Ultraljud extraktion av spirulina pigment
Ultraljud extraktion har visat sig vara mycket effektiv för isolering av överlägsen kvalitet extrakt av mikroalger. Spirulinapigment som fykocyanin är kända som superfood, som bidrar till hälsofördelar på grund av deras höga innehåll av antioxidanter, vitaminer och proteiner. För att kunna producera högkoncentrerade kosttillskott som pulver och tabletter måste de blå pigmenten utvinnas från spirulinaalgerna.
spirulina
Arthrospira platensis (A. platensis) och Arthrospira maxima (A. maxima) är kända under termen spirulina. Spirulina är blågröna alger som är rika på aminosyror och antioxidanter. Med en hög belastning av näringsämnen som proteiner, enzymer, mineraler och vitaminerna A, K, B12, järn och mangan kategoriseras de som en superfood. Algsläktet Arthrospira har ett särskilt högt innehåll av proteiner. Dess proteininnehåll varierar från 53 till 68 % i torrvikt och erbjuder hela spektrumet av alla essentiella aminosyror. Dessutom har Arthrospira höga mängder fleromättade fettsyror (PUFA), vilket är cirka 1,5 till 2 % av den totala lipidhalten på 5 till 6 %. Dessa PUFA innehåller γ-linolensyra (GLA), en essentiell omega-6-fettsyra. Ytterligare bioaktiva föreningar i Arthrospira inkluderar vitaminer, mineraler och fotosyntetiska pigment.
Anmärkning: Vetenskapligt sett benämns Spirulina platensis (S. platensis) och Spirulina maxima (S. maxima) korrekt som Arthrospira platensis (A. platensis) och Arthrospira maxima (A. maxima). Båda arterna klassificerades en gång i släktet Spirulina och är fram till idag i vardagligt tal kända under spirulinanamnet. Även om introduktionen av två separata släkten av Arthrospira och Spirulina nu är allmänt accepterad, används termen spirulina ofta som paraplyterm.
Ultraljud spirulina extraktion
Ultraljudscellstörare (även benämnda som ultraljudsextraktorer) är välkända för sin förmåga att öppna celler för att frigöra intracellulärt material. När intensiva ultraljudsvågor kopplas till vätskor uppstår fenomenet akustisk kavitation. De kavitationella krafterna stör cellväggarna och förbättrar massöverföringen så att de bioaktiva målföreningarna transporteras från cellen till vätskan.
Fördelar med ultraljud extraktion
- Hög avkastning
- Överlägsen extraktkvalitet
- Snabb extraktion
- Mild, icke-termisk process
- Olika lösningsmedel
- Säker
- Lätt att använda
- Linjär uppskalning
- Lågt underhåll
- Snabb ROI
Protokoll för extrahering
Prabuthas et al. (2011) har utvecklat följande extraktionsprotokoll för att erhålla ett fykocyaninextrakt av hög kvalitet: Fykocyaninextraktion utvärderades i termer av fykocyaninkoncentration med hjälp av destillerat vatten och 1 % CaCl2-lösning. Havsalgen spirulina används i torkad form eftersom den våta biomassan omedelbart utnyttjas av bakterier och börjar brytas ner på grund av dess näringssammansättning. För att undvika dessa problem rekommenderas därför användning av torkad algbiomassa. Extraktionen utfördes genom att blanda 0,1 g torkad biomassa med mängden lösningsmedel, ultraljudsbehandling utfördes tid och amplitud enligt den experimentella designen. Provsuspensionerna sonikerades med hjälp av en Hielschers UP50H ultraljudscellstörare, följt av centrifugering i 15 minuter vid 13500 rpm med kyld centrifug. Fykocyanin- och proteininnehållet under extraktionen med olika lösningsmedel var kalciumklorid och destillerat vatten som undersöktes.
Den maximala mängden fykocyanin, 0,3116 mg/ml erhölls i kalciumkloridlösning följt av 0,299 mg/ml i destillerat vatten. Den maximala mängden protein, 63,63% erhölls i destillerat vattenlösningsmedel och 54,69% i kalciumkloridlösning. Så CaCl2-lösning visade sig vara det bästa lösningsmedlet för extraktion av fykocyanin med ultraljudshjälp.
Högpresterande ultraljudsutdrag för spirulinaextraktion
Hielscher är din långsiktiga erfarna partner när det gäller kraftfull, pålitlig ultraljud extraktion av bioaktiva ämnen från växt- och fytobiomassa. Alla ultraljudsextraktorer kan användas 24/7 och är lämpliga för kommersiell produktion av kostextrakt. Vårt produktsortiment täcker hela spektrumet från mindre handhållna biodisruptorer till pilotultraljudsapparater och industriella ultraljudssystem. Olika tillbehör som olika sonotroder och flödescellsreaktorer möjliggör optimal anpassning till dina processkrav. Alla Hielscher ultraljudsprocessorer är robusta, lätta att använda och utformade för användarvänlighet. Våra digitalt styrda ultraljudsapparater levereras med ett inbyggt SD-kort för automatisk protokollering av ultraljudsbehandlingsdata.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
---|---|---|
1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000 |
N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
- Lång erfarenhet av ultraljudsbehandling
- Hög kvalitet
- robusthet
- Drift 24/7
- Skyddad mot torrkörning
- Linjär skalbarhet
- Utmärkt kundservice
- Lågt underhåll
- träning & Installationstjänst
- Tekniskt center
- Processutveckling
- Anpassad ultraljudsutrustning
Vår välutbildade personal säkerställer hög kundservice och professionell rådgivning.
Kontakta oss idag! Vi är glada att rekommendera dig den mest lämpliga ultraljudsutsugaren för din applikation.
Litteratur/Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
spirulina
Spirulina är en typ av cyanobakterier (även känd som cyanophyta) som är en fylum av bakterier som får sin energi genom fotosyntes. De är de enda fotosyntetiska prokaryoterna som kan producera syre. Namnet cyanobakterier kommer från färgen på bakterierna (grekiska: κυανός, translit. kyanós, lit. blå). På grund av sin färg kallas de också blågröna alger, även om termen alger i modern användning är begränsad till eukaryoter. Spirulina platensis (S. platensis) är en multifilamentös prokaryot cyanobakterie som lätt kan odlas som en monokultur i öppna dammar eller slutna bioreaktorer. C-fykocyanin (C-PC) är det huvudsakliga fykobiliproteinet i spirulina.
Spirulina extrakt
Spirulina är ett populärt kosttillskott som härrör från biomassa av marina cyanobakterier (blågröna alger). De två spirulinaarter som används för framställning av veganska protein- och pigmenttillskott är Arthrospira platensis och Arthrospira maxima. Extraktet som frigörs från dessa mikroalger är rikt på antioxidanter, aminosyror och vitaminer. Därför tillsätts det blå extraktpulvret i juicer, smoothies, shakes och drycker och ger dem en vacker intensiv blå färg. Alternativt kan spirulinaextraktet konsumeras i tablettform.
Fykocyaninallofykocyanin och fykoerytrin är ett pigment-proteinkomplex från den ljusskördande fykobiliproteinfamiljen, som är kända för sin intensiva ljusblå färg. Fykocyanin är ett tillbehörspigment till klorofyll. Eftersom alla fykobiliproteiner är vattenlösliga finns de inte i membranet, utan fykobiliproteiner binds som aggregat (så kallade fykobilisomer) till cellmembranet.
Ultraljud extraktion och cellstörningar
Ultraljudsassisterad extraktion (UAE) används för att frigöra och isolera bioaktiva föreningar från fytomaterial såväl som vävnad.
För ultraljudsextraktionsprocesser kopplas intensiva ultraljudsvågor till ett medium där vågorna genererar växelvis kompression och expansion. Under kompressions-/expansionscyklerna skapas vakuumbubblor som växer under flera cykler tills de inte kan absorbera mer energi så att de imploderar våldsamt. Bubbelimplosionen producerar ett mycket energetiskt tillstånd med lokalt förekommande temperaturer på upp till 5000K, tryckskillnader på 1000atm, värme- och kylningshastigheter över 1010 K/s samt vätskestrålar med hastigheter på 280m/s. Detta fenomen är känt som akustisk kavitation.