Suv oʻtlari hujayralarini parchalash va ekstraksiyani yaxshilash uchun ultratovush bilan ishlov berish
Suv oʻtlari, makroalgalar va mikroalgalar tarkibida oziqlantiruvchi oziq-ovqatlar, oziq-ovqat qoʻshimchalari, yoqilgʻi yoki yoqilgʻi xomashyosi sifatida ishlatiladigan koʻplab qimmatli birikmalar mavjud. Maqsadli moddalarni suv oʻtlari hujayrasidan chiqarish uchun kuchli va samarali hujayralarni parchalash usuli talab etiladi. Ultratovushli ekstraktorlar oʻsimliklar, suv oʻtlari va zamburugʻlardan biofaol birikmalarni ajratib olishda juda samarali va ishonchlidir. Laboratoriya, stol usti va sanoat miqyosida mavjud boʻlgan Hielscher ultratovushli ekstraktorlari oziq-ovqat, farmatsevtika va bioyoqilgʻi ishlab chiqarishda hujayralardan olinadigan ekstraktlarni tayyorlashda keng qoʻllanadi.
Suv oʻtlari – oziqlanish va yoqilgʻi uchun qimmatli resurs
Suv oʻtlari hujayralari oqsillar, uglevodlar, lipidlar va boshqa biofaol moddalar, shuningdek, alkanlar kabi biofaol va energiyaga boy birikmalarning koʻp maqsadli manbaidir. Bu suv oʻtlarini oziq-ovqat va oziqlantiruvchi birikmalar, shuningdek, yoqilgʻilar manbaiga aylantiradi.
Mikroalgalar oziqlanishda va bioyoqilgʻilar (masalan, biodizel) uchun xomashyo sifatida ishlatiladigan lipidlarning qimmatli manbaidir. Dicrateria rotunda kabi dengiz fitoplanktoni Dicrateria shtammlari benzin ishlab chiqaruvchi suv oʻtlari sifatida tanilgan boʻlib, ular C10H22 dan C38H78gacha boʻlgan bir qator toʻyingan uglevodorodlarni (n-alkanlar) sintez qila oladi; ular benzin (C10–C15), dizel yoqilgʻilari (C16–C20) va mazutlar (C21–C38) sifatida tasniflanadi.
Oziqaviy qiymati tufayli suv oʻtlari «funksional oziq-ovqatlar» yoki «nutratsevtiklar» sifatida ishlatiladi. Suv oʻtlaridan ajratib olinadigan muhim mikrooziqa moddalari qatoriga astaksantin, fukoksantin va zeaksantin karotinoidlari, fukoidan, laminari va boshqa glyukanlar kiradi; ular koʻplab boshqa biofaol moddalar bilan birga oziqlanish qoʻshimchalari va farmatsevtik preparatlar sifatida ishlatiladi. Karragenan, alginat va boshqa gidrokolloidlar oziq-ovqat qoʻshimchalari sifatida ishlatiladi. Suv oʻtlari lipidlari vegan omega-3 manbai, shuningdek, yoqilgʻi yoki biodizel ishlab chiqarish uchun xomashyo sifatida ishlatiladi.
UIP2000hdT ultratovushli ekstraktori suv oʻtlaridan lipidlar, oqsillar va antioksidantlarni tijorat miqyosida ajratib olish uchun zanglamaydigan poʻlat reaktor bilan jihozlangan.
Kuchli ultratovush yordamida suv oʻtlari hujayralarini parchalash va ekstraksiya
Ultratovushli ekstraktorlar yoki oddiygina ultratovush qurilmalari laboratoriyadagi kichik namunalardan qimmatli birikmalarni ajratib olishda ham, yirik tijorat miqyosidagi ishlab chiqarishda ham ishlatiladi.
Suv oʻtlari hujayralari lipidlar, selluloza, oqsillar, glikoproteinlar va polisaxaridlardan tashkil topgan murakkab hujayra devori matritsalari bilan himoyalangan. Koʻpchilik suv oʻtlari hujayra devorlarining asosini gelsimon oqsil matritsasi ichidagi mikrofibrillyar tarmoq tashkil etadi; biroq ayrim mikroalgalarda opalsimon kremniy dioksidli frustulalar yoki kalsiy karbonatdan tashkil topgan noorganik qattiq devor mavjud. Suv oʻtlari biomassasidan biofaol birikmalarni olish uchun samarali hujayralarni parchalash usuli zarur. Ekstraksiyaning texnologik omillaridan (yaʼni ekstraksiya usuli va uskunasidan) tashqari, suv oʻtlari hujayralarini parchalash va ekstraksiya samaradorligiga hujayra devorining tarkibi, kerakli biomolekulaning mikroalga hujayralaridagi joylashuvi va yigʻib olish paytidagi mikroalgalarning oʻsish bosqichi kabi suv oʻtlariga bogʻliq turli omillar ham kuchli taʼsir koʻrsatadi.
Ultratovush yordamida suv oʻtlari hujayralarini parchalash va ekstraksiya qanday ishlaydi?
Yuqori intensivlikdagi ultratovush toʻlqinlari ultratovush zondi (ultratovush rupori yoki sonotrod deb ham ataladi) orqali suyuqlik yoki suspenziyaga uzatilganda, tovush toʻlqinlari suyuqlik boʻylab tarqalib, navbatma-navbat yuqori bosim / past bosim sikllarini hosil qiladi. Ushbu yuqori bosim / past bosim sikllari davomida juda kichik vakuum pufakchalari yoki boʻshliqlar paydo boʻladi. Kavitatsiya pufakchalari past bosim sikllarida mahalliy bosim toʻyingan bugʻ bosimidan yetarlicha pastga tushganda paydo boʻladi; bu qiymat suyuqlikning muayyan haroratdagi choʻzilishga mustahkamligi bilan belgilanadi. Bu pufakchalar bir necha sikl davomida oʻsadi. Ushbu vakuum pufakchalari boshqa energiyani yuta olmaydigan oʻlchamga yetganda, yuqori bosim sikli davomida pufakcha shiddat bilan ichkariga qulaydi. Kavitatsiya pufakchalarining ichkariga qulashi suyuqlikda kuchli zarba toʻlqinlari, turbulentlik va mikrooqim otilishlarini hosil qiladigan shiddatli, energiya zichligi yuqori jarayondir. Bundan tashqari, mahalliy juda yuqori bosimlar va juda yuqori haroratlar yuzaga keladi. Ushbu ekstremal sharoitlar hujayra devorlari va membranalarini osonlik bilan parchalab, hujayra ichidagi birikmalarni samarali, natijador va tez chiqarishga qodir. Shu tariqa oqsillar, polisaxaridlar, lipidlar, vitaminlar, minerallar va antioksidantlar kabi hujayra ichidagi birikmalarni kuchli ultratovush yordamida samarali ajratib olish mumkin.
UP400St ultratovush qurilmasi kichikroq partiyalarda (taxminan 8–10L) suv oʻtlari hujayralarini parchalash va ulardan biofaol birikmalarni ajratib olish uchun juda mos keladi
Hujayralarni parchalash va ekstraksiya uchun ultratovushli kavitatsiya
Kuchli ultratovush energiyasi taʼsirida har qanday hujayraning (jumladan, oʻsimlik, sutemizuvchi, suv oʻti, zamburugʻ, bakteriya va boshqa hujayralarning) devori yoki membranasi parchalanadi va energiya zichligi yuqori ultratovushli kavitatsiyaning mexanik kuchlari hujayrani kichikroq boʻlaklarga ajratadi. Hujayra devori buzilganda oqsil, lipid, nuklein kislota va xlorofill kabi hujayra metabolitlari hujayra devori matritsasidan ham, hujayra ichidan ham chiqib, atrofdagi oʻstirish muhiti yoki erituvchiga oʻtadi.
Yuqorida tavsiflangan ultratovushli / akustik kavitatsiya mexanizmi butun suv oʻti hujayralarini yoki hujayralar ichidagi gazli va suyuqlikli vakuolalarni kuchli parchalaydi. Ultratovushli kavitatsiya, tebranish, turbulentlik va mikrooqimlar hujayra ichi bilan atrofdagi erituvchi oʻrtasidagi massa almashinuvini kuchaytiradi, natijada biomolekulalar (yaʼni metabolitlar) samarali va tez chiqariladi. Chunki ultratovush bilan ishlov berish agressiv, zaharli va/yoki qimmat kimyoviy moddalarni talab qilmaydigan sof mexanik ishlovdir.
Yuqori intensivlikdagi, past chastotali ultratovush yuqori bosimlar, haroratlar va yuqori siljish kuchlari bilan tavsiflanadigan, energiya zichligi nihoyatda yuqori sharoitlarni yaratadi. Ushbu fizik kuchlar hujayra ichidagi birikmalarni muhitga chiqarish uchun hujayra tuzilmalarining parchalanishini kuchaytiradi. Shu sababli past chastotali ultratovush suv oʻtlaridan biofaol moddalar va yoqilgʻilarni ajratib olishda keng qoʻllanadi. Erituvchi bilan ekstraksiya, munchoqlar yordamida maydalash yoki yuqori bosimli gomogenizatsiya kabi anʼanaviy ekstraksiya usullari bilan taqqoslaganda, ultratovushli ekstraksiya ultratovush taʼsirida teshikchalar hosil boʻlgan va parchalangan hujayradan biofaol birikmalarning aksariyatini (masalan, lipidlar, oqsillar, polisaxaridlar va mikrooziqa moddalarini) chiqarishi bilan ustun turadi. Toʻgʻri jarayon sharoitlari qoʻllanganda, ultratovushli ekstraksiya juda qisqa jarayon davomiyligida yuqoriroq ekstraksiya unumini beradi. Masalan, yuqori samarali ultratovushli ekstraktorlar mos erituvchi bilan ishlatilganda suv oʻtlaridan ekstraksiya qilishda aʼlo natija koʻrsatadi. Kislotali yoki ishqoriy muhitda suv oʻti hujayra devori gʻovaklashib, burishadi, bu esa past haroratda (60°C dan past) qisqa ultratovush bilan ishlov berish vaqtida (3 soatdan kam) unumning oshishiga olib keladi. Moʻtadil haroratlarda ekstraksiyaning qisqa davom etishi fukoidanning parchalanishini oldini oladi, natijada yuqori biofaollikka ega polisaxarid olinadi.
Ultratovush bilan ishlov berish yuqori molekulyar massali fukoidanni past molekulyar massali fukoidanga aylantirish usuli hamdir; uning yon tarmoqlari ajratilgan tuzilishi tufayli biofaolligi ancha yuqori boʻladi. Yuqori biofaolligi va biooʻzlashtirishga tayyorligi bilan past molekulyar massali fukoidan farmatsevtik preparatlar va dori yetkazib berish tizimlari uchun qiziqarli birikmadir.
Amaliy tadqiqotlar: suv oʻtlari birikmalarini ultratovush yordamida ajratib olish
Ultratovushli ekstraksiya samaradorligi va ultratovushli ekstraksiya parametrlarini optimallashtirish keng oʻrganilgan. Quyida turli suv oʻtlari turlaridan ultratovush bilan ishlov berish orqali ajratib olish natijalarining misollarini topishingiz mumkin.
Mano-termo-sonikatsiya yordamida spirulinadan oqsil ajratib olish
Prof. Chematning (Avignon universiteti) tadqiqot guruhi manotermosonikatsiyaning (MTS) quruq Arthrospira platensis sianobakteriyalaridan (spirulina deb ham ataladi) oqsillarni (masalan, fikotsianinni) ajratib olishga taʼsirini oʻrgandi. Mano-termo-sonikatsiya (MTS) ultratovushli ekstraksiya jarayonini jadallashtirish maqsadida ultratovushni oshirilgan bosim va harorat bilan birgalikda qoʻllashdir.
«Tajriba natijalariga koʻra, MTS massa almashinuvini kuchaytirdi (yuqori samarali diffuzivlik, De) va ultratovushsiz anʼanaviy jarayonga (8,63 ± 1,15 g/100 g DW) nisbatan 229% koʻproq oqsil (28,42 ± 1,15 g/100 g DW) olish imkonini berdi. Ekstraktda har 100 g quruq spirulina biomassasiga 28,42 g oqsil toʻgʻri kelganda, uzluksiz MTS jarayonida 6 daqiqa samarali ishlov davomida oqsilni ajratib olish darajasi 50% ga yetdi. Mikroskopik kuzatuvlar akustik kavitatsiya spirulina filamentlariga fragmentatsiya, sonoporatsiya va teksturaning buzilishi kabi turli mexanizmlar orqali taʼsir qilganini koʻrsatdi. Ushbu turli hodisalar spirulina biofaol birikmalarini ajratib olish, chiqarish va eritishni osonlashtiradi.» [Vernès et al., 2019]
Vaqt davomida MTS bilan ishlov berilgan butun spirulina filamentlarining optik mikroskopiya tasvirlari. Masshtab chizigʻi (A rasm) = barcha rasmlar uchun 50 μm.
rasm va tadqiqot: ©Vernès et al. 2019
Fukoidan va glyukanni ultratovush yordamida ajratib olish manbai: Laminaria digitata
Dr. Tiwarining TEAGASC tadqiqot guruhi Laminaria digitata makroalgasidan polisaxaridlar, yaʼni fukoidan, laminarin va umumiy glyukanlarni ajratib olishni quyidagi qurilma yordamida oʻrgandi: UIP500hdT ultratovush qurilmasi. Oʻrganilgan ultratovush yordamidagi ekstraksiya (UAE) parametrlari fukoza, FRAP va DPPH darajalariga sezilarli taʼsir koʻrsatdi. Erituvchi sifatida 0,1 M HCl qoʻllanib, harorat (76◦C), vaqt (10 min) va ultratovush amplitudasi (100%) optimallashtirilgan sharoitlarda fukoza, umumiy glyukanlar, FRAP va DPPH uchun mos ravishda 1060,75 mg/100 g ds, 968,57 mg/100 g ds, 8,70 μM trolox/mg fde va 11,02% darajalari olindi. Keyin tavsiflangan UAE sharoitlari polisaxaridlarga boy ekstraktlar olish uchun iqtisodiy jihatdan ahamiyatli boshqa qoʻngʻir makroalgalarga (L. hyperborea va A. nodosum) muvaffaqiyatli qoʻllandi. Ushbu tadqiqot turli makroalga turlaridan biofaol polisaxaridlarni ajratib olishni yaxshilash uchun UAE usulini qoʻllash mumkinligini koʻrsatadi.
Fitokimyoviy moddalarni ultratovush yordamida ajratib olish manbalari: F. vesiculosus va P. canaliculata
García-Vaqueroning tadqiqot jamoasi Fucus vesiculosus va Pelvetia canaliculata qoʻngʻir mikroalga turlaridan ekstraksiya samaradorligini baholash uchun yuqori samarali ultratovushli ekstraksiya, ultratovush–mikrotoʻlqinli ekstraksiya, mikrotoʻlqinli ekstraksiya, gidrotermal yordamdagi ekstraksiya va yuqori bosim yordamidagi ekstraksiya kabi turli yangi ekstraksiya usullarini taqqosladi. Ultratovush bilan ishlov berish uchun ular quyidagi qurilmadan foydalandilar: Hielscher UIP500hdT ultratovushli ekstraktori. Ekstraksiya unumlari tahlili ultratovushli ekstraksiya har ikkala F. vesiculosusdan koʻpchilik fitokimyoviy moddalarni olishda eng yuqori unumga erishganini koʻrsatdi. Bu F. vesiculosusdan birikmalarni eng yuqori unum bilan ajratib olishda quyidagi qurilma ishlatilganini anglatadi: UIP500hdT ultratovushli ekstraktori va natijalar quyidagicha boʻldi: umumiy fenolik moddalar miqdori (445,0 ± 4,6 mg gall kislotasi ekvivalentlari/g), umumiy florotannin miqdori (362,9 ± 3,7 mg floroglyutsinol ekvivalentlari/g), umumiy flavonoid miqdori (286,3 ± 7,8 mg kversetin ekvivalentlari/g) va umumiy tannin miqdori (189,1 ± 4,4 mg katexin ekvivalentlari/g).
