmieszanie 0,1 g wysuszonej biomasy z ilością rozpuszczalnika, sonikację wykonano w czasie i amplitudzie zgodnie z planem doświadczenia. Zawiesiny próbek były sonikowane za pomocą ultrasonicznego dezruptora komórek UP50H firmy Hielscher, a następnie odwirowywane przez 15 minut przy prędkości 13500 obr/min przy użyciu wirówki chłodzonej. Zawartość fitocyaniny i białka podczas ekstrakcji różnymi rozpuszczalnikami stanowiła chlorek wapnia i badana woda destylowana.
Maksymalną ilość fitocyaniny 0,3116 mg/ml uzyskano w roztworze chlorku wapnia, a następnie 0,299 mg/ml w wodzie destylowanej. Maksymalną ilość białka, 63,63% uzyskano w rozpuszczalniku wodnym destylowanym i 54,69% w roztworze chlorku wapnia. Tak więc roztwór CaCl2 został uznany za najlepszy rozpuszczalnik do ekstrakcji fitocyaniny przy pomocy ultradźwięków.

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe do ekstrakcji spiruliny

Hielscher jest Państwa wieloletnim, doświadczonym partnerem w zakresie wydajnej, niezawodnej ekstrakcji ultradźwiękowej bioaktywów z biomasy roślinnej i fito-biomasy. Wszystkie ekstraktory ultradźwiękowe mogą pracować 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu i nadają się do komercyjnej produkcji ekstraktów dietetycznych. Nasz asortyment produktów obejmuje pełne spektrum produktów, od mniejszych ręcznych przerywaczy biologicznych do pilotażowych ultradźwiękowych i przemysłowych systemów ultradźwiękowych. Różne akcesoria, takie jak różne sonotrody i reaktory przepływowe, umożliwiają optymalne dostosowanie do wymagań procesowych. Wszystkie procesory ultradźwiękowe firmy Hielscher są solidne, łatwe w obsłudze i zaprojektowane z myślą o łatwości obsługi. Nasze ultradźwięki sterowane cyfrowo są wyposażone we wbudowaną kartę SD do automatycznego protokołowania danych dźwiękowych.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Wielkość partii natężenie przepływu Polecane urządzenia
1 do 500mL 10-200mL/min UP100H
10 do 2000mL 20-400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10-100L 2 do 10L/min UIP4000
b.d. 10-100L/min UIP16000
b.d. większe klaster UIP16000
Dlaczego Hielscher Ultrasonics?

  • Wieloletnie doświadczenie w dziedzinie sonikowania
  • wysoka jakość
  • krzepkość
  • obsługji 24-godżinniej
  • Zabezpieczenie w stanie suchym
  • liniową skalowalność
  • Doskonała obsługa klienta
  • Niskie koszty utrzymania
  • trening & usługa instalacyjna
  • Centrum techniczne
  • Rozwój procesów
  • Indywidualnie dobrany sprzęt ultradźwiękowy

Nasz dobrze wyszkolony personel zapewnia wysoką jakość obsługi klienta i profesjonalne doradztwo.
Skontaktuj się z nami już dziś! Z przyjemnością polecimy Państwu najbardziej odpowiedni ekstraktor ultradźwiękowy do Państwa zastosowania.

Poproś o więcej informacji

Skorzystaj z formularza poniżej, jeśli chcesz zażądać dodatkowych informacji na temat ultradźwiękowej homogenizacji. Chętnie zaoferujemy Państwu system ultradźwiękowy, spełniający Państwa wymagań.









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne ultradźwięki do ekstraktów o pełnym spektrum.

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe w skali laboratoryjnej, pilotażowej i przemysłowej.

Literatura / Referencje

  • Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): Skuteczna ekstrakcja fitocyaniny poprzez ultrasonizację i oddzielenie przy użyciu metody 'sugaring out'. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
  • Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standaryzacja szybkiej i ekonomicznej metody ekstrakcji neutraceutyków z alg. Journal of Stored Products and Postharvest Research, tom 2(5), s. 93. – 96, maj 2011.


Fakty Warto wiedzieć

Spirulina

Spirulina jest rodzajem sinic (znanych również jako sinice), które są azylem bakterii, które uzyskują swoją energię poprzez fotosyntezę. Są to jedyne fotosyntetyczne prokarioty zdolne do wytwarzania tlenu. Nazwa cyjanobakterie pochodzi od koloru bakterii (grecki: κυανός, translit. kyanós, lit. blue). Ze względu na swój kolor nazywa się je również sinicami, choć termin algi w nowoczesnym użyciu ogranicza się do eukariotów. Spirulina platensis (S. platensis) to wielowłóknisty prokariotyczny siniak, który może być łatwo uprawiany jako monokultura w otwartych stawach lub zamkniętych bioreaktorach. C-fycocyanina (C-PC) jest głównym źródłem białka fitobiliproteiny w spirulinie.

Ekstrakty spiruliny

Spirulina jest popularnym suplementem diety pochodzącym z biomasy sinic morskich (niebiesko-zielonych alg). Dwa gatunki spiruliny używane do przygotowania białek wegańskich i suplementów pigmentowych to Arthrospira platensis i Arthrospira maxima. Wyciąg uwalniany z tych mikroalg jest bogaty w antyoksydanty, aminokwasy i witaminy. Dlatego niebieski ekstrakt w proszku jest dodawany do soków, koktajli, koktajli i napojów i nadaje im piękny, intensywnie niebieski kolor. Alternatywnie, wyciąg z spiruliny może być spożywany w postaci tabletek.
Fycocyanina, allofycocyanina i fitoerytryna są kompleksami barwnikowo-białkowymi z rodziny fotobłoniprotein zbierających światło, które znane są z intensywnego jasnoniebieskiego koloru. Fycocyanina jest pigmentem dodatkowym do chlorofilu. Ponieważ wszystkie białka fitobiliproteiny są rozpuszczalne w wodzie, nie występują one w błonie, zamiast tego białka fitobiliproteiny są związane jako agregaty (tzw. fikobilizomy) z błoną komórkową.

Ekstrakcja ultradźwiękowa i zakłócanie pracy komórek

Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami (UAE) służy do uwalniania i izolowania związków bioaktywnych z materiału fitosanitarnego oraz tkanek.
Dla procesów ekstrakcji ultradźwiękowej, intensywne fale ultradźwiękowe są sprzężone w medium, w którym fale generują naprzemienną kompresję i ekspansję. Podczas cykli kompresji/rozszerzania powstają pęcherzyki podciśnienia, które rosną przez kilka cykli, aż do momentu, gdy nie są w stanie wchłonąć większej ilości energii, tak że implodują gwałtownie. Implozja pęcherzykowa wytwarza stan wysokoenergetyczny z lokalnie występującymi temperaturami do 5000K, różnicami ciśnień 1000atm, szybkościami ogrzewania i chłodzenia powyżej 1010 K/s oraz dyszami cieczy o prędkości 280m/s. Zjawisko to znane jest jako kawitacja akustyczna.

Kawitacja ultradźwiękowa/akustyczna tworzy wysoce intensywne siły, które otwierają ściany komórkowe zwane lizą (kliknij, aby powiększyć!).

Ekstrakcja ultradźwiękowa opiera się na kawitacji akustycznej i jej hydrodynamicznych siłach ścinających.