อัลตราโซนิกการสกัดสาหร่ายสําหรับอาหารเสริม

การสกัดด้วยคลื่นเสียงเป็นวิธีที่ดีกว่าที่จะทําลายเซลล์สาหร่ายได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็ว Sonication สามารถปล่อยจํานวนที่สมบูรณ์ของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพซึ่งทําให้เทคนิคล้ําเสียงที่มีประสิทธิภาพสูง

วิธีการสกัดโปรตีนไขมันและฟีนอลจากสาหร่ายกับ Ultrasonics

สายพันธุ์สาหร่ายและจุลินทรีย์อุดมไปด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นโปรตีนไขมันแคโรทีนอยด์เม็ดสี (เช่นไฟโคไซยานินแอสตาแซนธิน ฯลฯ ) ฟีนอลิกและโพลีแซคคาไรด์ (เช่น carrageenans) นี้ทําให้พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายวัสดุธรรมชาติในการผลิตสารสกัดสําหรับอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร. สาหร่ายชนิดที่ใช้กันทั่วไปสําหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารคือ Arthrospira maxima และ (หรือที่เรียกว่าสาหร่ายสไปรูลิน่า), คลอเรลล่าวัลการิส, Haematococcus pluvialis, และ Ulva spp. สาหร่ายเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นแหล่งที่ดีของโปรตีนคุณภาพสูงไขมัน PUFAs โซ่ยาว (เช่นโอเมก้า 3) โพลีแซคคาไรด์ (เช่นอัลจิเนตคาราจีแนนβกลูแคน) วิตามินและสารต้านอนุมูลอิสระ
สาหร่ายสไปรูลิน่าเป็นสาหร่ายชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปซึ่งอุดมไปด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีมูลค่าสูงเช่นโปรตีน (มี 50-70% แห้ง wt) เนื่องจากสาหร่ายสไปรูลิน่าได้รับการอนุมัติจาก FDA (สํานักงานคณะกรรมการอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา) เป็น GRAS (โดยทั่วไปได้รับการยอมรับว่าปลอดภัย), สาหร่ายสไปรูลิน่าและสารสกัดจากสาหร่ายสไปรูลิน่าสามารถใช้ในอาหารเชิงพาณิชย์หรือเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร.

ข้อดีของการสกัดสาหร่ายอัลตราโซนิก

สกัดอัลตราโซนิก excels วิธีการสกัดทางเลือกในจุดต่าง ๆ เช่นผลผลิตสูงความน่าเชื่อถือความปลอดภัยความเรียบง่ายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ผลผลิตสกัดเต็ม

ultrasonicators ประสิทธิภาพสูงทําลายเซลล์สาหร่ายเปิดและทําลายพวกเขาเพื่อให้วัสดุภายในเซลล์จะถูกปล่อยออก การสกัดด้วยอัลตราโซนิกปล่อยออกด้วยสเปกตรัมของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่น phycobiliproteins, carotenoids และไขมันและฟีนอล
สามารถแยกออกเป็นสามกลุ่มหลักคือ คลอโร-ไฟโคไซยานิ, allophycocyanins และไฟโคเรเธน. C-Phycocyanin เป็นเม็ดสีสีน้ําเงินธรรมชาติซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อาหารและยา การสกัดด้วยคลื่นเสียงจะปล่อยโปรตีนเต็มสเปกตรัม

ประสิทธิภาพการสกัดสูง

Duangsee et al. (2009) ทดสอบสองวิธีการที่แตกต่างกันในการสกัด (ultrasonically ช่วยสกัดและสกัดด้วยตัวทําละลายโดยการแช่แข็งซ้ําและการละลาย) ของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจาก Arthospira ชีวมวลและพบว่าการสกัดตัวทําละลายล้ําส่งผลให้มีประสิทธิภาพในการสกัดที่สูงขึ้น (22.1%) กว่าแช่แข็งและการละลาย (15.6%) การแตกหักของเซลล์ระหว่าง sonication และแช่แข็งซ้ําและการละลายแสดงให้เห็นว่า sonication มีประสิทธิภาพมากขึ้น cavitation ล้ําเสียงรบกวนเซลล์สาหร่ายอย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพซึ่งส่งผลให้เกิดการหยุดชะงักของเซลล์ที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับเซลล์สาหร่ายสไปรูลิได้รับการรักษาโดยการแช่แข็งซ้ําและการละลาย
Sonication มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการทําลายซองจดหมายเซลล์เมื่อเทียบกับการแช่แข็งซ้ําและการละลาย ผลผลิตการสกัดของ phycocyanin แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพการสกัด

กระบวนการสกัดอย่างรวดเร็ว

ระบบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสามารถใช้พลังงานอัลตราซาวนด์สูงผ่านแอมพลิจูดสูงเข้าไปในระบบกันสะเทือนสาหร่าย นี้ทําให้สกัดอัลตราโซนิกวิธีการประมวลผลอย่างรวดเร็วมาก

