Daha Yüksek Verim için Ultrasonik Astaksantin Ekstraksiyonu
- Astaksantin, farmasötiklerde ve besin takviyelerinde kullanılan oldukça güçlü bir antioksidandır.
- Alg gibi doğal kaynaklardan yüksek kaliteli astaksantin üretmek için yüksek performanslı bir ekstraksiyon tekniği gereklidir.
- Ultrasonik ekstraksiyon, çok kısa bir ekstraksiyon süresinde yüksek astaksantin verimi veren mekanik bir işlemdir.
Yüksek Kaliteli Astaksantin Ekstraktları için Yüksek Performanslı Sonikatörler
Ultrasonik ekstraksiyon, mikroalgler, kril veya kabuklular gibi doğal kaynaklardan astaksantini çıkarmak için yoğun ultrason dalgaları kullanan yüksek performanslı bir ekstraksiyon tekniğidir. Astaksantin, güçlü antioksidan özellikleri ve çeşitli sağlık yararları ile bilinen, doğal olarak oluşan bir karotenoid pigmenttir. Genellikle bir diyet takviyesi ve gıda boyası maddesi olarak kullanılır. Sonikasyonun astaksantin ekstraksiyon sürecinizi iyileştirmeye nasıl yardımcı olduğunu öğrenin!
Yüksek güçlü ultrason kullanarak gelişmiş astaksantin ekstraksiyonu için MultiSonoReactor
Astaksantinin Mikroalglerden Ultrasonik Ekstraksiyonu
Astaksantin İnsanlar ve hayvanlar tarafından sağlık yararları için tüketilen diyet takviyeleri için astaksantin, deniz ürünlerinden elde edilir veya H. plulialis alglerinden ekstrakte edilir. Haematococcus pluvialis, yüksek tuzluluk, nitrojen eksikliği, yüksek sıcaklık ve ışık gibi stres koşulları uygulandığında yüksek astaksantin içeriği üreten yeşil bir mikroalgdir. Alg hücresi başına 9,2 mg/g'a kadar astaksantin ile (= H. pluvialis'in kuru ağırlığının %3,8'ine kadar), Haematococcus pluvialis çok yüksek miktarda doğal astaksantin biriktirir ve bu nedenle astaksantin üretimi için tercih edilen organizmadır.
Astaksantinin yeşil mikroalglerden salınması için alg hücrelerinin parçalanması gerekir. Ultrasonikasyon, hücre bozulması, lipitler, antioksidanlar, polifenoller ve doğal pigmentler gibi biyoaktif bileşiklerin lizisi ve izolasyonu amacıyla iyi kurulmuştur. Yüksek performanslı ultrasonikler, kesme kuvvetleri ile hücre duvarlarını bozan ve astaksantin gibi biyoaktif maddelerin salınmasına neden olan tamamen mekanik kuvvetler oluşturur.
Astaksantin'in Mayadan Ultrasonik Ekstraksiyonu
Phaffia rhodozyma, astaksantin açısından zengin bir mayadır. Bununla birlikte, esas olarak glukandan oluşan ve hücre sertliğinden sorumlu olan P. rhodozyma'nın kalın hücre duvarı, hücre bozulmasını ve astaksantin izolasyonunu zorlu bir görev haline getirir. Araştırmacılar (Gogate ve ark. 2015), laktik asit ile kombinasyon halinde ultrasonik ekstraksiyonun hücre bozulmasını yoğunlaştırdığını ve astaksantinin P. rhodozyma'dan ekstraksiyonunu daha yeşil, çevre dostu bir süreç haline getirdiğini buldular. Bozulma ortamı olarak laktik asit ve ekstraksiyon için çözücü olarak etanol kullandılar. Maksimum astaksantin verimi (�), 3 M laktik asit kullanımına dayalı ultrason destekli ekstraksiyon yaklaşımı için elde edildi, bozulma süresi 15 dk. UIP4000hd (4kW, soldaki resme bakın) gibi güçlü ultrasonik çıkarıcılar, basınçlandırılabilir bir akış reaktörü ile birlikte çok yoğun kavitasyon oluşumunu sağlar. Kavitasyonel kesme kuvvetleri, maya hücre duvarlarını bozar ve hücre içi ile çözücü arasındaki kütle transferini teşvik eder.
- Üstün verim
- Yüksek hızlı ekstraksiyon – dakikalar içinde
- Yüksek kaliteli özler – Hafif, termal olmayan
- Yeşil çözücüler (örn. su/etanol)
- Maliyet
- Kolay ve güvenli kullanım
- Düşük yatırım ve işletme maliyetleri
- Ağır hizmet koşullarında 7/24 çalışma
- Yeşil, çevre dostu yöntem
Ultrasonik Astaksantin Ekstraksiyonu – Toplu veya Sürekli Akış Modunda
Astaksantin lipofilik bir bileşiktir ve çözücülerde (örneğin etil asetat içinde H.0 etanol) ve yağlarda (örneğin soya fasulyesi yağı) çözülebilir.
