Ultrasunete astaxantina extracția pentru randamente mai mari
- Astaxantina este un antioxidant foarte puternic utilizat în produsele farmaceutice și suplimente nutritive.
- Pentru a produce astaxantina de înaltă calitate din surse naturale, ar fi alge, este necesară o tehnică de extracție de înaltă performanță.
- Extracția cu ultrasunete este un tratament mecanic, care oferă randamente mari de astaxantina într-un timp foarte scurt de extracție.
Sonicatori de înaltă performanță pentru extracte de astaxantina de înaltă calitate
Extracția cu ultrasunete este o tehnică de extracție de înaltă performanță care utilizează unde ultrasonice intense pentru a extrage astaxantina din surse naturale, ar fi microalge, krill sau crustacee. Astaxantina este un pigment carotenoid natural cunoscut pentru proprietățile sale antioxidante puternice și diverse beneficii pentru sănătate. Este frecvent utilizat ca supliment alimentar și agent de colorare alimentară. Lear cum sonicare ajută la îmbunătățirea procesului de extracție astaxantina!
MultiSonoReactor pentru extracția îmbunătățită astaxantina folosind ultrasunete de mare putere
Extracție cu ultrasunete de astaxantina din microalge
Astaxantina pentru suplimente alimentare, care sunt consumate de oameni și animale pentru beneficiile lor de sănătate, Astaxantina este obținută din fructe de mare sau extrase din alge H. pluvialis. Hematococcus pluvialis este un microalga verde, care produce un conținut ridicat de astaxantina atunci când se aplică condiții de stres, de exemplu salinitate ridicată, deficit de azot, temperatură ridicată și lumină. Cu până la 9,2 mg/g astaxantina per celulă de alge (= până la 3,8% pe greutatea uscată a H. pluvialis), Hematococcus pluvialis acumulează un conținut foarte ridicat de Astaxantin natural și este, prin urmare, organismul preferat pentru producția de astaxantina.
Pentru a elibera astaxantina din microalgele verzi, celulele algelor trebuie perturbate. Ultrasonication este bine stabilit în scopul întreruperii celulelor, liza și izolarea compușilor bioactivi auch ca lipide, antioxidanți, polifenoli și pigmenți naturali. Ultrasonics de înaltă performanță creează forțe pur mecanice care perturba pereții celulari prin forțe de forfecare și provoca eliberarea de substanțe bioactive, ar fi astaxantina.
Extracție cu ultrasunete de astaxantina din drojdie
Phaffia rhodozyma este o drojdie bogată în astaxantină. Cu toate acestea, peretele celular gros al P. rhodozyma, care este compus în principal din glucan și responsabil pentru rigiditatea celulei, face ca perturbarea celulelor și izolarea astaxantinei să fie o sarcină solicitantă. Cercetătorii (Gogate et al. 2015) a constatat că extracția cu ultrasunete în combinație cu acidul lactic intensifică perturbarea celulară și face extracția astaxantina din P. rhodozyma un proces mai verde, environmetal-friendly. Ei au folosit acid lactic ca mediu pentru perturbare și etanol ca solvent pentru extracție. Randamentul maxim de astaxantina (90%) a fost obținut pentru abordarea extracției asistate cu ultrasunete bazată pe utilizarea acidului lactic 3 M, timp de întrerupere de 15 min. Extractoare cu ultrasunete puternice, ar fi UIP4000hd (4kW, a se vedea pic. stânga), în combinație cu un reactor de curgere sub presiune permite generarea de cavitație foarte intensă. Forțele de forfecare cavitaționale perturbă pereții celulelor de drojdie și promovează transferul de masă între interiorul celulei și solvent.
- Randament superior
- Extracție de mare viteză – în câteva minute
- extracte de înaltă calitate – Ușoară, non-termice
- Solvenți verzi (de exemplu, apă/etanol)
- Rentabilă
- operare ușoară și sigură
- Costuri operaționale și de investiții scăzute
- 24/7 operațiune în regim de grele
- Verde, Eco-Friendly metoda
Ultrasunete astaxantina extracția – în mod flux continuu sau în lot
Astaxantina este un compus lipofil și poate fi dizolvat în solvenți (de exemplu, 48,0% etanol în acetat de etil) și uleiuri (de exemplu, ulei de soia).
Lot: Procesele de extracție cu ultrasunete pot fi operate ca procese de lot simplu sau ca tratament inline, în cazul în care mediul este alimentat continuu printr-un flux ultrasonic-prin reactor.
