Besin Takviyeleri için Ultrasonik Yosun Ekstraksiyonu

Ultrasonik ekstraksiyon, yosun hücrelerini etkili ve hızlı bir şekilde bozmak için üstün bir yöntemdir. Sonikasyon, ultrasonik tekniği oldukça verimli hale getiren biyoaktif bileşiklerin tam miktarını serbest bırakabilir.

Ultrasonik ile Alglerden Proteinler, Lipitler ve Fenolikler Nasıl Çıkarılır

Alg ve mikroalg türleri, proteinler, lipitler, karotenoidler, pigmentler (örneğin fikosiyaninler, astaksantin vb.), fenolikler ve polisakkaritler (örneğin İrlanda yosunları) gibi biyolojik olarak aktif bileşikler açısından zengindir. Bu, onları gıdalar ve diyet takviyeleri için özler üretmek için yaygın olarak kullanılan doğal bir malzeme haline getirir. Besin takviyeleri için yaygın olarak kullanılan alg türleri Arthrospira maxima ve (spirulina olarak da bilinir), Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis ve Ulva spp.'dir. Alglerin yüksek kaliteli proteinler, lipitler, uzun zincirli PUFA'lar (yani omega-3), polisakkaritler (örneğin aljinat, İrlanda yosunu, β-glukanlar), vitaminler ve antioksidanlar için iyi bir kaynak olduğu bilinmektedir.
Spirulina, proteinler gibi yüksek değerli biyoaktif bileşikler açısından zengin, yaygın olarak kullanılan bir alg türüdür (% 50-70 kuru ağırlıklı). Spirulina, FDA (Amerika Birleşik Devletleri Gıda İlaç İdaresi) tarafından GRAS (Genel Olarak Güvenli Olarak Tanınan) olarak onaylandığından, spirulina ve spirulina özleri ticarileştirilmiş gıdalarda veya gıda takviyesi olarak kullanılabilir.

Ultrasonik Yosun Ekstraksiyonunun Avantajları

Ultrasonik ekstraksiyon, yüksek verim, güvenilirlik, güvenlik, basitlik ve çevre dostu olma gibi çeşitli noktalarda alternatif ekstraksiyon yöntemlerini mükemmelleştirir.

Tam Ekstraksiyon Verimi

Yüksek performanslı ultrasonicators alg hücrelerini kırar ve hücre içi materyalin serbest bırakılması için onları bozar. Ultrasonik ekstraksiyon, böylece fikobiliproteinler, karotenoidler ve lipitler ve fenolikler gibi biyoaktif bileşiklerin tam spektrumunu serbest bırakır.
Fikobiliproteinler, kloro-fikosiyaninler, allofikosiyaninler ve fikoeritrinler olmak üzere üç ana gruba ayrılabilir. C-Phycocyanin, gıda ve farmasötik ürünlerde yaygın olarak kullanılan doğal mavi bir pigmenttir. Ultrasonik ekstraksiyon, proteinlerin tüm spektrumunu serbest bırakır.

Yüksek Ekstraksiyon Verimliliği

Duangsee ve ark. (2009), Arthospira biyokütlesinden biyoaktif bileşiklerin iki farklı ekstraksiyon yöntemini (ultrasonik destekli çözücü ekstraksiyonu ve tekrarlanan dondurma ve çözdürme yoluyla ekstraksiyon) test etti ve ultrasonik çözücü ekstraksiyonunun, dondurma ve çözülmeden (% 15.6) daha yüksek bir ekstraksiyon verimliliği (% 22.1) ile sonuçlandığını buldu. Sonikasyon ile tekrarlanan donma ve çözülme arasındaki hücre yırtılması karşılaştırması, sonikasyonun daha etkili olduğunu gösterir. Ultrasonik kavitasyon, alg hücrelerini hızlı ve etkili bir şekilde bozar, bu da tekrarlanan dondurma ve çözme ile tedavi edilen spirulina hücrelerine kıyasla daha yüksek bir hücre bozulmasına neden olur.
Sonikasyon, tekrarlanan donma ve çözülme ile karşılaştırıldığında hücre zarfını kırmada daha etkiliydi. Fikosiyanin'in ekstraksiyon verimi, işlem sıcaklığının ekstraksiyon verimliliğini etkilediğini gösterdi.