การควบคุมอุณหภูมิ

Ultrasonication เป็นเทคนิคการสกัดด้วยกลไกที่ไม่ร้อนและหมดจด อุณหภูมิการสกัดสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําโดยใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบเสียบปลั๊กได้ซึ่งใช้สายกับเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher แบบดิจิทัล ซอฟต์แวร์ของ Hielscher ของ ultrasonicators ดิจิตอลอนุญาตให้ตั้งค่าขีดจํากัดอุณหภูมิเพื่อให้ homogeniser ล้ําเสียงหยุดเมื่อถึงขีดจํากัดอุณหภูมิ การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยําช่วยให้การป้องกันการเสื่อมสภาพของวัสดุที่ไวต่อความร้อนเช่น phycobiliproteins วิตามินโพลีฟีนอลโพลีแซคคาไรด์ไขมันและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ

เข้ากันได้กับตัวทําละลายต่างๆ

สามารถทํางานร่วมกับตัวทําละลายเกือบทุกชนิด อัลตราโซนิกสกัดร่วมกับตัวทําละลายสีเขียวเช่นน้ําหรือเอทานอลผลิตสารสกัดจากสะอาด สารสกัดอัลตราโซนิกเหล่านี้สามารถรวมอย่างปลอดภัยในอาหารตั้งแต่สกัดเอทานอลตัวทําละลายและน้ํามี GRAS (โดยทั่วไปได้รับการยอมรับเป็นปลอดภัย) สถานะ.

การทําซ้ําและมาตรฐานกระบวนการ

เครื่องอัลตราโซนิกดิจิตอลของ Hielscher มาพร้อมกับซอฟต์แวร์อัจฉริยะและการตั้งค่าที่หลากหลายสําหรับพารามิเตอร์การสกัดที่เหมาะ โปรโตคอลซอฟต์แวร์ทั้งหมดพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิก (เช่นแอมพลิจูดพลังงานสุทธิพลังงานรวมอุณหภูมิความดันเวลาวันที่) และเขียนข้อมูล sonication ลงในไฟล์ CSV ในในตัว SD การ์ด นี้ช่วยให้คุณมาตรฐานกระบวนการสกัดของคุณและเพื่อตรวจสอบ sonication และคุณภาพอย่างใกล้ชิด คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้คุณปฏิบัติตามข้อกําหนดของ stadandization กระบวนการเช่นเดียวกับแนวทางปฏิบัติที่ดีในการผลิต (GMP), ซึ่งมีทั้งสําคัญมากเมื่อสารสกัดที่ผลิตสําหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร, ผลิตภัณฑ์อาหารหรือยา.

อัลตราโซนิกโพรโทคอการสกัด

มาซumder et al. (2017) ตรวจสอบพารามิเตอร์การประมวลผลที่เหมาะสมสําหรับการสกัดอัลตราโซนิกของ phycocyanin และฟีนอลจากแผ่นจารึก Arthospira. อัตราผลตอบแทนสูงสุดของ phycocyanin (29.9 มิลลิกรัม / g) และ phenolics ทั้งหมด (2.4 mg / g) ได้รับที่ 40% ความเข้มข้นของเอทานอล, 34.9 ° C อุณหภูมิสกัดโดยใช้ ultrasonicator UP50H (50 วัตต์, 30kHz) ที่แอมพลิจูด 95% สําหรับเวลาในการสกัดของ 104.7 วินาที

Vernès et al. (2019) ใช้เครื่อง ultrasonicator UIP1000hdT (1000W, 20kHz) เพื่อสกัดโปรตีนจากสาหร่ายสไปรูลิน่า ultrasonicator มีการติดตั้ง bs2d34 sonotrode และเครื่องปฏิกรณ์การไหลอัลตราโซนิก (ดูภาพด้านล่างสําหรับการตั้งค่าการสกัดล้ําที่แน่นอนกับเซลล์ไหลและปั๊ม Seepex)

UIP1000hdT – การตั้งค่า manothermosonication (MTS) ยกเลิกการสกัดโปรตีนของเราจากสาหร่ายเกลียวทองที่ระดับห้องปฏิบัติการ
แหล่งที่มา: Vernes et al. 2019

ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขการสกัดอัลตราโซนิกที่ดีที่สุดเพื่อให้ผลผลิตโปรตีนเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิและความดันเล็กน้อย (ที่เรียกว่า manothermosonication เอ็มทีเอ) เอ็มทีเอส่งเสริมการถ่ายโอนมวลและช่วยให้ได้รับโปรตีนมากขึ้น 229% (28.42 ± 1.15 g/100 กรัมแห้ง wt.) กว่ากระบวนการทั่วไปโดยไม่ต้องอัลตราซาวนด์ (8.63 ± 1.15 g/100 กรัม wt แห้ง)
ด้วยโปรตีน 28.42 กรัมต่อ 100 กรัมของชีวมวลสาหร่ายเกลียวทองแห้งในสารสกัดอัตราการกู้คืนโปรตีน 50% ประสบความสําเร็จใน 6 นาทีในกระบวนการ sonication อย่างต่อเนื่อง การถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์พบว่าโพรงอากาศอะคูสติกมีผลต่อเส้นใยสาหร่ายเกลียวทองโดยกลไกที่แตกต่างกันเช่นการกระจายตัว, sonoporation, detexturation. ผลกระทบเหล่านี้ต่าง ๆ ทําให้การสกัด, ปล่อยและละลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ spirulina ง่ายขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น, ซึ่งส่งผลให้ผลผลิตโปรตีนสูงที่มีคุณภาพสูง.
เกี่ยวกับคุณภาพของโปรตีนสกัด ultrasonically กรดอะมิโนไม่ได้ลดลงโดยการรักษาด้วยอัลตราซาวนด์ แต่พวกเขามีอยู่ในปริมาณที่มากขึ้นในกรณีของ sonication เมื่อเทียบกับการสกัดแบบเดิม
เมื่อ manothermosonication และการสกัดล้ําโดยไม่มีความดันสูงและอุณหภูมิจะถูกเปรียบเทียบความแตกต่างในผลผลิตการสกัดและมีประสิทธิภาพมีน้อยเท่านั้น ดังนั้นอัลตราซาวนด์เพียงอย่างเดียวถือเป็นเทคนิคที่ประหยัดและง่ายที่สุดในการผลิตสารสกัดคุณภาพสูงที่อุดมไปด้วยโปรตีนสาหร่ายสไปรูลิน่า สกัดอัลตราโซนิกเป็นสีเขียว, เทคนิคการสกัดที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเหมาะสําหรับการสกัดโปรตีนจากสาหร่ายสไปรูลิน่าในระดับห้องปฏิบัติการ, ซึ่งสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายเพื่อนักบินและขนาดอุตสาหกรรม. (cf เลย Vernès et al. 2019)

เครื่องสกัดไฟฟ้าอัลตราซาวด์ประสิทธิภาพสูง

ผลการสกัดทั้งหมดที่ทําได้ในขนาดเล็กสามารถปรับขนาดเชิงเส้นเพื่อกําลังการผลิตขนาดใหญ่ Hielscher Ultrasonics กลุ่มผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่จากห้องปฏิบัติการเพื่ออุตสาหกรรมระบบสกัดมี ultrasonicator ที่เหมาะสมที่สุดสําหรับความจุกระบวนการของคุณ envisaged พนักงานที่มีประสบการณ์ของเราจะช่วยให้คุณจากการทดสอบความเป็นไปได้และการปรับกระบวนการให้เหมาะสมในการติดตั้งระบบอัลตราโซนิกของคุณในระดับการผลิตขั้นสุดท้าย

Ultrasonics Hielscher – อุปกรณ์การสกัดที่มีความซับซ้อน

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมช่วงเต็มรูปแบบของเครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจากขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่ อุปกรณ์เสริมเพิ่มเติมช่วยให้การประกอบง่ายของการกําหนดค่าอุปกรณ์อัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับกระบวนการของคุณ การตั้งค่าอัลตราโซนิกที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับความจุที่มองเห็นปริมาณวัตถุดิบแบทช์หรือกระบวนการแบบอินไลน์และไทม์ไลน์ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่ต้องการ ความสามารถในการปรับขนาดเชิงเส้นของกระบวนการสกัดล้ําช่วยให้การเพิ่มขึ้นของการผลิตที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการขยายตัวเชิงเส้นของกระบวนการสกัดล้ํา!

เลือกจากอุปกรณ์เสริมต่างๆเช่น:

• sonotrodesที่มีขนาดต่างๆ, เส้นผ่าศูนย์กลางและรูปร่าง
• sonotrodesสําหรับคลื่นสูงของ200μmและสูงกว่า
• เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลที่มีปริมาณและรูปทรงเรขาคณิตต่างๆ
• มีแตรบูสเตอร์จํานวนมากเพื่อเพิ่มหรือลดกําไร
• การติดตั้ง sonication สมบูรณ์เช่น SonoStation ซึ่งรวมถึงสกัดล้ํา, ถัง, ก่อความกระวนกระกระผ่าน, และปั๊ม
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิแบบเสียบได้
• เซ็นเซอร์ความดันแบบเสียบได้

พนักงานที่มีประสบการณ์และมีประสบการณ์ยาวนานของเราให้คําปรึกษาและแนะนําระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับความต้องการกระบวนการสกัดของคุณ!

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา: