Ультразвук для поліпшення руйнування і вилучення клітин водоростей

Водорості, макро- і мікроальги, містять багато цінних сполук, які використовуються в якості харчових продуктів, харчових добавок або в якості паливної або паливної сировини. Для того, щоб випустити цільові речовини з клітини водоростей потрібна потужна і ефективна техніка порушення клітин. Ультразвукові екстрактори є високоефективними та надійними, коли мова йде про вилучення біологічно активних сполук з рослинних, водоростей та грибів. Доступні в лабораторії, на лаві підсудних і в промислових масштабах, ультразвукові екстрактори Hielscher встановлюються у виробництві екстрактів, отриманих з клітин, у виробництві харчових продуктів, фарми та біопалива.

Водорості як цінний ресурс для харчування і палива

Клітини водоростей є універсальним джерелом біологічно активних і багатих енергією сполук, таких як білки, вуглеводи, ліпіди та інші біоактивні речовини, а також алкани. Це робить водорості джерелом їжі і поживних сполук, а також для палива.
Мікроальги є цінним джерелом ліпідів, які використовуються для харчування і як сировина для біопалива (наприклад, біодизель). Штами морської фітопланктонної dicrateria, такі як Dicrateria rotunda, відомі як бензинові водорості, які можуть синтезувати серію насичених вуглеводнів (n-alkanes) з C10H22 до C38H78, які класифікуються як бензинові (C10–C15), дизельні масла (C16–C20) та мазути (C21–C38).
Завдяки своїй поживності водорості використовуються як «функціональні продукти» або «нутрацити». Важливими мікроелементами, витягнутими з водоростей, є каротиноїди астаксантин, фукоксантин і зеаксантин, фукоідан, ламінарі та інші глюкани серед численних інших біологічно активних речовин, що використовуються в якості харчових добавок і фармцевтичних препаратів. В якості харчових добавок використовуються каррагінан, альгінат та інші гідроколоїди. Ліпіди водоростей використовуються як веганські омега-3 джерела, а також використовуються як паливо або в якості сировини для виробництва біодизеля.

Ultrasonic extractor with stainless steel reactor for the sommerical extraction of lipids, proteins and bioactive compounds from algal specien such as microalgae, macroalgae, phytoplankton and seaweed.

Ультразвукова витяжка UIP2000hdT з реактором з нержавіючої сталі для комерційного вилучення ліпідів, білків і антиоксидантів з водоростей.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Водорості клітини порушення і вилучення за допомогою ультразвуку влади

Ультразвукові екстрактори або просто ультраакукатори використовуються для вилучення цінних сполук з невеликих зразків у лабораторії, а також для виробництва у великих комерційних масштабах.
Клітина водоростей захищена складними матрицями клітинних стінок, які складаються з ліпідів, целюлози, білків, глікопротеїнів, полісахаридів. Основа більшості клітинних стінок водоростей побудована з мікрофібрилярної мережі в гелевій білкової матриці; однак деякі мікроальги оснащені неорганічними жорсткими стінками, що складаються з опалунінових силікатів або карбонату кальцію. Для отримання біоактивних сполук з біомаси всеогалу необхідна ефективна методика порушення клітин. Крім технологічних факторів екстракції (тобто методу вилучення та обладнання), на ефективність руйнування та вилучення клітин водоростей також сильно впливають різні водорості-залежні фактори, такі як склад клітинної стінки, розташування бажаного біомолекула в мікрощелевих клітинах, стадія росту мікроалгів під час збирання врожаю.

Як працює ультразвукове порушення клітин водоростей та вилучення?

