Ultrazvuková extrakcia je vynikajúci spôsob, ako narušiť bunky rias efektívne a rýchlo. Ultrazvukom môže uvoľniť kompletné množstvo bioaktívnych zlúčenín, čo robí Ultrazvukový techniku vysoko efektívne.

Ako extrahovať bielkoviny, lipidy a Fenolíkov z rias s ultrazvukom

Riasy a mikroalgálne druhy sú bohaté na biologicky aktívne zlúčeniny, ako sú bielkoviny, lipidy, karotenoidy, pigmenty (napr. fykocyány, astaxantín atď.), fenoliky a polysacharidy (napr. karragény). To z nich robí široko používaný prírodný materiál na výrobu extraktov pre potraviny a doplnky stravy. Bežne používané druhy rias pre výživové doplnky sú Arthrospira maxima a (tiež známy ako spirulina), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis a Ulva spp. Je známe, že riasy sú dobrým zdrojom vysoko kvalitných bielkovín, lipidov, PUFA s dlhým reťazcom (t. j. omega-3), polysacharidov (napr. alginátu, karagénanu, β-glukánu), vitamínov a antioxidantov.
Spirulina je bežne používaný typ rias, ktorý je bohatý na vysoko cenené bioaktívne zlúčeniny, ako sú bielkoviny (s 50-70% suchým wt). Vzhľadom k tomu, spirulina je schválená FDA (Food Drug Administration of the United States) ako GRAS (všeobecne uznávaný ako bezpečný), spirulina a spirulina extrakty môžu byť použité v komercializovaných potravinách alebo ako potravinové doplnky.

Výhody extrakcie ultrazvukových rias

Ultrazvuková extrakcia vyniká alternatívnymi extrakčných metód v potrubných bodoch, ako je vysoký výnos, spoľahlivosť, bezpečnosť, jednoduchosť a šetrnosť k životnému prostrediu.

Plný výťažok z extrakcie

High-výkon ultrasonicators zlomiť riasy bunky otvorené a narušiť ich tak, aby intracelulárny materiál je prepustený. Ultrazvukový extrakcia uvoľňuje tak celé spektrum bioaktívnych zlúčenín, ako sú phycobiliproteíny, karotenoidy a lipidy a fenolíkov.
Phycobiliproteíny môžu byť diferencované do troch hlavných skupín, menovite chloro-phycocyanins, allophycocyanins a phycoerythrins. C-Phycocyanin je prírodný modrý pigment, ktorý sa široko používa v potravinách a farmaceutických výrobkoch. Ultrazvuková extrakcia uvoľňuje celé spektrum bielkovín.

Vysoká účinnosť extrakcie

Duangsee et al. (2009) otestoval dve rôzne metódy extrakcie (Rozpúšťadle-asistovanej extrakcie a extrakcie opakovaným zmrazením a rozmrazovaním) bioaktívnych zlúčenín z biomasy Arthospira a zistila, že extrakcia ultrazvukovou rozpúšťadlom viedla k vyššej účinnosti extrakcie (22,1%) ako zmrazenie a rozmrazovanie (15,6%). Pretrhnutie buniek porovnanie ultrazvukom a opakované zmrazenie a rozmrazovanie ukazuje, že ultrazvukom je účinnejšie. Ultrazvukový kavitácie narušiť riasy bunky rýchle a efektívne, čo vedie k vyššiemu narušeniu buniek v porovnaní s Spirulina buniek liečených opakované zmrazenie a rozmrazovanie.
Sonikácia bola účinnejšia pri prelomení obálky buniek v porovnaní s opakovaným zmrazením a rozmrazovaním. Výťažok z extrakcie fycocyanin ukázal, že teplota spracovania ovplyvnila účinnosť extrakcie.

Proces rýchlej extrakcie

Vysokovýkonné ultrazvukové systémy môžu aplikovať vysokú ultrazvukovú silu prostredníctvom vysokých amplitúdov do suspenzie rias. Vďaka tomu je ultrazvuková extrakcia veľmi rýchlou metódou spracovania.

ovládanie teploty

Ultrazvukom je netermálna, čisto mechanická extrakčná technika. Teplota extrakcie môže byť presne riadená pomocou pluggable teplotný snímač, ktorý je zapojený do digitálnej Hielscher ultrasonicator. Softvér Hielscher digitálne ultrasonicators umožňujú nastaviť teplotné limity, takže Ultrazvukový homogenizátor pozastaví, keď je dosiahnutá teplotný limit. Presná regulácia teploty umožňuje zabrániť tepelnej degradácii materiálov citlivých na teplo, ako sú napríklad phycobiliproteíny, vitamíny, polyfenoly, polysacharidy, lipidy a iné bioaktívne zlúčeniny.

Kompatibilné s rôznymi rozpúšťadlami

Ultrazvukom je kompatibilný s takmer akékoľvek rozpúšťadlo. Ultrazvuková extrakcia v kombinácii so zelenými rozpúšťadlami, ako je voda alebo etanol, produkujú čisté výťažky. Tieto ultrazvukové extrakty môžu byť bezpečne začlenené do potravín, pretože extrakčné rozpúšťadlá etanol a voda majú GRAS (všeobecne uznávaný ako bezpečný) status.

Reprodukovateľnosť a štandardizácia procesov

Hielscher digitálne ultrasonicators prísť s inteligentným softvérom a vypracované rôzne nastavenia pre ideálne extrakčné parametre. Softvérové protokoly všetok Ultrazvukový procesný parameter (napr. amplitúda, čistý výkon, celkový výkon, teplota, tlak, čas, dátum) a zapisuje údaje sonikácie do súboru CSV na vstavanej SD karte. To vám umožní štandardizovať proces extrakcie a pozorne sledovať sonikáciu a kvalitu výstupu. Tieto funkcie vám pomôžu splniť požiadavky procesu stadandization, ako aj dobré výrobné postupy (GMP), ktoré sú veľmi dôležité, keď sa extrakty vyrábajú pre doplnky, potraviny alebo farmaceutické výrobky.

Ultrazvukový Phycocyanin extrakcia protokolu

Mazumder et al. (2017) skúmal optimálne parametre spracovania ultrazvukovej extrakcie fykocyanín a fenolíkov z arthospira platensis. Maximálny výnos fycocyanin (29,9 mg/g) a celkový počet fenolíkov (2,4 mg/g) bol získaný pri 40% koncentrácii etanolu, teplota extrakcie 34.9 ° c pomocou ultrazvuku UP50H (50 wattov, 30kHz) pri amplitúde 95% na dobu extrakcie 104,7 sekundy.

Vernès et al. (2019) použil UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonicator na extrakciu bielkovín zo spiruliny. Ultrasonicator bol vybavený BS2d34 sonotrode a ultrazvukovým prietokovým reaktorom (pozri obrázok nižšie pre presné ultrazvukové extrakčné nastavenie s prietokovou bunkou a čerpadlom Seepex).

UIP1000hdT – Manotermosonikácia (MTS) Setup und naša extrakcia bielkovín z Spirulina v laboratóriu meradle
Zdroj: Vernes et al. 2019

Výsledky výskumu ukazujú, že ultrazvukové extrakčné podmienky optimalizované na výťažnosť bielkovín zahŕňajú mierne zvýšenú teplotu a tlak (takzvaný manotermosonikácia MTS). MTS podporuje prenos hmoty a umožňuje získať 229% viac bielkovín (28,42 ± 1,15 g/100 g suchej WT.) ako konvenčné proces bez ultrazvuku (8,63 ± 1,15 g/100 g suchej WT).
S 28,42 g bielkovín získaných na 100 g suchej biomasy Spirulina v extrakte bola miera obnovy bielkovín vo výške 50% dosiahnutá len 6 minút v kontinuálnej sonikácii. Mikroskopické zobrazovacie ukazuje, že akustická Kavitácia ovplyvňuje Spirulina vlákien rôznymi mechanizmami, ako je fragmentácia, sonopfarbenie, detexturation. Tieto rôzne efekty, aby extrakcia, uvoľňovanie a rozpustenie Spirulina bioaktívnych zlúčenín jednoduchšie a efektívnejšie, čo má za následok vysoký proteín výnos vysokej kvality.
Pokiaľ ide o kvalitu rozpúšťadle extrahovaných bielkovín, aminokyseliny neboli degradované ultrazvukovou liečbou, ale sú prítomné vo väčšom množstve v prípade ultrazvukom v porovnaní s konvenčnou extrakciou.
Keď sa porovná manotermosonication a ultrazvuková extrakcia bez zvýšeného tlaku a teploty, rozdiel v výťažnosti a účinnosti extrakcie je len minimálny. Preto sa ultrazvuk sám o sebe považuje za najekonomickejšiu a najjednoduchšiu techniku na výrobu vysoko kvalitného extraktu bohatého na spirulinové proteíny. Ultrazvuková extrakcia je zelená, ekologická extrakčná technika vhodná na extrakciu bielkovín zo spiruliny v laboratórnej mierke, ktorá sa dá ľahko škálovať na pilotnú a priemyselnú mierku. (porovnaj Vernès et al. 2019)

Vysokovýkonné ultrazvukové odsávače

Všetky výsledky extrakcie dosiahnuté na malom meradle, môže byť lineárne zmenšený na väčšie výrobné kapacity. Hielscher Ultrasonics veľké produktové portfólio od laboratória až po priemyselné extrakčné systémy má najvhodnejší ultrasonicator pre vašu predpokladanú kapacitu procesu. Náš dlhorčný skúsený personál vám pomôže pri testoch uskutočniteľnosti a optimalizácii procesov na inštaláciu vášho ultrazvukového systému na konečnej výrobnej úrovni.

Hielscher Ultrazvuk – Sofistikované extrakčné zariadenia

Hielscher Ultrasonics produktové portfólio pokrýva celú škálu vysoko výkonných ultrazvukových extraktorov od malých až po veľké. Ďalšie príslušenstvo umožňuje jednoduchú montáž najvhodnejšej ultrazvukovej konfigurácie zariadenia pre váš proces. Optimálne ultrazvukové nastavenie závisí od predpokladanej kapacity, objemu, suroviny, dávkového alebo inline procesu a časovej osi. Robustnosť ultrazvukového zariadenia Hielscher umožňuje prevádzku 24 hodín denne, 7 dní v týždni v ťažkých a náročných prostrediach. Lineárna škálovateľnosť ultrazvukových extrakčných procesov umožňuje jednoduché a spoľahlivé zvýšenie výroby. Prečítajte si viac o lineárnom rozšírení ultrazvukových extrakčných procesov!

Vyberte si z rôznych doplnkov, ako sú:

• sonotród s rôznymi veľkosťami, priemery a tvary
• sonotród pre vysokú amplitúdu 200 μm a vyšší
• prietokové bunky reaktory s rôznymi objemami a geometrie
• početné posilňovacie rohy zvýšiť alebo znížiť zisky
• Kompletné ultrazvukom nastavenia, ako je SonoStation, ktoré zahŕňajú Ultrazvukový extraktor, tank, miešač, a čerpadlo
• snímače teploty pluggable
• snímače tlaku na pluggable

Náš dobre vyškolený, dlhodobo skúsený personál vás bude konzultovať a odporučí vám najvhodnejší Ultrazvukový systém pre vaše požiadavky extrakcie!

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov: