Siêu âm chiết xuất sắc tố tảo xoắn
Khai thác siêu âm đã được chứng minh là có hiệu quả cao cho việc cô lập các chiết xuất chất lượng cao của vi tảo. Các sắc tố Spirulina như phycocyanin được gọi là siêu thực phẩm, góp phần mang lại lợi ích sức khỏe do hàm lượng chất chống oxy hóa, vitamin và protein cao. Để sản xuất các chất bổ sung tập trung cao độ như bột và viên nén, các sắc tố màu xanh phải được chiết xuất từ tảo tảo xoắn.
tảo xoắn
Arthrospira platensis (A. platensis) và Arthrospira maxima (A. maxima) được biết đến dưới thuật ngữ tảo xoắn. Spirulina là tảo xanh lam, rất giàu axit amin và chất chống oxy hóa. Với tải lượng chất dinh dưỡng cao như protein, enzyme, khoáng chất và vitamin A, K, B12, sắt và mangan, chúng được phân loại là siêu thực phẩm. Chi tảo Arthrospira có hàm lượng protein đặc biệt cao. Hàm lượng protein của nó dao động từ 53 đến 68% theo trọng lượng khô và cung cấp đầy đủ tất cả các axit amin thiết yếu. Hơn nữa, Arthrospira có lượng axit béo không bão hòa đa (PUFAs) cao, chiếm khoảng 1,5 đến 2% tổng hàm lượng lipid từ 5 đến 6%. Những PUFA này chứa axit γ-Linolenic (GLA), một axit béo Omega-6 thiết yếu. Các hợp chất hoạt tính sinh học khác của Arthrospira bao gồm vitamin, khoáng chất cũng như các sắc tố quang hợp.
Lưu ý: Về mặt khoa học, Spirulina platensis (S. platensis) và Spirulina maxima (S. maxima) được gọi chính xác là Arthrospira platensis (A. platensis) và Arthrospira maxima (A. maxima). Cả hai loài đã từng được phân loại trong chi Spirulina và cho đến ngày nay được biết đến thông tục dưới tên tảo xoắn. Mặc dù sự ra đời của hai chi riêng biệt của Arthrospira và Spirulina hiện nay thường được chấp nhận, thuật ngữ spirulina thường được sử dụng như thuật ngữ ô.
Khai thác siêu âm Spirulina
Chất gây rối loạn tế bào siêu âm (còn được gọi là máy vắt siêu âm) nổi tiếng với khả năng mở tế bào để giải phóng vật liệu nội bào. Khi sóng siêu âm cường độ cao được ghép thành chất lỏng, hiện tượng xâm thực âm thanh xảy ra. Các lực xâm thực phá vỡ thành tế bào và tăng cường chuyển khối lượng để các hợp chất mục tiêu hoạt tính sinh học được vận chuyển từ tế bào vào chất lỏng.
Khai thác siêu âm từ các tế bào: phần ngang siêu nhỏ (TS) cho thấy cơ chế hoạt động trong quá trình khai thác siêu âm từ các tế bào (phóng đại 2000x) [tài nguyên: Vilkhu et al. 2011]
Ưu điểm của chiết xuất siêu âm
- Năng suất cao
- Chất lượng chiết xuất vượt trội
- khai thác nhanh chóng
- Quá trình nhẹ, không nhiệt
- Dung môi đa dạng
- an toàn
- Dễ vận hành
- Mở rộng quy mô tuyến tính
- bảo trì thấp
- ROI nhanh
Giao thức khai thác
Prabuthas et al. (2011) đã phát triển giao thức chiết xuất sau đây để thu được chiết xuất phycocyanin chất lượng cao: Chiết xuất phycocyanin được đánh giá về nồng độ phycocyanin bằng nước cất và dung dịch CaCl2 1%. Tảo xoắn biển được sử dụng ở dạng khô vì sinh khối ướt ngay lập tức được vi khuẩn sử dụng và bắt đầu thoái hóa vì thành phần dinh dưỡng của nó. Do đó, để tránh những vấn đề này, nên sử dụng sinh khối tảo khô. Việc chiết xuất được thực hiện bằng cách trộn 0,1g sinh khối khô với lượng dung môi, sonication được thực hiện thời gian và biên độ theo thiết kế thí nghiệm. Các hệ thống treo mẫu được sonicated bằng cách sử dụng bộ ngắt tế bào siêu âm UP50H của Hielscher, tiếp theo là ly tâm trong 15 phút ở 13500rpm bằng máy ly tâm lạnh. Hàm lượng phycocyanin và protein trong quá trình chiết xuất với các dung môi khác nhau là canxi clorua và nước cất được nghiên cứu.
Lượng phycocyanin tối đa, 0,3116mg / ml thu được trong dung dịch canxi clorua sau đó là 0,299mg / ml trong nước cất. Lượng protein tối đa, 63,63% thu được trong dung môi nước cất và 54,69% trong dung dịch canxi clorua. Vì vậy, dung dịch CaCl2 đã được tìm thấy là dung môi tốt nhất để chiết xuất phycocyanin với sự hỗ trợ siêu âm.
Máy vắt siêu âm hiệu suất cao để khai thác Spirulina
Hielscher là đối tác có kinh nghiệm lâu dài của bạn khi nói đến khai thác siêu âm mạnh mẽ, đáng tin cậy các hoạt chất sinh học từ sinh khối thực vật và phyto. Tất cả các máy vắt siêu âm có thể được vận hành 24/7 và phù hợp cho việc sản xuất thương mại các chiết xuất chế độ ăn uống. Phạm vi sản phẩm của chúng tôi bao gồm toàn bộ phổ từ các chất gây rối sinh học cầm tay nhỏ hơn để thí điểm ultrasonicators và hệ thống siêu âm công nghiệp. Các phụ kiện khác nhau như sonotrodes khác nhau và lò phản ứng tế bào dòng chảy cho phép thích ứng tối ưu với yêu cầu quy trình của bạn. Tất cả các bộ vi xử lý siêu âm Hielscher đều mạnh mẽ, dễ vận hành và được thiết kế thân thiện với người dùng. Ultrasonicators điều khiển kỹ thuật số của chúng tôi đi kèm với một thẻ SD tích hợp cho giao thức tự động của dữ liệu sonication.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:
| Khối lượng hàng loạt | Tốc độ dòng chảy | Thiết bị được đề xuất |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200ml / phút | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400ml / phút | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 đến 20L | 0.2 đến 4L / phút | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L / phút | UIP4000 |
| N.A. | 10 đến 100L / phút | UIP16000 |
| N.A. | Lớn | Cụm UIP16000 |
- Kinh nghiệm lâu năm trong sonication
- Chất lượng cao
- Mạnh mẽ
- Hoạt động 24/7
- Bảo vệ chạy khô
- Khả năng mở rộng tuyến tính
- Dịch vụ khách hàng tuyệt vời
- bảo trì thấp
- Đào tạo & Dịch vụ lắp đặt
- Trung tâm kỹ thuật
- Phát triển quy trình
- Thiết bị siêu âm tùy chỉnh
Đội ngũ nhân viên được đào tạo bài bản của chúng tôi đảm bảo dịch vụ khách hàng cao và tư vấn chuyên nghiệp.
Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay! Chúng tôi vui mừng giới thiệu cho bạn máy vắt siêu âm phù hợp nhất cho ứng dụng của bạn.
Máy vắt siêu âm công suất cao từ phòng thí nghiệm đến thí điểm và quy mô công nghiệp.
Văn học/Tài liệu tham khảo
- 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. - Bachchhav M.B., Kulkarni M.V., Ingale A.G. (2017): An efficient extraction of phycocyanin by ultrasonication and separation using ‘sugaring out’. Phykos 47 (2): 19-24 (2017).
- Prabuthas P., Majumdar S., Srivastav P.P., Mishra H.N. (2011): Standardization of rapid and economical method for neutraceuticals extraction from algae. Journal of Stored Products and Postharvest Research Vol. 2(5) pp. 93 – 96, May 2011.
Sự thật đáng biết
tảo xoắn
Spirulina là một loại vi khuẩn lam (còn được gọi là cyanophyta) là một ngành vi khuẩn có được năng lượng của chúng thông qua quang hợp. Chúng là những sinh vật nhân sơ quang hợp duy nhất có thể sản xuất oxy. Tên vi khuẩn lam xuất phát từ màu sắc của vi khuẩn (tiếng Hy Lạp: κυανός, translit. kyanós, lit. blue). Do màu sắc của chúng, chúng còn được gọi là tảo xanh lam, mặc dù thuật ngữ tảo trong cách sử dụng hiện đại bị hạn chế đối với sinh vật nhân chuẩn. Spirulina platensis (S. platensis) là một loại vi khuẩn lam nhân sơ đa sợi, có thể dễ dàng phát triển như một nền độc canh trong các ao mở hoặc lò phản ứng sinh học kín. C-phycocyanin (C-PC) là phycobiliprotein chính trong tảo xoắn.
Chiết xuất Spirulina
Spirulina là một chất bổ sung chế độ ăn uống phổ biến có nguồn gốc từ sinh khối của vi khuẩn lam biển (tảo xanh lam). Hai loài tảo xoắn được sử dụng để điều chế protein thuần chay và bổ sung sắc tố là Arthrospira platensis và Arthrospira maxima. Chiết xuất được giải phóng từ các vi tảo này rất giàu chất chống oxy hóa, axit amin và vitamin. Do đó, bột chiết xuất màu xanh được thêm vào nước ép, sinh tố, lắc và đồ uống và mang lại cho chúng một màu xanh đậm tuyệt đẹp. Ngoài ra, chiết xuất tảo xoắn có thể được tiêu thụ ở dạng viên nén.
Phycocyanin allophycocyanin và phycoerythrin là một phức hợp sắc tố-protein từ họ phycobiliprotein thu hoạch ánh sáng, được biết đến với màu xanh nhạt đậm. Phycocyanin là một sắc tố phụ cho chất diệp lục. Vì tất cả các phycobiliprotein đều hòa tan trong nước, chúng không có mặt trong màng, thay vào đó phycobiliprotein được liên kết dưới dạng tập hợp (được gọi là phycobilisome) với màng tế bào.
Khai thác siêu âm và phá vỡ tế bào
Khai thác hỗ trợ siêu âm (UAE) được sử dụng để giải phóng và cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học từ vật liệu phyto cũng như mô.
Đối với quá trình khai thác siêu âm, sóng siêu âm cường độ cao được kết hợp thành một môi trường nơi sóng tạo ra nén và mở rộng xen kẽ. Trong các chu kỳ nén / giãn nở, bong bóng chân không được tạo ra phát triển qua nhiều chu kỳ cho đến khi chúng không thể hấp thụ nhiều năng lượng hơn để chúng nổ tung dữ dội. Vụ nổ bong bóng tạo ra trạng thái năng lượng cao với nhiệt độ xảy ra cục bộ lên đến 5000K, chênh lệch áp suất 1000atm, tốc độ sưởi ấm và làm mát trên 1010 K / s cũng như các tia chất lỏng với vận tốc 280m / s. Hiện tượng này được gọi là xâm thực âm thanh.
Chiết xuất siêu âm dựa trên xâm thực âm thanh và lực cắt thủy động lực học của nó