A variety of microscopic unicellular and colonial freshwater algae, which can be disrupted by ultrasonication in order to extract valuable bioactive compounds such as proteins, lipids, polysaccharides and antioxidants. Hielscher Ultrasonics manufactures high-performance ultrasonic extractors for commercial algae extraction.Коли ультразвукові хвилі високої інтенсивності з'єднуються через ультразвуковий зонд (також відомий як ультразвуковий ріг або сонотрод) в рідину або шлам, звукові хвилі проходять через рідину і створюють тим самим чергуються цикли високого тиску / низького тиску. Під час цих циклів високого тиску / низького тиску відбуваються хвилинні вакуумні бульбашки або порожнини. Кавітаційні бульбашки виникають, коли місцевий тиск падає під час циклів низького тиску досить далеко нижче насиченого тиску пари, значення, задане міцністю на розрив рідини при певній температурі. Які ростуть протягом декількох циклів. Коли ці вакуумні бульбашки досягають розміру, де вони не можуть поглинати більше енергії, бульбашка бурхливо в'яне під час циклу високого тиску. Імплозія кавітаційних бульбашок - це бурхливий, енергетично щільний процес, який генерує інтенсивні ударні хвилі, турбулентності та мікро-струмені в рідині. Додатково створюються локалізовані дуже високі тиски і дуже високі температури. Ці екстремальні умови легко здатні порушити стінки і мембрани клітин і ефективно, ефективно і швидко вивільнити внутрішньоклітинні сполуки. Внутрішньоклітинні сполуки, такі як білки, полісахариди, ліпіди, вітаміни, мінерали та антиоксиданти, можуть тим самим ефективно витягуватися за допомогою ультразвуку.

Ultrasonic extractor UP400ST for small to mide-size algae disruption and extraction

Ультраакукатор UP400St ідеально підходить для порушення і вилучення біологічно активних сполук з водоростей меншими партіями (приблизно 8-10л)

Ультразвукова кавітація для порушення клітин і вилучення

UP400St with stirrer for cell disintegration, disruption and extractionПри впливі інтенсивної ультразвукової енергії порушується стінка або мембрана будь-якого виду клітин (включаючи ботанічну, ссавців, саванну, грибкову, бактеріальну тощо), і клітина розривається на більш дрібні фрагменти механічними силами енергетично щільної ультразвукової кавітації. Коли клітинна стінка порушена, клітинні метаболіти, такі як білок, ліпід, нуклеїнова кислота і хлорофіл, виходять з матриці клітинної стінки, а також з клітинного інтер'єру і передаються в навколишнє середовище культури або розчинник.
Вищеохарактеристичний механізм ультразвукової / акустичної кавітації сильно порушує цілі клітини або газові та рідкі вакуолі в клітинах. Ультразвукова кавітація, вібрація, турбулентності та мікро-потокове передавання сприяють масовій передачі між інтер'єром клітини та навколишнім розчинником, так що біомолекули (тобто метаболіти) ефективні та швидко випускаються. Оскільки ультразвукова обробка - це чисто механічна обробка, яка не вимагає жорстких, токсичних та / або дорогих хімічних речовин.
Ультразвук високої інтенсивності створює екстремальні енергетично-щільні умови, що витримує високий тиск, температури та сили високого підстрибро. Ці фізичні сили сприяють зриву клітинних структур з метою вивільнення внутрішньоклітинних сполук в середовище. Тому низькочастотне УЗД в значній мірі використовується для вилучення біологічно активних речовин і палива з водоростей. У порівнянні зі звичайними методами екстракції, такими як екстракція розчинника, полірування бісеру або гомогенізація високого тиску, ультразвукова екстракція перевершує, випускаючи більшість біологічно активних сполук (таких як ліпіди, білки, полісахариди та мікроелементи) з сонопорованої та порушеної клітини. Застосовуючи правильні умови процесу, ультразвукова екстракція дає чудові виходи екстракції протягом дуже короткої тривалості процесу. Наприклад, високоентантні ультразвукові витяжки показують відмінні показники вилучення з водоростей, при використанні з відповідним розчинником. У кислому або лужному середовищі стінка всеоводних клітин пориста і зморшкувата, що призводить до збільшення врожайності при низькій температурі (нижче 60 ° C) за короткий час ультразвукової обробки (менше 3 годин). Коротка тривалість екстракції при м'яких температурах запобігає деградації фукоідану, так що виходить високо-біологічний полісахарид.
Ультразвукове дослідження також є методом перетворення високомолекулярного фукоідану в низькомолекулярний фукоідан, який значно більш біологічно активний завдяки своїй дебританованій структурі. Завдяки високій біоактивності та біодоступності, низькомолекулярний фукоідан є цікавим з'єднанням для фармацевтичних препаратів та систем доставки ліків.

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Приклади досліджень: Ультразвукова екстракція сполук водоростей

Широко вивчена ефективність ультразвукової екстракції та оптимізація параметрів ультразвукової екстракції. Нижче ви можете знайти зразкові результати для результатів вилучення за допомогою ультразвуку від різних видів водоростей.