Toplu iş: Ultrasonik ekstraksiyon işlemleri, ortamın sürekli olarak bir ultrasonik akış reaktöründen beslendiği basit toplu işlemler veya hat içi işlem olarak çalıştırılabilir.
Toplu işleme, ekstraksiyonun parti parti gerçekleştirildiği kolay bir prosedürdür. Hielscher Ultrasonics, küçük ve büyük partiler için, yani 1L ila 120L için ultrasonik işlemciler sunar.
5 ila 10L'lik partileri işlemek için şunları öneririz: UP400St sonotrot S24d22L2D ile (soldaki resme bakın).
Yaklaşık 120 L'lik partileri işlemek için şunları öneririz: Sonikatör UIP2000hdT Sonotrot RS4d40L4 ile.
Akış: Daha büyük hacimler ve tam ölçekli ticari ekstraksiyon için, sürekli bir sıvı akışı, çözücü / botanik bulamacın yoğun bir şekilde sonikleştirildiği ultrasonik bir reaktörden beslenir.
Yaklaşık 8L/dk'lık bir hacim için şunları öneririz: UIP4000hdT Sonotrot RS4d40L3 ve basınçlandırılabilir akış hücreli FC130L4-3G0 ile
UIP2000hdT Büyük ölçekli toplu ekstraksiyon için (2kW)
Ekstraksiyon için Yüksek Performanslı Ultrasonikatörler
Hielscher Ultrasonics, bitkilerden, mayalardan ve hücrelerden yüksek kaliteli özlerin üretimi için yüksek performanslı sonikatörler üretiminde uzmanlaşmıştır. Hielscher Ultrasonics'in geniş ürün portföyü, astaksantin, quercetin, kafein, kurkumin, terpenler vb. gibi biyoaktif bileşenlerin verimli bir şekilde ekstraksiyonu ve izolasyonu için yüksek yoğunluklu ultrason sağlayan küçük, güçlü laboratuvar ultrasonicators'tan sağlam tezgah üstü ve tamamen endüstriyel sistemlere kadar uzanır. 200W'dan 16.000W'a kadar olan tüm dijital sonikatörler, programlanabilir ayarlara sahip sezgisel bir menüye, rahat kullanım için renkli bir dokunmatik ekrana, otomatik veri kaydı için entegre bir SD karta, tarayıcı uzaktan kumandasına ve daha birçok kullanıcı dostu özelliğe sahiptir. Sonotrodlar ve akış hücreleri (ortamla temas halinde olan parçalar) otoklavlanabilir ve temizlenmesi kolaydır. Tüm ultrasonicator'larımız 7/24 çalışma için üretilmiştir, düşük bakım gerektirir ve kullanımı kolay ve güvenlidir.
Dijital renkli ekran, ultrasonik ekipmanın kullanıcı dostu bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. Sistemlerimiz düşükten çok yüksek genliklere kadar teslimat yapabilir. Astaksantin gibi kimyasal bileşiklerin ekstraksiyonu için, yüksek kaliteli aktif maddelerin hassas izolasyonu için optimize edilmiş özel ultrasonik sonotrodlar (ultrasonik problar veya boynuzlar olarak da bilinir) sunuyoruz. Hielscher, çok sağlam maya hücrelerini bile bozan aşırı kavitasyonel kesme kuvvetleri üretebilen basınçlandırılabilir akış hücreleri ile birlikte yüksek genlikler için özel sonotrodlar sunar. Hielscher ultrasonik ekipmanın sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Ultrasonik proses parametrelerinin hassas kontrolü, tekrarlanabilirlik ve proses standardizasyonu sağlar. Hielscher endüstriyel ölçekli, otomatik ultrasonik ekstraksiyon sistemleri, üstün kaliteli ekstraktların yüksek üretim kapasiteleri için tasarlanmıştır, aynı zamanda işçiliği, maliyeti ve enerjiyi azaltır.
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sor!
Literatür/Referanslar
- 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.
Bilmeye Değer Gerçekler
Sono ekstraksiyonu
Ultrasonik ekstraksiyon veya sono-ekstraksiyon, akustik kavitasyon prensibine dayanır.
Sıvı sistemlere yoğun ultrason dalgaları uygulandığında, vakum kabarcıklarının oluşması, büyümesi ve nihayetinde çökmesi olgusu olan akustik kavitasyon meydana gelir (aşağıdaki resme bakın). Ultrason dalgalarının yayılması sırasında, vakum kabarcıkları salınır ve daha fazla enerji ememeyecekleri bir noktaya ulaşana kadar büyür. Kabarcık büyümesinin zirvesinde şiddetli bir şekilde çökerler, bu da yerel olarak termal, mekanik ve kimyasal etkilere neden olur. Mekanik etkiler arasında 1000atm'ye kadar yüksek basınçlar, türbülanslar ve yoğun kesme kuvvetleri bulunur. Bu kuvvetler hücre duvarlarını bozar ve hücre içi ile çözücü arasındaki kütle transferini teşvik ederek biyoaktif bileşikleri çevredeki sıvıya (yani çözücü) salgılar.
