Hielscher tecnologia de ultra-som

Extração ultra-sônica de astaxantina para rendimentos mais elevados

  • Astaxantina é um antioxidante altamente potente usado em produtos farmacêuticos e suplementos nutricionais.
  • A fim de produzir astaxantina de alta qualidade a partir de fontes naturais, tais como algas, uma técnica de extração de alto desempenho é necessária.
  • Extração ultra-sônica é um tratamento mecânico, que dá altos rendimentos de astaxantina em um tempo de extração muito curto.

Ultrasonics de alta performance para astaxantina de alta qualidade

Extração ultra-sônica de astaxantina de microalgas

Astaxantina para suplementos alimentares, que são consumidos por seres humanos e animais para os seus benefícios para a saúde, astaxantina é obtido a partir de frutos do mar ou extraído das algas H. pluvialis. Haematococcus pluvialis é uma microalga verde, que produz alto conteúdo de astaxantina quando as condições de estresse são aplicadas, por exemplo, alta salinidade, deficiência de nitrogênio, alta temperatura e luz. Com até 9,2 mg/g de astaxantina por célula de algas (= até 3,8% sobre o peso seco de H. pluvialis), o Haematococcus pluvialis acumula um conteúdo muito alto de astaxantina natural e, portanto, é o organismo preferencial para a produção de astaxantina.
Para liberar a astaxantina de microalgas verdes, as células de algas devem ser interrompidas. Ultrasonication é bem estabelecida com a finalidade de ruptura celular, Lise e isolamento de compostos bioativos auch como lipídios, antioxidantes, polifenóis e pigmentos naturais. Ultrasônico de alto desempenho cria forças puramente mecânicas que interrompem as paredes celulares por forças de cisalhamento e causam a liberação de substâncias bioativas, como a astaxantina.

Extração ultra-sônica de astaxantina de levedura

Processador ultra-sônico poderoso de UIP4000hdT 4kW para a extraçãoPhaffia rhodozyma é um fermento rico em astaxantina. Entretanto, a parede grossa da pilha de P. rhodozyma, que é compor principalmente do glucan e responsável para a rigidez da pilha, faz o rompimento da pilha e a isolação do astaxantina uma tarefa de exigência. Pesquisadores (Gogate et al. 2015) descobriram que a extração ultra-sônica em combinação com ácido láctico intensifica o rompimento celular e torna a extração de astaxantina de P. rhodozyma um processo mais ecológico, environmetal-friendlier. Usaram o ácido láctico como o meio para o rompimento e o ethanol como o solvente para a extração. O rendimento máximo de astaxantina (90%) foi obtido para a aproximação ultra-som-assistida da extração baseada no uso do ácido láctico de 3 M, tempo do rompimento de 15 min. processadores ultra-sônicos poderosos tais o UIP4000hdT (4kW, veja pic. Left) em combinação com um reator pressurizable do fluxo-através de permitir para a geração de cavitação muito intensa. As forças de cisalhamento cavitacionais interrompem as paredes das células de levedura e promovem a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente.

Vantagens da extração ultra-sônica de astaxantina

  • Rendimento superior
  • Extração de alta velocidade – em poucos minutos
  • extratos de alta qualidade – Leve, não térmico
  • Solventes verdes (por exemplo, água/etanol)
  • económicamente viáveis
  • operação fácil e segura
  • Baixo investimento e custos operacionais
  • 24/7 operação pesados-dever
  • Verde, eco-friendly método

Extração ultra-sônica de astaxantina – no modo de fluxo contínuo ou em lote

UP400St agitado 8L extração de instalaçãoAstaxantina é um composto lipofílico e pode ser dissolvido em solventes (por exemplo, 48,0% etanol em acetato de etila) e óleos (por exemplo, óleo de soja).
Lote: Processos de extração ultra-sônica podem ser operados como processos em lote simples ou como tratamento embutido, onde o meio é continuamente alimentado através de um reator de fluxo Ultrassônico.
Processamento em lote é um procedimento fácil, onde a extração é realizada lote por lote. Hielscher ultrasonics oferece processadores ultra-sônicos para pequenas e grandes lotes, ou seja, 1L a 120L.
Para o processamento de lotes de 5 a 10L, recomendamos o UP400St com sonotrodo S24d22L2D (ver pic. Left).
Para o processamento de lotes de aprox. 120L, recomendamos o UIP2000hdT com sonotrodo RS4d40L4 (veja pic. no canto superior direito).

