การสกัด Astaxanthin อัลตราโซนิกเพื่อผลผลิตที่สูงขึ้น
- แอสตาแซนธินเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีศักยภาพสูงที่ใช้ในยาและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
- ในการผลิตแอสตาแซนธินคุณภาพสูงจากแหล่งธรรมชาติ เช่น สาหร่าย จําเป็นต้องมีเทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพสูง
- การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นการรักษาทางกลซึ่งให้ผลผลิตสูงของแอสตาแซนธินในเวลาสกัดที่สั้นมาก
เครื่องโซนิคเตอร์ประสิทธิภาพสูงสําหรับสารสกัดจากแอสตาแซนธินคุณภาพสูง
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคการสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ที่เข้มข้นเพื่อสกัดแอสตาแซนธินจากแหล่งธรรมชาติเช่นสาหร่ายขนาดเล็กคริลล์หรือกุ้ง แอสตาแซนธินเป็นเม็ดสีแคโรทีนอยด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพและประโยชน์ต่อสุขภาพที่หลากหลาย มักใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและสารแต่งสีอาหาร ฟังวิธีการ sonication ช่วยปรับปรุงกระบวนการสกัด astaxanthin ของคุณ!
การสกัดอัลตราโซนิกของ Astaxanthin จากสาหร่ายขนาดเล็ก
แอสตาแซนธินสําหรับผลิตภัณฑ์เสริมอาหารซึ่งมนุษย์และสัตว์บริโภคเพื่อประโยชน์ต่อสุขภาพแอสตาแซนธินได้มาจากอาหารทะเลหรือสกัดจากสาหร่าย H. pluvialis Haematococcus pluvialis เป็นสาหร่ายขนาดเล็กสีเขียว ซึ่งผลิตปริมาณแอสตาแซนธินสูงเมื่อใช้สภาวะความเครียด เช่น ความเค็มสูง การขาดไนโตรเจน อุณหภูมิสูงและแสง ด้วยแอสตาแซนธินสูงถึง 9.2 มก./กรัมต่อเซลล์สาหร่าย (= มากถึง 3.8% ของน้ําหนักแห้งของ H. pluvialis) Haematococcus pluvialis สะสมแอสตาแซนธินตามธรรมชาติในปริมาณที่สูงมาก ดังนั้นจึงเป็นสิ่งมีชีวิตที่ต้องการสําหรับการผลิตแอสตาแซนธิน
ในการปล่อยแอสตาแซนธินจากสาหร่ายขนาดเล็กสีเขียวเซลล์สาหร่ายจะต้องถูกรบกวน อัลตราโซนิกเป็นที่ยอมรับอย่างดีเพื่อจุดประสงค์ในการหยุดชะงักของเซลล์การสลายและการแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นไขมันสารต้านอนุมูลอิสระโพลีฟีนอลและเม็ดสีธรรมชาติ อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสร้างแรงเชิงกลล้วนๆ ซึ่งทําลายผนังเซลล์ด้วยแรงเฉือนและทําให้เกิดการปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น แอสตาแซนธิน
การสกัดอัลตราโซนิกของ Astaxanthin จากยีสต์
Phaffia rhodozyma เป็นยีสต์ที่อุดมไปด้วยแอสตาแซนธิน อย่างไรก็ตาม ผนังเซลล์หนาของ P. rhodozyma ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยกลูแคนและมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความแข็งแกร่งของเซลล์ ทําให้การหยุดชะงักของเซลล์และการแยกแอสตาแซนธินเป็นงานที่ต้องใช้ นักวิจัย (Gogate et al. 2015) พบว่าการสกัดด้วยอัลตราโซนิกร่วมกับกรดแลคติกทําให้การหยุดชะงักของเซลล์รุนแรงขึ้นและทําให้การสกัดแอสตาแซนธินจาก P. rhodozyma เป็นกระบวนการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น พวกเขาใช้กรดแลคติกเป็นสื่อกลางในการหยุดชะงักและเอทานอลเป็นตัวทําละลายสําหรับการสกัด ผลผลิตสูงสุดของแอสตาแซนธิน (90%) ได้รับสําหรับวิธีการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์โดยใช้อัลตราซาวนด์โดยใช้กรดแลคติก 3 M เวลาหยุดชะงัก 15 นาที เครื่องสกัดอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพเช่น UIP4000hd (4kW ดูรูปซ้าย) ร่วมกับเครื่องปฏิกรณ์การไหลผ่านที่มีแรงดันช่วยให้สามารถสร้างโพรงอากาศที่รุนแรงมาก แรงเฉือนแบบโพรงอากาศจะทําลายผนังเซลล์ยีสต์และส่งเสริมการถ่ายโอนมวลระหว่างภายในเซลล์และตัวทําละลาย
- ผลผลิตที่เหนือกว่า
- การสกัดความเร็วสูง – ภายในไม่กี่นาที
- สารสกัดคุณภาพสูง – อ่อนโยนไม่ร้อน
- ตัวทําละลายสีเขียว (เช่น น้ํา/เอทานอล)
- คุ้มค่า
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- ต้นทุนการลงทุนและการดําเนินงานต่ํา
- การทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้งานหนัก
- วิธีการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
การสกัด Astaxanthin อัลตราโซนิก – ในโหมดแบทช์หรือโหมดการไหลต่อเนื่อง
