Ultrasonidos yo'osal u ma'alo'obkíinsiko'ob u disrupción ka extracción t'aan ti' le algas

Le algas, macro yéetel microalgas, ya'alik ya'ab compuestos valiosos, u utilizan bey janalbe'eno'ob nutritivos, aditivos alimentarios wa bey combustible wa yo'olal prima utia'al u combustibles. Utia'al u liberar le sustancias objetivo ti' le célula algas, k'a'abet jump'éel láaka disrupción t'aan potente ka eficiente. Le extractores ultrasónicos le jach eficientes yéetel fiables ka lela' le extracción compuestos bioactivos yik'áalil botánicos, algas yéetel hongos. Disponibles u escala u laboratorio, u sobremesa yéetel industrial, le extractores ultrasónicos ti' Hielscher u establecidos ti' le producción extractos derivados ti' células ti' le producción alimentaria, farmacéutica yéetel u biocombustibles.

Le algas bey juntúul recurso valioso yo'osal le nutrición yéetel le combustible

Le células le algas ku jump'éel fuente versátil u compuestos bioactivos yéetel ayik'al ti' energía, bey proteínas, carbohidratos, lípidos yéetel uláak' sustancias bioactivas, bey alcanos. Le je'ela' ku beetik le algas k'áati' jump'éel fuente janalbe'eno'ob yéetel compuestos nutricionales, bey combustibles.
Le microalgas ku valiosa fuente lípidos, ka u utilizan utia'al u nutrición yéetel je'el bix yo'olal prima utia'al biocombustibles (je'ebix, biodiésel). Le cepas le fitoplancton k'áak'nab Dicrateria, bey Dicrateria rotunda, u yojelo'ob chan bey algas productoras u petróleo, u páajtal u sintetizar jump'éel serie hidrocarburos saturados (n-alcanos) ichil C₁₀H₂₂ u C₃₈H₇₈, Ba'ax ku clasifican bey gasolina (C10-C15), gasóleos (C16-C20) yéetel fuelóleos (C21-C38).
Debido a u ku nutricional, le algas ku utilizan bey "janalbe'eno'ob funcionales" wa "nutracéuticos". Le micronutrientes importantes extraídos ti' le algas incluyen le carotenoides astaxantina, fucoxantina yéetel zeaxantina, fucoidan, laminari yéetel uláak' glucanos ichil ya'ab uláak' sustancias bioactivas, u utilizan bey suplementos nutricionales yéetel farmacéuticos. Le carragenina, le alginato yéetel uláak' hidrocoloides ku utilizan bey aditivos alimentarios. Lípidos le algas ku utilizan bey fuente vegana ti' omega-3 yéetel xan u utilizan bey combustible wa bey yo'olal prima utia'al u producción biodiésel.

Disrupción ka extracción t'aan u algas tumen ultrasonidos potencia

Le extractores ultrasónicos wa yéetel ultrasonidos ku utilizan utia'al u extraer compuestos valiosos u mejen muestras ti' le laboratorio, bey je'el bix ti' le producción tu gran escala comercial.
Le células le algas u protegidas tumen matrices complejas ti' le pak'o' t'aan, yaan compuestas tumen lípidos, celulosa, proteínas, glicoproteínas yéetel polisacáridos. Le k'oja'ano'obo' óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le pak' celulares ti' le algas táan formada tumen juntúul páawo'ob microfibrilar ichil jump'éel matriz proteica gelatinosa; Ba'ale' Jayp'éel microalgas u equipadas yéetel jump'éel pak'o' rígida inorgánica tu'ux yaan tumen frústulas ti' sílice opelina wa carbonato calcio. Tia'al compuestos bioactivos ichil le biomasa algas, jach k'a'abeto'ob jump'éel láaka eficiente disrupción t'aan. Beyxan ti' kaambalilo'ob le ba'ax nu'ukulilo'ob ti' extracción (es decir le método yéetel le nu'ukulil extracción), le eficiencia ti' le disrupción yéetel extracción t'aan ti' le algas xan táan fuertemente influenciada tumen ya'ab ba'ax dependientes ti' le algas je'el bix u composición le pak'o' t'aan, le tu'ux ku yaantal ti' le biomolécula deseada ti' le células microalgas yéetel le p'isibij tuméen le microalgas ichil le jooch.

