Вы когда-нибудь использовали ультразвуковой гомогенизатор для морских водорослей?

Вы когда-нибудь использовали ультразвуковый гомогенизатор для морских водорослей?

Введение в технологию ультразвуковой экстракции морских водорослей

I. Введение

Морские водоросли, как ценный ресурс, данный человечеству океаном, богаты различными биоактивными ингредиентами, такими как полисахариды, белки, жирные кислоты, алкалоиды, полифенолы и пигменты.Эти ингредиенты показали большой потенциал применения во многих областях, таких как медицинаНапример, полисахариды сульфата водорослей могут использоваться в медицине, пищевых продуктах для здоровья и антивирусных кормовых добавках.которые имеют большое значение для защиты здоровья людей и повышения безопасности животноводства и птицеводстваТем не менее, как извлечь эти биоактивные ингредиенты эффективно и экологически чистыми всегда был в центре внимания научных исследователей и смежных отраслей промышленности.Традиционные методы добычи, такие как экстракция с помощью растворителей и кислотно-базовая экстракция, имеют такие проблемы, как низкая эффективность экстракции, длительное время, высокое потребление энергии и большое повреждение активных ингредиентов.С непрерывным прогрессом науки и техники, ультразвуковая технология экстракции появилась и постепенно появилась в области экстракции активных ингредиентов морских водорослей.

II. Принцип ультразвуковой экстракции

Ультразвук - это звуковая волна с частотой выше 20 кГц. Когда он действует на жидкую среду, он производит ряд уникальных физических эффектов,которые являются ключом к эффективной добыче морских водорослей.

1Эффект кавитации: когда ультразвуковые волны распространяются в жидкости, они образуют периодические изменения давления.крошечные пузырьки (кавитационные ядра) в жидкости быстро расширяютсяВ стадии положительного давления пузыри резко разрушаются, что приводит к возникновению чрезвычайно высоких температур (до 5000 К) и давлений (свыше 100 МПа).формирование сильных ударных волн и микроджетовЭти экстремальные условия могут эффективно разрушить клеточную стенку и структуру клеточной мембраны морских водорослей.облегчает высвобождение биологически активных компонентов в клетках в экстракционный растворительНапример, при извлечении полисахаридов из морских водорослей,сила удара, вызванная эффектом кавитации, может разрушить ограничения клеточной стенки и позволить полисахаридам быстро раствориться.

2Механическое вибрационное воздействие: высокочастотные вибрации ультразвуковых волн могут вызывать сильные механические вибрации жидкой среды и частиц морских водорослей.Эта вибрация ускоряет относительное движение между растворителем экстракции и частицами морских водорослей, увеличивает скорость проникновения растворителя в морские водоросли, и, таким образом, способствует диффузии активных ингредиентов из морских водорослей в растворитель.В качестве примера можно привести экстракцию белка из морских водорослей., механическая вибрация позволяет быстро обновлять растворитель вокруг белка, ускоряя скорость растворения белка.

3Тепловой эффект: во время распространения ультразвука часть энергии будет поглощена средой и преобразована в тепловую энергию, что приведет к повышению температуры системы.Соответствующее повышение температуры может уменьшить вязкость экстракционного растворителя, увеличивает коэффициент диффузии молекулы и еще больше улучшает эффективность экстракции.следует отметить, что чрезмерно высокие температуры могут повредить некоторые теплочувствительные биоактивные компонентыПри экстракции некоторых антиоксидантных компонентов из морских водорослейсоответствующие тепловые эффекты могут способствовать их растворению без их окисления и инактивации.

III. Преимущества ультразвуковой экстракции при экстракции активных ингредиентов из морских водорослей

По сравнению с традиционными методами экстракции ультразвуковая технология экстракции имеет множество значительных преимуществ при извлечении активных ингредиентов из морских водорослей.

1. Эффективность и скорость: многие исследования показали, что ультразвуковая экстракция может значительно сократить время экстракции.используется циклическая ультразвуковая экстракция, и время добычи может быть сокращено с нескольких часов или даже дольше при традиционных методах до 30 минут.но также уменьшает разложение активных ингредиентов, которое может быть вызвано длительной экстракциейПри экстракции фукоидана из коричневых водорослей ультразвуковая экстракция может достичь одноступенчатой скорости экстракции более 95%, значительно улучшая скорость экстракции целевого компонента.

2Экономия энергии и охрана окружающей среды: во время ультразвукового процесса экстракции соответствующее потребление энергии значительно снижается из-за сокращения времени экстракции.В то же время, эта технология может уменьшить использование органических растворителей, и даже в некоторых случаях могут быть использованы более экологически чистые растворители, такие как природные глубокие эвтектические растворители на водной основе.при добыче полифенолов из коммерчески выращиваемых водорослей фукоиданов, использование богатых водой глубоких естественных эвтектических растворителей (WRNADES) в сочетании с ультразвуковой экстракцией не только улучшает эффективность экстракции,но также уменьшает вред органических растворителей для окружающей среды, и способствует развитию экологически чистых производственных процессов в области биорафинирования морских водорослей.

3Улучшить качество продукции: Ультразвуковой эффект относительно мягкий, и при эффективной экстракции биоактивных ингредиентов, он может лучше поддерживать их структуру и активность.Например, экстракция фикобилисом, трудно получить идеальные фикобилизомы из дракены с помощью химических и механических методов дробления,но полные фикобилисомы можно получить с помощью ультразвуковой обработки с частотой 20-50 кГц и напряжением 60 В в течение 10 минутПри извлечении некоторых лекарственных ингредиентов из морских водорослей ультразвуковая экстракция может обеспечить активность ингредиентов и улучшить их лекарственную ценность.

4. Широкий спектр применений: Ультразвуковая технология экстракции подходит для извлечения различных видов морских водорослей и различных биоактивных ингредиентов.коричневые или красные водоросли, будь то полисахариды, белки, полифенолы или пигменты, эффективная экстракция может быть достигнута путем оптимизации ультразвуковых условий.экстракция β-каротина из соляных водорослей и белка из спирулины показали хорошие результаты.