แอสตาแซนธินเป็นสารประกอบไลโปฟิลิกและสามารถละลายในตัวทําละลาย (เช่น เอทานอล 48.0% ในเอทิลอะซิเตท) และน้ํามัน (เช่น น้ํามันถั่วเหลือง)
ชุด: กระบวนการสกัดอัลตราโซนิกสามารถดําเนินการเป็นกระบวนการแบทช์อย่างง่ายหรือเป็นการรักษาแบบอินไลน์โดยที่ตัวกลางจะถูกป้อนอย่างต่อเนื่องผ่านเครื่องปฏิกรณ์แบบไหลผ่านอัลตราโซนิก
การประมวลผลแบบแบทช์เป็นขั้นตอนที่ง่ายซึ่งการสกัดจะดําเนินการทีละล็อต Hielscher Ultrasonics นําเสนอโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกสําหรับแบทช์ขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่เช่น 1L ถึง 120L
สําหรับการประมวลผลแบทช์ขนาด 5 ถึง 10 ลิตร เราขอแนะนํา UP400ST ด้วย sonotrode S24d22L2D (ดูรูปซ้าย)
สําหรับการประมวลผลชุดประมาณ 120L เราขอแนะนํา เครื่องโซนิคเตอร์ UIP2000hdT พร้อม sonotrode RS4d40L4
การไหลผ่าน: สําหรับปริมาณที่มากขึ้นและการสกัดเชิงพาณิชย์เต็มรูปแบบกระแสของเหลวที่ต่อเนื่องจะถูกป้อนผ่านเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกซึ่งสารละลายตัวทําละลาย / พฤกษศาสตร์จะถูก sonicated อย่างเข้มข้น
สําหรับปริมาตรประมาณ 8L/นาที เราขอแนะนํา UIP4000hdT ด้วย sonotrode RS4d40L3 และโฟลว์เซลล์แรงดัน FC130L4-3G0
UIP2000hdt (2kW) สําหรับการสกัดแบทช์ขนาดใหญ่
เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการสกัด
Hielscher Ultrasonics มีความเชี่ยวชาญในการผลิตเครื่องสะท้อนเสียงประสิทธิภาพสูงสําหรับการผลิตสารสกัดคุณภาพสูงจากพืชยีสต์และเซลล์ กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายของ Hielscher Ultrasonics มีตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกในห้องปฏิบัติการขนาดเล็กที่ทรงพลังไปจนถึงระบบแบบตั้งโต๊ะและระบบอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบซึ่งให้อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงสําหรับการสกัดและแยกส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพอย่างมีประสิทธิภาพเช่นแอสตาแซนธินเควอซิตินคาเฟอีนเคอร์คูมินเทอร์พีน เป็นต้น เครื่องสะท้อนเสียงดิจิตอลทั้งหมดตั้งแต่ 200W ถึง 16,000W มีเมนูที่ใช้งานง่ายพร้อมการตั้งค่าที่ตั้งโปรแกรมได้หน้าจอสัมผัสสีเพื่อการใช้งานที่สะดวกสบายการ์ด SD ในตัวสําหรับการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติรีโมทคอนโทรลของเบราว์เซอร์และคุณสมบัติที่ใช้งานง่ายอีกมากมาย โซโนทรอดและโฟลว์เซลล์ (ชิ้นส่วนที่สัมผัสกับสื่อ) สามารถนึ่งฆ่าเชื้อและทําความสะอาดได้ง่าย เครื่องอัลตราโซนิกทั้งหมดของเราสร้างขึ้นสําหรับการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันต้องการการบํารุงรักษาต่ําและใช้งานง่ายและปลอดภัย
จอแสดงผลสีดิจิตอลช่วยให้สามารถควบคุมอุปกรณ์อัลตราโซนิกได้อย่างเป็นมิตรกับผู้ใช้ ระบบของเราสามารถส่งมอบแอมพลิจูดได้ตั้งแต่ต่ําถึงสูงมาก สําหรับการสกัดสารประกอบทางเคมีเช่นแอสตาแซนธินเราขอเสนอโซโนโทรดอัลตราโซนิกพิเศษ (หรือที่เรียกว่าโพรบอัลตราโซนิกหรือแตร) ที่ปรับให้เหมาะสมสําหรับการแยกสารออกฤทธิ์คุณภาพสูงที่ละเอียดอ่อน Hielscher นําเสนอ sonotrodes พิเศษสําหรับแอมพลิจูดสูงร่วมกับเซลล์การไหลที่มีแรงดันซึ่งสามารถสร้างแรงเฉือนโพรงอากาศที่รุนแรงซึ่งขัดขวางแม้แต่เซลล์ยีสต์ที่แข็งแรงมาก ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้สามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง
การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกที่แม่นยําช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการทําซ้ําและมาตรฐานกระบวนการ ระบบสกัดอัลตราโซนิกอัตโนมัติระดับอุตสาหกรรมของ Hielscher ได้รับการออกแบบมาเพื่อความสามารถในการผลิตสารสกัดคุณภาพสูงในขณะเดียวกันก็ลดแรงงานต้นทุนและพลังงาน
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม/อ้างอิง
- B. Brands and M. Kleinke (2022): Astaxanthin production in Xanthophyllomyces dendrorhous grown in medium containing watery extracts from vegetable residue streams. IOP Conference Series: Earth Environ. Sci. 1034, 2022.