Hızlı ekstraksiyon işlemi

Yüksek performanslı ultrasonik sistemler, alg süspansiyonuna yüksek genlikler aracılığıyla yüksek ultrason gücü uygulayabilir. Bu, ultrasonik ekstraksiyonu çok hızlı bir işleme yöntemi haline getirir.

Sıcaklık kontrolü

Ultrasonication termal olmayan, tamamen mekanik bir ekstraksiyon tekniğidir. Ekstraksiyon sıcaklığı, dijital Hielscher ultrasonicator'a bağlı olan takılabilir bir sıcaklık sensörü kullanılarak hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Hielscher'ın dijital ultrasonicators yazılımı, sıcaklık limitlerini ayarlamanıza izin verir, böylece ultrasonik homojenizatör sıcaklık limitine ulaşıldığında duraklar. Hassas sıcaklık kontrolü, fikobiliproteinler, vitaminler, polifenoller, polisakkaritler, lipitler ve diğer biyoaktif bileşikler gibi ısıya duyarlı malzemelerin termal bozulmasını önlemeye izin verir.

Çeşitli Solventlerle Uyumlu

Ultrasonication hemen hemen her çözücü ile uyumludur. Ultrasonik ekstraksiyon, su veya etanol gibi yeşil çözücülerle birlikte temiz ekstraktlar üretir. Bu ultrasonik ekstraktlar, ekstraksiyon çözücüleri etanol ve su GRAS (Genel Olarak Güvenli Olarak Tanınan) durumuna sahip olduğundan gıdalara güvenli bir şekilde dahil edilebilir.

Tekrarlanabilirlik ve Proses Standardizasyonu

Hielscher'ın dijital ultrasonicators, ideal ekstraksiyon parametreleri için akıllı bir yazılım ve ayrıntılı bir çeşitli ayarlarla birlikte gelir. Yazılım, tüm ultrasonik işlem parametrelerini (örneğin, genlik, net güç, toplam güç, sıcaklık, basınç, saat, tarih) protokol eder ve sonikasyon verilerini dahili SD karttaki bir CSV dosyasına yazar. Bu, ekstraksiyon işleminizi standartlaştırmanıza ve sonikasyon ve kalite çıktısını yakından izlemenize olanak tanır. Bu özellikler, ekstraktlar takviyeler, gıda veya farmasötik ürünler için üretilirken son derece önemli olan İyi Üretim Uygulamaları (GMP) ve proses standartlaştırma gerekliliklerini yerine getirmenize yardımcı olur.

Ultrasonik Phycocyanin Ekstraksiyon Protokolü

Mazumder ve ark. (2017), Arthospira platensis'ten fikosiyanin ve fenoliklerin ultrasonik ekstraksiyonu için optimum işleme parametrelerini araştırdı. Fikosiyanin (29.9 mg / g) ve toplam fenoliklerin (2.4 mg / g) maksimum verimi,% 40 etanol konsantrasyonunda, 34.9 °C ekstraksiyon sıcaklığında, ultrasonicator UP50H (50 watt, 30kHz) kullanılarak elde edildi.

Vernès ve ark. (2019), spirulinadan proteinleri çıkarmak için bir UIP1000hdT (1000W, 20kHz) ultrasonicator kullandı. Ultrasonicator, bir BS2d34 sonotrot ve bir ultrasonik akış reaktörü ile donatılmıştır (akış hücresi ve Seepex pompası ile tam ultrasonik ekstraksiyon kurulumu için aşağıdaki resme bakın).

UIP1000hdT – Manotermosonikasyon (MTS) kurulumu ve laboratuvar ölçeğinde spirulinadan protein ekstraksiyonu
Kaynak: Vernes ve ark. 2019

