¿Alguna vez has usado un homogeneizador ultrasónico para algas marinas?

¿Alguna vez has usado homogeneizador ultrasónico para algas marinas?

Introducción a la tecnología de extracción ultrasónica de algas marinas

I. Introducción

Las algas marinas, como un recurso precioso dado a la humanidad por el océano, son ricas en una variedad de ingredientes bioactivos, tales como polisacáridos, proteínas, ácidos grasos, alcaloides, polifenoles y pigmentos.Estos ingredientes han demostrado un gran potencial de aplicación en muchos campos como la medicina.Por ejemplo, los polisacáridos de sulfato de algas pueden utilizarse en medicina, alimentos saludables y aditivos para piensos antivirales.que sean de gran importancia para proteger la salud de las personas y promover la seguridad de la cría de ganado y aves de corralSin embargo, la forma de extraer estos ingredientes bioactivos de manera eficiente y respetuosa con el medio ambiente siempre ha sido el foco de los investigadores científicos y las industrias relacionadas.Métodos de extracción tradicionales, como la extracción con disolvente y la extracción ácido-base, presentan problemas tales como baja eficiencia de extracción, largo tiempo, alto consumo de energía y gran daño a los ingredientes activos.Con el continuo avance de la ciencia y la tecnología, la tecnología de extracción asistida por ultrasonidos ha surgido y ha surgido gradualmente en el campo de la extracción de ingredientes activos de algas marinas.

II. Principio de extracción asistida por ultrasonidos

El ultrasonido es una onda sonora con una frecuencia superior a 20 kHz. Cuando actúa sobre un medio líquido producirá una serie de efectos físicos únicos,que son la clave para lograr una extracción eficiente de algas marinas.

1Efecto de cavitación: Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en el líquido, formarán cambios periódicos de presión.pequeñas burbujas (núcleos de cavitación) en el líquido se expandirán rápidamenteEn la fase de presión positiva, las burbujas se derrumbarán bruscamente, generando temperaturas y presiones extremadamente altas (hasta 5000 K) y superiores a 100 MPa.formando fuertes ondas de choque y microjetosEstas condiciones extremas pueden destruir efectivamente la pared celular y la estructura de la membrana celular de las algas marinas.facilitando la liberación de los componentes biológicamente activos de las células en el disolvente de extracciónPor ejemplo, cuando se extraen polisacáridos de algas marinas,la fuerza de impacto generada por el efecto de cavitación puede romper las restricciones de la pared celular y permitir que los polisacáridos se disuelvan rápidamente.

2Efecto de vibración mecánica: La vibración de alta frecuencia de las ondas ultrasónicas puede causar fuertes vibraciones mecánicas del medio líquido y las partículas de algas marinas.Esta vibración acelera el movimiento relativo entre el disolvente de extracción y las partículas de algas marinas, aumenta la velocidad de penetración del disolvente en las algas marinas y, por tanto, promueve la difusión de los principios activos de las algas marinas en el disolvente.Tomando como ejemplo la extracción de proteínas de algas marinas, la vibración mecánica permite que el disolvente alrededor de la proteína se renueve rápidamente, acelerando la velocidad de disolución de la proteína.

3Efecto térmico: durante la propagación del ultrasonido, parte de la energía será absorbida por el medio y convertida en energía térmica, lo que resulta en un aumento de la temperatura del sistema.El aumento adecuado de la temperatura puede reducir la viscosidad del disolvente de extracción, aumenta el coeficiente de difusión de la molécula y mejora aún más la eficiencia de extracción.Debe tenerse en cuenta que las temperaturas excesivamente altas pueden dañar algunos componentes bioactivos sensibles al calorEn el caso de las algas marinas, la extracción de algunos componentes antioxidantes se realiza mediante la extracción de una serie de sustancias que pueden ser utilizadas para la obtención de los resultados obtenidos.Los efectos térmicos adecuados pueden promover su disolución sin causar su oxidación e inactivación..

III. Ventajas de la extracción asistida por ultrasonidos en la extracción de los principios activos de las algas marinas

En comparación con los métodos de extracción tradicionales, la tecnología de extracción asistida por ultrasonidos tiene muchas ventajas significativas en la extracción de ingredientes activos de las algas marinas.

1. Eficiente y rápido: Muchos estudios han demostrado que la extracción asistida por ultrasonidos puede acortar significativamente el tiempo de extracción.Se utiliza la extracción ultrasónica cíclica, y el tiempo de extracción puede reducirse de varias horas o incluso más en los métodos tradicionales a 30 minutos.pero también reduce la degradación de los ingredientes activos que puede ser causada por la extracción a largo plazoCuando se extrae fucoidano de algas marrones, la extracción asistida por ultrasonidos puede lograr una tasa de extracción de una sola etapa de más del 95%, mejorando en gran medida la tasa de extracción del componente objetivo.

2Ahorro de energía y protección del medio ambiente: durante el proceso de extracción asistida por ultrasonidos, el consumo de energía correspondiente se reduce en gran medida debido al tiempo de extracción acortado.Al mismo tiempo, esta tecnología puede reducir el uso de disolventes orgánicos e incluso, en algunos casos, pueden utilizarse disolventes más respetuosos con el medio ambiente, como los disolventes eutecticos profundos naturales a base de agua.cuando se extraen polifenoles de algas fucoidanas cultivadas comercialmente, el uso de disolventes eutecticos profundos naturales ricos en agua (WRNADES) combinados con la extracción asistida por ultrasonidos no sólo mejora la eficiencia de la extracción,pero también reduce el daño de los disolventes orgánicos para el medio ambiente, y promueve el desarrollo de procesos de producción respetuosos con el medio ambiente en la biorrefinería de algas marinas.

3Mejorar la calidad del producto: El efecto del ultrasonido es relativamente leve y, aunque extrae eficazmente los ingredientes bioactivos, puede mantener mejor su estructura y actividad.Tomando como ejemplo la extracción de phycobilisomes, es difícil obtener phycobilisomes ideales de Dracaena mediante métodos de trituración química y mecánica,pero se pueden obtener ficobilisomas completos mediante tratamiento ultrasónico con una frecuencia de 20-50 kHz y un voltaje de 60 V durante 10 minutosCuando se extraen algunos ingredientes medicinales de las algas marinas, la extracción asistida por ultrasonidos puede garantizar la actividad de los ingredientes y mejorar su valor medicinal.

4. Amplia gama de aplicaciones: La tecnología de extracción asistida por ultrasonidos es adecuada para la extracción de varios tipos de algas marinas y diferentes ingredientes bioactivos.Algas marrones o rojas, ya se trate de polisacáridos, proteínas, polifenoles o pigmentos, se puede lograr una extracción eficiente mediante la optimización de las condiciones ultrasónicas.la extracción de β-caroteno de algas saladas y de proteínas de espirulina han dado buenos resultados.