Bix u meyaj le disrupción yéetel extracción t'aan ultrasónica ti' le algas.

Ka le ondas ultrasónicas u ka'anal intensidad ku acoplan ti' jump'éel sonda ultrasónica (xan conocida bey bocina ultrasónica wa sonotrodo) ti' jump'éel líquido wa luuk', le ondas sonoras viajan ti' le líquido yéetel crean ciclos alternos alta yéetel baja presión. Ti' le k'iino'oba' ciclos alta leti' baja presión, ku ku ts'áiko'ob diminutas burbujas wa cavidades u vacío. Le burbujas cavitación u ku ts'áiko'ob ka le presión ku lúubul ichil le ciclos baja presión tu píibo' ti' a yáanal le presión vapor saturado, ku 30 ts'áaik tuméen le resistencia ti' le tracción líquido ti' jump'éel determinada temperatura. Le ju'unil nuuktalo'ob a lo largo de ya'ab ciclos. Le ken a burbujas u vacío alcanzan jump'éel Buka'aj le ma' táan u béeytal múuch'ik asab energía, le burbuja implosiona violentamente ichil jump'éel ciclo ka'anal presión. Implosión le burbujas cavitación jach jump'éel tuukula' violento yéetel denso ti' energía u genera intensas ondas choque, turbulencias yéetel microchorros ti' le fluido. Ku ts'o'okole', ku crean presiones localizadas jach altas yéetel temperaturas jach altas. Táan a condiciones extremas le uchik capaces u alterar le pak' celulares yéetel le membranas yéetel liberar compuestos intracelulares ti' jump'éel kin tuukul efectiva, xoknáalo'obo' yéetel rápida. Ti' le modo, le compuestos intracelulares bey proteínas, polisacáridos, lípidos, vitaminas, minerales yéetel antioxidantes páajtal extraer ku eficazmente yo'osal ultrasonidos potencia.