Araştırma sonuçları, protein verimine göre optimize edilmiş ultrasonik ekstraksiyon koşullarının biraz yüksek sıcaklık ve basınç (manotermosonication MTS olarak adlandırılır) içerdiğini göstermektedir. MTS, kütle transferini teşvik eder ve ultrason olmadan konvansiyonel prosese göre (8,63 ± 1,15 g/100 g kuru ağırlık) "9 daha fazla protein (1,15 g/100 g kuru ağırlık) elde edilmesini sağlar (8,63 ± 1,15 g/100 g kuru ağırlık).
Ekstraktta 100 g kuru spirulina biyokütlesi başına elde edilen 28.42 g protein ile, sürekli bir sonikasyon işleminde sadece 6 dakikada% 50'lik bir protein geri kazanım oranı elde edildi. Mikroskobik görüntüleme, akustik kavitasyonun spirulina filamentlerini fragmantasyon, sonoporasyon, detekstürasyon gibi farklı mekanizmalarla etkilediğini ortaya koymaktadır. Bu çeşitli etkiler, spirulina biyoaktif bileşiklerinin ekstraksiyonunu, salınmasını ve çözünmesini daha kolay ve daha etkili hale getirir, bu da yüksek kalitede yüksek protein verimi ile sonuçlanır.
Ultrasonik olarak ekstrakte edilen proteinlerin kalitesi ile ilgili olarak, amino asitler ultrason tedavisi ile bozulmamıştır, ancak geleneksel ekstraksiyon ile karşılaştırıldığında sonikasyon durumunda daha büyük miktarda bulunurlar.
Yüksek basınç ve sıcaklık olmadan manotermosonikasyon ve ultrasonik ekstraksiyon karşılaştırıldığında, ekstraksiyon verimi ve verimliliğindeki fark sadece minimumdur. Bu nedenle, tek başına ultrason, spirulina proteinleri açısından zengin yüksek kaliteli bir ekstrakt üretmek için en ekonomik ve en kolay teknik olarak kabul edilir. Ultrasonik ekstraksiyon, laboratuvar ölçeğinde spirulinadan protein ekstraksiyonu için uygun, pilot ve endüstriyel ölçeğe kolayca ölçeklendirilebilen yeşil, çevre dostu bir ekstraksiyon tekniğidir. (bkz. Vernès ve ark. 2019)

Yüksek Performanslı Ultrasonik Aspiratörler

Küçük ölçekte elde edilen tüm ekstraksiyon sonuçları, daha büyük üretim kapasitelerine doğrusal olarak ölçeklendirilebilir. Hielscher Ultrasonics, laboratuvardan endüstriyel ekstraksiyon sistemlerine kadar geniş ürün portföyü, öngörülen işlem kapasiteniz için en uygun ultrasonikatöre sahiptir. Uzun süreli deneyimli personelimiz, fizibilite testlerinden ve proses optimizasyonundan ultrasonik sisteminizin nihai üretim seviyesine kurulumuna kadar size yardımcı olacaktır.

Hielscher Ultrasonics – Gelişmiş Ekstraksiyon Ekipmanları

Hielscher Ultrasonik ürün portföyü, küçükten büyüğe kadar yüksek performanslı ultrasonik çıkarıcıların tamamını kapsar. Ek aksesuarlar, prosesiniz için en uygun ultrasonik cihaz konfigürasyonunun kolay montajını sağlar. Optimum ultrasonik kurulum, öngörülen kapasiteye, hacme, hammaddeye, toplu veya satır içi işleme ve zaman çizelgesine bağlıdır. Hielscher'ın ultrasonik ekipmanının sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir. Ultrasonik ekstraksiyon işlemlerinin doğrusal ölçeklenebilirliği, üretimde basit ve güvenilir bir artışa izin verir. Ultrasonik ekstraksiyon işlemlerinin doğrusal ölçeklendirilmesi hakkında daha fazla bilgi edinin!

Aşağıdakiler gibi çeşitli aksesuarlar arasından seçim yapın:

• çeşitli boyut, çap ve şekillerde sonotrodlar
• 200μm ve daha yüksek genlik için sonotrodlar
• Çeşitli hacim ve geometrilere sahip akış hücreli reaktörler
• Kazançları artırmak veya azaltmak için çok sayıda yükseltici korna
• ultrasonik çıkarıcı, tank, karıştırıcı ve pompa içeren SonoStation gibi komple sonikasyon kurulumları
• Tak-çıkar Sıcaklık Sensörleri
• Tak-çıkar basınç sensörleri

İyi eğitimli, uzun deneyimli personelimiz size danışacak ve ekstraksiyon işlemi gereksinimleriniz için size en uygun ultrasonik sistemi önerecektir!

Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir: