Haben Sie jemals Ultraschall-Homogenisierer für Algen benutzt?

Haben Sie jemals Ultraschall-Homogenisierer für Algen benutzt?

Einführung in die Ultraschalltechnologie zur Extraktion von Meeresalgen

I. Einleitung

Als wertvolle Ressource, die der Menschheit durch den Ozean geschenkt wird, sind Algen reich an einer Vielzahl von bioaktiven Inhaltsstoffen wie Polysacchariden, Proteinen, Fettsäuren, Alkaloiden, Polyphenole und Pigmenten.Diese Inhaltsstoffe haben ein großes Anwendungspotenzial in vielen Bereichen wie der Medizin gezeigt.So können zum Beispiel Kelp-Sulfat-Polysaccharide in Medizin, Gesundheitsnahrungsmitteln und antiviralen Futtermittelzusatzstoffen verwendet werden.die für den Schutz der Gesundheit der Menschen und die Förderung der Sicherheit der Tier- und Geflügelzucht von großer Bedeutung sindWie man diese bioaktiven Inhaltsstoffe effizient und umweltfreundlich extrahiert, war jedoch schon immer der Schwerpunkt wissenschaftlicher Forscher und verwandter Industriezweige.Traditionelle Extraktionsmethoden, wie die Lösungsmittel- und Säure-Basen-Extraktion, haben Probleme wie geringe Extraktionsleistung, lange Zeit, hoher Energieverbrauch und große Schäden an den Wirkstoffen.Mit dem kontinuierlichen Fortschritt von Wissenschaft und Technologie, hat sich die Ultraschall-assistierte Extraktionstechnologie im Bereich der Extraktion von Wirkstoffen aus Meeresalgen entwickelt und allmählich entwickelt.

II. Prinzip der ultraschallunterstützten Extraktion

Ultraschall ist eine Schallwelle mit einer Frequenz von mehr als 20 kHz, die auf einem flüssigen Medium wirkt und eine Reihe einzigartiger physikalischer Effekte erzeugt.die für eine effiziente Gewinnung von Meeresalgen wichtig sind.

1Cavitationseffekt: Wenn sich Ultraschallwellen in Flüssigkeit ausbreiten, bilden sie periodische Druckveränderungen.Kleine Blasen (Kavitationskernen) in der Flüssigkeit werden sich schnell ausdehnenIn der positiven Druckphase werden die Blasen stark zusammenbrechen, wodurch extrem hohe Temperaturen (bis zu 5000 K) und Druck (über 100 MPa) entstehen.Bildung starker Stoßwellen und MikrojetDiese extremen Bedingungen können die Zellwand und die Zellmembranstruktur von Meeresalgen effektiv zerstören.Erleichterung der Freisetzung der biologisch aktiven Bestandteile in den Zellen in das ExtraktionslösungsmittelZum Beispiel bei der Extraktion von Polysacchariden aus MeeresalgenDie durch den Kavitationseffekt erzeugte Schlagkraft kann die Beschränkungen der Zellwand durchbrechen und die Polysaccharide schnell auflösen.

2Mechanische Vibrationswirkung: Die Hochfrequenzvibration von Ultraschallwellen kann starke mechanische Vibrationen des Flüssigkeitsmediums und der Algenpartikel verursachen.Diese Schwingung beschleunigt die relative Bewegung zwischen dem Extraktionslösungsmittel und den Algenpartikeln, erhöht die Durchdringungsrate des Lösungsmittels in die Algen und fördert so die Diffusion der Wirkstoffe aus den Algen in das Lösungsmittel.Zum Beispiel die Proteingewinnung aus MeeresalgenDie mechanische Vibration erlaubt es, das Lösungsmittel um das Protein herum schnell zu erneuern und die Auflösungsrate des Proteins zu beschleunigen.

