Penerapan ultrasonras untuk ekstraksi hijau protein dari spirulina: Mekanisme, optimasi, pemodelan, dan prospek industri

Apa yang terjadi ketika Anda menembakkan gelombang suara frekuensi tinggi ke alga mikroskopis? Anda membuka harta karun protein tersembunyi, mengekstraksi lebih dari tiga kali lipat jumlah dibandingkan metode tradisional hanya dalam hitungan menit.

Para peneliti telah merancang metode hijau dan inovatif yang disebut manothermosonication, atau MTS, untuk mengekstraksi protein dari sianobakteri kering Arthrospira platensis. Dengan menggabungkan ultrasound pada 20 kHz dengan laju alir kontinu 15 mL/jam, teknik ini secara drastis meningkatkan efisiensi pelepasan protein. Sementara proses konvensional hanya menghasilkan 8,63 gram protein per 100 gram berat kering, metode berbantuan ultrasound ini melonjakkan angka tersebut hingga 28,42 gram—peningkatan yang mencengangkan sebesar 229 persen. Faktanya, tingkat pemulihan protein sebesar 50 persen yang luar biasa tercapai hanya dalam waktu efektif enam menit.

Untuk mencari tahu mengapa metode ini bekerja dengan sangat baik, para ilmuwan menggabungkan pemodelan matematis dengan mikroskop elektron optik dan pemindaian. Tampilan mikroskopis mengungkapkan kerusakan yang menarik: kavitasi akustik merusak filamen spirulina melalui fragmentasi, sonoporation, dan detexturation. Transformasi fisik dan struktural ini membuat senyawa bioaktif sangat mudah lepas, larut, dan masuk ke dalam ekstrak. Ini adalah gambaran mencolok tentang bagaimana fisika dapat mendongkrak ekstraksi hijau untuk prospek industri di masa depan.

Poin Kunci

• USG meningkatkan ekstraksi protein sebesar 229%
• Mencapai pemulihan protein 50% dalam 6 menit
• Kavitasi menyebabkan fragmentasi filamen dan sonoporation