Yuqoriroq chiqim uchun astaksantinni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
- Astaksantin farmatsevtik preparatlar va oziqaviy qoʻshimchalarda qoʻllaniladigan juda kuchli antioksidantdir.
- Suv oʻtlari kabi tabiiy manbalardan yuqori sifatli astaksantin olish uchun yuqori samarali ekstraksiya usuli talab etiladi.
- Ultratovush yordamida ekstraksiya qilish mexanik ishlov berish usuli boʻlib, juda qisqa ekstraksiya vaqtida astaksantinning yuqori chiqimini taʼminlaydi.
Yuqori sifatli astaksantin ekstraktlari uchun yuqori samarali ultratovush qurilmalari
Ultratovush yordamida ekstraksiya qilish mikroalgalar, krill yoki qisqichbaqasimonlar kabi tabiiy manbalardan astaksantinni ajratib olish uchun intensiv ultratovush toʻlqinlaridan foydalanadigan yuqori samarali ekstraksiya usulidir. Astaksantin kuchli antioksidant xususiyatlari va sogʻliq uchun turli foydalari bilan tanilgan, tabiatda uchraydigan karotinoid pigmentdir. U odatda oziqaviy qoʻshimcha va oziq-ovqat boʻyogʻi sifatida qoʻllaniladi. Ultratovush bilan ishlov berish astaksantinni ekstraksiya qilish jarayoningizni yaxshilashga qanday yordam berishini bilib oling!
Yuqori quvvatli ultratovush yordamida astaksantin ekstraksiyasini yaxshilash uchun MultiSonoReactor
Mikroalgalardan astaksantinni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Insonlar va hayvonlar sogʻliq uchun foydasi tufayli isteʼmol qiladigan oziqaviy qoʻshimchalar uchun astaksantin dengiz mahsulotlaridan olinadi yoki H. pluvialis suv oʻtidan ekstraksiya qilinadi. Haematococcus pluvialis yashil mikroalga boʻlib, unga stress sharoitlari, masalan, yuqori shoʻrlanish, azot tanqisligi, yuqori harorat va yorugʻlik taʼsir ettirilganda katta miqdorda astaksantin hosil qiladi. Har bir suv oʻti hujayrasida 9,2mg/g gacha astaksantin (= H. pluvialis quruq vaznining 3,8% gacha qismi) boʻlgan Haematococcus pluvialis juda katta miqdorda tabiiy astaksantin toʻplaydi va shu sababli astaksantin ishlab chiqarish uchun afzal koʻriladigan organizmdir.
Yashil mikroalgalardan astaksantinni chiqarish uchun suv oʻti hujayralarini parchalash kerak. Ultratovush bilan ishlov berish hujayralarni parchalash, lizis hamda lipidlar, antioksidantlar, polifenollar va tabiiy pigmentlar kabi biofaol birikmalarni ajratib olish uchun keng qoʻllaniladigan usuldir. Yuqori samarali ultratovush faqat mexanik kuchlarni hosil qiladi; bu kuchlar siljish kuchlari orqali hujayra devorlarini parchalaydi va astaksantin kabi biofaol moddalarning ajralib chiqishiga sabab boʻladi.
Achitqidan astaksantinni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Phaffia rhodozyma astaksantinga boy achitqidir. Biroq P. rhodozyma ning asosan glyukandan tashkil topgan va hujayraning qattiqligini taʼminlaydigan qalin hujayra devori hujayralarni parchalash va astaksantinni ajratib olishni murakkab vazifaga aylantiradi. Tadqiqotchilar (Gogate et al. 2015) ultratovush yordamida ekstraksiya qilishni sut kislotasi bilan birgalikda qoʻllash hujayralarni parchalashni jadallashtirishini hamda P. rhodozyma dan astaksantinni ekstraksiya qilishni yanada ekologik va atrof-muhitga kamroq zarar yetkazadigan jarayonga aylantirishini aniqladilar. Ular parchalash muhiti sifatida sut kislotasidan, ekstraksiya erituvchisi sifatida esa etanoldan foydalanganlar. Astaksantinning maksimal chiqimi (90%) 3 M sut kislotasidan foydalanishga va 15 min parchalash vaqtiga asoslangan, ultratovush koʻmagidagi ekstraksiya usulida olingan. UIP4000hd (4kW, chapdagi rasmga qarang) kabi kuchli ultratovushli ekstraktorlar bosim ostida ishlatilishi mumkin boʻlgan oqimli reaktor bilan birgalikda juda intensiv kavitatsiya hosil qilish imkonini beradi. Kavitatsion siljish kuchlari achitqi hujayralarining devorlarini parchalaydi va hujayra ichi bilan erituvchi oʻrtasidagi massa almashinuvini kuchaytiradi.
