Ультразвуковая астаксантинная добыча для более высоких урожаев
- Астаксантин является очень мощным антиоксидантом, используемым в фармацевтических препаратах и пищевых добавках.
- Для получения высококачественного астаксантина из природных источников, таких как водоросли, требуется высокопроизводительная техника извлечения.
- Ультразвуковая экстракция – это механическая обработка, которая дает высокие урожаи астаксантина за очень короткое время извлечения.
Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для высококачественных экстрактов астаксантина
Ультразвуковая экстракция — это высокопроизводительный метод экстракции, который использует интенсивные ультразвуковые волны для извлечения астаксантина из природных источников, таких как микроводоросли, криль или ракообразные. Астаксантин — это природный каротиноидный пигмент, известный своими мощными антиоксидантными свойствами и различными преимуществами для здоровья. Он обычно используется в качестве пищевой добавки и пищевого красителя. Узнайте, как обработка ультразвуком помогает улучшить процесс экстракции астаксантина!
MultiSonoReactor для улучшенной экстракции астаксантина с использованием мощного ультразвука
Ультразвуковая добыча астаксантина из микроводорослей
Астаксантин для пищевых добавок, которые потребляются людьми и животными для их пользы для здоровья, астаксантин получается из морепродуктов или извлечены из водорослей H. pluvialis. Haematococcus pluvialis представляет собой зеленую микроводорослю, которая производит высокое содержание астаксантона при применении стрессовых условий, например, высокую соточие, дефицит азота, высокую температуру и свет. С до 9.2mg/g астаксантин на клетку водорослей (до 3.8% на сухом весе H. pluvialis), Haematococcus pluvialis аккумулирует очень высокое содержание естественного астаксантина и поэтому предпочтительный организм для продукции астаксантин.
Чтобы высвободить астаксантин из зеленых микроводорослей, клетки водорослей должны быть разрушены. Ультразвук хорошо зарекомендовал себя с целью разрушения клеток, лизиса и выделения биологически активных соединений, таких как липиды, антиоксиданты, полифенолы и природные пигменты. Высокоэффективный ультразвук создает чисто механические силы, которые разрушают клеточные стенки силами сдвига и вызывают высвобождение биологически активных веществ, таких как астаксантин.
Ультразвуковая добыча астаксантина с дрожжей
Phaffia rhodozyma — это дрожжи, богатые астаксантином. Однако толстая клеточная стенка P. rhodozyma, которая в основном состоит из глюкана и отвечает за жесткость клеток, делает разрушение клеток и выделение астаксантина сложной задачей. Исследователи (Gogate et al. 2015) обнаружили, что ультразвуковая экстракция в сочетании с молочной кислотой усиливает разрушение клеток и делает экстракцию астаксантина из P. rhodozyma более экологичным и экологически чистым процессом. Они использовали молочную кислоту в качестве среды для разрушения и этанол в качестве растворителя для экстракции. Максимальный выход астаксантина (90%) получен при ультразвуковой экстракции, основанной на применении 3 М молочной кислоты, время срыва 15 мин. Мощные ультразвуковые экстракторы, такие как UIP4000hd (4 кВт, см. рис. слева) в сочетании с проточным реактором под давлением, позволяют генерировать очень интенсивную кавитацию. Силы кавитационного сдвига разрушают клеточные стенки дрожжей и способствуют массопереносу между внутренней частью клетки и растворителем.
- Превосходная доходность
- Высокоскоростная добыча – в течение нескольких минут
- Высококачественные экстракты – Мягкий, нетепловой
- Зеленые растворители (например, вода/этанол)
- экономически эффективным
- Простая и безопасная работа
- Низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы
- Круглосуточная операция при тяжелом режиме
- Зеленый, экологически чистый метод
Ультразвуковая добыча астаксантин – в режиме пакета или непрерывного потока
Астаксантин является липофильной смесью и может растворяться в растворителях (например, 48,0% этанола в этилакте) и маслах (например, соевое масло).
Пакета: Ультразвуковые процессы экстракции могут работать как простые пакетные процессы или как вличная обработка, где среда непрерывно подается через ультразвуковой поток через реактор.
Обработка партии является легкой процедурой, где добыча выполняется много много много. Hielscher Ultrasonics предлагает ультразвуковые процессоры для небольших и больших партий, т.е. от 1 L до 120L.
Для обработки партий от 5 до 10 Л мы рекомендуем UP400St с sonotrode S24d22L2D (см. рис. слева).
Для обработки партий приблизительно 120L мы рекомендуем Ультразвуковой аппарат UIP2000hdT с сонотродом RS4d40L4.
Поток через: Для больших объемов и полномасштабной коммерческой добычи непрерывный жидкий поток подается через ультразвуковой реактор, где растворитель/ботанический шлам интенсивно sonicated.
Для объема приблизительно 8Л/мин., мы рекомендуем UIP4000hdT с снонотрозом RS4d40L3 и прессуируемой потоковой ячейкой FC130L4-3G0
UIP2000hdT (2 кВт) для крупномасштабной добычи партии
Высокопроизводительные ультразвуковые для извлечения
Hielscher Ultrasonics специализируется на производстве высокопроизводительных ультразвуковых аппаратов для производства высококачественных экстрактов из растений, дрожжей и клеток. Широкий ассортимент продукции Hielscher Ultrasonics варьируется от небольших, мощных лабораторных ультразвуковых аппаратов до надежных настольных и полностью промышленных систем, которые обеспечивают ультразвук высокой интенсивности для эффективной экстракции и выделения биологически активных компонентов, таких как астаксантин, кверцетин, кофеин, куркумин, терпены и т. д. Все цифровые ультразвуковые аппараты мощностью от 200 Вт до 16 000 Вт оснащены интуитивно понятным меню с программируемыми настройками, цветным сенсорным дисплеем для комфортной работы, встроенной SD-картой для автоматической записи данных, дистанционным управлением браузером и многими другими удобными функциями. Сонотроды и проточные ячейки (части, которые находятся в контакте со средой) могут быть автоклавированы и легко очищаются. Все наши ультразвуковые аппараты рассчитаны на работу в режиме 24/7, требуют минимального обслуживания и просты и безопасны в эксплуатации.
Цифровой цветной дисплей позволяет легко управлять ультразвуковым оборудованием. Наши системы способны передавать от низких до очень высоких амплитуд. Для экстракции химических соединений, таких как астаксантин, мы предлагаем специальные ультразвуковые сонотроды (также известные как ультразвуковые зонды или рога), которые оптимизированы для чувствительной изоляции высококачественных активных веществ. Hielscher предлагает специальные сонотроды для высоких амплитуд в сочетании с герметичными проточными ячейками, которые способны генерировать экстремальные кавитационные силы сдвига, которые разрушают даже очень прочные дрожжевые клетки. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях и в сложных условиях.
Точный контроль параметров ультразвукового процесса обеспечивает воспроизводимость и стандартизацию процесса. Автоматизированные системы ультразвуковой экстракции Hielscher промышленного масштаба предназначены для высоких производственных мощностей экстрактов высшего качества, в то же время снижая трудозатраты, затраты и энергию.
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература / Ссылки
- 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.
Полезные сведения
Соно-Добыча
Ультразвуковая экстракция или соно-экстракция основана на принципе акустической кавитации.
Когда интенсивные ультразвуковые волны применяются к жидким системам, происходит акустическая кавитация, которая является феноменом генерации, роста и возможного коллапса вакуумных пузырьков (см. рис. ниже). Во время распространения ультразвуковых волн вакуумные пузырьки колеблющиеся и растут до тех пор, пока не достигнут точки, когда они не смогут поглощать больше энергии. На пике роста пузырьков они сильно разрушаются, что приводит к локальному тепловому, механическому и химическому воздействию. Механические эффекты включают высокое давление до 1000atm, турбулентности, и интенсивные силы сдвига. Эти силы нарушают клеточные стенки и способствуют массовой передаче между внутренним салоном клетки и растворителем, высвобождающий биологически активные соединения в окружающую жидкость (т.е. растворитель).
