Zlepšenie zberu mikrorias pomocou sonikácie
Mikroriasy sú bohaté na lipidy, bielkoviny a mikroživiny, čo z nich robí cenný zdroj živín. Vzhľadom na štrukturálnu odolnosť bunkových stien rias a potrebu následnej extrakcie vnútrobunkových zlúčenín – najmä lipidy a mikroživiny – je potrebná netepelná, vysoko účinná technológia. So svojimi sonikátormi ponúka spoločnosť Hielscher vynikajúce riešenie spracovania, ktoré uľahčuje a zlepšuje dva základné kroky spracovania – koncentrácia biomasy a narušenie buniek.
Sonicator UIP1000hdT na spracovanie rias
Jeden sonikátor – Dva kroky pri spracovaní rias
- Nedeštruktívny zber rias
Nenarušuje životaschopnosť ani integritu typickej viacbunkovej špirálovej štruktúry Arthrospira platensis. Mierne ultrazvukové vibrácie a kavitácia spôsobujú, že plynové vezikuly vo vnútri buniek Arthrospira platensis sa zrútia, čím umožnia inak vztlakovým bunkám sedimentovať. To uľahčuje koncentráciu biomasy rias. - Narušenie buniek na účely extrakcie (lipidy, proteíny, bioaktívne zlúčeniny)
V druhom kroku extrakcie sa používa intenzívna sonikácia na narušenie bunkovej štruktúry Arthrospira platensis s cieľom uvoľniť vnútrobunkové zlúčeniny, ako sú lipidy, proteíny a bioaktívne zlúčeniny.
Zistite viac o ultrazvukovej extrakcii rias!
Zber rias pomocou ultrazvuku
V štúdii Lecina et al. (2015) boli kultúry cyanobaktérií Arthrospira fusiformis (tiež Arthrospira platensis) vystavené nedeštruktívnej sonikácii, pričom sa zistilo výrazné uľahčenie sedimentácie a obnovy biomasy. Použitím ultrazvukových polí s nízkou intenzitou (≤0,5 W/mL) výskumníci vyvolali reverzibilnú flokuláciu bez toho, aby bola ohrozená životaschopnosť alebo morfológia buniek – požiadavka pre aplikácie vyžadujúce neporušené biomolekuly alebo životaschopné bunky na ďalšiu kultiváciu.
s “nedeštruktívnou sonikáciou sa tieto mikroriasy dajú ľahko usadiť, čím sa biomasa skoncentruje približne 30-násobne, pričom sa dosiahne výťažnosť približne 80 - 85 %.” (Lecina et al., 2015)
Využite ultrazvukovú extrakciu a použite Hielscher sonikátor na botanickú extrakciu s bezkonkurenčnou účinnosťou a udržateľnosťou!
Ultrazvukový extraktor UIP2000hdT s reaktorom z nehrdzavejúcej ocele na komerčnú extrakciu lipidov, proteínov a bioaktívnych látok z rias.
Vysoko výkonné sonické zariadenia na zber a extrakciu rias
Sonikátory Hielscher sú pokročilé, vysoko výkonné ultrazvukové procesory navrhnuté pre laboratórne aj priemyselné aplikácie, vďaka čomu sú ideálne na zber a extrakciu rias. Vo fáze zberu umožňujú systémy Hielscher presnú sonikáciu s nízkou intenzitou na podporu agregácie a sedimentácie buniek bez poškodenia ich integrity. Následne ich vysoko intenzívne schopnosti umožňujú kontrolované narušenie buniek, čo uľahčuje účinné uvoľňovanie vnútrobunkových lipidov, pigmentov a mikroživín. Vďaka nastaviteľným amplitúdam a režimu cyklu, režimom nepretržitej prevádzky a robustnej konštrukcii sonikátory Hielscher podporujú škálovateľné, energeticky účinné bioprocesy – čo z nich robí kľúčový nástroj v moderných biorafinériách na spracovanie rias.
- vysoká účinnosť
- Najmodernejšia technológia
- spoľahlivosť & odolnosť
- nastaviteľné, presné riadenie procesu
- dávka & Inline
- pre akýkoľvek objem
- inteligentný softvér
- inteligentné funkcie (napr. programovateľné, dátový protokol, diaľkové ovládanie)
- jednoduchá a bezpečná obsluha
- nízka údržba
- CIP (čistenie na mieste)
Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 až 150 l | 3 až 15 l/min | UIP6000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000hdT |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000hdT |
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, disperziu, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, pilotnom a priemyselnom meradle.
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 je primárne vyvolaná kolapsom intracelulárnych plynových vezikúl, čo narúša reguláciu vztlaku. To vedie k zvýšenej hustote buniek, čo spôsobuje, že sa bunky potápajú mimo fotickej zóny, najmä u planktonických organizmov, ako sú sinice.
Čo sú plynové vakuoly v bunkách?
Plynové vakuoly sú bielkovinové štruktúry naplnené plynom, ktoré sa nachádzajú u vodných prokaryotov vrátane siníc. Zabezpečujú kontrolu vztlaku a umožňujú bunkám prispôsobiť svoju vertikálnu polohu vo vodnom stĺpci pre optimálny prístup svetla a živín.
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 škodlivý vodný kvet.
Čo je Arthrospira fusiformis?
Arthrospira fusiformis je vláknitá planktónna sinice známa svojou špirálovitou morfológiou. Darí sa jej v alkalických sodných jazerách a je hlavnou zložkou potravy plameniakov. Komerčne sa pestuje ako “Spirulina” pre vysoký obsah bielkovín a živín.
Ako vplýva sonikácia na riasy?
Ultrazvukové ošetrenie narúša bunky rias prostredníctvom kavitácie, čo vedie k poškodeniu membrán, kolapsu plynových mechúrikov a zhoršeniu fotosyntézy. U siníc, ako je Microcystis aeruginosa, sa náchylnosť na sonikáciu zvyšuje po rozdelení buniek, pravdepodobne v dôsledku štrukturálnych zraniteľností v neskorej svetelnej fáze denného cyklu.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.