Procesarea pe loturi este o procedură ușoară, în cazul în care extracția se efectuează lot de lot. Hielscher Ultrasonics oferă procesoare cu ultrasunete pentru loturi mici și mari, adică 1L la 120L.
Pentru procesarea loturilor de 5 până la 10L, vă recomandăm UP400St cu sonotrode S24d22L2D (Vezi pic. stânga).
Pentru procesarea loturilor de cca. 120L, vă recomandăm Sonicator UIP2000hdT cu sonotrode RS4d40L4.
Flux-prin: Pentru volume mai mari și extracția comercială pe scară largă, un flux continuu lichid este alimentat printr-un reactor cu ultrasunete, în cazul în care solventul/dejecția botanică este intens sonicated.
Pentru un volum de cca. 8L/min., vă recomandăm UIP4000hdT cu sonotrode RS4d40L3 și presurizabile fluxul-Cell FC130L4-3G0
UIP2000hdT (2kW) pentru extragerea lotului la scară largă
Ultrasonicators de înaltă performanță pentru extracție
Hielscher Ultrasonics este specializată în fabricarea sonicatoare de înaltă performanță pentru producerea de extracte de înaltă calitate din plante, drojdii și celule. Portofoliul larg de produse de Hielscher Ultrasonics variază de la mici, ultrasonicators de laborator puternic la banc-top robust și sisteme complet industriale, care oferă ultrasunete de înaltă intensitate pentru extracția eficientă și izolarea componentelor bioactive, ar fi astaxantina, quercetin, cofeina, curcumina, terpenele etc. Toate sonicatoarele digitale de la 200W la 16.000W dispun de un meniu intuitiv cu setări programabile, un afișaj tactil colorat pentru o funcționare confortabilă, un card SD integrat pentru înregistrarea automată a datelor, telecomanda browserului și multe alte caracteristici ușor de utilizat. Sonotrodes și celulele de flux (părțile, care sunt în contact cu mediul) pot fi autoclavizate și sunt ușor de curățat. Toate ultrasonicators noastre sunt construite pentru funcționare 24/7, necesită întreținere redusă și sunt ușor și sigur de operat.
Un afișaj color digital permite un control ușor de utilizat al echipamentului cu ultrasunete. Sistemele noastre sunt capabile să livreze de la amplitudini mici până la amplitudini foarte mari. Pentru extracția compușilor chimici, ar fi astaxantina, oferim sonotrodes speciale cu ultrasunete (de asemenea, cunoscut sub numele de sonde cu ultrasunete sau coarne) care sunt optimizate pentru izolarea sensibilă a substanțelor active de înaltă calitate. Hielscher oferă sonotrodes speciale pentru amplitudini mari, în combinație cu celule de flux presurizabile, care sunt capabile să genereze forțe extreme de forfecare cavitațională, care perturba chiar și celulele de drojdie foarte robuste. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante.
Controlul precis al parametrilor procesului cu ultrasunete asigură reproductibilitatea și standardizarea procesului. Hielscher la scară industrială, sisteme automate de extracție cu ultrasunete sunt proiectate pentru capacități ridicate de producție de extracte de calitate superioară, reducând în același timp forța de muncă, costuri, și energie.
Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!
Literatura / Referințe
- B. Brands and M. Kleinke (2022): Astaxanthin production in Xanthophyllomyces dendrorhous grown in medium containing watery extracts from vegetable residue streams. IOP Conference Series: Earth Environ. Sci. 1034, 2022.
- Chougle, J.A.; Singha, R.S.; Baik, O.-D.(2014): Recovery of Astaxanthin from Paracoccus NBRC 101723 using Ultrasound-Assisted Three Phase Partitioning (UA-TPP). Separation Science and Technology, 49, 2014.
- Gogate et al. (2015): Ultrasound-assisted Intensification of Extraction of Astaxanthin from Phaffia rhodozyma. Indian Chemical Engineer 2015, 57:3-4, 240-255.
- Zou et al. (2013): Response Surface Methodology for Ultrasound-Assisted Extraction of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
Ce trebuie să știți
Sono-extracția
Extracția cu ultrasunete sau sono-extracția se bazează pe principiul cavitației acustice.
Când undele ultrasonice intense se aplică sistemelor lichide, se produce cavitație acustică, care este fenomenul generației, creșterii și eventualei prăbușiri a bulelor de vid (a se vedea pic. mai jos). În timpul propagării undelor cu ultrasunete, bulele de vid oscilează și cresc până când ajung la un punct când nu pot absorbi mai multă energie. La vârful de creștere Bubble se prăbușească violent, care cauzează efecte termice, mecanice și chimice la nivel local. Efectele mecanice includ presiuni ridicate de până la 1000atm, turbulențe, și forțe de forfecare intense. Aceste forțe perturbă pereții celulelor și promovează transferul în masă între interiorul celulei și solventul eliberând compuși bioactivi în lichidul înconjurător (de exemplu, solvent).