Cavitación ultrasónica yo'osal le disrupción yéetel extracción t'aan

Le ken u expone jump'éel intensa energía ultrasónica, le pak'o' wa membrana je'el bin yano'ob célula (incluidas le botánicas, le mamíferos, le algas, le hongos, le bacterias, etcétera) ku jaat yéetel le célula ku jaat ti' fragmentos asab mejen tuméen le muuk' mecánicas ti' le cavitación ultrasónica u ka'anal densidad energética. Le ken u pa' le pak'o' t'aan, le metabolitos celulares bey proteínas, lípidos, ácidos nucleicos yéetel clorofila ku liberan u matriz le pak'o' t'aan, bey je'el bix ti' yaan tu ts'u' le célula, ka u transfieren chúumuk yéetel wa solvente circundante.
Le meyaj cavitación ultrasónica leti' acústica descrito ka'achij interrumpe gravemente le células algas pa'ate wa le vacuolas gas yéetel líquido ichil le células. Le cavitación ultrasónica, le vibración, le turbulencias yéetel le microflujo promueven le transferencia juuch' ichil yaan tu ts'u' le célula yéetel le disolvente circundante utia'al u le biomoléculas (es decir le metabolitos) ku liberen bix u eficiente ka rápida. Dado ti' le sonicación jach jump'éel puramente mecánico Ts'a'akal u ma' k'a'abet yik'áalil químicos agresivos, tóxicos yo'osal u chíikpajal ba'ax caros.
Le ultrasonidos u ka'anal intensidad yéetel baja frecuencia crean condiciones extremas u ka'anal densidad energética, yéetel altas presiones, temperaturas yéetel altas muuk' cizallamiento. Táan a muuk' meyajtbilo' promueven u ruptura le ka'ansaj celulares con el fin de liberar compuestos intracelulares ti' le ka'a. Tune', le ultrasonidos baja frecuencia ku utilizan tu gran medida utia'al u extracción u sustancias bioactivas yéetel combustibles le algas. Ti' comparación yéetel le métodos ku extracción convencionales, bey le extracción yéetel disolventes, molienda perlas wa u homogeneización u ka'anal presión, le extracción ultrasónica destaca tumen liberar óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le compuestos bioactivos (bey lípidos, proteínas, polisacáridos yéetel micronutrientes) ti' le célula sonoporinada yéetel leterada. Meentiko'ob le condiciones u tuukula' ti'alo'ob, le extracción tumen ultrasonidos proporciona rendimientos u extracción superiores ti' ku bisik tuukula' jach kóom. Je'ebix, le extractores ultrasónicos u ka'anal rendimiento muestran jump'éel excelente rendimiento extracción le algas, le ken u utilizan yéetel jump'éel yáax disolvente. Tu ka'a ácido wa alcalino, le pak'o' t'aan ti' le algas ku ku porosa yéetel arrugada, ku aumenta u rendimiento u baja temperatura (ti' a yáanal 60 ° C) ti' jump'éel corto k'iin sonicación (bey u 3 horas). Le kóom ku bisik le extracción temperaturas suaves evita u degradación le fucoidan yo'olal u obtiene jump'éel polisacárido ma'alob bioactivo.
Le ultrasonicación jach xan jump'éel método utia'al u transformar u fucoidan u ka'anal peso molecular ti' fucoidan t'okik peso molecular, lela' significativamente asab bioactivo debido a u ba'ax desramificada. Yéetel u ka'anal bioactividad yéetel bioaccesibilidad, le fucoidan t'okik peso molecular jach jump'éel compuesto ts'áik ti' le yik'áalil farmacéuticos yéetel le kaambalilo'ob ma'alo'ob meyaj beetik u fármacos.

Ku prácticos: Extracción ultrasónica u compuestos algas

Eficacia le extracción tumen ultrasonidos yéetel u optimización le parámetros u extracción tumen ultrasonidos u sido ampliamente estudiadas. Tu continuación u kaxtik ya'ala'al máaxo'ob máano'ob ejemplares u extracción tumen ultrasonidos ya'abkach ba'alche'ob algas.

Extracción proteínas espirulina yo'osal Mano-Thermo-Sonication

Le múuch' investigación Prof. Chemat (Universidad u Aviñón) investigó táanil le manotermosonicación (MTS) ti' le extracción proteínas (bey le ficocianina) tu cianobacterias le'obi' Arthrospira platensis (xan conocidas bey espirulina). Le mano-termosonicación (MTS) leti' le ka'anatako'ob ultrasonidos combinados yéetel presiones yéetel temperaturas elevadas utia'al u intensificar le tuukula' extracción tumen ultrasonidos.
"Bin ya'ala'al máaxo'ob máano'ob experimentales, le MTS promovió transferencia juuch' (ka'anal difusividad efectiva, U) yéetel permitió kéen p'áatak jump'éel 229 ti chúumuk asab u proteínas (28,42 ± 1,15 g leti' 100 g DW) u le tuukula' convencional xma' ultrasonidos (8,63 ± 1,15 g leti' 100 g DW). Yéetel 28,42 g proteínas tumen Amal 100 g biomasa tijil u espirulina ti' le extracto, ku logró jump'éel tasa recuperación proteínas le 50 ti Chúumuk ti' 6 minutos efectivos yéetel jump'éel tuukula' continuo u MTS. Le observaciones microscópicas mostraron ti' le cavitación acústica tu'ux tu taasajul le filamentos espirulina tuméen jejeláas mecanismos bey le fragmentación, le sonoporación yéetel le destexturación. Le jejeláas fenómenos facilitan le extracción, liberación yéetel solubilización le compuestos bioactivos ti' le espirulina". [Vernès et ti' le., 2019]

