Zber mikrorias zlepšený sonikáciou

Mikroriasy sú bohaté na lipidy, bielkoviny a mikroživiny, vďaka čomu predstavujú cenný zdroj živín. Vzhľadom na štrukturálnu odolnosť bunkových stien rias a potrebu následnej extrakcie vnútrobunkových látok – najmä lipidov a mikroživín – je potrebná netepelná, vysoko účinná technológia. Spoločnosť Hielscher ponúka prostredníctvom svojich sonikátorov špičkové riešenie spracovania, ktoré uľahčuje a zlepšuje dva základné kroky spracovania – zahusťovanie biomasy a rozrušovanie buniek.

Ultrazvukový extraktor na rozrušovanie rias v otvorenej nádobe

Sonikátor UIP1000hdT na spracovanie rias

Jeden sonikátor – dva kroky pri spracovaní rias

Nedeštruktívny zber rias
Bez ovplyvnenia životaschopnosti alebo poškodenia celistvosti typickej mnohobunkovej špirálovitej štruktúry Arthrospira platensis. Mierne ultrazvukové vibrácie a kavitácia spôsobujú kolaps plynových vezikúl vo vnútri buniek Arthrospira platensis, čím umožňujú sedimentáciu buniek, ktoré by sa inak vďaka vztlaku vznášali. To uľahčuje zahusťovanie biomasy rias.
Rozrušovanie buniek na extrakciu (lipidy, bielkoviny, bioaktívne látky)
V druhom kroku procesu, pri extrakcii, sa intenzívna sonikácia používa na rozrušenie bunkovej štruktúry Arthrospira platensis s cieľom uvoľniť vnútrobunkové látky, ako sú lipidy, bielkoviny a bioaktívne látky.
Zistite viac o ultrazvukovej extrakcii rias!

Zber rias zlepšený ultrazvukom

V štúdii Lecinu a kol. (2015) boli kultúry sinice Arthrospira fusiformis (tiež Arthrospira platensis) podrobené sonikácii bez rozrušovania buniek, ktorá preukázala výrazné uľahčenie sedimentácie a získavania biomasy. Použitím ultrazvukových polí s nízkou intenzitou (≤0,5 W/mL) výskumníci vyvolali reverzibilnú flokuláciu bez narušenia životaschopnosti alebo morfológie buniek – čo je požiadavka pri aplikáciách vyžadujúcich neporušené biomolekuly alebo životaschopné bunky na ďalšiu kultiváciu.
Pri „sonikácii bez rozrušovania buniek možno tieto mikroriasy ľahko nechať usadiť, čím sa biomasa zahustí približne 30-násobne, pričom sa dosiahne výťažnosť získavania približne 80–85%.“ (Lecina et al., 2015)

V tomto krátkom videu vám predstavíme silu ultrazvukovej extrakcie so sondovým sonikátorom Hielscher UIP1000hdT! Pozrite sa, prečo je sonikácia špičkovou technikou extrakcie cenných fytochemických látok, lipidov a živín z bylín a rastlinných materiálov. Tento šetrný netepelný proces rozrušuje bunkové štruktúry a zabezpečuje vysoké výťažky a rýchlejšiu extrakciu bez zníženia kvality extraktu. Ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s akýmkoľvek rozpúšťadlom, ľahko sa obsluhuje a je šetrná k životnému prostrediu. Poskytuje extrakty špičkovej kvality s celým spektrom látok, krátkymi časmi spracovania a výsledkami prenosnými do väčšieho výrobného meradla. Využite výhody ultrazvukovej extrakcie a používajte sonikátor Hielscher na extrakciu rastlinných látok s bezkonkurenčnou účinnosťou a udržateľnosťou!

Ultrazvukový extraktor s reaktorom z nehrdzavejúcej ocele na komerčnú extrakciu lipidov, bielkovín a bioaktívnych látok z druhov rias, ako sú mikroriasy, makroriasy, fytoplanktón a morské riasy.

Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT s reaktorom z nehrdzavejúcej ocele na komerčnú extrakciu lipidov, bielkovín a bioaktívnych látok z rias.

Vysokovýkonné sonikátory na zber a extrakciu rias

Sonikátory Hielscher sú pokročilé, vysokovýkonné ultrazvukové procesory navrhnuté na laboratórne aplikácie aj aplikácie v priemyselnom meradle, vďaka čomu sú ideálne vhodné na postupy zberu a extrakcie rias. Vo fáze zberu umožňujú systémy Hielscher presnú sonikáciu s nízkou intenzitou na podporu agregácie a sedimentácie buniek bez poškodenia ich celistvosti. Následne ich schopnosť pracovať s vysokou intenzitou umožňuje riadené rozrušovanie buniek, čím uľahčuje účinné uvoľňovanie vnútrobunkových lipidov, pigmentov a mikroživín. Vďaka nastaviteľným amplitúdam a cyklickému režimu, režimom nepretržitej prevádzky a robustnej konštrukcii podporujú sonikátory Hielscher škálovateľné, energeticky účinné biologické spracovanie – čo z nich robí kľúčový nástroj v moderných biorafinériách na spracovanie rias.

