Extracția cu ultrasunete a pigmenților de spirulină
Extracția cu ultrasunete sa dovedit a fi extrem de eficientă pentru izolarea extractelor de calitate superioară de microalge. Pigmenții spirulinei, cum ar fi ficocianina, sunt cunoscuți ca superalimente, care contribuie la beneficiile pentru sănătate datorită conținutului ridicat de antioxidanți, vitamine și proteine. Pentru a produce suplimente foarte concentrate, cum ar fi pulberi și tablete, pigmenții albaștri trebuie extrași din algele spirulinei.
spirulină
Arthrospira platensis (A. platensis) și Arthrospira maxima (A. maxima) sunt cunoscute sub termenul spirulină. Spirulina sunt alge albastre-verzi, bogate în aminoacizi și antioxidanți. Cu o încărcătură mare de nutrienți, cum ar fi proteine, enzime, minerale și vitaminele A, K, B12, fier și mangan, acestea sunt clasificate ca un superaliment. Genul de alge Arthrospira are un conținut deosebit de ridicat de proteine. Conținutul său de proteine variază între 53 și 68% din greutatea uscată și oferă întregul spectru al tuturor aminoacizilor esențiali. În plus, Arthrospira are cantități mari de acizi grași polinesaturați (PUFA), care reprezintă aproximativ 1,5 până la 2% din conținutul total de lipide de 5 până la 6%. Aceste PUFA conțin acidul γ-linolenic (GLA), un acid gras esențial Omega-6. Alți compuși bioactivi ai Arthrospira includ vitamine, minerale, precum și pigmenți fotosintetici.
Notă: Din punct de vedere științific, Spirulina platensis (S. platensis) și Spirulina maxima (S. maxima) sunt denumite corect Arthrospira platensis (A. platensis) și Arthrospira maxima (A. maxima). Ambele specii au fost odată clasificate în genul Spirulina și sunt până astăzi cunoscute colocvial sub numele de spirulină. Deși introducerea a două genuri separate de Arthrospira și Spirulina este acum general acceptată, termenul spirulina este adesea folosit ca termen umbrelă.
Extracție cu ultrasunete Spirulina
Perturbatoare de celule cu ultrasunete (de asemenea, denumite ca extractoare cu ultrasunete) sunt bine cunoscute pentru capacitatea lor de a deschide celulele, în scopul de a elibera material intracelular. Când undele ultrasonice intense sunt cuplate în fluide, apare fenomenul de cavitație acustică. Forțele cavitaționale perturbă pereții celulari și sporesc transferul de masă, astfel încât compușii țintă bioactivi să fie transportați din celulă în lichid.
Avantajele extracției cu ultrasunete
- randament ridicat
- Calitate superioară a extractului
- extracție rapidă
- Proces ușor, non-termic
- Diferiți solvenți
- Seif
- ușor de operat
- Scalare liniară
- întreținere redusă
- ROI rapid
Protocol de extracție
Prabuthas et al. (2011) au dezvoltat următorul protocol de extracție pentru a obține un extract de ficocianină de înaltă calitate: Extracția ficocianinei a fost evaluată în ceea ce privește concentrația de ficocianină folosind apă distilată și soluție de CaCl2 1%. Spirulina algelor marine este utilizată în formă uscată, deoarece biomasa umedă este imediat utilizată de bacterii și începe degradarea datorită compoziției sale nutriționale. Prin urmare, pentru a evita aceste probleme, se recomandă utilizarea biomasei de alge uscate. Extracția a fost efectuată prin amestecarea 0,1g de biomasă uscată cu cantitatea de solvent, sonicare a fost efectuată timp și amplitudine conform proiectului experimental. Suspensiile de probă au fost sonicated folosind un disruptor de celule cu ultrasunete Hielscher UP50H, urmată de centrifugare timp de 15 min la 13500rpm folosind centrifugă refrigerată. Conținutul de ficocianină și proteine în timpul extracției cu diferiți solvenți a fost clorura de calciu și apa distilată investigate.
Cantitatea maximă de ficocianină, 0,3116 mg/ml, a fost obținută în soluție de clorură de calciu, urmată de 0,299 mg/ml în apă distilată. Cantitatea maximă de proteine, 63,63% a fost obținută în solvent de apă distilată și 54,69% în soluție de clorură de calciu. Astfel, soluția CaCl2 a fost găsită la cel mai bun solvent pentru extracția ficocianinei cu asistență cu ultrasunete.
Extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru extracția spirulinei
Hielscher este partenerul tău cu experiență pe termen lung atunci când vine vorba de extracție cu ultrasunete puternică, fiabilă a bioactivilor din biomasa vegetală și fito. Toate extractoarele cu ultrasunete pot fi operate 24/7 și sunt potrivite pentru producția comercială de extracte dietetice. Gama noastră de produse acoperă întregul spectru de la biodisruptori portabili mai mici la ultrasonicators pilot și sisteme industriale cu ultrasunete. Diverse accesorii, cum ar fi diferite sonotrodes și reactoare cu celule de flux, permit adaptarea optimă la cerințele procesului. Toate procesoarele cu ultrasunete Hielscher sunt robuste, ușor de operat și concepute pentru ușurința în utilizare. Ultrasonicators noastre digitale controlate vin cu un card SD încorporat pentru protocolarea automată a datelor sonicare.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:
Volumul lotului | Debitul | Dispozitive recomandate |
---|---|---|
1 până la 500 ml | 10 până la 200 ml/min | UP100H |
10 până la 2000 ml | 20 până la 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
0.1 până la 20L | 00.2 până la 4L / min | UIP2000hdT |
10 până la 100L | 2 până la 10L / min | UIP4000 |
n.a. | 10 până la 100L / min | UIP16000 |
n.a. | mai mare | grup de UIP16000 |
- Experiență pe termen lung în sonicare
- de înaltă calitate
- robustețe
- Funcționare 24/7
- Protecție împotriva utilizării în condiții uscate
- scalabilitate liniară
- Serviciu excelent pentru clienți
- întreținere redusă
- Formare & Serviciu de instalare
- Centrul tehnic
- Dezvoltarea proceselor
- Echipamente cu ultrasunete personalizate
Personalul nostru bine instruit asigură servicii înalte pentru clienți și consultanță profesională.
Contactați-ne astăzi! Suntem bucuroși să vă recomandăm cel mai potrivit extractor cu ultrasunete pentru aplicația dumneavoastră.
Literatură/Referințe
- Merlyn Sujatha Rajakumar and Karuppan Muthukumar (2018): Influence of pre-soaking conditions on ultrasonic extraction of Spirulina platensis proteins and its recovery using aqueous biphasic system. Separation Science and Technology 2018.
- Smriti Kana Pyne, Paramita Bhattacharjee, Prem Prakash Srivastav (2020): Process optimization of ultrasonication-assisted extraction to obtain antioxidant-rich extract from Spirulina platensis. Sustainability, Agri, Food and Environmental Research 8(4), 2020.
- Zhou, Jianjun; Min Wang, Francisco J. Barba, Zhenzhou Zhu, Nabil Grimi (2023):
A combined ultrasound + membrane ultrafiltration (USN-UF) process for enhancing saccharides separation from Spirulina (Arthrospira platensis). Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 85, 2023. - Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): An efficient extraction of phycocyanin by ultrasonication and separation using ‘sugaring out’. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
- Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standardization of rapid and economical method for neutraceuticals extraction from algae. Journal of Stored Products and Postharvest Research Vol. 2(5) pp. 93 – 96, May 2011.
Fapte care merită știute
spirulină
Spirulina este un fel de cianobacterii (cunoscute și sub numele de cianofită), care sunt o încrengătură de bacterii care își obțin energia prin fotosinteză. Ele sunt singurele procariote fotosintetice capabile să producă oxigen. Numele de cianobacterii provine de la culoarea bacteriilor (greacă: κυανός, translit. kyanós, lit. albastru). Datorită culorii lor, ele sunt, de asemenea, numite alge albastre-verzi, deși termenul alge în utilizarea modernă este limitat la eucariote. Spirulina platensis (S. platensis) este o cianobacterie procariotă multifilamentoasă care poate fi ușor cultivată ca monocultură în iazuri deschise sau bioreactoare închise. C-ficocianina (C-PC) este ficobiliproteina majoră din spirulină.
Extracte de spirulină
Spirulina este un supliment alimentar popular derivat din biomasa cianobacteriilor marine (alge albastre-verzi). Cele două specii de spirulină utilizate pentru prepararea proteinelor vegane și a suplimentelor pigmentare sunt Arthrospira platensis și Arthrospira maxima. Extractul eliberat din aceste microalge este bogat în antioxidanți, aminoacizi și vitamine. Prin urmare, pulberea de extract albastru se adaugă la sucuri, smoothie-uri, shake-uri și băuturi și le conferă o frumoasă culoare albastră intensă. Alternativ, extractul de spirulină poate fi consumat sub formă de tablete.
Ficocianina, aloficocianina și ficoeritrina sunt complexe pigment-proteine din familia ficobiliproteinelor de recoltare a luminii, cunoscute pentru culoarea lor intensă albastru deschis. Ficocianina este un pigment accesoriu pentru clorofilă. Deoarece toate ficobiliproteinele sunt solubile în apă, ele nu sunt prezente în membrană, în schimb ficobiliproteinele sunt legate ca agregate (așa-numitele ficobilizomi) la membrana celulară.
Extracția cu ultrasunete și întreruperea celulelor
Extracția asistată cu ultrasunete (EAU) este utilizată pentru eliberarea și izolarea compușilor bioactivi din fitomaterial, precum și din țesuturi.
Pentru procesele de extracție cu ultrasunete, undele ultrasonice intense sunt cuplate într-un mediu în care undele genrate alternează compresia și expansiunea. În timpul ciclurilor de compresie / expansiune, se creează bule de vid care cresc pe parcursul mai multor cicluri până când nu pot absorbi mai multă energie, astfel încât să implodeze violent. Implozia cu bule produce o stare extrem de energetică cu temperaturi locale de până la 5000K, diferențe de presiune de 1000atm, rate de încălzire și răcire de peste 1010 K / s, precum și jeturi lichide cu viteze de 280m / s. Acest fenomen este cunoscut sub numele de cavitație acustică.