Máak microscopía óptica u filamentos enteros u espiurulina sometidos Ts'a'akal MTS a lo largo de le k'iin. Barra u escala (wíimbala' U) = 50 μm utia'al tuláakal máak.
Wíimbala' ka xook: ©Vernès et ti' le. 2019

Extracción ultrasónica fucoidan yéetel glucano ti' Laminaria digitata

Le múuch' investigación TEAGASC tumen Dr Tiwari investigó u extracción u polisacáridos, es decir fucoidan, laminarina yéetel glucanos totales, u macroalga Laminaria digitata utilizando le ultrasonido UIP500hdT. Le parámetros ku extracción asistida tumen ultrasonidos (EAU) estudiados mostraron jump'éel influencia significativa ti' le niveles fucosa, FRAP yéetel DPPH. Obtuvieron u niveles ti' 1060,75 mg leti' 100 g ds, 968,57 mg leti' 100 g ds, 8,70 μM trolox leti' mg fde yéetel 11,02 ti chúumuk utia'al fucosa, glucanos totales, FRAP yéetel DPPH respectivamente ti' condiciones optimizadas ti' temperatura (76◦C), k'iin (10 min) yéetel amplitud ultrasónica (100 ti chúumuk) utilizando 0,1 M HCl bey disolvente. Le condiciones le EAU descritas ku aplicaron belal ti' uláak' macroalgas pardas económicamente nu'p k'axo'ob (L. hyperborea yéetel U. nodosum) tia'al extractos ayik'al ti' polisacáridos. Le xooko' ku ye'esik u aplicabilidad le EAU utia'al u ma'alo'obkíinsiko'ob u extracción polisacáridos bioactivos ya'abkach ba'alche'ob macroalgas.

Extracción fitoquímica ultrasónica ti' F vesiculosus y P'el canaliculata

Le nu'ukulil investigación García-Vaquero comparó ya'abkach yo'osal u extracción jkajanalo'ob, Bey u extracción ultrasónica u ka'anal rendimiento, le extracción tumen ultrasonidos-microondas, le extracción tumen microondas, le extracción asistida tumen hidrotermal yéetel le extracción asistida tumen ka'anal presión, con el fin de Trauma eficiencia u extracción le ba'alche'obo' microalgas pardas Fucus vesiculosus yéetel Pelvetia canaliculata. Utia'al u ultrasonicación, utilizaron le Extractor ultrasónico Hielscher UIP500hdT. Anilsis le rendimientos extracción tu síilaj ti' le extracción ultrasónica logró le rendimientos asab ka'anatako'ob u óol tuláakal le máasewáalo'obo' ti' le fitoquímicos u je'el F. vesiculosus. Lela' u k'áat u ya'al ti' le rendimientos asab ka'anatako'ob u compuestos extraídos u F. vesiculosus utilizando le extractor ultrasónico UIP500hdT Jbino'ob: contenido fenólico total (445,0 ± 4,6 mg equivalentes ácido gálico leti' g), contenido total ti' florotanino (362,9 ± 3,7 mg equivalentes ti' floroglucinol leti' g), contenido total ti' flavonoides (286,3 ± 7,8 mg equivalentes ti' quercetina leti' g) yéetel contenido total ti' taninos (189,1 ± 4,4 mg equivalentes ti' catequina leti' g).
Ti' u xook investigación, le nu'ukulil concluyó ka u búukinta'al le extracción asistida tumen ultrasonidos "combinada yéetel juntúul solución etanólica ti' le 50 ti chúumuk bey disolvente extracción je'el u jump'éel estrategia prometedora dirigida extracción TPC, TPhC, TFC yéetel TTC, yaan u yúuchtal reduce coextracción carbohidratos indeseables tuukulo'oba' u F. vesiculosus bix u p'el. canaliculata, yéetel aplicaciones prometedoras ken u utilizan le compuestos bey yik'áalil farmacéuticos. nutracéuticos ka cosmecéuticos". [García-Vaquero et ti' le., 2021]

