การสกัดอัลตราโซนิกของเม็ดสีสาหร่ายสไปรูลิน่า
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงสําหรับการแยกสารสกัดที่มีคุณภาพเหนือกว่าของสาหร่ายขนาดเล็ก เม็ดสีสาหร่ายสไปรูลิน่า เช่น ไฟโคไซยานิน เป็นที่รู้จักกันในนามซูเปอร์ฟู้ด ซึ่งมีประโยชน์ต่อสุขภาพเนื่องจากมีสารต้านอนุมูลอิสระ วิตามิน และโปรตีนสูง ในการผลิตอาหารเสริมที่มีความเข้มข้นสูง เช่น ผงและเม็ด เม็ดสีน้ําเงินจะต้องสกัดจากสาหร่ายสาหร่ายสไปรูลิน่า
สาหร่ายสไปรูลิน่า
Arthrospira platensis (A. platensis) และ Arthrospira maxima (A. maxima) เป็นที่รู้จักภายใต้คําว่า spirulina สาหร่ายสไปรูลิน่าเป็นสาหร่ายสีเขียวแกมน้ําเงินซึ่งอุดมไปด้วยกรดอะมิโนและสารต้านอนุมูลอิสระ ด้วยสารอาหารจํานวนมาก เช่น โปรตีน เอนไซม์ แร่ธาตุ และวิตามิน A, K, B12 เหล็ก และแมงกานีส จึงจัดอยู่ในประเภทซุปเปอร์ฟู้ด สกุลสาหร่าย Arthrospira มีโปรตีนสูงเป็นพิเศษ ปริมาณโปรตีนมีตั้งแต่ 53 ถึง 68% โดยน้ําหนักแห้ง และมีกรดอะมิโนที่จําเป็นทั้งหมดอย่างเต็มรูปแบบ นอกจากนี้ Arthrospira ยังมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน (PUFA) ในปริมาณสูง ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 1.5 ถึง 2% ของปริมาณไขมันทั้งหมด 5 ถึง 6% PUFA เหล่านี้มีกรด γ-ไลโนเลนิก (GLA) ซึ่งเป็นกรดไขมันโอเมก้า 6 ที่จําเป็น สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเพิ่มเติมของ Arthrospira ได้แก่ วิตามิน แร่ธาตุ และเม็ดสีสังเคราะห์แสง
หมายเหตุ: ในทางวิทยาศาสตร์ สาหร่ายสไปรูลิน่า platensis (S. platensis) และสาหร่ายสไปรูลิน่า แม็กมา (S. maxima) ถูกเรียกว่า Arthrospira platensis (A. platensis) และ Arthrospira maxima (A. maxima) อย่างถูกต้อง ทั้งสองสายพันธุ์เคยถูกจัดอยู่ในสกุล Spirulina และเป็นที่รู้จักกันทั่วไปภายใต้ชื่อสาหร่ายสไปรูลิน่าจนถึงทุกวันนี้ แม้ว่าการแนะนําสองสกุลของ Arthrospira และ Spirulina จะได้รับการยอมรับโดยทั่วไป แต่คําว่าสาหร่ายสไปรูลิน่ามักใช้เป็นคําศัพท์ร่ม
การสกัดสาหร่ายสไปรูลิน่าอัลตราโซนิก
เครื่องรบกวนเซลล์อัลตราโซนิก (เรียกอีกอย่างว่าเครื่องสกัดอัลตราโซนิก) เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการเปิดเซลล์เพื่อปล่อยวัสดุภายในเซลล์ เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์ที่รุนแรงถูกจับคู่กับของเหลวปรากฏการณ์ของโพรงอากาศอะคูสติกจะเกิดขึ้น แรงโพรงอากาศจะทําลายผนังเซลล์และเพิ่มการถ่ายเทมวลเพื่อให้สารประกอบเป้าหมายที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพถูกขนส่งจากเซลล์เข้าสู่ของเหลว
การสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์: ส่วนตามขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์ (TS) แสดงกลไกการออกฤทธิ์ระหว่างการสกัดอัลตราโซนิกจากเซลล์ (กําลังขยาย 2000x) [แหล่งข้อมูล: Vilkhu et al. 2011]
ข้อดีของการสกัดอัลตราโซนิก
- ผลผลิตสูง
- คุณภาพสารสกัดที่เหนือกว่า
- การสกัดอย่างรวดเร็ว
- กระบวนการที่ไม่รุนแรงและไม่ระบายความร้อน
- ตัวทําละลายต่างๆ
- ปลอดภัย
- ใช้งานง่าย
- การขยายขนาดเชิงเส้น
- การบํารุงรักษาต่ํา
- ROI ที่รวดเร็ว
โปรโตคอลการสกัด
Prabuthas et al. (2011) ได้พัฒนาโปรโตคอลการสกัดต่อไปนี้เพื่อให้ได้สารสกัดจากไฟโคไซยานินคุณภาพสูง: การสกัดจากไฟโคไซยานินได้รับการประเมินในแง่ของความเข้มข้นของไฟโคไซยานินโดยใช้น้ํากลั่นและสารละลาย CaCl2 1% สาหร่ายสไปรูลิน่าทะเลถูกนํามาใช้ในรูปแบบแห้งเนื่องจากแบคทีเรียใช้ชีวมวลเปียกทันทีและเริ่มย่อยสลายเนื่องจากองค์ประกอบทางโภชนาการ ดังนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ขอแนะนําให้ใช้ชีวมวลสาหร่ายแห้ง การสกัดดําเนินการโดยการผสมชีวมวลแห้ง 0.1 กรัมกับปริมาณตัวทําละลาย sonication ใช้เวลาและแอมพลิจูดตามการออกแบบการทดลอง สารแขวนลอยของตัวอย่างถูกโซนิกโดยใช้เครื่องรบกวนเซลล์อัลตราโซนิก UP50H ของ Hielscher ตามด้วยการหมุนเหวี่ยงเป็นเวลา 15 นาทีที่ 13500 รอบต่อนาทีโดยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงแช่เย็น ปริมาณไฟโคไซยานินและโปรตีนระหว่างการสกัดด้วยตัวทําละลายที่แตกต่างกันคือแคลเซียมคลอไรด์และน้ํากลั่นที่ตรวจสอบ
ปริมาณสูงสุดของไฟโคไซยานิน 0.3116 มก./มล. ได้รับในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ตามด้วย 0.299 มก./มล. ในน้ํากลั่น ปริมาณโปรตีนสูงสุด 63.63% ได้ในตัวทําละลายน้ํากลั่นและ 54.69% ในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ ดังนั้นสารละลาย CaCl2 จึงพบว่าเป็นตัวทําละลายที่ดีที่สุดสําหรับการสกัดไฟโคไซยานินด้วยความช่วยเหลืออัลตราซาวนด์
เครื่องสกัดอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการสกัดสาหร่ายสไปรูลิน่า
Hielscher เป็นพันธมิตรที่มีประสบการณ์ระยะยาวของคุณเมื่อพูดถึงการสกัดอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืชและชีวมวลไฟโต เครื่องสกัดอัลตราโซนิกทั้งหมดสามารถทํางานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันและเหมาะสําหรับการผลิตสารสกัดจากอาหารในเชิงพาณิชย์ กลุ่มผลิตภัณฑ์ของเราครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบตั้งแต่เครื่องรบกวนทางชีวภาพแบบมือถือขนาดเล็กไปจนถึงเครื่องอัลตราโซนิกนําร่องและระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรม อุปกรณ์เสริมต่างๆ เช่น sonotrodes และเครื่องปฏิกรณ์เซลล์การไหลต่างๆ ช่วยให้สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของกระบวนการของคุณได้อย่างเหมาะสมที่สุด โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิก Hielscher ทั้งหมดมีความทนทานใช้งานง่ายและออกแบบมาเพื่อความเป็นมิตรกับผู้ใช้ เครื่องอัลตราโซนิกที่ควบคุมด้วยดิจิตอลของเรามาพร้อมกับการ์ด SD ในตัวสําหรับโปรโตคอลอัตโนมัติของข้อมูล sonication
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | ยูไอพี 4000 |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
- ประสบการณ์ระยะยาวในการ sonication
- คุณภาพสูง
- กําลังกาย
- การดําเนินงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
- ป้องกัน dry-run
- ความสามารถในการปรับขนาดเชิงเส้น
- การบริการลูกค้าที่ยอดเยี่ยม
- การบํารุงรักษาต่ํา
- การอบรม & บริการติดตั้ง
- ศูนย์เทคนิค
- การพัฒนากระบวนการ
- อุปกรณ์อัลตราโซนิกที่กําหนดเอง
พนักงานที่ผ่านการฝึกอบรมมาเป็นอย่างดีของเรารับประกันการบริการลูกค้าที่สูงและให้คําปรึกษาอย่างมืออาชีพ