Oʻz tadqiqotida jamoa ultratovush yordamidagi ekstraksiyani «ekstraksiya erituvchisi sifatida 50% li etanol eritmasi bilan birgalikda qoʻllash TPC, TPhC, TFC va TTC ni ajratib olishga qaratilgan istiqbolli strategiya boʻlishi mumkin; bunda F. vesiculosus va P. canaliculata ning har ikkalasidan nomaqbul uglevodlarning birga ajralib chiqishi kamayadi va ushbu birikmalarni farmatsevtik preparatlar, nutratsevtiklar va kosmetsevtiklar sifatida qoʻllash istiqbollari mavjud» degan xulosaga keldi. [García-Vaquero et al., 2021]
Avignon universitetida Hielscher ultratovush qurilmalari yordamida mano-termo-sonikatsiya miqyosini oshirish: laboratoriya uskunasi UIP1000hdT (A) dan tajriba-sanoat miqyosidagi uskuna UIP4000hdT (B, C va D) gacha. D rasmda quyidagi ultratovushli oqim hujayrasining koʻndalang kesimi sxematik tasvirlangan: FC100K.
rasm va tadqiqot: ©Vernès et al. 2019
Oqim hujayralari bilan jihozlangan, oqim liniyasidagi ultratovushli ekstraktor qurilmasi: 2x UIP1000hdT ultratovush qurilmalari suv oʻtlaridan uzluksiz ekstraksiya qilish uchun oqim hujayrasi reaktorlari bilan jihozlangan
UIP1000hdT (1kW, 20kHz) ultratovushli ekstraktori Chlorella, spirulina, Nannochloropsis, qoʻngʻir suv oʻtlari, shuningdek, boshqa mikroalgalar va makroalgalarni parchalash va ulardan ekstraksiya qilish uchun aralashtirgich bilan jihozlangan.
- Yuqori ekstraksiya samaradorligi
- Yuqoriroq ekstraksiya unumi
- Tez jarayon
- Past haroratlar
- Termolabil birikmalarni ajratib olishga mos
- Har qanday erituvchi bilan mos
- Kam energiya sarfi
- Ekologik ekstraksiya usuli
- Oson va xavfsiz ishlatish
- Kam investitsiya va ekspluatatsiya xarajatlari
- Ogʻir ish sharoitlarida 24/7 ishlash
Suv oʻtlarini parchalash uchun yuqori samarali ultratovushli ekstraktorlar
Hielscher kompaniyasining eng zamonaviy ultratovush uskunalari amplituda, harorat, bosim va kiritiladigan energiya kabi jarayon parametrlarini toʻliq nazorat qilish imkonini beradi.
Ultratovushli ekstraksiyada eng yaxshi natijalarga erishish uchun xomashyo zarrachalarining oʻlchami, erituvchi turi, qattiq moddaning erituvchiga nisbati va ekstraksiya vaqti kabi parametrlarni oʻzgartirish va optimallashtirish mumkin.
Ultratovushli ekstraksiya issiqlikka asoslanmagan ekstraksiya usuli boʻlgani uchun suv oʻtlari kabi xomashyolardagi biofaol tarkibiy qismlarning termik parchalanishiga yoʻl qoʻyilmaydi.
Umuman olganda, yuqori unum, qisqa ekstraksiya vaqti, past ekstraksiya harorati va erituvchining kam miqdori kabi afzalliklar ultratovush bilan ishlov berishni ustun ekstraksiya usuliga aylantiradi.
Ultratovushli ekstraksiya: laboratoriya va sanoatda keng qoʻllanadigan usul
Ultratovushli ekstraksiya oʻsimliklar, suv oʻtlari, bakteriyalar va sutemizuvchi hujayralaridan har qanday turdagi biofaol birikmani ajratib olishda keng qoʻllanadi. Ultratovushli ekstraksiya yuqoriroq ekstraksiya unumi va qisqaroq ishlov berish davomiyligi bilan boshqa anʼanaviy ekstraksiya usullaridan ustun turadigan oddiy, iqtisodiy jihatdan samarali va juda samarali usul sifatida qaror topgan.
Laboratoriya, stol usti va toʻliq sanoat ultratovush tizimlari bemalol mavjud boʻlganligi sababli, ultratovushli ekstraksiya bugungi kunda keng qaror topgan va ishonchli texnologiyadir. Hielscher ultratovushli ekstraktorlari butun dunyo boʻylab oziq-ovqat va farmatsevtika talablariga javob beradigan biofaol birikmalar ishlab chiqaruvchi sanoat korxonalariga oʻrnatilgan.
Hielscher Ultrasonics bilan jarayonni standartlashtirish
Oziq-ovqat, farmatsevtik preparatlar yoki kosmetikada ishlatiladigan suv oʻtlari ekstraktlari Yaxshi ishlab chiqarish amaliyotlari (GMP) talablariga muvofiq va standartlashtirilgan ishlov berish spetsifikatsiyalari asosida ishlab chiqarilishi shart. Hielscher Ultrasonicsning raqamli ekstraksiya tizimlari ultratovush bilan ishlov berish jarayonini aniq sozlash va nazorat qilishni osonlashtiradigan aqlli dasturiy taʼminot bilan jihozlangan. Avtomatik maʼlumotlarni qayd etish tizimi ultratovush energiyasi (umumiy va sof energiya), amplituda, harorat, bosim (harorat va bosim datchiklari oʻrnatilganda) kabi barcha ultratovush jarayoni parametrlarini sana va vaqt belgisi bilan ichki SD-kartaga yozadi. Bu ultratovush bilan ishlov berilgan har bir partiyani qayta tekshirish imkonini beradi. Shu bilan birga, takrorlanuvchanlik va doimiy yuqori mahsulot sifati taʼminlanadi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1 dan 500mL gacha | 10 dan 200mL/min gacha | UP100H |
| 10 dan 2000mL gacha | 20 dan 400mL/min gacha | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 dan 20L gacha | 0,2 dan 4L/min gacha | UIP2000hdT |
| 10 dan 100L gacha | 2 dan 10L/min gacha | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 dan 100L/min gacha | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalardan tashkil topgan klaster: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba-sanoat va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya uchun yuqori samarali ultratovushli gomogenizatorlar ishlab chiqaradi.
Adabiyotlar / Manbalar
- García-Vaquero, Marco; Rajauria, Gaurav; Brijesh Kumar, Tiwari; Sweeney, Torres; O’Doherty, John (2018): Extraction and Yield Optimisation of Fucose, Glucans and Associated Antioxidant Activities from Laminaria digitata by Applying Response Surface Methodology to High Intensity Ultrasound-Assisted Extraction. Marine Drugs 16(8), 2018.
- 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. - Harada, N., Hirose, Y., Chihong, S. et al. (2021): A novel characteristic of a phytoplankton as a potential source of straight‐chain alkanes. Scientific Reports Vol. 11, 2021.
- Halim, Ronald; Hill, David; Hanssen, Eric; Webley, Paul; Blackburn, Susan; Grossman, Arthur; Posten, Clemens; Martin, Gregory (2019): Towards sustainable microalgal biomass processing: Anaerobic induction of autolytic cell-wall self-ingestion in lipid-rich Nannochloropsis slurries. Green Chemistry 21, 2019.
