Ултразвучна екстракција пигмента спирулине
Ултразвучна екстракција се показала као веома ефикасна за изолацију екстраката микроалги врхунског квалитета. Пигменти спирулине као што је фикоцијанин су познати као суперхрана, који доприносе здравственим предностима због високог садржаја антиоксиданата, витамина и протеина. Да би се произвели висококонцентровани суплементи као што су прахови и таблете, плави пигменти се морају екстраховати из алги спирулине.
спирулина
Артхроспира платенсис (А. платенсис) и Артхроспира макима (А. макима) познате су под појмом спирулина. Спирулина су плаво-зелене алге, које су богате аминокиселинама и антиоксидансима. Са високим садржајем хранљивих материја као што су протеини, ензими, минерали и витамини А, К, Б12, гвожђе и манган, они су категорисани као суперхрана. Алге из рода Артхроспира имају посебно висок садржај протеина. Његов садржај протеина се креће од 53 до 68% суве тежине и нуди пуни спектар свих есенцијалних аминокиселина. Штавише, Артхроспира има велике количине полинезасићених масних киселина (ПУФА), што је приближно. 1,5 до 2% од укупног садржаја липида од 5 до 6%. Ове ПУФА садрже γ-линоленску киселину (ГЛА), есенцијалну Омега-6 масну киселину. Даља биоактивна једињења Артхроспира укључују витамине, минерале као и фотосинтетске пигменте.
Напомена: Научно, Спирулина платенсис (С. платенсис) и Спирулина макима (С. макима) се исправно називају Артхроспира платенсис (А. платенсис) и Артхроспира макима (А. макима). Обе врсте су некада биле класификоване у род Спирулина и до данас су колоквијално познате под именом спирулина. Иако је увођење два одвојена рода Артхроспира и Спирулине сада опште прихваћено, термин спирулина се често користи као кровни термин.
Ултразвучна екстракција спирулине
Ултразвучни дисруптори ћелија (такође се називају ултразвучним екстракторима) су добро познати по својој способности да отворе ћелије како би ослободили интрацелуларни материјал. Када се интензивни ултразвучни таласи споје у течности, јавља се феномен акустичне кавитације. Кавитационе силе ометају ћелијске зидове и повећавају пренос масе тако да се биоактивна циљна једињења транспортују из ћелије у течност.
Предности ултразвучне екстракције
- Висок принос
- Врхунски квалитет екстракта
- брзо извлачење
- Благи, нетермички процес
- Разни растварачи
- Сафе
- једноставан за руковање
- Линеар Сцале-уп
- минимално одржавање
- Брзи РОИ
протокол екстракције
Прабутхас ет ал. (2011) развили су следећи протокол екстракције у циљу добијања екстракта фикоцијанина високог квалитета: Екстракција фикоцијанина је процењена у смислу концентрације фикоцијанина коришћењем дестиловане воде и 1% раствора ЦаЦл2. Морска алга спирулина се користи у сушеном облику јер влажну биомасу одмах искоришћавају бактерије и почиње да се разграђује због свог нутритивног састава. Да би се избегли ови проблеми, препоручује се употреба сушене биомасе алги. Екстракција је изведена мешањем 0,1 г осушене биомасе са количином растварача, соникација је извршена по времену и амплитуди према пројекту експеримента. Суспензије узорака су обрађене ултразвуком помоћу Хиелсцхеровог УП50Х ултразвучног дисруптора ћелија, након чега је уследило центрифугирање 15 минута на 13500 обртаја у минути коришћењем расхлађене центрифуге. Испитиван је садржај фикоцијанина и протеина током екстракције различитим растварачима калцијум хлоридом и дестилованом водом.
Максимална количина фикоцијанина, 0,3116 мг/мл, добијена је у раствору калцијум хлорида, а затим 0,299 мг/мл у дестилованој води. Максимална количина протеина, 63,63% добијена је у дестилованом воденом растварачу и 54,69% у раствору калцијум хлорида. Тако је раствор ЦаЦл2 пронађен као најбољи растварач за екстракцију фикоцијанина уз помоћ ултразвука.
Ултразвучни екстрактори високих перформанси за екстракцију спирулине
Хиелсцхер је ваш дугогодишњи искусан партнер када је у питању моћна, поуздана ултразвучна екстракција биоактивних састојака из биљне и фито биомасе. Сви ултразвучни екстрактори могу да раде 24/7 и погодни су за комерцијалну производњу дијететских екстраката. Наш асортиман производа покрива читав спектар од мањих ручних биодисруптора до пилот ултразвучних уређаја и индустријских ултразвучних система. Различити додаци као што су различите сонотроде и реактори са проточним ћелијама омогућавају оптимално прилагођавање вашим захтевима процеса. Сви Хиелсцхер ултразвучни процесори су робусни, лаки за руковање и дизајнирани за лаку употребу. Наши дигитално контролисани ултрасоникатори долазе са уграђеном СД картицом за аутоматско протоколирање података соникације.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
---|---|---|
1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000 |
на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
на | већи | кластер оф УИП16000 |
- Дугогодишње искуство у соникацији
- висок квалитет
- робусност
- Операција 24/7
- Заштићен од рада на суво
- линеарна скалабилност
- Одлична услуга за кориснике
- минимално одржавање
- обука & сервис монтаже
- технички центар
- развој процеса
- Прилагођена ултразвучна опрема
Наше добро обучено особље осигурава високу услугу корисницима и професионалне консултације.
Контактирајте нас данас! Драго нам је да вам препоручимо најпогоднији ултразвучни екстрактор за вашу примену.
Литература/Референце
- 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.
Чињенице које вреди знати
спирулина
Спирулина је врста цијанобактерија (познате и као цијанофита) које су тип бактерија које добијају енергију фотосинтезом. Они су једини фотосинтетски прокариоти који могу да производе кисеоник. Назив цијанобактерија потиче од боје бактерије (грч. κυανος, транслит. кианос, лит. плава). Због своје боје називају се и плаво-зеленим алгама, иако је термин алге у модерној употреби ограничен на еукариоте. Спирулина платенсис (С. платенсис) је мултифиламентна прокариотска цијанобактерија која се лако може узгајати као монокултура у отвореним рибњацима или затвореним биореакторима. Ц-фикоцијанин (Ц-ПЦ) је главни фикобилипротеин у спирулини.
Екстракти спирулине
Спирулина је популаран додатак исхрани добијен од биомасе морских цијанобактерија (плаво-зелене алге). Две врсте спирулине које се користе за припрему веганских суплемената протеина и пигмента су Артхроспира платенсис и Артхроспира макима. Екстракт који се ослобађа из ових микроалги је богат антиоксидансима, аминокиселинама и витаминима. Због тога се прах плавог екстракта додаје соковима, смутијима, шејковима и напитцима и даје им прелепу интензивну плаву боју. Алтернативно, екстракт спирулине се може конзумирати у облику таблета.
Фикоцијанин алофикоцијанин и фикоеритрин су пигментно-протеински комплекси из породице фикобилипротеина који сакупљају светлост, који су познати по својој интензивној светло плавој боји. Фикоцијанин је помоћни пигмент за хлорофил. Пошто су сви фикобилипротеини растворљиви у води, они нису присутни унутар мембране, већ су фикобилипротеини везани као агрегати (тзв. фикобилизоми) за ћелијску мембрану.
Ултразвучна екстракција и деструкција ћелија
Екстракција потпомогнута ултразвуком (УАЕ) се користи за ослобађање и изоловање биоактивних једињења из фито материјала као и из ткива.
За процесе ултразвучне екстракције, интензивни ултразвучни таласи се спајају у медијум где таласи стварају наизменичну компресију и експанзију. Током циклуса компресије/експанзије, стварају се вакуумски мехурићи који расту током неколико циклуса све док не могу да апсорбују више енергије тако да насилно имплодирају. Имплозија мехурића производи високо енергетско стање са локалним температурама до 5000К, разликама притиска од 1000атм, брзинама грејања и хлађења изнад 1010 К/с, као и млазовима течности са брзинама од 280м/с. Овај феномен је познат као акустична кавитација.