ติดต่อเราวันนี้! เรายินดีที่จะแนะนําเครื่องสกัดอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสําหรับการใช้งานของคุณ
เครื่องสกัดอัลตราโซนิกกําลังสูงจากห้องปฏิบัติการไปจนถึงระดับนําร่องและอุตสาหกรรม
วรรณกรรม/อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
สาหร่ายสไปรูลิน่า
สาหร่ายสไปรูลิน่าเป็นไซยาโนแบคทีเรียชนิดหนึ่ง (หรือที่เรียกว่าไซยาโนไฟตา) ซึ่งเป็นไฟลัมของแบคทีเรียที่ได้รับพลังงานจากการสังเคราะห์แสง พวกมันเป็นโปรคาริโอตสังเคราะห์แสงเพียงชนิดเดียวที่สามารถผลิตออกซิเจนได้ ชื่อไซยาโนแบคทีเรียมาจากสีของแบคทีเรีย (กรีก: κυανός, translit. kyanós, lit. blue) เนื่องจากสีของพวกมันจึงเรียกอีกอย่างว่าสาหร่ายสีเขียวแกมน้ําเงิน แม้ว่าคําว่าสาหร่ายในการใช้งานสมัยใหม่จะจํากัดเฉพาะยูคาริโอต สาหร่ายสไปรูลิน่า platensis (S. platensis) เป็นไซยาโนแบคทีเรียมโปรคาริโอตหลายเส้นใยซึ่งสามารถปลูกเป็นพืชเชิงเดี่ยวในบ่อเปิดหรือเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบปิดได้อย่างง่ายดาย C-phycocyanin (C-PC) เป็น phycobiliprotein ที่สําคัญในสาหร่ายสไปรูลินา
สารสกัดจากสาหร่ายสไปรูลิน่า
สาหร่ายสไปรูลิน่าเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารยอดนิยมที่ได้จากชีวมวลของไซยาโนแบคทีเรียในทะเล (สาหร่ายสีเขียวแกมน้ําเงิน) สาหร่ายสไปรูลิน่าสองสายพันธุ์ที่ใช้ในการเตรียมโปรตีนมังสวิรัติและอาหารเสริมเม็ดสีคือ Arthrospira platensis และ Arthrospira maxima สารสกัดที่ปล่อยออกมาจากสาหร่ายขนาดเล็กเหล่านี้อุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระกรดอะมิโนและวิตามิน ดังนั้นผงสารสกัดสีน้ําเงินจึงถูกเติมลงในน้ําผลไม้ สมูทตี้ เชค และเครื่องดื่ม และทําให้มีสีน้ําเงินเข้มที่สวยงาม อีกวิธีหนึ่งคือสารสกัดจากสาหร่ายสไปรูลิน่าสามารถบริโภคในรูปแบบเม็ดได้
Phycocyanin allophycocyanin และ phycoerythrin เป็นเม็ดสี-โปรตีนเชิงซ้อนจากตระกูล phycobiliprotein ที่เก็บเกี่ยวแสง ซึ่งเป็นที่รู้จักจากสีฟ้าอ่อนเข้ม ไฟโคไซยานินเป็นเม็ดสีเสริมของคลอโรฟิลล์ เนื่องจากไฟโคบิลิโปรตีนทั้งหมดละลายน้ําได้ จึงไม่มีอยู่ภายในเยื่อหุ้ม แต่ไฟโคบิลิโปรตีนจะถูกผูกเป็นมวลรวม (ที่เรียกว่าไฟโคบิลิโซม) กับเยื่อหุ้มเซลล์
การสกัดอัลตราโซนิกและการหยุดชะงักของเซลล์
Ultrasound-Assisted Extraction (UAE) ใช้เพื่อปลดปล่อยและแยกสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากวัสดุไฟโตและเนื้อเยื่อ
สําหรับกระบวนการสกัดอัลตราโซนิกคลื่นอัลตราซาวนด์ที่เข้มข้นจะถูกจับคู่เข้ากับตัวกลางที่คลื่นจะเกิดการบีบอัดและการขยายตัวสลับกัน ในระหว่างรอบการบีบอัด / การขยายตัว ฟองอากาศสูญญากาศจะถูกสร้างขึ้นซึ่งเติบโตในหลายรอบจนกว่าจะไม่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นจนระเบิดอย่างรุนแรง การระเบิดของฟองอากาศทําให้เกิดสภาวะที่มีพลังงานสูงโดยมีอุณหภูมิที่เกิดขึ้นในท้องถิ่นสูงถึง 5000K ความแตกต่างของแรงดัน 1000atm อัตราการทําความร้อนและความเย็นที่สูงกว่า 1010 K/s ตลอดจนไอพ่นของเหลวที่มีความเร็ว 280m/s ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าโพรงอากาศอะคูสติก
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับโพรงอากาศทางเสียงและแรงเฉือนอุทกพลศาสตร์