- Ustun chiqim
- Yuqori tezlikdagi ekstraksiya – bir necha daqiqa ichida
- Yuqori sifatli ekstraktlar – yumshoq, termik boʻlmagan ishlov
- Ekologik erituvchilar (masalan, suv/etanol)
- Iqtisodiy jihatdan samarali
- Oson va xavfsiz foydalanish
- Kam investitsiya va foydalanish xarajatlari
- Ogʻir yuklama sharoitida 24/7 ishlash
- Ekologik, atrof-muhitga zarar yetkazmaydigan usul
Astaksantinni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish – partiyali yoki uzluksiz oqim rejimida
Astaksantin lipofil birikma boʻlib, erituvchilarda (masalan, etilatsetatdagi 48,0% etanol) va moylarda (masalan, soya moyi) eritilishi mumkin.
Partiyali ishlov: Ultratovush yordamida ekstraksiya qilish jarayonlari oddiy partiyali jarayonlar sifatida yoki muhit ultratovushli oqimli reaktor orqali uzluksiz uzatiladigan oqim ichida ishlov berish shaklida amalga oshirilishi mumkin.
Partiyali ishlov berish oddiy usul boʻlib, unda ekstraksiya partiyama-partiya bajariladi. Hielscher Ultrasonics kichikdan katta hajmgacha, yaʼni 1L dan 120L gacha boʻlgan partiyalar uchun ultratovush protsessorlarini taklif etadi.
5 dan 10L gacha boʻlgan partiyalarga ishlov berish uchun quyidagi qurilmani tavsiya qilamiz: UP400ST S24d22L2D sonotrodi bilan (chapdagi rasmga qarang).
Taxminan 120L hajmli partiyalarga ishlov berish uchun quyidagi qurilmani tavsiya qilamiz: UIP2000hdT ultratovush qurilmasi RS4d40L4 sonotrodi bilan.
Oqimli ishlov: Kattaroq hajmlar va toʻliq miqyosdagi tijoriy ekstraksiya uchun uzluksiz suyuqlik oqimi ultratovushli reaktor orqali uzatiladi; unda erituvchi/oʻsimlik xomashyosi suspenziyasiga intensiv ultratovush bilan ishlov beriladi.
Taxminan 8L/min. hajm uchun quyidagi qurilmani tavsiya qilamiz: UIP4000hdT RS4d40L3 sonotrodi va bosim ostida ishlatilishi mumkin boʻlgan FC130L4-3G0 oqim hujayrasi bilan
UIP2000hdT (2kW) katta miqyosdagi partiyali ekstraksiya uchun
Ekstraksiya uchun yuqori samarali ultratovush qurilmalari
Hielscher Ultrasonics oʻsimliklar, achitqilar va hujayralardan yuqori sifatli ekstraktlar ishlab chiqarish uchun yuqori samarali ultratovush qurilmalarini ishlab chiqarishga ixtisoslashgan. Hielscher Ultrasonics ning keng mahsulot assortimenti kichik, kuchli laboratoriya ultratovush qurilmalaridan tortib mustahkam stol usti va toʻliq sanoat tizimlarigacha boʻlgan uskunalarni qamrab oladi; ular astaksantin, kversetin, kofein, kurkumin, terpenlar va boshqa biofaol komponentlarni samarali ekstraksiya qilish va ajratib olish uchun yuqori intensivlikdagi ultratovushni taʼminlaydi. 200W dan 16 000W gacha boʻlgan barcha raqamli ultratovush qurilmalari dasturlanadigan sozlamalarga ega intuitiv menyu, qulay foydalanish uchun rangli sensorli displey, maʼlumotlarni avtomatik qayd etish uchun oʻrnatilgan SD karta, brauzer orqali masofadan boshqarish va foydalanish uchun qulay koʻplab boshqa funksiyalar bilan jihozlangan. Sonotrodlar va oqim hujayralari (muhit bilan aloqada boʻladigan qismlar) avtoklavlanishi mumkin va ularni tozalash oson. Barcha ultratovush qurilmalarimiz 24/7 ishlash uchun yaratilgan, kam texnik xizmat talab qiladi hamda ulardan foydalanish oson va xavfsiz.