3- thermische Wirkung: Während der Ausbreitung des Ultraschalls wird ein Teil der Energie vom Medium absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt, was zu einer Erhöhung der Temperatur des Systems führt.Eine angemessene Temperaturerhöhung kann die Viskosität des Extraktionslösungsmittels verringern, erhöhen den Diffusionskoeffizienten des Moleküls und verbessern die Extraktionseffizienz weiter.Es ist zu beachten, dass zu hohe Temperaturen einige wärmeempfindliche bioaktive Bestandteile schädigen könnenBei der Extraktion einiger antioxidativer Bestandteile aus Meeresalgen sollten die Ultraschallbedingungen daher in praktischen Anwendungen angemessen kontrolliert werden.geeignete thermische Effekte können ihre Auflösung fördern, ohne sie zu oxidieren und zu inaktivieren.

III. Vorteile der Ultraschall-assistierten Extraktion bei der Extraktion von Wirkstoffen aus Meeresalgen

Im Vergleich zu herkömmlichen Extraktionsmethoden bietet die Ultraschalltechnik bei der Extraktion von Wirkstoffen aus Meeresalgen viele erhebliche Vorteile.

1. Effizient und schnell: Viele Studien haben gezeigt, dass die Ultraschall-assistierte Extraktion die Extraktionszeit erheblich verkürzen kann.Zyklische Ultraschall-Extraktion wird verwendet, und die Extraktionszeit kann von mehreren Stunden oder sogar länger bei herkömmlichen Methoden auf 30 Minuten verkürzt werden.aber auch den Abbau der Wirkstoffe verringert, der durch die langfristige Extraktion verursacht werden kannBei der Extraktion von Fucoidan aus braunen Algen kann mit Ultraschallunterstützung eine einstufige Extraktionsrate von mehr als 95% erreicht werden, wodurch die Extraktionsrate der Zielkomponente erheblich verbessert wird.

2. Energieeinsparung und Umweltschutz: Bei der ultrasonic-assistierten Extraktion wird der entsprechende Energieverbrauch durch die verkürzte Extraktionszeit erheblich reduziert.GleichzeitigDiese Technologie kann den Einsatz organischer Lösungsmittel reduzieren und sogar in einigen Fällen umweltfreundlichere Lösungsmittel einsetzen, wie beispielsweise natürliche, tiefe eutektische Wasserlösungsmittel.bei der Gewinnung von Polyphenolen aus gewerblich angebauten Fucoidankelpen, die Verwendung von wasserreichen natürlichen tiefen eutiktischen Lösungsmitteln (WRNADES) in Kombination mit Ultraschall-assistierter Extraktion verbessert nicht nur die Extraktionseffizienz,aber auch die Schädigung der Umwelt durch organische Lösungsmittel verringert, und fördert die Entwicklung umweltfreundlicher Produktionsverfahren bei der Bioraffination von Meeresalgen.

3. Verbesserung der Produktqualität: Die Wirkung des Ultraschalls ist relativ mild und ermöglicht zwar eine wirksame Extraktion bioaktiver Inhaltsstoffe, aber auch eine bessere Aufrechterhaltung ihrer Struktur und Aktivität.Beispiel für die Extraktion von Phycobilisomen, es ist schwierig, durch chemische und mechanische Zerkleinern von Dracaena ideale Phycobilisome zu erhalten,aber vollständige Phycobilisome können durch Ultraschallbehandlung mit einer Frequenz von 20-50 kHz und einer Spannung von 60 V für 10 Minuten erhalten werdenBei der Extraktion einiger medizinischer Inhaltsstoffe aus Meeresalgen kann die Ultraschallunterstützte Extraktion die Aktivität der Inhaltsstoffe gewährleisten und ihren medizinischen Wert verbessern.

4. Weite Palette von Anwendungen: Ultraschallunterstützte Extraktionstechnologie eignet sich für die Extraktion verschiedener Arten von Meeresalgen und verschiedener bioaktiver Inhaltsstoffe.Braunalgen oder rote Algen, ob es sich um Polysaccharide, Proteine, Polyphenole oder Pigmente handelt, kann eine effiziente Extraktion durch Optimierung der Ultraschallbedingungen erreicht werden.die Extraktion von β-Carotin aus Salzalgen und Protein aus Spirulina hat gute Ergebnisse gezeigt.