Avez-vous déjà utilisé un homogénéisateur à ultrasons pour des algues ?

Avez-vous déjà utilisé un homogénéiseur ultrasonique pour les algues?

Introduction à la technologie d'extraction par ultrasons d'algues

I. Présentation

Les algues, une ressource précieuse donnée à l'humanité par l'océan, sont riches en une variété d'ingrédients bioactifs, tels que les polysaccharides, les protéines, les acides gras, les alcaloïdes, les polyphénols et les pigments.Ces ingrédients ont montré un grand potentiel d'application dans de nombreux domaines tels que la médecinePar exemple, les polysaccharides de sulfate de varech peuvent être utilisés dans la médecine, les aliments pour la santé et les additifs pour aliments pour animaux antiviraux,qui sont d'une grande importance pour la protection de la santé des personnes et la promotion de la sécurité de l'élevage du bétail et de la volailleCependant, la manière d'extraire ces ingrédients bioactifs de manière efficace et respectueuse de l'environnement a toujours été au centre des recherches scientifiques et des industries connexes.Méthodes d'extraction traditionnelles, tels que l'extraction par solvant et l'extraction acide-base, présentent des problèmes tels qu'un faible rendement d'extraction, un temps de traitement long, une consommation d'énergie élevée et de grands dommages aux ingrédients actifs.Avec le progrès continu de la science et de la technologie, la technologie d'extraction assistée par ultrasons est apparue et s'est progressivement développée dans le domaine de l'extraction des ingrédients actifs des algues.

II. Principe de l'extraction assistée par ultrasons

L'échographie est une onde sonore d'une fréquence supérieure à 20 kHz.qui sont la clé pour obtenir une extraction efficace des algues.

1L'effet de cavitation: lorsque les ondes ultrasoniques se propagent dans le liquide, elles forment des changements de pression périodiques.Les petites bulles (noyaux de cavitation) dans le liquide vont s'élargir rapidement.Dans la phase de pression positive, les bulles s'effondreront brusquement. Cette effondrement instantané des bulles générera des températures extrêmement élevées (jusqu'à 5000 K) et des pressions (plus de 100 MPa),formant de fortes ondes de choc et des micro-jetCes conditions extrêmes peuvent détruire efficacement la paroi cellulaire et la structure de la membrane cellulaire des algues,facilitant la libération des composants biologiquement actifs dans les cellules dans le solvant d'extractionPar exemple, lors de l'extraction de polysaccharides à partir d'algues,la force d'impact générée par l'effet de cavitation peut briser les contraintes de la paroi cellulaire et permettre aux polysaccharides de se dissoudre rapidement.

2Effets de vibration mécanique: les ondes ultrasoniques à haute fréquence peuvent provoquer de fortes vibrations mécaniques du milieu liquide et des particules d'algues.Cette vibration accélère le mouvement relatif entre le solvant d'extraction et les particules d'algues., augmente la vitesse de pénétration du solvant dans les algues et favorise ainsi la diffusion des ingrédients actifs des algues dans le solvant.À titre d'exemple, l'extraction de protéines d'algues, la vibration mécanique permet au solvant autour de la protéine de se renouveler rapidement, accélérant le taux de dissolution de la protéine.

3Effets thermiques: lors de la propagation des ultrasons, une partie de l'énergie sera absorbée par le milieu et convertie en énergie thermique, ce qui entraîne une augmentation de la température du système.Une élévation de température appropriée peut réduire la viscosité du solvant d'extraction, augmenter le coefficient de diffusion de la molécule et améliorer encore l'efficacité de l'extraction.il convient de noter que des températures trop élevées peuvent endommager certains composants bioactifs sensibles à la chaleur, les conditions ultrasoniques doivent donc être raisonnablement contrôlées dans les applications pratiques.Les effets thermiques appropriés peuvent favoriser leur dissolution sans provoquer leur oxydation et leur inactivation..

III. Avantages de l'extraction assistée par ultrasons dans l'extraction des ingrédients actifs des algues

Comparée aux méthodes d'extraction traditionnelles, la technologie d'extraction assistée par ultrasons présente de nombreux avantages importants pour l'extraction des ingrédients actifs des algues.

1. Efficace et rapide: de nombreuses études ont montré que l'extraction assistée par ultrasons peut raccourcir considérablement le temps d'extraction.l'extraction par ultrasons cyclique est utilisée, et le temps d'extraction peut être raccourci de plusieurs heures, voire plus, selon les méthodes traditionnelles à 30 minutes.mais réduit également la dégradation des ingrédients actifs qui peut être causée par une extraction à long termeLors de l'extraction du fucoïdan à partir d'algues brunes, l'extraction assistée par ultrasons peut atteindre un taux d'extraction en un seul stade de plus de 95%, ce qui améliore considérablement le taux d'extraction du composant cible.

2Économie d'énergie et protection de l'environnement: lors du processus d'extraction assistée par ultrasons, la consommation d'énergie correspondante est considérablement réduite en raison du temps d'extraction raccourci.En même temps, cette technologie peut réduire l'utilisation de solvants organiques, et même dans certains cas, des solvants plus écologiques peuvent être utilisés, tels que des solvants eutectiques naturels à base d'eau.lors de l'extraction de polyphénols à partir de algues de fucoïde cultivées dans le commerce, l'utilisation de solvants naturels eutectiques profonds riches en eau (WRNADES) combinés à l'extraction assistée par ultrasons améliore non seulement l'efficacité de l'extraction,mais réduit également les dommages causés par les solvants organiques à l'environnement, et favorise le développement de procédés de production respectueux de l'environnement dans le bioraffinage des algues.

3Améliorer la qualité des produits: L'effet des ultrasons est relativement léger et, tout en extraisant efficacement les ingrédients bioactifs, il peut mieux maintenir leur structure et leur activité.À titre d'exemple, l'extraction de phycobilisomes, il est difficile d'obtenir des phycobilisomes idéaux à partir de Dracaena par des méthodes de broyage chimique et mécanique,mais des phycobilisomes complets peuvent être obtenus par traitement par ultrasons à une fréquence de 20 à 50 kHz et une tension de 60 V pendant 10 minutesLors de l'extraction de certains ingrédients médicinaux à partir d'algues, l'extraction assistée par ultrasons peut assurer l'activité des ingrédients et améliorer leur valeur médicinale.

4. Large gamme d'applications: la technologie d'extraction assistée par ultrasons convient à l'extraction de divers types d'algues et de différents ingrédients bioactifs.algues brunes ou algues rouges, qu'il s'agisse de polysaccharides, de protéines, de polyphénols ou de pigments, une extraction efficace peut être réalisée en optimisant les conditions ultrasoniques.l'extraction de β-carotène à partir d'algues salines et de protéines à partir de spiruline a donné de bons résultats.