- Garcia-Vaquero, Marco; Rajeev Ravindran; Orla Walsh; John O’Doherty; Amit K. Jaiswal; Brijesh K. Tiwari; Gaurav Rajauria (2021): Evaluation of Ultrasound, Microwave, Ultrasound–Microwave, Hydrothermal and High Pressure Assisted Extraction Technologies for the Recovery of Phytochemicals and Antioxidants from Brown Macroalgae. Marine Drugs 19 (6), 2021.
- Vernès, Léa; Vian, Maryline; Maâtaoui, Mohamed; Tao, Yang; Bornard, Isabelle; Chemat, Farid (2019): Application of ultrasound for green extraction of proteins from spirulina. Mechanism, optimization, modeling, and industrial prospects. Ultrasonics Sonochemistry 54, 2019.
Bilishga arziydigan faktlar
Suv oʻtlari: makroalgalar, mikroalgalar, fitoplankton, sianobakteriyalar, dengiz suv oʻtlari
Suv oʻtlari atamasi fotosintez qiluvchi eukariot organizmlarning katta va xilma-xil guruhiga nisbatan qoʻllanadigan norasmiy atamadir. Suv oʻtlari asosan protistlar deb hisoblanadi, biroq baʼzan ular oʻsimliklar (botanik organizmlar) yoki xromistlar turi sifatida ham tasniflanadi. Hujayra tuzilishiga qarab ularni makroalgalar va fitoplankton deb ham ataladigan mikroalgalarga ajratish mumkin. Makroalgalar koʻp hujayrali organizmlar boʻlib, koʻpincha dengiz suv oʻtlari deb ataladi. Makroalgalar sinfi makroskopik, koʻp hujayrali dengiz suv oʻtlarining turli turlarini oʻz ichiga oladi. Fitoplankton atamasi asosan mikroskopik, bir hujayrali dengiz suv oʻtlari (mikroalgalar) uchun qoʻllanadi, biroq u sianobakteriyalarni ham oʻz ichiga olishi mumkin. Fitoplankton fotosintez qiluvchi bakteriyalar, mikroalgalar va himoya plastinkalari bilan qoplangan kokkolitoforlarni oʻz ichiga oladigan turli organizmlarning keng sinfidir.
Suv oʻtlari ipsimon yoki oʻsimliksimon tuzilishga ega bir hujayrali yoki koʻp hujayrali boʻlishi mumkinligi sababli, ularni tasniflash koʻpincha qiyin.
Eng koʻp yetishtiriladigan makroalga (dengiz suv oʻti) turlari Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii, Gracilaria spp., Saccharina japonica, Undaria pinnatifida, Pyropia spp. va Sargassum fusiforme hisoblanadi. Eucheuma va K. alvarezii gidrokolloid gel hosil qiluvchi modda – karragenan uchun yetishtiriladi; Gracilaria agar ishlab chiqarish uchun yetishtiriladi; boshqa turlar esa oziq-ovqat va oziqlanish uchun tabiiy muhitdan yigʻib olinadi.
Dengiz suv oʻtlarining yana bir turi kelpdir. Kelplar Laminariales turkumini tashkil etadigan yirik qoʻngʻir dengiz suv oʻtlaridir. Kelp alginatga boy; bu uglevod muzqaymoq, jele, salat sousi va tish pastasi kabi mahsulotlarni quyuqlashtirish uchun, shuningdek, ayrim it ozuqalari va ishlab chiqariladigan buyumlarda tarkibiy qism sifatida ishlatiladi. Alginat kukuni umumiy stomatologiya va ortodontiyada ham tez-tez ishlatiladi. Fukoidan kabi kelp polisaxaridlari teri parvarishida gel hosil qiluvchi tarkibiy qismlar sifatida ishlatiladi.
Fukoidan qoʻngʻir suv oʻtlarining koʻplab turlarida mavjud boʻlgan, sulfatlangan, suvda eruvchan geteropolisaxariddir. Tijorat miqyosida ishlab chiqariladigan fukoidan asosan Fucus vesiculosus, Cladosiphon okamuranus, Laminaria japonica va Undaria pinnatifida dengiz suv oʻtlari turlaridan ajratib olinadi.
Suv oʻtlarining taniqli avlodlari va turlari
- Chlorella Chlorophyta boʻlimiga mansub, bir hujayrali yashil suv oʻtlarining (mikroalga) taxminan oʻn uch turini oʻz ichiga oladigan avloddir. Chlorella hujayralari sharsimon shaklga ega, diametri taxminan 2 dan 10 μm gacha va xivchinlari yoʻq. Ularning xloroplastlarida yashil fotosintetik pigmentlar – xlorofill-a va -b mavjud. Eng koʻp ishlatiladigan Chlorella turlaridan biri Chlorella vulgaris boʻlib, u oziqlanish qoʻshimchasi yoki oqsilga boy oziq-ovqat qoʻshimchasi sifatida keng qoʻllanadi.
- Spirulina (Arthrospira platensis sianobakteriyasi) ipsimon va koʻp hujayrali koʻk-yashil suv oʻtidir.
- Nannochloropsis oculata Nannochloropsis avlodining bir turidir. U dengizda ham, chuchuk suvda ham uchraydigan bir hujayrali kichik yashil suv oʻtidir. Nannochloropsis suv oʻtlari diametri 2–5 μm boʻlgan sharsimon yoki biroz tuxumsimon hujayralari bilan tavsiflanadi.
- Dicrateria gaptofitlar avlodi boʻlib, uchta turni oʻz ichiga oladi: Dicrateria gilva, Dicrateria inornata, Dicrateria rotunda va Dicrateria vlkianum. Dicrateria rotunda (D. rotunda) neftga ekvivalent uglevodorodlarni (uglerod atomlari soni 10 dan 38 gacha boʻlgan toʻyingan uglevodorodlarni) sintez qila oladi.
Suv oʻtlariga ishlov berishda ultratovush bilan ishlov berish qanday qoʻllanadi?
Ultratovush bilan ishlov berish suv oʻtlariga ishlov berishda ikki vazifani bajaradi – avval yigʻib olish samaradorligini, keyin esa ekstraksiya unumini oshiradi.
Yigʻib olish bosqichida past intensivlikdagi ultratovush suv oʻtlari hujayralari ichidagi gaz vakuolalariga taʼsir qilib, biomassaning choʻkishini osonlashtiradi. Tabiiy ravishda suzuvchanlik va flotatsiyaga yordam beradigan ushbu vakuolalar ultratovush bilan ishlov berish davomida parchalanadi va gazsizlanadi. Vakuolalar boʻshagach, hujayralar muallaq holatda qolish qobiliyatini yoʻqotadi, tezroq choʻkadi va ularni samarali ravishda konsentratsiyalash hamda oʻstirish muhitidan ajratish mumkin boʻladi.
Suv oʻtlarini ultratovush yordamida yigʻib olish haqida batafsil oʻqing
Keyingi ishlov berish bosqichida hujayra devorlarini parchalash uchun yuqori intensivlikdagi ultratovush bilan ishlov berish qoʻllanadi, bu lipidlar, oqsillar, pigmentlar va mikrooziqa moddalari kabi hujayra ichidagi tarkibiy qismlarning samarali chiqarilishini taʼminlaydi. Ultratovush bilan ishlov berish mikroalgalardan yuqori tozalikdagi biofaol moddalar ishlab chiqarishga mos keladigan kuchli, issiqlikka asoslanmagan ekstraksiya usuli sifatida keng eʼtirof etiladi.
Suv oʻtlaridan ultratovush yordamida ekstraksiya qilish haqida batafsil oʻqing!
Hielscher Ultrasonics yuqori samarali ultratovushli gomogenizatorlarni laboratoriya miqyosidan sanoat miqyosigacha ishlab chiqaradi.