Екстракція білка з Спіруліна за допомогою мано-термо-ультразвукової обробки

Дослідницька група професора Чемата (Університет Авіньйона) досліджувала вплив манотермозоніки (МТС) на вилучення білків (таких як фікоціанін) з сухих ціанобактерій артроспіра-октанобактерій (також відомих як спіруліна). Mano-Thermo-Sonication (МТС) - це застосування ультразвуку в поєднанні з підвищеним тиском і температурами з метою активізації процесу ультразвукового вилучення.
«Згідно з експериментальними результатами, МТС сприяв масовій передачі (високоефективна дифузія, Де) і дозволив отримати на 229% більше білків (28,42 ± 1,15 г/100 г DW), ніж звичайний процес без ультразвуку (8,63 ± 1,15 г/100 г DW). При 28,42 г білків на 100 г сухої спірулінової біомаси в екстракті було досягнуто швидкості відновлення білка 50% за 6 ефективних хвилин при безперервному процесі МТС. Мікроскопічні спостереження показали, що акустична кавітація впливала на спірулінові ниток різними механізмами, такими як фрагментація, сонопорація, детектурація. Ці різні явища полегшують вилучення, вивільнення та розчинування біологічно активних сполук спіруліна». [Vernès et al., 2019]

Ultrasonic extraction of spirulina protein from Arthrospira platensis cyanobacteria.

Оптичні мікроскопічні зображення цілих ниток шпіуруліни, що піддаються лікуванню МТС з плином часу. Шкала (рисунок А) = 50 мкм для всіх зображень.
фото та дослідження: ©Vernès та ін.

Ультразвукова екстракція фукоідану та глюкану з Цифра ламінарія

Дослідницька група TEAGASC доктора Тіварі досліджувала вилучення полісахаридів, тобто фукоідану, ламінарину та загальних глюканів, з макроальгей ламінарії digitata за допомогою ультраакукатор UIP500hdT. Вивчені параметри ультразвукової екстракції (ОАЕ) показали значний вплив на рівні фукозу, FRAP та DPPH. Рівні 1060,75 мг/100 г ds, 968,57 мг/100 г ds, 8,70 мкМ тролок/мг fde і 11,02% були отримані для ф'южн, загальної глюканів, FRAP і DPPH відповідно при оптимізованих умовах температури (76◦С), часу (10 хв) і ультразвукової амплітуди (100%) Описані умови ОАЕ були успішно застосовані до інших економічно актуальних коричневих макроальгей (L. hyperborea і A. nodosum) для отримання багатих полісахаридами екстрактів. Це дослідження демонструє придатність ОАЕ до посилення вилучення біологічно активних полісахаридів різних макрогальяжних видів.

Ультразвукова фітохімічна екстракція з Ф. вісікулос і P. каналікулата

Дослідницька група Гарсія-Вакеро порівняла різні нові методи екстракції, включаючи високоефективну ультразвукову екстракцію, ультразвукову екстракцію мікрохвильової печі, екстракцію мікрохвильової печі, гідротермальну екстракцію та екстракцію за допомогою високого тиску, щоб оцінити ефективність вилучення з коричневого мікроальго виду Fucus vesiculosus та Pelvetia canaliculata. Для ультразвуку вони використовували Hielscher UIP500hdT ультразвуковий екстрактор. Будь-який рівень екстракції показав, що ультразвукова екстракція досягла найвищих виходів більшості фітохімічних речовин з обох F. vesiculosus. Це означає, що найвищі врожаї сполук, витягнутих з F. vesiculosus за допомогою ультразвукова витяжка UIP500hdT були: загальний вміст фенольної (445,0 ± 4,6 мг жовчної кислоти еквіваленти / г), загальний вміст хлоротанніну (362,9 ± 3,7 мг флорозлуцинол еквівалентів / г), загальний вміст флавоноїдів (286,3 ± 7,8 мг кверцетинових еквівалентів/г) та загальний вміст таніну (189,1 ± 4,4 мг катехін еквівалентів/г).
У своєму дослідженні команда дійшла висновку, що використання ультразвукової екстракції "в поєднанні з 50% етанолічним розчином як екстракційним розчином може бути перспективною стратегією, спрямованою на вилучення TPC, TPhC, TFC і TTC, при цьому зменшуючи спільне вилучення небажаних вуглеводів як з F. vesiculosus, так і P. canaliculata, з перспективними застосуваннями при використанні цих сполук як фармацевтичних препаратів, нутрейтики та космецеутики». [Гарсія-Вакеро та ін., 2021]

Spirulina Protein Extraction using Hielscher ultrasonic extractors can be linearly sclaed from small to large production.