Raqamli rangli displey ultratovush uskunasini qulay boshqarish imkonini beradi. Tizimlarimiz pastdan juda yuqorigacha boʻlgan amplitudalarni taʼminlay oladi. Astaksantin kabi kimyoviy birikmalarni ekstraksiya qilish uchun biz yuqori sifatli faol moddalarni ehtiyotkorlik bilan ajratib olishga moslashtirilgan maxsus ultratovushli sonotrodlarni (ultratovush zondlari yoki shoxlari deb ham ataladi) taklif etamiz. Hielscher yuqori amplitudalar uchun maxsus sonotrodlarni bosim ostida ishlatilishi mumkin boʻlgan oqim hujayralari bilan birgalikda taklif etadi; ular hatto juda mustahkam achitqi hujayralarini ham parchalaydigan oʻta kuchli kavitatsion siljish kuchlarini hosil qila oladi. Hielscher ultratovush uskunalarining mustahkamligi ogʻir yuklama va murakkab muhit sharoitlarida 24/7 ishlash imkonini beradi.
Ultratovush jarayoni parametrlarini aniq boshqarish natijalarning takrorlanuvchanligini va jarayonni standartlashtirishni taʼminlaydi. Hielscher ning sanoat miqyosidagi avtomatlashtirilgan ultratovushli ekstraksiya tizimlari ayni paytda mehnat sarfi, xarajatlar va energiya sarfini kamaytirgan holda ustun sifatli ekstraktlarni yuqori ishlab chiqarish quvvatida olish uchun loyihalashtirilgan.
Biz bilan bogʻlaning! / Bizga savol bering!
Adabiyotlar/Manbalar
- 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.
Bilishga arziydigan faktlar
Sono-ekstraksiya
Ultratovushli ekstraksiya yoki sono-ekstraksiya akustik kavitatsiya tamoyiliga asoslanadi.
Suyuq tizimlarga intensiv ultratovush toʻlqinlari taʼsir ettirilganda akustik kavitatsiya yuzaga keladi; bu vakuum pufakchalarining hosil boʻlishi, oʻsishi va oxir-oqibat qulashi hodisasidir (quyidagi rasmga qarang). Ultratovush toʻlqinlari tarqalishi davomida vakuum pufakchalari tebranadi va boshqa energiya yuta olmaydigan nuqtaga yetguncha oʻsadi. Pufakchalar oʻsishining eng yuqori nuqtasida keskin qulaydi, bu esa mahalliy termik, mexanik va kimyoviy taʼsirlarni keltirib chiqaradi. Mexanik taʼsirlar 1000atm gacha boʻlgan yuqori bosimlarni, turbulentlik va intensiv siljish kuchlarini oʻz ichiga oladi. Bu kuchlar hujayra devorlarini parchalaydi va hujayra ichi bilan erituvchi oʻrtasidagi massa almashinuvini kuchaytirib, biofaol birikmalarni atrofdagi suyuqlikka (yaʼni erituvchiga) chiqaradi.
Yuqori intensivlikdagi, past chastotali ultratovush hosil qiladigan akustik kavitatsiya intensiv siljish kuchlarini hamda mahalliy ravishda yuzaga keladigan katta bosim va harorat farqlarini hosil qiladi; ular hujayralarni parchalash, intensiv aralashtirish va massa almashinuvi uchun zarur taʼsirni taʼminlaydi. Ushbu ultratovushli siljish kuchlari kannabis ekstraksiyasida muvaffaqiyatli qoʻllaniladi.
Oʻsimlik xomashyosi va hujayra toʻqimasidan birikmalarni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish yaxshi oʻrganilgan. Juda intensiv ultratovush toʻlqinlarini qoʻllash ekstraksiya jarayonlarini sezilarli darajada kuchaytiradi. Jarayonni jadallashtirishdan tashqari – bu yuqoriroq chiqim va qisqaroq ekstraksiya vaqtiga olib keladi – termik parchalanish va haroratga sezgir tarkibiy qismlarning yoʻqolishi ham oldi olinadi, chunki ultratovush bilan ishlov berish termik boʻlmagan ishlovdir. Bundan tashqari, ultratovush yordamida ekstraksiya qilish kam investitsiya va foydalanish xarajatlarini talab qiladi, erituvchilar sarfini kamaytiradi va/yoki ekologikroq erituvchilardan foydalanish imkonini beradi, bu esa uni tejamkor va atrof-muhitga zarar yetkazmaydigan ekstraksiya usuliga aylantiradi. Anʼanaviy ekstraksiya usullaridan ustun boʻlgan ultratovush koʻmagidagi ekstraksiya (UAE) iqtisodiy foyda bilan biofaol birikmalar ishlab chiqarish uchun oziq-ovqat sanoatidan oʻzlashtirilgan.