Cavitația acustică, generată de ultrasunete de mare intensitate, de joasă frecvență, creează forțe intense de forfecare și diferențiale de înaltă presiune și temperatură locale, care asigură impactul necesar pentru întreruperea celulelor, amestecarea intensă și transferul de masă. Aceste forțe de forfecare cu ultrasunete sunt aplicate cu succes pentru extracția canabisului.
Extracția cu ultrasunete a compușilor din Botanicals și țesutul celular a fost bine cercetat. Aplicarea undelor ultrasonice foarte intense promovează procesele de extracție în mod semnificativ. Pe langa procesul de intensificare – care duce la randamente mai mari și la un timp de extracție mai scurt – Degradarea termică și pierderea componentelor sensibile la temperatură este împiedicată deoarece Sonicare este tratament non-termic. În plus, extracția cu ultrasunete are costuri de investiție și operaționale scăzute, reduce utilizarea solvenților și/sau permite utilizarea solvenților mai verzi, ceea ce îl face o tehnică de extracție economică și ecologică. Metodele convenționale de extracție, extracția ultrasonically asistată (EAU) au fost adoptate din industria alimentară pentru a produce compuși bioactivi cu câștiguri economice.
Undele cu ultrasunete puternice perturbă matricea celulară a structurilor biologice și eliberează compușii bioactivi. Transferul de masă între materialul vegetal și solvent este intensificat. Datorită acestor mecanisme, extracția cu ultrasunete este foarte eficientă pentru extracția canabisului.
astaxantină
Astaxantina se distinge printr-o culoare roșie adâncă. Este un pigment solubil în grăsimi, care se găsește în alge (de exemplu, Hemococcus pluvialis, Clorella zofingiensis, Clorococcum), drojdie (de exemplu, Phaffia rhodozyma), somon, păstrăv, krill, creveți și raci. Astaxantina este considerat un super-antioxidant, deoarece potența sa antioxidative este de zece până la douăzeci de ori mai puternic decât de multe alte carotenoide, ar fi beta-caroten, luteină, și zeaxantina, și de o sută de ori mai puternic decât alfa-tocoferol (vitamina E ).
Astaxantina (3, 3 ′-dihidroxi-β, β′-caroten-4, 4 ′-dionă) este un Keto-carotenoid și aparține unei clase mai mari de compuși chimici cunoscuți sub numele de terpene (ca tetraterpenoid), care sunt compuse din cinci precursori de carbon, izopentenil difosfat, și difosfat dimetilalil. Astaxantina este clasificat ca un tip de compuși carotenoizi cu componente care conțin oxigen, și anume hidroxil (-OH) sau cetonă (C = O), ar fi zeaxantina și canthaxantina. Astaxantina este un metabolit al zeaxantina și/sau canthaxantina, care conține atât hidroxil și cetonă grupuri funcționale. Ca multe carotenoizi, Astaxantina este un pigment solubil în lipide și se distinge prin culoarea roșie. Carotenoizii, inclusiv astaxantina, sunt bine cunoscuți pentru capacitatea lor antioxidantă.
Astaxantina este un pigment roșu și în mod natural provine din microalge de apă de ploaie (hematococcus pluvialis) și drojdia numită xanthophyllomyces xanthophyllomyces (de asemenea, cunoscut sub numele de Phaffia rhodozyma). Algele suferă o accentuare prin una sau o combinație de condiții variind de la lipsa de nutrienți, salinitate crescută și soare excesiv pentru a crea astaxantina. Speciile care consumă microalge cu apă dulce, ar fi somonul, păstrăvul roșu, Bream de mare roșie, Flamingo, crustacee (de exemplu creveți, kril, crab, homar, raci), reflectă pigmentarea huilor roșii-portocalii în apariția lor.
Ca un supliment, Astaxantina este administrat pentru sănătatea sa de promovare și efecte de tratare a bolilor. Astaxantina este un bine stabilit nutraceutical administrate pentru a îmbunătăți sănătatea pielii (de exemplu, reduce ridurile, daune de soare arde, etc).
În plus, astaxantina devine o atenție sporită pentru utilizarea sa pentru a trata boala Alzheimer, boala Parkinson, deaseses cardio-vasculare, colesterol ridicat, boli hepatice, degenerescența maculară legată de vârstă, și prevenirea cancerului.
Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la laborator la dimensiunea industrială.