Масштабування мано-термо-ультразвукової обробки в Університеті Авіньйона за допомогою hielscher ультраакукаторів: з лабораторного обладнання UIP1000hdT (A) для пілотування обладнання масштабу UIP4000hdT (B, C & D). На малюнку D схематизована поперечний відділ ультразвукової клітини потоку 100К (футбольний клуб).
фото та дослідження: ©Vernès та ін.

Ultrasonic algae disruption and extraction in continuous in-line mode for the release lipids, proteins, polysaccharides and other bioactive substances.

Ультразвукова вбудована витяжка налаштування з проточних клітин: 2x UIP1000hdT ультраакукатори з реакторами проточних клітин для безперервного видобутку водоростей

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ultrasonic extractor for algae disruption in an open vessel

UIP1000hdT (1kW, 20kHz) ультразвуковий екстрактор з мішалки для порушення і вилучення водоростей, таких як Хлорелла, спіруліна, Наннохолопопсис, бройнові водорості, а також інші мікро- і макро-водорості.

Переваги ультразвукової екстракції водоростей

  • Висока ефективність видобутку
  • Покращені виходи екстракції
  • швидкий процес
  • Низькі температури
  • Підходить для вилучення термолабільних сполук
  • Сумісний з будь-яким розчинником
  • Низьке енергоспоживання
  • Техніка зеленого видобутку
  • Легка і безпечна робота
  • Низькі інвестиційні та операційні витрати
  • 24/7 операція під сильним боргом

Високоехиціентні ультразвукові витяжки для порушення водоростей

Найсучасніша ультразвукова техніка Hielscher дозволяє повністю контролювати параметри процесу, такі як амплітуда, температура, тиск та енергія.
Для ультразвукової екстракції, такі параметри, як розмір частинок сировини, тип розчинника, співвідношення твердих до розчинників та час вилучення, можуть бути різноманітними та оптимізованими для найкращих результатів.
Оскільки ультразвукова екстракція є нетехномічним методом вилучення, термічна деградація біологічно активних інгредієнтів, присутніх у сировині, таких як водорості, уникає.
В цілому, такі переваги, як висока врожайність, короткий час видобутку, низька температура вилучення, а також невелика кількість розчинника робить ультразвукову обробку вищим методом вилучення.

Ультразвукова екстракція: створена в лабораторії та промисловості

Ультразвукова екстракція широко застосовується для вилучення будь-якого виду біологічно активної сполуки з рослинних, водоростей, бактерій та клітин ссавців. Ультразвукова екстракція була створена як проста, економічно ефективна та високоефективна, що перевершує інші традиційні методи вилучення за більш високою врожайністю екстракції та коротшою тривалістю обробки.
З лабораторією, лавкою і повністю промисловими ультразвуковими системами легко доступні, ультразвукова екстракція в даний час є добре налагодженою і надійною технологією. Ультразвукові екстрактори Hielscher встановлюються по всьому світу на промислових переробних об'єктах, які виробляють біоактивні сполуки харчових продуктів і фармацевтичного класу.

Стандартизація процесу з Hielscher ультразвук

Екстракти, отримані з водоростей, які використовуються в харчових продуктах, фармацевтиці або косметиці, повинні вироблятися відповідно до хороших виробничих практик (GMP) і відповідно до стандартизованих специфікацій обробки. Цифрові системи екстракції Hielscher Ultrasonics оснащені інтелектуальним програмним забезпеченням, що дозволяє легко точно встановлювати та контролювати процес ультразвукової обробки. Автоматичний запис даних записує всі ультразвукові параметри процесу, такі як ультразвукова енергія (загальна та чиста енергія), амплітуда, температура, тиск (коли встановлені датчики темпу та тиску) з позначкою дати та часу на вбудованій SD-карті. Це дозволяє переглядати кожну ультразвуково оброблену багато. При цьому забезпечується відтворюваність і постійно висока якість продукції.

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсяг швидкість потоку Рекомендовані пристрої
Від 1 до 500мл Від 10 до 200мл / хв UP100H
Від 10 до 2000мл Від 20 до 400мл / хв UP200Ht, UP400St
0.1 до 20 л 0.2 до 4л / хв UIP2000hdT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л / хв UIP4000hdT
застосовується Від 10 до 100 л / хв UIP16000
застосовується більший кластер UIP16000

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, щоб запросити додаткову інформацію про ультразвукові процесори, програми та ціни. Ми будемо раді обговорити ваш процес з вами і запропонувати вам ультразвукову систему, що відповідає вашим вимогам!









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефотозні ультразвукові гомогенізатори для змішування застосувань, дисперсії, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних і промислових масштабах.

Література/довідники



Факти варті знати

Водорості: Макроальгі, Мікроалгі, Фітопланктон, Ціанобактерії, Водорості

Термін водорості є неформальним, використовується для великої і різноманітної групи фотосинтетичних еукаріотичних організмів. Водорості в основному вважаються протеистами, але іноді вони також класифікуються як вид рослинних (ботанічних) або хоромістів. Залежно від їх структури клітин, вони можуть бути диференційовані на макроальгі і мікроалгі, також відомі як фітопланктон. Макроальгі - це багатоклітинні організми, часто відомі як водорості. Клас макроальгей містить різні види макроскопічних, багатоклітинних, морських водоростей. Термін фітопланктон в основному використовується для мікроскопічних морських одноклітипних водоростей (мікроальгей), але він також може включати ціанобактерії. Фітопланктон — це широкий клас різних організмів, включаючи фотосинтезуючу бактерію, а також мікроалгі та бронепластику кокколітофори.
Оскільки водорості можуть бути одноклітиними або багатоклітиними з нитковими (струнно-подібними) або рослинними структурами, їх часто важко класифікувати.

Найбільш культивованими макроальгейськими (водоростями) видами є eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii, Gracilaria spp., Saccharina japonica, Undaria pinnatifida, Pyropia spp., і Sargassum fusiforme. Еучеума і К. альваресі культивуються для каррагенану, гідроколоїдного гелевого агента; Грацілярія вирощуується для виробництва агару; в той час як інші види корми для їжі та харчування.
Ще один вид водоростей - кельп. Кельпи - великі бурі водорості водоростей, що складають порядок ламінарія. Келп багатий альгінатом, вуглеводом, який використовується для згущення таких продуктів, як морозиво, желе, заправка для салатів і зубна паста, а також інгредієнт в деяких кормах для собак і в виготовлених товарах. Альгінатний порошок також часто використовується в загальній стоматології та ортодонтії. Полісахариди Келп, такі як фукоідан, використовуються в догляді за шкірою як гелеві інгредієнти.
Фукоідан — водорозчинні гетерополісахариди, присутні в декількох видах бурих водоростей. Комерційно вироблений фукоідан в основному видобувається з видів водоростей Fucus vesiculosus, Cladosiphon okamuranus, Laminaria japonica і Undaria pinnatifida.

Видатні роди водоростей і види

  • Хлорели У 1990 році він був одним з найбільших американських і американських генералів, які були в 1944 році. Клітини хлорелли мають кулясту форму, мають діаметр від 2 до 10 мкм і не мають джгутика. Їх хлоропласти містять зелені фотосинтетичні пігменти хлорофіл-а і-б. Одним з найбільш використовуваних видів Хлорелла є Chlorella vulgaris, який в народі використовується як в дієтичній добавці або в якості багатої білком харчової добавки.
  • Спіруліна У 1990 році він був 10-м у 1990-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1970-1
  • Наннохолопсис oculata Це вид роду Nannochloropsis. Це одноклітинні дрібні зелені водорості, що зустрічаються як в морській, так і в прісній воді. Водорості няньохолопси характеризуються кулястими або злегка овуїдними клітинами діаметром 2-5 мкм.
  • Dicrateria) — рід хаптофітів, що складається з трьох видів Dicrateria gilva, Dicrateria inornata, Dicrateria rotunda і Dicrateria vlkianum. Dicrateria rotunda (D. rotunda) може синтезувати вуглеводні, еквівалентні нафтовим (насичені вуглеводні з кількістю вуглецю від 10 до 38).

High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ультразвук виробляє високоемоціивні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторія до промислових розмірів.