Ampliación le termosonicación je'elo'oba' ti' le Universidad u Aviñón utilizando ultrasonidos Hielscher: ichil ti' u laboratorio UIP1000hdT (U) utia'al nu'ukulo'ob escala piloto UIP4000hdT (B, C & Mulix). Ti' le wíimbala' Mulix u esquematiza jump'éel sección transversal ti' le célula flujo ultrasónico FC100K.
Wíimbala' ka xook: ©Vernès et ti' le. 2019

Extractores ultrasónicos u ka'anal rendimiento utia'al u disrupción algas

Le nu'ukulil ultrasónico u ts'ook generación Hielscher ku cha'antik jump'éel kaambalil yo'osal total yóok'ol le parámetros le tuukula' bey le amplitud, le temperatura, le presión yéetel le yaan tu energía.
Utia'al u extracción ultrasónica, parámetros bey le Buka'aj partícula yo'olal prima, le bin yano'ob disolvente, le relación sólido-disolvente yéetel le k'iin extracción páajtal variar u ka optimizar tia'al ti' ya'ala'al máaxo'ob máano'ob.
Dado ti' le extracción ultrasónica le jump'éel método extracción ma' térmico, u evita le degradación térmica u xak'o'ob bioactivos presentes ti' le yo'olal prima, bey le algas.
Tu general ventajas bey le ka'anal rendimiento, le corto k'iin extracción, le baja temperatura extracción yéetel le mejen yaan xan ya'abach disolvente ku betiko'ob u le sonicación je'el u método extracción superior.

Extracción ultrasónica: establecida ti' le laboratorio yéetel le industria

Le extracción ultrasónica ku aplica ampliamente utia'al u extracción je'el bin yano'ob compuesto bioactivo yik'áalil botánicos, algas, bacterias yéetel células mamíferos. Le extracción tumen ultrasonidos u ts'o'ok establecido bey juntúul láaka sencilla, rentable yéetel jach eficiente u supera uláak' yo'osal u extracción tu'ux tuméen u mayores rendimientos extracción yéetel u menor ku bisik procesamiento.
Yéetel sistemas ultrasónicos ti' laboratorio, sobremesa yéetel jaatsatako'ob industriales disponibles, extracción ultrasónica jach bejla'e' jump'éel ma'alo'obtal bien establecida yéetel fiable. Le extractores ultrasónicos ti' Hielscher u instalados way yóok'ol kaabe' ti' kúuchilo'ob procesamiento industrial ba'ax ku ts'áiko'ob compuestos bioactivos u grado alimentario yéetel farmacéutico.

Estandarización procesos yéetel Hielscher Ultrasonics

Le extractos derivados ti' algas, u utilizan ti' janalbe'eno'ob, yik'áalil farmacéuticos wa cosméticos, k'a'abéet producir ku de acuerdo con le Buenas tu'ux u Fabricación (BPM) yéetel yáanal especificaciones u procesamiento estandarizadas. Le kaambalilo'ob extracción digital u Hielscher Ultrasonics ku talo'ob yéetel juntúul software na'at, ku facilita le configuración yéetel le kaambalil yo'osal unajilo'ob tu'ux yaan u le tuukula' sonicación. Le registro automático ti' datos ts'íib tuláakal le parámetros le tuukula' ultrasónico, bey le energía ultrasónica (energía total yéetel neta), le amplitud, le temperatura, le presión (ken montan sensores temperatura yéetel presión) yéetel sello u k'iinil yéetel p'isib ti' le tarjeta SD incorporada. Le je'ela' ti' Cha' xíixtik, Amal lote procesado tumen ultrasonidos. Ti' le k'iino' je'el xano' k'iin, ku garantiza le reproducibilidad yéetel le ka'anal ma'alobil continua le producto.

Le uláak' tabla ku ts'aik ti' jump'éel indicación le Buka'aj u ba'al u procesamiento aproximada u k ultrasonidos: