إنتاج الكيتين والشيتوزان من الفطر

الموجات فوق الصوتية هي طريقة فعالة للغاية لإطلاق الكيتين والشيتوزان من مصادر فطرية مثل الفطر. يجب إزالة بلمرة الكيتين والكيتوزان وإزالة الأسيتيل في المعالجة النهائية من أجل الحصول على بوليمر حيوي عالي الجودة. إزالة البلمرة وإزالة الأستيل بمساعدة الموجات فوق الصوتية هي تقنية فعالة للغاية وبسيطة وسريعة ، مما ينتج عنه الشيتوزان عالي الجودة مع الوزن الجزيئي العالي والتوافر البيولوجي الفائق.

الكيتين المشتق من الفطر والشيتوزان عن طريق الموجات فوق الصوتية

الفطر الصالح للأكل والطبي مثل Lentinus edodes (شيتاكي) ، غانوديرما لوسيدوم (Lingzhi أو ريشي) ، Inonotus obliquus (chaga) ، Agaricus bisporus (فطر زر) ، Hericium erinaceus (عرف الأسود) ، كورديسيبس سينينسيس (فطر كاتربيلر) ، جريفولا فروندوسا (دجاجة الخشب) ، تراميتيس المبرقشة (كوريولوس المبرقشة ، Polyporus المبرقشة ، ذيل الديك الرومي) والعديد من أنواع الفطريات الأخرى تستخدم على نطاق واسع كغذاء ولاستخراج المركبات النشطة بيولوجيا. يمكن استخدام هذا الفطر وكذلك بقايا المعالجة (نفايات الفطر) لإنتاج الشيتوزان. الموجات فوق الصوتية لا يعزز فقط إطلاق الكيتين من بنية جدار الخلية الفطرية ، ولكن أيضا يدفع تحويل الكيتين إلى الشيتوزان قيمة عن طريق إزالة البلمرة بمساعدة الموجات فوق الصوتية وإزالة الأستيلة.

إزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية من الكيتين إلى الشيتوزان

يتم تعزيز إزالة البلمرة وإزالة الأستيل من الكيتين إلى الشيتوزان عن طريق صوتنة

طلب معلومات




لاحظ لدينا سياسة الخصوصية.


مستخرج بالموجات فوق الصوتية UIP4000hdT ل استخراج en deacetylation الكيتين من الفطر

يستخدم الموجات فوق الصوتية لاستخراج الكيتين من الفطر. علاوة على ذلك ، تعزز الموجات فوق الصوتية إزالة البلمرة وإزالة الأستيل من الكيتين من أجل الحصول على الشيتوزان عالي الجودة.

يوضح هذا الفيديو الاستخراج عالي الكفاءة لفطر عرف الأسد باستخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية Hielscher UP200Ht. الاستخراج بالموجات فوق الصوتية هو التقنية المثالية لإنتاج مستخلصات عالية الجودة وكاملة الطيف تحتوي على السكريات مثل بيتا جلوكان ، وكذلك هيرينونيس وإريناسين.

استخراج فطر عرف الأسد باستخدام الموجات فوق الصوتية UP200Ht

صورة مصغرة للفيديو

 

الموجات فوق الصوتية المكثفة باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية من نوع التحقيق هي تقنية تستخدم لتعزيز إزالة البلمرة وإزالة الأستيل من الكيتين ، مما يؤدي إلى تشكيل الشيتوزان. الكيتين هو عديد السكاريد الذي يحدث بشكل طبيعي الموجود في الهياكل الخارجية للقشريات والحشرات وجدران الخلايا لبعض الفطريات. يشتق الشيتوزان من الكيتين عن طريق إزالة مجموعات الأسيتيل من جزيء الكيتين.

إجراء بالموجات فوق الصوتية لتحويل الكيتين الفطري إلى الشيتوزان

عندما يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية المكثفة لإنتاج الشيتوزان من الكيتين ، يتم صوتنة تعليق الكيتين بموجات فوق صوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد ، عادة في حدود 20 كيلو هرتز إلى 30 كيلو هرتز. تولد العملية تجويفا صوتيا مكثفا ، والذي يشير إلى تكوين ونمو وانهيار فقاعات الفراغ المجهرية في السائل. يولد التجويف قوى قص عالية للغاية ، ودرجات حرارة عالية (تصل إلى عدة آلاف من الدرجات المئوية) وضغوط (تصل إلى عدة مئات من الغلاف الجوي) في السائل المحيط بفقاعات التجويف. تساهم هذه الظروف القاسية في انهيار بوليمر الكيتين وإزالة الأستيل اللاحقة.
 

يمكن استخراج الكيتين والشيتوزان من الفطر بكفاءة باستخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار.

صور SEM للكيتين والشيتوزان من نوعين من الفطر: أ) الكيتين من L. vellereus. ب) الكيتين من P. ribis ؛ ج) الشيتوزان من L.vellereus ؛ د) الشيتوزان من P. ribis.
الصورة والدراسة: © أردوغان وآخرون، 2017

 

إزالة البلمرة بالموجات فوق الصوتية من الكيتين

تحدث إزالة بلمرة الكيتين من خلال التأثيرات المشتركة للقوى الميكانيكية ، مثل التدفق الدقيق والنفث السائل ، وكذلك عن طريق التفاعلات الكيميائية التي تبدأ بالموجات فوق الصوتية التي تسببها الجذور الحرة والأنواع التفاعلية الأخرى التي تشكلت أثناء التجويف. تتسبب موجات الضغط العالي المتولدة أثناء التجويف في تعرض سلاسل الكيتين لإجهاد القص ، مما يؤدي إلى انشطار البوليمر إلى شظايا أصغر.

إزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية من الكيتين

بالإضافة إلى إزالة البلمرة ، فإن الموجات فوق الصوتية المكثفة تعزز أيضا إزالة الأستيل من الكيتين. يتضمن نزع الأستيل إزالة مجموعات الأسيتيل من جزيء الكيتين ، مما يؤدي إلى تكوين الشيتوزان. تعمل الطاقة فوق الصوتية المكثفة ، وخاصة درجات الحرارة المرتفعة والضغوط المتولدة أثناء التجويف ، على تسريع تفاعل نزع الأستيل. تساعد الظروف التفاعلية الناتجة عن التجويف على كسر روابط الأسيتيل في الكيتين ، مما يؤدي إلى إطلاق حمض الأسيتيك وتحويل الكيتين إلى شيتوزان.
وعموما, الموجات فوق الصوتية مكثفة يعزز كل من عمليات إزالة البلمرة وإزالة الأستيل من خلال توفير الطاقة الميكانيكية والكيميائية اللازمة لتحطيم بوليمر الكيتين وتسهيل التحويل إلى الشيتوزان. تقدم هذه التقنية طريقة سريعة وفعالة لإنتاج الشيتوزان من الكيتين ، مع العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات ، بما في ذلك الأدوية والزراعة والهندسة الطبية الحيوية.

إنتاج الشيتوزان الصناعي من الفطر مع الموجات فوق الصوتية للطاقة

يعتمد إنتاج الكيتين والكيتوزان التجاري بشكل أساسي على نفايات الصناعات البحرية (مثل صيد الأسماك وصيد الأسماك الصدفية وما إلى ذلك). تؤدي المصادر المختلفة للمواد الخام إلى صفات مختلفة من الكيتين والشيتوزان ، مما ينتج عن تقلبات الإنتاج والجودة بسبب تغيرات الصيد الموسمية. علاوة على ذلك ، فإن الشيتوزان المشتق من مصادر فطرية يوفر خصائص متفوقة مثل طول البوليمر المتجانس وقابلية ذوبان أكبر عند مقارنته بالكيتوزان من المصادر البحرية. (راجع Ghormade et al. ، 2017) من أجل توفير الشيتوزان الموحد ، أصبح استخراج الكيتين من الأنواع الفطرية إنتاجا بديلا مستقرا. يمكن تحقيق إنتاج الكيتين والمواطنة من الفطريات بسهولة وموثوقية باستخدام تقنية الاستخراج بالموجات فوق الصوتية وإزالة الأستيل. صوتنة مكثفة يعطل هياكل الخلايا لإطلاق الكيتين ويعزز نقل الكتلة في المذيبات المائية للحصول على غلة الكيتين متفوقة وكفاءة استخراج. إزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية اللاحقة يحول الكيتين إلى الشيتوزان القيم. يمكن تحجيم كل من استخراج الكيتين بالموجات فوق الصوتية وإزالة الأستيل إلى الشيتوزان خطيا إلى أي مستوى إنتاج تجاري.

استخراج بالموجات فوق الصوتية وإزالة الأستيل من الكيتين الفطرية تعطي الشيتوزان عالية الجودة.

Sonication يكثف إنتاج الشيتوزان الفطري ويجعل الإنتاج أكثر كفاءة واقتصادية.
(الصورة والدراسة: © تشو وآخرون ، 2019)

استخراج الكيتين بالموجات فوق الصوتية من الفطر باستخدام الموجات فوق الصوتية من نوع مسبار UP400ST (400 واط ، 24 كيلو هرتز)

الموجات فوق الصوتية UP400St لاستخراج الفطر: يعطي Sonication غلة عالية من المركبات النشطة بيولوجيا مثل السكريات الكيتين والشيتوزان

نتائج البحث عن الكيتين بالموجات فوق الصوتية وإزالة الأستيل الشيتوزان

ينتج عن الكيتين منزوع الأسيتيل سونوكيميائيا الشيتوزان عالي الجودة.خلص Zhu et al. (2018) في دراستهم إلى أن إزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية أثبتت أنها اختراق حاسم ، حيث حولت β-chitin إلى الشيتوزان مع إزالة الأسيتيل بنسبة 83-94٪ عند درجات حرارة تفاعل منخفضة. تظهر الصورة اليسرى صورة SEM للشيتوزان منزوع الأسيتيل بالموجات فوق الصوتية (90 واط ، 15 دقيقة ، 20 واط / حجم٪ هيدروكسيد الصوديوم ، 1:15 (جم: مل) (الصورة والدراسة: © تشو وآخرون ، 2018)
في بروتوكولهم ، تم تحضير محلول NaOH (20 w / v٪) عن طريق إذابة رقائق NaOH في ماء DI. ثم أضيف المحلول القلوي إلى رواسب GLSP (0.5 جم) بنسبة صلبة إلى سائلة تبلغ 1:20 (جم: مل) في أنبوب طرد مركزي. تمت إضافة الشيتوزان إلى كلوريد الصوديوم (40 مل ، 0.2 م) وحمض الخليك (0.1 م) بنسبة حجم محلول 1: 1. ثم تعرض التعليق للموجات فوق الصوتية عند درجة حرارة معتدلة تبلغ 25 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة باستخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار (250 واط ، 20 كيلو هرتز). (راجع تشو وآخرون ، 2018)
 
وجد Pandit et al. (2021) أن معدل تحلل محاليل الشيتوزان نادرا ما يتأثر بتركيزات الحمض المستخدم لإذابة البوليمر ويعتمد إلى حد كبير على درجة الحرارة وشدة الموجات فوق الصوتية والقوة الأيونية للوسائط المستخدمة لإذابة البوليمر. (راجع بانديت وآخرون ، 2021)
 
في دراسة أخرى ، استخدم Zhu et al. (2019) مساحيق بوغ غانوديرما لوكيدوم كمواد خام فطرية وحقق في إزالة الأستيل بمساعدة الموجات فوق الصوتية وتأثيرات معلمات المعالجة مثل وقت الصوتنة ، ونسبة الصلبة إلى السائل ، وتركيز هيدروكسيد الصوديوم ، وقوة التشعيع على درجة نزع الأستيل (DD) من الشيتوزان. تم الحصول على أعلى قيمة DD في المعلمات بالموجات فوق الصوتية التالية: صوتنة 20 دقيقة عند 80 واط ، 10٪ (جم: مل) هيدروكسيد الصوديوم ، 1:25 (جم: مل). تم فحص مورفولوجيا السطح والمجموعات الكيميائية والاستقرار الحراري وتبلور الشيتوزان الذي تم الحصول عليه بالموجات فوق الصوتية باستخدام SEM و FTIR و TG و XRD. أبلغ فريق البحث عن تحسن كبير في درجة نزع الأستيل (DD) واللزوجة الديناميكية ([η]) والوزن الجزيئي (Mv ̄) للشيتوزان المنتج بالموجات فوق الصوتية. أكدت النتائج على تقنية إزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية للفطريات وهي طريقة إنتاج قوية للغاية للشيتوزان ، وهي مناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية. (راجع تشو وآخرون ، 2019)

يظهر مقطع الفيديو هذا الاستخراج الفعال للمركبات النشطة بيولوجيا من الفطر الطبي. يستخدم الخالط بالموجات فوق الصوتية Hielscher UP400St على نطاق واسع لإنتاج مستخلصات الفطر عالية الجودة.

استخراج بالموجات فوق الصوتية من المركبات النشطة بيولوجيا من الفطر الطبي

صورة مصغرة للفيديو

جودة الشيتوزان الفائقة مع إزالة البلمرة وإزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية

العمليات التي تعمل بالموجات فوق الصوتية لاستخراج الكيتين / الشيتوزان وإزالة البلمرة يمكن التحكم فيها بدقة ويمكن تعديل معلمات العملية بالموجات فوق الصوتية للمواد الخام وجودة المنتج النهائي المستهدف (على سبيل المثال ، الوزن الجزيئي ، درجة نزع الأستيل). هذا يسمح بتكييف عملية الموجات فوق الصوتية مع العوامل الخارجية ووضع المعلمات المثلى لتحقيق نتائج وكفاءة فائقة.
يظهر الشيتوزان منزوع الأسيتيل بالموجات فوق الصوتية التوافر البيولوجي الممتاز والتوافق الحيوي. عندما تتم مقارنة البوليمرات الحيوية الشيتوزان المحضرة بالموجات فوق الصوتية مع الشيتوزان المشتق حراريا فيما يتعلق بالخصائص الطبية الحيوية ، فإن الشيتوزان المنتج بالموجات فوق الصوتية يظهر قدرة الخلايا الليفية المحسنة بشكل كبير (خلية L929) والنشاط المضاد للبكتيريا المعزز لكل من الإشريكية القولونية (E. coli) والمكورات العنقودية الذهبية (S. aureus).
(راجع تشو وآخرون ، 2018)
 

Ultrasonic deacetylation of chition to chitosan

Scanning electron microscopy (SEM) images in a magnification of 100× of a) gladius, b) ultrasound-treated gladius, c) β-chitin, d) ultrasound-treated β-chitin, and e) chitosan (source: Preto et al. 2017)

معدات الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لمعالجة الكيتين والشيتوزان

4kW ultrasonicator لمعالجة الكيتين / الشيتوزان الصناعية من القشريات والفطرياتيتطلب تجزئة الكيتين وإزالة الكيتين إلى الشيتوزان معدات الموجات فوق الصوتية القوية والموثوقة التي يمكن أن توفر سعات عالية ، وتوفر إمكانية تحكم دقيقة في معلمات العملية ويمكن تشغيلها 24/7 تحت الحمل الثقيل وفي البيئات الصعبة. Hielscher الموجات فوق الصوتية مجموعة المنتجات يفي هذه المتطلبات بشكل موثوق. إلى جانب الأداء المتميز بالموجات فوق الصوتية، Hielscher الموجات فوق الصوتية تفتخر كفاءة عالية في استخدام الطاقة، والتي هي ميزة اقتصادية كبيرة – خاصة عند استخدامها في الإنتاج التجاري على نطاق واسع.
الموجات فوق الصوتية Hielscher هي أنظمة عالية الأداء التي يمكن تجهيزها مع الملحقات مثل sonotrodes، المعززات، مفاعلات أو خلايا التدفق من أجل تلبية احتياجات العملية الخاصة بك بطريقة مثالية. مع شاشة ملونة رقمية، وخيار ليعمل صوتنة مسبقا، وتسجيل البيانات التلقائي على بطاقة SD متكاملة، والتحكم في المتصفح عن بعد والعديد من الميزات، Hielscher الموجات فوق الصوتية ضمان أعلى التحكم في العملية وسهولة الاستخدام. مقترنة مع المتانة والقدرة على التحمل الثقيلة، أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher هي حصان العمل موثوق بها في الإنتاج. 
يتطلب تجزئة الكيتين وإزالة الأستيل موجات فوق صوتية قوية للحصول على التحويل المستهدف ومنتج الشيتوزان النهائي عالي الجودة. خاصة بالنسبة لتجزئة رقائق الكيتين وخطوات إزالة البلمرة / إزالة الأستيل ، فإن السعات العالية والضغوط المرتفعة أمر بالغ الأهمية. Hielscher المعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية بالموجات فوق الصوتية تقديم بسهولة السعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. قدرة الطاقة من أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher تسمح لإزالة البلمرة فعالة وسريعة وإزالة الأستيل في عملية آمنة وسهلة الاستخدام.
 

طلب معلومات




لاحظ لدينا سياسة الخصوصية.


مفاعل خزان بالموجات فوق الصوتية الصناعية مع مسبار بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء (سونوترودي) لإزالة أستلة الكيتين

مفاعل بالموجات فوق الصوتية مع 2000W مسبار الموجات فوق الصوتية UIP2000hdT لاستخراج الكيتين من الفطر وإزالة البلمرة / إزالة الأستيل اللاحقة

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:

حجم الدفعةمعدل التدفقالأجهزة الموصى بها
1 إلى 500 مل10 إلى 200 مل / دقيقةUP100H
10 إلى 2000 مل20 إلى 400 مل / دقيقةUP200Ht, UP400ST
0.1 إلى 20 لتر0.2 إلى 4 لتر / دقيقةUIP2000hdT
10 إلى 100 لتر2 إلى 10 لتر / دقيقةUIP4000hdt
ن.أ.10 إلى 100 لتر / دقيقةUIP16000
ن.أ.أكبرمجموعة من UIP16000

اتصل بنا! / اسألنا!

اطلب المزيد من المعلومات

يرجى استخدام النموذج أدناه لطلب معلومات إضافية حول المعالجات بالموجات فوق الصوتية والتطبيقات والسعر. سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك معك وأن نقدم لك نظام الموجات فوق الصوتية تلبية الاحتياجات الخاصة بك!









يرجى ملاحظة سياسة الخصوصية.




تحسين علاج الكيتين التآزري عن طريق الموجات فوق الصوتية

من أجل التغلب على العيوب (أي الكفاءة المنخفضة ، وتكلفة الطاقة العالية ، ووقت المعالجة الطويل ، والمذيبات السامة) لإزالة الكيتين الكيميائية والأنزيمية التقليدية ، تم دمج الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة في معالجة الكيتين والشيتوزان. صوتنة عالية الكثافة والآثار الناتجة من التجويف الصوتي يؤدي إلى انشطار سريع من سلاسل البوليمر والحد من polydispersity ، وبالتالي تعزيز تخليق الشيتوزان. علاوة على ذلك ، تعمل قوى القص بالموجات فوق الصوتية على تكثيف نقل الكتلة في المحلول بحيث يتم تعزيز التفاعل الكيميائي أو المائي أو الأنزيمي. يمكن الجمع بين علاج الكيتين بالموجات فوق الصوتية وتقنيات معالجة الكيتين الموجودة بالفعل مثل الطرق الكيميائية أو التحلل المائي أو الإجراءات الأنزيمية.

إزالة الأستيل الكيميائي وإزالة البلمرة بمساعدة الموجات فوق الصوتية

نظرا لأن الكيتين عبارة عن بوليمر حيوي غير تفاعلي وغير قابل للذوبان ، يجب أن يخضع لخطوات عملية إزالة المعادن وإزالة البروتين وإزالة البلمرة / إزالة الأستيل من أجل الحصول على الشيتوزان القابل للذوبان والقابل للذوبان الحيوي. تتضمن خطوات العملية هذه علاجات بأحماض قوية مثل حمض الهيدروكلوريك وقواعد قوية مثل NaOH و KOH. نظرا لأن خطوات العملية التقليدية هذه غير فعالة وبطيئة وتتطلب طاقات عالية ، فإن تكثيف العملية عن طريق الصوتنة يحسن إنتاج الشيتوزان بشكل كبير. يزيد تطبيق الموجات فوق الصوتية للطاقة من غلة الشيتوزان وجودته ، ويقلل من العملية من أيام إلى بضع ساعات ، ويسمح بمذيبات أكثر اعتدالا ، ويجعل العملية برمتها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

تحسين إزالة البروتين بالموجات فوق الصوتية من الكيتين

وجد Vallejo-Dominguez et al. (2021) في تحقيقهم في إزالة بروتين الكيتين أن “أدى تطبيق الموجات فوق الصوتية لإنتاج البوليمرات الحيوية إلى تقليل محتوى البروتين وكذلك حجم جسيمات الكيتين. تم إنتاج الشيتوزان بدرجة عالية من نزع الأستيل والوزن الجزيئي المتوسط من خلال مساعدة الموجات فوق الصوتية.”

التحلل المائي بالموجات فوق الصوتية لإزالة بلمرة الكيتين

بالنسبة للتحلل الكيميائي ، يتم استخدام الأحماض أو القلويات لإزالة الأسيتيل الكيتين ، ولكن يتم استخدام نزع الأستيل القلوي (على سبيل المثال ، هيدروكسيد الصوديوم NaOH) على نطاق واسع. التحلل المائي الحمضي هو طريقة بديلة لإزالة الأستيل الكيميائي التقليدي ، حيث يتم استخدام محاليل الأحماض العضوية لإزالة بلمرة الكيتين والشيتوزان. تستخدم طريقة التحلل المائي الحمضي في الغالب عندما يكون الوزن الجزيئي للكيتين والكيتوزان متجانسا. تعرف عملية التحلل المائي التقليدية هذه بأنها بطيئة وكثيفة الاستهلاك للطاقة والتكلفة. متطلبات الأحماض القوية ودرجات الحرارة المرتفعة والضغوط هي العوامل التي تحول عملية الشيتوزان المائي إلى إجراء مكلف للغاية ويستغرق وقتا طويلا. تتطلب الأحماض المستخدمة عمليات المصب مثل التحييد والتحلية.
مع دمج الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة في عملية التحلل المائي ، يمكن خفض متطلبات درجة الحرارة والضغط للانقسام المائي للكيتين والكيتوزان بشكل كبير. علاوة على ذلك ، يسمح صوتنة لتركيزات حمض أقل أو استخدام الأحماض الأكثر اعتدالا. وهذا يجعل العملية أكثر استدامة وكفاءة وفعالية من حيث التكلفة وأكثر صداقة للبيئة.

إزالة الأستيل الكيميائي بمساعدة الموجات فوق الصوتية

يتم تحقيق التفكك الكيميائي وإزالة الكيتين والشيتوزان بشكل أساسي عن طريق معالجة الكيتين أو الشيتوزان بالأحماض المعدنية (على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك) ، نتريت الصوديوم (NaNO2) ، أو بيروكسيد الهيدروجين (H2O2). تعمل الموجات فوق الصوتية على تحسين معدل نزع الأستيل وبالتالي تقصير وقت رد الفعل المطلوب للحصول على الدرجة المستهدفة من نزع الأستيلة. وهذا يعني صوتنة يقلل من وقت المعالجة المطلوبة من 12-24 ساعة إلى بضع ساعات. وعلاوة على ذلك، صوتنة يسمح لتركيزات كيميائية أقل بكثير، على سبيل المثال 40٪ (وزن / وزن) هيدروكسيد الصوديوم باستخدام صوتنة في حين أن 65٪ (وزن / وزن) مطلوبة دون استخدام الموجات فوق الصوتية.

إزالة الأستيل الأنزيمية بالموجات فوق الصوتية

في حين أن نزع الأستيل الأنزيمي هو شكل معالجة خفيف وحميد بيئيا ، إلا أن كفاءته وتكاليفه غير اقتصادية. نظرا للعزل المعقد والكثيف العمالة والمكلف وتنقية الإنزيمات من المنتج النهائي ، لا يتم تنفيذ إزالة أستلة الكيتين الأنزيمية في الإنتاج التجاري ، ولكنها تستخدم فقط في مختبر البحث العلمي.
المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية قبل شظايا إزالة الشوائب الأنزيمية جزيئات الكيتين وبالتالي توسيع مساحة السطح وإتاحة المزيد من السطح للإنزيمات. صوتنة عالية الأداء يساعد على تحسين deacetylation الأنزيمية ويجعل العملية أكثر اقتصادا.

تستخدم المجانسات عالية القص بالموجات فوق الصوتية في المعالجة المعملية وفوق الطاولة والتجريبية والصناعية.

Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.

الأدب / المراجع

 
 
 

حقائق تستحق المعرفة

كيف يعمل استخراج وإزالة الأستيل بالموجات فوق الصوتية من الكيتين؟

عندما تتزاوج الموجات فوق الصوتية القوية في سائل أو ملاط (على سبيل المثال ، تعليق يتكون من الكيتين في مذيب) ، تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر السائل مسببة دورات الضغط العالي / الضغط المنخفض بالتناوب. خلال دورات الضغط المنخفض ، يتم إنشاء فقاعات فراغ دقيقة (ما يسمى فقاعات التجويف) ، والتي تنمو على مدى عدة دورات ضغط. عند حجم معين ، عندما لا تستطيع الفقاعات امتصاص المزيد من الطاقة ، فإنها تنفجر بعنف خلال دورة الضغط العالي. يتميز انفجار الفقاعة بقوى تجويفية شديدة (ما يسمى بالموجات فوق الميكانيكية). تحدث هذه الظروف الميكانيكية، موضعيا في البقعة الساخنة التجويفية وتتميز بدرجات حرارة وضغوط عالية جدا تصل إلى 4000 كلفن و 1000 ضغط جوي، على التوالي؛ وكذلك فروق درجات الحرارة والضغط العالية المقابلة. يتم توليد Furtehrmore والاضطرابات الدقيقة والتيارات السائلة بسرعات تصل إلى 100 م / ث. ينتج الاستخراج بالموجات فوق الصوتية للكيتين والكيتوزان من الفطريات والقشريات وكذلك إزالة بلمرة الكيتين وإزالة الأستيل بشكل رئيسي عن التأثيرات الميكانيكية: يؤدي التحريض والاضطرابات إلى تعطيل الخلايا وتعزيز نقل الكتلة ويمكنه أيضا قطع سلاسل البوليمر مع المذيبات الحمضية أو القلوية.

مبدأ العمل لاستخراج الكيتين عن طريق الموجات فوق الصوتية

استخراج بالموجات فوق الصوتية يكسر بكفاءة بنية الخلية من الفطر ويطلق المركبات داخل الخلايا من جدار الخلية وداخل الخلية (أي السكريات مثل الكيتين والشيتوزان وغيرها من المواد الكيميائية النباتية النشطة بيولوجيا) في المذيب. يعتمد الاستخراج بالموجات فوق الصوتية على مبدأ عمل التجويف الصوتي. آثار التجويف بالموجات فوق الصوتية / الصوتية هي قوى القص العالية والاضطرابات وفروق الضغط الشديدة. هذه القوى الصوتية الميكانيكية تكسر الهياكل الخلوية مثل جدران خلايا الفطر الكيتينية ، وتعزز نقل الكتلة بين المواد الحيوية للفطريات والمذيبات وتؤدي إلى غلة مستخلص عالية جدا في عملية سريعة. بالإضافة إلى ذلك ، صوتنة يعزز تعقيم مقتطفات عن طريق قتل البكتيريا والميكروبات. التعطيل الميكروبي عن طريق صوتنة هو نتيجة لقوى التجويف المدمرة لغشاء الخلية ، وإنتاج الجذور الحرة ، والتدفئة الموضعية.

مبدأ العمل من إزالة البلمرة وإزالة الأستيل عن طريق الموجات فوق الصوتية

يتم القبض على سلاسل البوليمر في مجال القص المتولد بالموجات فوق الصوتية حول فقاعة التجويف وستتحرك أجزاء سلسلة ملف البوليمر بالقرب من تجويف الانهيار بسرعة أعلى من تلك البعيدة. ثم يتم إنتاج الضغوط على سلسلة البوليمر بسبب الحركة النسبية لشرائح البوليمر والمذيبات وهذه كافية لإحداث الانقسام. وبالتالي فإن العملية تشبه تأثيرات القص الأخرى في محاليل البوليمر ~ 2 درجة وتعطي نتائج متشابهة جدا. (راجع برايس وآخرون ، 1994)

الكيتين

الكيتين هو بوليمر N-acetylglucosamine (poly- (β- (1-4) -N-acetyl-D-glucosamine) ، وهو عديد السكاريد الطبيعي الموجود على نطاق واسع في الهيكل الخارجي لللافقاريات مثل القشريات والحشرات ، والهيكل العظمي الداخلي للحبار والحبار وكذلك جدران خلايا الفطريات. جزء لا يتجزأ من هيكل جدران خلايا الفطر ، الكيتين هو المسؤول عن شكل وصلابة جدار الخلية الفطرية. بالنسبة للعديد من التطبيقات ، يتم تحويل الكيتين إلى مشتقه منزوع الأسيتيل ، والمعروف باسم الشيتوزان عبر عملية إزالة البلمرة.
الشيتوزان هو المشتق الأكثر شيوعا والأكثر قيمة من الكيتين. وهو عبارة عن عديد السكاريد عالي الوزن الجزيئي مرتبط بجليكوسيد b-1,4 ، ويتكون من N-acetyl-glucosamine و glucosamine.
يمكن اشتقاق الشيتوزان من خلال المواد الكيميائية أو الأنزيمية N-نزع الأستيل. في عملية إزالة الأستيل المدفوعة كيميائيا ، مجموعة الأسيتيل (R-NHCOCH3) مشقوق بواسطة قلوي قوي في درجات حرارة عالية. بدلا من ذلك ، يمكن تصنيع الشيتوزان عن طريق نزع الأستيل الأنزيمي. ومع ذلك ، على نطاق الإنتاج الصناعي ، فإن إزالة الأستيل الكيميائي هي التقنية المفضلة ، لأن نزع الأستيل الأنزيمي أقل كفاءة بشكل ملحوظ بسبب التكلفة العالية لإنزيمات deacetylase وانخفاض غلة الشيتوزان التي تم الحصول عليها. يستخدم Ultrasonication لتكثيف التحلل الكيميائي للربط (1→4) - / β (إزالة البلمرة) وتأثير إزالة الأستيل من الكيتين للحصول على الشيتوزان عالي الجودة.
عندما يتم تطبيق صوتنة كمعالجة مسبقة لإزالة الأستيل الأنزيمي ، يتم تحسين العائد والجودة الشيتوزان أيضا.


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.


سنكون سعداء لمناقشة العملية الخاصة بك.

Let's get in contact.