Kuchli ultratovush toʻlqinlari biologik tuzilmalarning hujayra matritsasini parchalaydi va biofaol birikmalarni chiqaradi. Oʻsimlik materiali bilan erituvchi oʻrtasidagi massa almashinuvi jadallashadi. Ushbu mexanizmlar tufayli ultratovush yordamida ekstraksiya qilish kannabis ekstraksiyasida yuqori samaralidir.
Astaksantin
Astaksantin toʻq qizil rangi bilan ajralib turadi. U suv oʻtlari (masalan, Haematococcus pluvialis, Chlorella zofingiensis, Chlorococcum), achitqi (masalan, Phaffia rhodozyma), losos, forel, krill, krevetka va daryo qisqichbaqasida uchraydigan, yogʻda eriydigan pigmentdir. Astaksantin superantioksidant hisoblanadi, chunki uning antioksidant taʼsir kuchi beta-karotin, lutein va zeaksantin kabi koʻplab boshqa karotinoidlarnikidan oʻndan yigirma baravargacha, alfa-tokoferolnikidan (E vitamini) esa yuz baravar kuchliroqdir.
Astaksantin (3,3′-dihydroxy-β, β′-carotene-4,4′-dione) ketokarotinoid boʻlib, terpenlar deb ataladigan kimyoviy birikmalarning kattaroq sinfiga tetraterpenoid sifatida kiradi; ular besh uglerodli prekursorlar – izopentenil difosfat va dimetilallil difosfatdan tashkil topadi. Astaksantin zeaksantin va kantaksantin kabi tarkibida kislorodli komponentlar, yaʼni gidroksil (-OH) yoki keton (C=O) boʻlgan karotinoid birikmalar turi sifatida tasniflanadi. Astaksantin zeaksantin va/yoki kantaksantinning metaboliti boʻlib, ham gidroksil, ham keton funksional guruhlarini oʻz ichiga oladi. Koʻplab karotinoidlar singari astaksantin ham lipidlarda eriydigan pigment boʻlib, qizil rangi bilan ajralib turadi. Karotinoidlar, jumladan astaksantin, antioksidant salohiyati bilan yaxshi tanilgan.
Astaksantin qizil pigment boʻlib, tabiiy ravishda yomgʻir suvidagi mikroalgalarda (Haematococcus pluvialis) va Xanthophyllomyces dendrorhous deb ataladigan achitqida (Phaffia rhodozyma nomi bilan ham tanilgan) hosil boʻladi. Suv oʻti astaksantin hosil qilish uchun oziqa moddalari yetishmasligi, shoʻrlanishning ortishi va haddan tashqari kuchli quyosh nuri kabi sharoitlarning biri yoki bir nechtasi orqali stressga duchor boʻladi. Ushbu stressga uchragan chuchuk suv mikroalgalarini isteʼmol qiladigan losos, qizil forel, qizil dengiz leshi, flamingo va qisqichbaqasimonlar (masalan, krevetka, krill, krab, omar, daryo qisqichbaqasi) kabi turlarning tashqi koʻrinishida qizil-toʻq sariq tusli pigmentatsiya namoyon boʻladi.
Qoʻshimcha sifatida astaksantin sogʻliqni mustahkamlovchi va kasalliklarni davolovchi taʼsirlari uchun qoʻllaniladi. Astaksantin teri salomatligini yaxshilash (masalan, ajinlarni, quyoshda kuyishdan keladigan zararlanishlarni kamaytirish va hokazo) uchun qoʻllaniladigan, keng tan olingan nutrasevtikdir.
Bundan tashqari, astaksantinni Altsgeymer kasalligi, Parkinson kasalligi, yurak-qon tomir kasalliklari, yuqori xolesterin, jigar kasalliklari, yoshga bogʻliq makula degeneratsiyasini davolash va saratonning oldini olish uchun qoʻllashga qiziqish tobora ortib bormoqda.
Hielscher Ultrasonics yuqori samarali ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya oʻlchamidan sanoat oʻlchamigacha ishlab chiqaradi.