Prečo Hielscher Ultrasonics?

vysoká účinnosť
najmodernejšia technológia
spoľahlivosť a robustnosť
nastaviteľné, presné riadenie procesu
vsádzkové a prietokové spracovanie
pre akýkoľvek objem
inteligentný softvér
inteligentné funkcie (napr. programovateľnosť, zaznamenávanie údajov, diaľkové ovládanie)
jednoduchá a bezpečná obsluha
nízke nároky na údržbu
CIP (čistenie na mieste)

Návrh, výroba a poradenstvo – kvalita vyrobená v Nemecku

Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a najvyššími konštrukčnými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových zariadení do priemyselných prevádzok. Ultrazvukové zariadenia Hielscher ľahko zvládajú drsné podmienky a náročné prostredia.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové zariadenia, ktoré sa vyznačujú najmodernejšou technológiou a používateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové zariadenia Hielscher sú samozrejme v súlade s požiadavkami CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Nasledujúca tabuľka poskytuje predstavu o približnej spracovateľskej kapacite našich ultrazvukových zariadení:

Objem vsádzky	Prietok	Odporúčané zariadenia
1 až 500mL	10 až 200mL/min	UP100H
10 až 2000mL	20 až 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 až 20L	0,2 až 4L/min	UIP2000hdT
10 až 100L	2 až 10L/min	UIP4000hdT
15 až 150L	3 až 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 až 100L/min	UIP16000hdT
n.a.	vyšší	zostava zariadení UIP16000hdT

Ultrazvukové homogenizátory s vysokým šmykovým namáhaním sa používajú pri spracovaní v laboratóriu, na laboratórnom stole, v poloprevádzkovom a priemyselnom meradle.

Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, dispergovanie, emulgovanie a extrakciu v laboratórnom, poloprevádzkovom a priemyselnom meradle.

Súvisiace témy

Literatúra / Referencie

Martí Lecina, Jordi Prat, Carlos J. Paredes, Jordi J. Cairó (2025): Non-disruptive sonication of A. fusiformis (A. platensis) cultures facilitates its harvesting. Algal Research, Volume 7, 2015. 1-4.
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.
Vernès, Léa; Vian, Maryline; Maâtaoui, Mohamed; Tao, Yang; Bornard, Isabelle; Chemat, Farid (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry, 54, 2017.

Často kladené otázky

Ako sa vyvoláva sedimentácia buniek? 

Sedimentácia buniek sa vyvoláva predovšetkým kolapsom vnútrobunkových plynových vezikúl, ktorý narúša reguláciu vztlaku. To vedie k zvýšeniu hustoty buniek a spôsobuje ich klesanie mimo fotickej zóny, najmä pri planktónových organizmoch, ako sú sinice.

Čo sú plynové vakuoly v bunkách? 

Plynové vakuoly sú štruktúry ohraničené bielkovinovým obalom a naplnené plynom, ktoré sa nachádzajú vo vodných prokaryotoch vrátane siníc. Zabezpečujú reguláciu vztlaku a umožňujú bunkám upravovať svoju vertikálnu polohu vo vodnom stĺpci tak, aby mali optimálny prístup k svetlu a živinám.

Čo sú sinice? 

Sinice sú fotosyntetizujúce prokaryoty produkujúce kyslík, ktoré sa bežne vyskytujú v sladkovodnom a morskom prostredí. Zohrávajú kľúčovú úlohu pri fixácii dusíka a primárnej produkcii a v eutrofných podmienkach môžu vytvárať škodlivé vodné kvety.

Čo je Arthrospira fusiformis? 

Arthrospira fusiformis je vláknitá planktónová sinica známa svojou špirálovitou morfológiou. Darí sa jej v alkalických sódových jazerách a tvorí významnú zložku potravy plameniakov. Komerčne sa pestuje ako „Spirulina“ pre vysoký obsah bielkovín a živín.

Ako sonikácia ovplyvňuje riasy?

 Ultrazvukové ošetrenie rozrušuje bunky rias prostredníctvom kavitácie, čo vedie k poškodeniu membrán, kolapsu plynových vezikúl a narušeniu fotosyntézy. Pri siniciach, ako je Microcystis aeruginosa, sa citlivosť na sonikáciu zvyšuje po delení buniek, pravdepodobne v dôsledku štrukturálnej zraniteľnosti v neskorej svetelnej fáze denného cyklu.

Vysokovýkonná ultrazvuková technika! Sortiment výrobkov Hielscher pokrýva celé spektrum od kompaktného laboratórneho ultrazvukového zariadenia cez stolové jednotky až po plne priemyselné ultrazvukové systémy.

Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórnej až po priemyselnú veľkosť.