Акустическая кавитация, генерируемая высокоинтенсивным низкочастотным ультразвуком, создает интенсивные силы сдвига и локально возникающие перепады высокого давления и температуры, которые обеспечивают необходимое воздействие для разрушения клеток, интенсивного перемешивания и массопереноса. Эти ультразвуковые силы сдвига успешно применяются для экстракции каннабиса.
Ультразвуковая экстракция соединений из растительных и клеточных тканей хорошо изучена. Применение высокоинтенсивных ультразвуковых волн значительно способствует процессам экстракции. Кроме интенсификации процесса – что приводит к более высокой урожайности и более короткому времени извлечения – термическая деградация и потеря чувствительных к температуре компонентов предотвращаются, так как звукоизоляция является нетермальной обработкой. Кроме того, ультразвуковая добыча имеет низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы, снижает использование растворителей и/или позволяет использовать более экологичную технологию, что делает ее экономичной и экологически чистой техникой добычи. Превосходя традиционные методы добычи, ультрасонически-помощь добычи (ОАЭ) был принят из пищевой промышленности для производства биологически активных соединений с экономичными выгодами.
Мощные ультразвуковые волны нарушают клеточный матрикс биологических структур и высвобождают биологически активные соединения. Массоперенос между растительным материалом и растворителем усиливается. Благодаря этим механизмам ультразвуковая экстракция очень эффективна для экстракции каннабиса.
Астаксантин
Астаксантин отличается темно-красным цветом. Это жирорастворимый пигмент, который содержится в водорослях (например, Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, chlorococcum), дрожжей (например, Phaffia rhodozyma), лосося, форели, криля, креветок и раков. Астаксантин считается супер-антиоксидантом, так как его антиоксидантная потенция в десять-двадцать раз мощнее многих других каротиноидов, таких как бета-каротин, лютеин и зеаксантин, и в сто раз мощнее альфа-токоферола (витамин Е ).
Астаксантин (3,3-дигидрокси-я, «каротин-4,4»-дион) является кето-каротиноид и относится к более крупному классу химических соединений, известных как терпены (как тетратерпеноид), которые состоят из пяти углеродных прекурсоров, иопентенилов дифосфатов, диметилаллиловый дифосфат. Астаксантин классифицируется как тип каротиноидных соединений с кислородосодержащими компонентами, а именно гидроксил (-OH) или кетоном (КЗО), такими как зеаксантин и кантонин. Астаксантин является метаболитом зеаксантина и/или кэнфаксантина, содержащего как гидроксиловые, так и кетоновые функциональные группы. Как и многие многие каротиноиды, астаксантин является липиднорастворимым пигментом и отличается красным цветом. Каротиноиды, включая астаксантин, хорошо известны своей антиоксидантной способностью.
Астаксантин является красным пигментом и, естественно, происходит в дождевой воде микроводорослей (Haematococcus pluvialis) и дрожжей называется Xanthophyllomyces dendrorhous (также известный как Phaffia родозимы). Водоросли подвергается подчеркивая через один или сочетание условий, начиная от отсутствия питательных веществ, повышенная засолинность, и чрезмерное солнце, чтобы создать Астаксантин. Виды, которые потребляют эти подчеркнул пресноводных микроводорослей, таких как лосось, красная форель, красный морской лещ, фламинго, ракообразных (например, креветки, криля, краба, омаров, раков), отражают пигментацию красно-оранжевых оттенков в их внешний вид.
В качестве дополнения, астаксантин вводится для его здоровья поощрения и лечения заболеваний эффектов. Астаксантин является устоявшейся нутрицевтической вводят для улучшения здоровья кожи (например, уменьшить морщины, повреждения от солнечного ожога и т.д.).
Кроме того, астаксантин получает все большее внимание для его использования для лечения болезни Альцгеймера, болезнь Паркинсона, сердечно-сосудистые мази, высокий уровень холестерина, заболевания печени, возрастной макулярной дегенерации, и предотвращения рака.
Hielscher Ultrasonics производит высокую производительность ультразвуковых гомогенизаторов из лаборатория в промышленного размера.