- Chougle, J.A.; Singha, R.S.; Baik, O.-D.(2014): Recovery of Astaxanthin from Paracoccus NBRC 101723 using Ultrasound-Assisted Three Phase Partitioning (UA-TPP). Separation Science and Technology, 49, 2014.
- Gogate et al. (2015): Ultrasound-assisted Intensification of Extraction of Astaxanthin from Phaffia rhodozyma. Indian Chemical Engineer 2015, 57:3-4, 240-255.
- Zou et al. (2013): Response Surface Methodology for Ultrasound-Assisted Extraction of Astaxanthin from Haematococcus pluvialis. Marine Drugs 2013, 11, 1644-1655.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
การสกัดโซโน
การสกัดอัลตราโซนิกหรือการสกัดแบบโซโนขึ้นอยู่กับหลักการของโพรงอากาศอะคูสติก
เมื่อใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงกับระบบของเหลว จะเกิดโพรงอากาศอะคูสติก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ของการสร้าง การเจริญเติบโต และการยุบตัวของฟองอากาศสูญญากาศในที่สุด (ดูรูปด้านล่าง) ในระหว่างการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราซาวนด์ฟองอากาศสูญญากาศจะแกว่งและเติบโตจนกระทั่งถึงจุดที่ไม่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้น ที่จุดสูงสุดของการเจริญเติบโตของฟองสบู่พวกมันจะยุบตัวลงอย่างรุนแรงซึ่งทําให้เกิดผลกระทบทางความร้อนทางกลและทางเคมีในท้องถิ่น ผลกระทบทางกลรวมถึงแรงดันสูงถึง 1000 ATM ความปั่นป่วนและแรงเฉือนที่รุนแรง แรงเหล่านั้นทําลายผนังเซลล์และส่งเสริมการถ่ายเทมวลระหว่างภายในเซลล์และตัวทําละลายที่ปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพลงในของเหลวโดยรอบ (เช่น ตัวทําละลาย)
โพรงอากาศอะคูสติกที่เกิดจากอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําที่มีความเข้มสูงสร้างแรงเฉือนที่รุนแรงและความดันสูงและความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในท้องถิ่นซึ่งให้ผลกระทบที่จําเป็นสําหรับการหยุดชะงักของเซลล์การผสมที่รุนแรงและการถ่ายเทมวล แรงเฉือนอัลตราโซนิกเหล่านี้ถูกนําไปใช้กับการสกัดกัญชาได้สําเร็จ
การสกัดอัลตราโซนิกของสารประกอบจากพฤกษศาสตร์และเนื้อเยื่อเซลล์ได้รับการวิจัยอย่างดี การประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราโซนิกที่มีความเข้มข้นสูงช่วยส่งเสริมกระบวนการสกัดอย่างมีนัยสําคัญ นอกจากการเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการแล้ว – ซึ่งส่งผลให้ผลผลิตสูงขึ้นและเวลาในการสกัดสั้นลง – ป้องกันการเสื่อมสภาพทางความร้อนและการสูญเสียองค์ประกอบที่ไวต่ออุณหภูมิเนื่องจากการ sonication เป็นการบําบัดแบบไม่ใช้ความร้อน นอกจากนี้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกยังมีต้นทุนการลงทุนและการดําเนินงานต่ําลดการใช้ตัวทําละลายและ / หรืออนุญาตให้ใช้ตัวทําละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งทําให้เป็นเทคนิคการสกัดที่ประหยัดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม การสกัดด้วยอัลตราโซนิกช่วย (UAE) มีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการสกัดแบบเดิม ๆ ถูกนํามาใช้จากอุตสาหกรรมอาหารเพื่อผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีผลกําไรทางเศรษฐกิจ
คลื่นอัลตราซาวนด์อันทรงพลังจะขัดขวางเมทริกซ์ของเซลล์ของโครงสร้างทางชีวภาพและปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ การถ่ายโอนมวลระหว่างวัสดุจากพืชและตัวทําละลายจะเข้มข้นขึ้น เนื่องจากกลไกเหล่านี้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกจึงมีประสิทธิภาพสูงสําหรับการสกัดกัญชา
แอสตาแซนธิน
แอสตาแซนธินมีความโดดเด่นด้วยสีแดงเข้ม เป็นเม็ดสีที่ละลายในไขมันที่พบในสาหร่าย (เช่น Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), ยีสต์ (เช่น Phaffia rhodozyma), ปลาแซลมอน, ปลาเทราท์, คริลล์, กุ้ง และกั้ง แอสตาแซนธินถือเป็นสารต้านอนุมูลอิสระชั้นยอด เนื่องจากประสิทธิภาพในการต้านอนุมูลอิสระนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าแคโรทีนอยด์อื่นๆ สิบถึงยี่สิบเท่า เช่น เบต้าแคโรทีน ลูทีน และซีแซนทีน และมีประสิทธิภาพมากกว่าอัลฟาโทโคฟีรอล (วิตามินอี) ร้อยเท่า
แอสตาแซนธิน (3,3′-ไดไฮดรอกซี-β, β′-แคโรทีน-4,4′-ไดโอเนน) เป็นคีโตแคโรทีนอยด์และอยู่ในสารประกอบทางเคมีประเภทใหญ่ที่เรียกว่าเทอร์พีน (ในรูปเตตระเทอร์พีนอยด์) ซึ่งประกอบด้วยสารตั้งต้นของคาร์บอนห้าชนิด ได้แก่ ไอโซเพนเทนิลไดฟอสเฟต และไดเมทิลอัลลิลไดฟอสเฟต แอสตาแซนธินจัดเป็นสารประกอบแคโรทีนอยด์ชนิดหนึ่งที่มีส่วนประกอบที่มีออกซิเจน ได้แก่ ไฮดรอกซิล (-OH) หรือคีโตน (C=O) เช่น ซีแซนทินและแคนทาแซนทิน Astaxanthin เป็นสารเมตาบอไลต์ของซีแซนธินและ/หรือแคนทาแซนธิน ซึ่งมีทั้งหมู่ฟังก์ชันไฮดรอกซิลและคีโตน เช่นเดียวกับแคโรทีนอยด์หลายชนิด แอสตาแซนธินเป็นเม็ดสีที่ละลายในไขมันและโดดเด่นด้วยสีแดง แคโรทีนอยด์รวมถึงแอสตาแซนธินเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ
Astaxanthin เป็นเม็ดสีแดงและมีต้นกําเนิดตามธรรมชาติในสาหร่ายขนาดเล็กในน้ําฝน (Haematococcus pluvialis) และยีสต์ที่เรียกว่า Xanthophyllomyces dendrorhous (หรือที่เรียกว่า Phaffia rhodozyma) สาหร่ายได้รับความเครียดจากเงื่อนไขอย่างใดอย่างหนึ่งหรือหลายอย่างรวมกันตั้งแต่การขาดสารอาหารความเค็มที่เพิ่มขึ้นและแสงแดดที่มากเกินไปเพื่อสร้างแอสตาแซนธิน สายพันธุ์ที่กินสาหร่ายจืดขนาดเล็กที่เครียดเช่นปลาแซลมอนปลาเทราท์แดงปลาทรายแดงนกฟลามิงโกกุ้ง (เช่นกุ้งคริลล์ปูกุ้งมังกรกั้ง) สะท้อนให้เห็นถึงเม็ดสีของเฉดสีส้มแดงในลักษณะที่ปรากฏ
เป็นอาหารเสริม, astaxanthin จะบริหารเพื่อผลการส่งเสริมสุขภาพและการรักษาความเจ็บป่วย. Astaxanthin เป็นโภชนาการที่มีชื่อเสียงซึ่งบริหารเพื่อปรับปรุงสุขภาพผิว (เช่น ลดริ้วรอย ความเสียหายจากการถูกแดดเผา ฯลฯ)
นอกจากนี้ แอสตาแซนธินยังได้รับความสนใจมากขึ้นสําหรับใช้ในการรักษาโรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน โรคหัวใจและหลอดเลือด คอเลสเตอรอลสูง โรคตับ จอประสาทตาเสื่อมตามอายุ และป้องกันมะเร็ง
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม


