Extração ultrassónica de pigmentos de spirulina

A extração ultrassónica tem demonstrado ser altamente eficiente no isolamento de extratos de microalgas de qualidade superior. Os pigmentos de spirulina, como a ficocianina, são conhecidos como superalimentos, que contribuem para benefícios para a saúde devido ao seu elevado teor de antioxidantes, vitaminas e proteínas. Para produzir suplementos altamente concentrados, como pós e comprimidos, os pigmentos azuis têm de ser extraídos das algas spirulina.

Spirulina

Arthrospira platensis (A. platensis) e Arthrospira maxima (A. maxima) são conhecidas pelo termo spirulina. As spirulinas são algas verde-azuladas, ricas em aminoácidos e antioxidantes. Com um elevado teor de nutrientes, como proteínas, enzimas, minerais e vitaminas A, K, B12, ferro e manganês, são classificadas como superalimentos. O género de algas Arthrospira tem um teor de proteínas especialmente elevado. O seu teor proteico varia entre 53 e 68% do peso seco e fornece todo o espectro de aminoácidos essenciais. Além disso, Arthrospira apresenta quantidades elevadas de ácidos gordos polinsaturados (PUFAs), que correspondem a aproximadamente 1,5 a 2% do teor lipídico total de 5 a 6%. Estes PUFAs incluem o ácido γ-linolénico (GLA), um ácido gordo essencial ómega-6. Outros compostos bioativos de Arthrospira incluem vitaminas, minerais e pigmentos fotossintéticos.
Nota: Cientificamente, Spirulina platensis (S. platensis) e Spirulina maxima (S. maxima) são corretamente designadas como Arthrospira platensis (A. platensis) e Arthrospira maxima (A. maxima). Ambas as espécies foram anteriormente classificadas no género Spirulina e continuam até hoje a ser conhecidas coloquialmente pelo nome spirulina. Embora a introdução de dois géneros distintos, Arthrospira e Spirulina, seja hoje geralmente aceite, o termo spirulina é frequentemente utilizado como designação abrangente.

Extração ultrassónica de spirulina

Os disruptores celulares ultrassónicos (também designados extratores ultrassónicos) são bem conhecidos pela sua capacidade de abrir as células para libertar material intracelular. Quando ondas ultrassónicas intensas são acopladas a fluidos, ocorre o fenómeno de cavitação acústica. As forças de cavitação provocam a rutura das paredes celulares e intensificam a transferência de massa, de modo que os compostos bioativos pretendidos são transportados da célula para o líquido.

Extração ultrassónica a partir de células: a secção transversal (TS) observada ao microscópio mostra o mecanismo de ação durante a extração ultrassónica a partir de células (ampliação de 2000x) [fonte: Vilkhu et al. 2011]

Protocolo de extração

Prabuthas et al. (2011) desenvolveram o seguinte protocolo de extração para obter um extrato de ficocianina de elevada qualidade: a extração de ficocianina foi avaliada em termos da concentração de ficocianina utilizando água destilada e uma solução de CaCl2 a 1%. A alga marinha spirulina é utilizada na forma seca, uma vez que a biomassa húmida é imediatamente utilizada pelas bactérias e começa a degradar-se devido à sua composição nutricional. Por conseguinte, para evitar estes problemas, recomenda-se a utilização de biomassa de algas secas. A extração foi realizada misturando 0,1g de biomassa seca com uma quantidade de solvente; a sonicação foi realizada com o tempo e a amplitude definidos de acordo com o desenho experimental. As suspensões das amostras foram sonicadas utilizando um disruptor celular ultrassónico UP50H da Hielscher, seguindo-se a centrifugação durante 15 min a 13 500rpm numa centrífuga refrigerada. Foram investigados os teores de ficocianina e de proteínas durante a extração com diferentes solventes, nomeadamente cloreto de cálcio e água destilada.
A quantidade máxima de ficocianina, 0,3116mg/ml, foi obtida em solução de cloreto de cálcio, seguida de 0,299mg/ml em água destilada. A quantidade máxima de proteínas, 63,63%, foi obtida utilizando água destilada como solvente, e 54,69% em solução de cloreto de cálcio. Assim, verificou-se que a solução de CaCl2 era o melhor solvente para a extração de ficocianina assistida por ultrassons.

Extratores ultrassónicos de elevado desempenho para a extração de spirulina

A Hielscher é o seu parceiro com muitos anos de experiência em extração ultrassónica potente e fiável de compostos bioativos a partir de biomassa de plantas e de origem vegetal. Todos os extratores ultrassónicos podem funcionar 24/7 e são adequados para a produção comercial de extratos alimentares. A nossa gama de produtos abrange todo o espectro, desde pequenos biodisruptores de mão a sonicadores para escala piloto e sistemas ultrassónicos industriais. Vários acessórios, como diferentes sonotrodos e reatores de célula de fluxo, permitem uma adaptação ideal aos requisitos do seu processo. Todos os processadores ultrassónicos da Hielscher são robustos, fáceis de operar e concebidos para facilitar a utilização. Os nossos sonicadores com controlo digital incluem um cartão SD integrado para o registo automático dos dados de sonicação.
A tabela abaixo apresenta uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores:

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