Yüksek yoğunluklu, düşük frekanslı ultrason tarafından üretilen akustik kavitasyon, hücre bozulması, yoğun karıştırma ve kütle transferi için gerekli etkiyi sağlayan yoğun kesme kuvvetleri ve yerel olarak meydana gelen yüksek basınç ve sıcaklık farkları oluşturur. Bu ultrasonik kesme kuvvetleri, esrar ekstraksiyonu için başarıyla uygulanmaktadır.
Botaniklerden ve hücre dokusundan bileşiklerin ultrasonik ekstraksiyonu iyi araştırılmıştır. Yüksek yoğunluklu ultrasonik dalgaların uygulanması, ekstraksiyon işlemlerini önemli ölçüde teşvik eder. Süreç yoğunlaştırmanın yanı sıra – bu da daha yüksek verim ve daha kısa ekstraksiyon süresi ile sonuçlanır – Sonikasyon termal olmayan işlem olduğu için termal bozunma ve sıcaklığa duyarlı bileşenlerin kaybı önlenir. Ayrıca, ultrasonik ekstraksiyon düşük yatırım ve işletme maliyetlerine sahiptir, solventlerin kullanımını azaltır ve / veya daha yeşil solventlerin kullanımına izin verir, bu da onu ekonomik ve çevre dostu bir ekstraksiyon tekniği haline getirir. Konvansiyonel ekstraksiyon yöntemlerinden daha iyi performans gösteren ultrasonik destekli ekstraksiyon (BAE), ekonomik kazanımlara sahip biyoaktif bileşikler üretmek için gıda endüstrisinden benimsenmiştir.
Güçlü ultrason dalgaları biyolojik yapıların hücre matrisini bozar ve biyoaktif bileşikleri serbest bırakır. Bitki materyali ile çözücü arasındaki kütle transferi yoğunlaştırılır. Bu mekanizmalar nedeniyle, ultrasonik ekstraksiyon esrar ekstraksiyonu için oldukça verimlidir.
astaksantin
Astaksantin koyu kırmızı bir renkle ayırt edilir. Alglerde (örneğin Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), mayada (örneğin Phaffia rhodozyma), somon, alabalık, kril, karides ve kerevitte bulunan yağda çözünen bir pigmenttir. Astaksantin, antioksidatif gücü beta-karoten, lutein ve zeaksantin gibi diğer birçok karotenoidden on ila yirmi kat daha güçlü ve alfa-tokoferolden (E vitamini) yüz kat daha güçlü olduğu için bir süper antioksidan olarak kabul edilir.
Astaksantin (3,3'-dihidroksi-β, β-karoten-4,4'-dion) bir keto-karotenoiddir ve beş karbon öncüsü, izopentenil difosfat ve dimetilalil difosfattan oluşan terpenler (tetraterpenoid olarak) olarak bilinen daha büyük bir kimyasal bileşik sınıfına aittir. Astaksantin, zeaksantin ve kantaksantin gibi oksijen içeren bileşenlere, yani hidroksil (-OH) veya keton (C=O) içeren bir tür karotenoid bileşik olarak sınıflandırılır. Astaksantin, hem hidroksil hem de keton fonksiyonel grupları içeren bir zeaksantin ve/veya kantaksantin metabolitidir. Birçok karotenoid gibi, astaksantin de yağda çözünen bir pigmenttir ve kırmızı rengiyle ayırt edilir. Astaksantin dahil karotenoidler, antioksidatif kapasiteleri ile iyi bilinmektedir.
Astaksantin kırmızı bir pigmenttir ve doğal olarak yağmur suyu mikroalglerinden (Haematococcus pluvialis) ve Xanthophyllomyces dendrorhous (Phaffia rhodozyma olarak da bilinir) adı verilen mayadan kaynaklanır. Algler, Astaksantin oluşturmak için besin eksikliği, artan tuzluluk ve aşırı güneş ışığı gibi koşulların biri veya birkaçı yoluyla strese maruz kalır. Somon, kırmızı alabalık, kızıl çipura, flamingo, kabuklular (örneğin karides, kril, yengeç, ıstakoz, kerevit) gibi stresli tatlı su mikroalglerini tüketen türler, görünüşlerinde kırmızı-turuncu tonların pigmentasyonunu yansıtır.
Ek olarak, astaksantin, sağlığı geliştirici ve hastalıkları tedavi edici etkileri nedeniyle uygulanır. Astaksantin, cilt sağlığını iyileştirmek için uygulanan iyi bilinen bir nutrasötiktir (örn. kırışıklıkları, güneş yanığından kaynaklanan hasarları vb. azaltmak).
Ayrıca astaksantin, Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, kardiyovasküler rahatsızlıklar, yüksek kolesterol, karaciğer hastalıkları, yaşa bağlı makula dejenerasyonu ve kanseri önleme tedavisinde kullanımı nedeniyle giderek daha fazla ilgi görmektedir.
Hielscher Ultrasonics, yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretmektedir. laboratuvar Hedef endüstriyel boyut.