Fluxo-através de: Para volumes maiores e extração comercial em larga escala, um fluxo contínuo de líquido é alimentado através de um reator ultra-sônico, onde a pasta solvente/botânica é intensamente sonicada.
Para um volume de aprox. 8L/min., recomendamos a UIP4000hdT com sonotrodo RS4d40L3 e fluxo pressuririzável-Cell FC130L4-3G0

Extração ultra-sônica com sistema 2kW UIP2000hdT

UIP2000hdT (2kW) para extração em lote em grande escala

Pedido de informação





Ultrasonicators de alto desempenho para extração

Hielscher ultrasonics é especializada na fabricação de processadores ultra-sônicos de alto desempenho para a produção de extratos de alta qualidade de botânicos.
O amplo portfólio de produtos da Hielscher abrange desde pequenos e poderosos ultrasonicators de laboratório até sistemas robustos de bancada e totalmente industriais, que proporcionam ultra-som de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de componentes bioativos (por exemplo, Quercetina, Cafeína, Curcumina, Terpenos etc.). Todos os dispositivos ultra-sônicos de 200w para 16, 000W apresentam um display colorido para controle digital, um cartão SD integrado para gravação automática de dados, controle remoto do navegador e muito mais recursos de fácil utilização. Os sonotrodes e as células de fluxo (as partes, que estão em contato com o meio) podem ser esterilizados e são fáceis de limpar. Todos os nossos ultrasonicators são construídos para 24/7 operação, exigem baixa manutenção e são fáceis e seguros para operar.
Colored touch display of the new hdT series of Hielscher's industrial ultrasonicatorsUma exposição de cor digital permite um controle fácil de usar do equipamento ultra-sônico. Nossos sistemas são capazes de entregar de baixo até muito altas amplitudes. Para a extração de compostos químicos como a astaxantina, oferecemos sonotrodes ultrassônicos especiais (também conhecidos como Sondas Ultrassônicas ou chifres) que são otimizados para o isolamento sensível de substâncias ativas de alta qualidade. Os sonotrodes especiais de Hielscher para amplitudes elevadas em combinação com as pilhas de fluxo pressurizable geram forças de tesoura cavitacional extremas, que interrompem mesmo pilhas muito resistentes do fermento. A robustez do equipamento ultra-sônico de Hielscher permite a operação 24/7 no serviço pesado e em ambientes de exigência.
O controle preciso dos parâmetros do processo ultra-sônico assegura a reprodutibilidade e a padronização do processo. Os sistemas automatizados de extração ultra-sônica de escala industrial da Hielscher são projetados para altas capacidades de produção de extratos de qualidade superior, enquanto ao mesmo tempo reduzem o trabalho, o custo e a energia.

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Hielscher ultrasonics fabrica ultrasonicators de alto desempenho para aplicações sonoquímicas.

Processadores ultra-sônicos de alta potência do laboratório à escala piloto e industrial.

Literatura / Referências

  • Gogate et al. (2015): intensificação assistida por ultrassom de extração de astaxantina de Phaffia rhodozyma. Engenheiro químico indiano 2015, 57:3-4, 240-255.
  • Zou et al. (2013): metodologia de superfície de resposta para extração assistida por ultrassom de astaxantina de Haematococcus pluvialis. Drogas marinhas 2013, 11, 1644-1655.


Fatos, vale a pena conhecer

Sono-extração

Extração ultra-sônica ou sono-extração baseia-se no princípio da cavitação acústica.
Quando ondas intensas de ultra-som são aplicadas a sistemas líquidos, ocorre cavitação acústica, que é o fenômeno da geração, crescimento e eventual colapso de bolhas de vácuo (ver pic. abaixo). Durante a propagação das ondas do ultra-som, as bolhas do vácuo oscilam e crescem até que alcancem um ponto quando não podem absorver mais energia. No auge do crescimento da bolha colapsam violentamente, o que provoca efeitos térmicos, mecânicos e químicos localmente. Os efeitos mecânicos incluem altas pressões de até 1000atm, turbulências e forças de cisalhamento intensas. Essas forças perturbam as paredes celulares e promovem a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente liberando compostos bioativos para o líquido circundante (ou seja, solvente).

Cavitação ultra-sônica/acústica cria forças altamente intensas que abre as paredes celulares conhecidas como lise (clique para ampliar!)

A extração ultra-sônica é baseada em cavitação acústica e suas forças de cisalhamento hidrodinâmicas

Extração ultra-sônica de compostos de Botanicals e tecido celular tem sido bem pesquisado. A aplicação de ondas ultra-sônicas altamente intensas promove processos de extração de forma significativa. Além da intensificação do processo – que resulta em rendimentos mais elevados e menor tempo de extração – a degradação térmica e a perda de componentes sensíveis à temperatura são impedidas desde que o sonication é tratamento não-térmico. Além disso, a extração ultra-sônica tem baixos custos de investimento e operacionais, reduz o uso de solventes e/ou permite o uso de solventes mais ecológicos, o que o torna uma técnica de extração econômica e ecológica. Superando os métodos convencionais de extração, a extração assistida por ultrasonicamente (EAU) foi adotada da indústria de alimentos para produzir compostos bioativos com ganhos econômicos.

Os disruptores ultra-sônicos são usados para extrações das fontes do Phyto (por exemplo plantas, algas, fungos)

Extração ultra-sônica de células vegetais: a seção transversal microscópica (TS) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultra-sônica de células (ampliação 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]

Astaxantina

Astaxantina distingue-se por uma cor vermelha profunda. É um pigmento solúvel em gordura que é encontrado em algas (por exemplo, Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), levedura (por exemplo, Phaffia rhodozyma), salmão, truta, krill, camarão e lagostas. A astaxantina é considerada um super antioxidante, uma vez que a sua potência antioxidantes é de dez a vinte vezes mais potente do que de muitos outros carotenóides, tais como beta-caroteno, luteína e zeaxantina, e cem vezes mais potente que o alfa-tocoferol (vitamina E ).
Astaxantina (3, 3 ′-dihydroxy-β, β′-caroteno-4, 4 ′-Dione) é um keto-carotenóide e pertence a uma classe maior de compostos químicos conhecidos como terpenos (como um tetraterpenoid), que são compostos de cinco precursores de carbono, isopentenila difosfato, e difosfato de dimetilalilo. A astaxantina é classificada como um tipo de compostos carotenóides com componentes contendo oxigênio, ou seja, hidroxila (-OH) ou cetona (C = O), como a zeaxantina e a canthaxantina. A astaxantina é um metabolito da zeaxantina e/ou da canthaxantina, contendo ambos os grupos funcionais hidroxila e cetona. Como muitos carotenóides, a astaxantina é um pigmento lipido-solúvel e distingue-se pela sua cor vermelha. Carotenóides incluindo astaxantina são bem conhecidos por sua capacidade antioxidante.
Astaxantina é um pigmento vermelho e naturalmente origina na água da chuva microalgas (Haematococcus pluvialis) e o fermento chamado Xanthophyllomyces dendrorhous (também conhecido como Phaffia rhodozyma). As algas sofre um stress através de uma ou uma combinação de condições que vão desde a falta de nutrientes, aumento da salinidade, e sol excessivo para criar astaxantina. As espécies que consomem aqueles estressados microalgas de água doce, como salmão, truta vermelha, Brema do mar vermelho, Flamingo, crustáceos (por exemplo, camarão, krill, caranguejo, lagosta, lagostas), refletem a pigmentação dos matizes vermelho-laranja em sua aparência.
Como um suplemento, astaxantina é administrado por sua saúde-promovendo e doença-tratamento de efeitos. Astaxantina é um nutracêutico bem estabelecido administrado para melhorar a saúde da pele (por exemplo, reduzir as rugas, danos causados por queimaduras solares etc.).
Além disso, astaxantina recebe atenção crescente por seu uso para tratar a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson, deaseses cardio-vasculares, colesterol elevado, doenças hepáticas, degeneração macular relacionada à idade, e prevenir o câncer.