Ultradźwiękowa ekstrakcja barwników spiruliny

Wykazano, że ekstrakcja ultradźwiękowa jest wysoce wydajną metodą izolowania ekstraktów z mikroalg o doskonałej jakości. Barwniki spiruliny, takie jak fikocyjanina, są uznawane za superżywność, która korzystnie wpływa na zdrowie dzięki wysokiej zawartości przeciwutleniaczy, witamin i białek. Aby wytwarzać wysoce skoncentrowane suplementy, takie jak proszki i tabletki, należy wyekstrahować niebieskie barwniki z alg spiruliny.

Spirulina

Arthrospira platensis (A. platensis) i Arthrospira maxima (A. maxima) są znane pod nazwą spirulina. Spirulina to niebieskozielone algi bogate w aminokwasy i przeciwutleniacze. Ze względu na wysoką zawartość składników odżywczych, takich jak białka, enzymy, minerały, witaminy A, K, B12, żelazo i mangan, zalicza się je do superżywności. Rodzaj alg Arthrospira charakteryzuje się szczególnie wysoką zawartością białka. Zawartość białka wynosi od 53 do 68% suchej masy i zapewnia pełne spektrum wszystkich niezbędnych aminokwasów. Ponadto Arthrospira zawiera duże ilości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA), stanowiących około 1,5 do 2% całkowitej zawartości lipidów wynoszącej od 5 do 6%. Do tych PUFA należy kwas γ-linolenowy (GLA), niezbędny kwas tłuszczowy omega-6. Inne związki bioaktywne występujące w Arthrospira obejmują witaminy, minerały oraz barwniki fotosyntetyczne.
Uwaga: Z naukowego punktu widzenia prawidłowe nazwy Spirulina platensis (S. platensis) i Spirulina maxima (S. maxima) to Arthrospira platensis (A. platensis) i Arthrospira maxima (A. maxima). Oba gatunki były niegdyś zaliczane do rodzaju Spirulina i do dziś są potocznie znane pod nazwą spirulina. Chociaż wyodrębnienie dwóch osobnych rodzajów, Arthrospira i Spirulina, jest obecnie powszechnie akceptowane, termin spirulina jest często używany jako nazwa zbiorcza.

Ultradźwiękowa ekstrakcja spiruliny

Ultradźwiękowe urządzenia do rozbijania komórek (nazywane również ekstraktorami ultradźwiękowymi) są dobrze znane ze swojej zdolności do otwierania komórek w celu uwolnienia materiału wewnątrzkomórkowego. Gdy intensywne fale ultradźwiękowe są wprowadzane do cieczy, występuje zjawisko kawitacji akustycznej. Siły kawitacyjne rozbijają ściany komórkowe i zwiększają przenoszenie masy, dzięki czemu docelowe związki bioaktywne są transportowane z komórki do cieczy.

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

Protokół ekstrakcji

Prabuthas et al. (2011) opracowali następujący protokół ekstrakcji w celu uzyskania wysokiej jakości ekstraktu fikocyjaniny: Ekstrakcję fikocyjaniny oceniano pod kątem jej stężenia, stosując wodę destylowaną i 1% roztwór CaCl2. Morskie algi spiruliny stosuje się w postaci wysuszonej, ponieważ wilgotna biomasa jest natychmiast wykorzystywana przez bakterie i zaczyna ulegać degradacji ze względu na swój skład odżywczy. Dlatego, aby uniknąć tych problemów, zaleca się stosowanie wysuszonej biomasy alg. Ekstrakcję przeprowadzono, mieszając 0,1g wysuszonej biomasy z pewną ilością rozpuszczalnika, a czas i amplitudę sonikacji dobrano zgodnie z planem doświadczenia. Zawiesiny próbek poddano sonikacji za pomocą ultradźwiękowego urządzenia do rozbijania komórek UP50H firmy Hielscher, a następnie wirowano przez 15 min przy 13 500rpm w wirówce z chłodzeniem. Zbadano zawartość fikocyjaniny i białka podczas ekstrakcji z użyciem różnych rozpuszczalników: roztworu chlorku wapnia i wody destylowanej.
Największą ilość fikocyjaniny, 0,3116mg/ml, uzyskano w roztworze chlorku wapnia, a następnie 0,299mg/ml w wodzie destylowanej. Największą ilość białka, 63,63%, uzyskano przy użyciu wody destylowanej jako rozpuszczalnika, a 54,69% w roztworze chlorku wapnia. Uznano zatem, że roztwór CaCl2 jest najlepszym rozpuszczalnikiem do ekstrakcji fikocyjaniny wspomaganej ultradźwiękami.

Wysokowydajne ekstraktory ultradźwiękowe do ekstrakcji spiruliny

Hielscher to partner z wieloletnim doświadczeniem w zakresie wydajnej i niezawodnej ekstrakcji ultradźwiękowej substancji bioaktywnych z biomasy roślinnej i fitobiomasy. Wszystkie ekstraktory ultradźwiękowe mogą pracować 24/7 i nadają się do komercyjnej produkcji ekstraktów do celów żywieniowych. Nasza gama produktów obejmuje pełne spektrum urządzeń: od mniejszych, ręcznych urządzeń do rozbijania materiału biologicznego po sonikatory do skali pilotażowej i przemysłowe systemy ultradźwiękowe. Różnorodne akcesoria, takie jak różne sonotrody i reaktory z komorami przepływowymi, umożliwiają optymalne dostosowanie do wymagań procesu. Wszystkie procesory ultradźwiękowe Hielscher są wytrzymałe, łatwe w obsłudze i zaprojektowane z myślą o wygodzie użytkownika. Nasze sonikatory sterowane cyfrowo są wyposażone we wbudowaną kartę SD do automatycznego rejestrowania danych sonikacji.
Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych sonikatorów:

Nasz dobrze wyszkolony personel zapewnia wysoki poziom obsługi klienta i profesjonalne doradztwo.
Skontaktuj się z nami już dziś! Chętnie polecimy ekstraktor ultradźwiękowy najlepiej dopasowany do Twojego zastosowania.