Ultrasonik çıxarılma və qoruma
Ultrasonik ekstraksiya və qorunma hüceyrə strukturlarının parçalanması (lizis) üçün güc ultrasəsindən istifadə edir. Hüceyrələrin ultrasəs ilə qırılması hüceyrədaxili birləşmələrin yüksək effektiv çıxarılmasına və mikrob inaktivasiyasına səbəb olur. Çoxsaylı üstünlüklərə görə, ultrasəs qida sənayesində ekstraksiya və konservasiya üçün geniş istifadə olunur. Ultrasonik ekstraksiya və qida emalının faydaları haqqında daha çox məlumat əldə edin!
Qida və Bitki mənşəli maddələrin çıxarılması və qorunması üçün güc ultrasəs
Ultrasonik hasilatı: Ultrasonik ekstraksiya bitkilər, meyvələr və tərəvəzlər kimi müxtəlif materiallardan birləşmələr çıxarmaq üçün yüksək tezlikli səs dalğalarından istifadə edən bir prosesdir. Proses, maye və ya yarı bərk materialda yüksək təzyiqli qabarcıqlar yaratmaq üçün ultrasəs dalğalarının istifadəsini nəzərdə tutur ki, bu da sürətlə dağılır, materialın hüceyrə divarlarını pozan və istənilən birləşmələri buraxan intensiv istilik və təzyiq yaradır.
Ultrasəs çıxarılması və konservasiyasının iş prinsipi
Ultrasəs ekstraksiyasının əsas prinsipi akustik kavitasiya kimi tanınan fenomenə əsaslanır. Maye yüksək intensivlikli və aşağı tezlikli (təxminən 20 kHz) ultrasəs dalğalarına məruz qaldıqda, mayedə kiçik vakuum qabarcıqları yaradan təzyiq dalğaları yaradır. Bu qabarcıqlar ultrasəsin intensivliyi artdıqca ölçüləri böyüyür və müəyyən ölçüyə çatdıqda qəfil və şiddətlə çökərək şok dalğası əmələ gətirir və istilik və təzyiq şəklində enerji buraxırlar.
Bu proses hüceyrə divarlarının mexaniki pozulmasına səbəb olur, istənilən birləşmələri materialdan maye həllediciyə buraxır. Buraxılan birləşmələr daha sonra filtrasiya və ya sentrifuqa kimi standart ayırma üsullarından istifadə etməklə həlledicidən ayrıla bilər.
ultrasəs cihazı UP400St bitki materialının səmərəli qeyri-termik çıxarılması üçün.
Ultrasonik qorunma: Ultrasonik qorunma ultrasəs ekstraksiya ilə eyni kavitasiya təsirlərinə əsaslanır. Mühafizə üçün yüksək tezlikli səs dalğalarından istifadə edərək tez xarab olan qidaların saxlanma müddətini uzatmaq üçün xarab olan mikroorqanizmlərin böyüməsini maneə törətmək üçün güc ultrasəs tətbiq olunur. Proses qidanın bakteriyaların, mayaların və kiflərin hüceyrə divarlarını pozan, onların məhvinə və ya inhibəsinə səbəb olan ultrasəs dalğalarına məruz qalmasını əhatə edir.
Bu proses mikroorqanizmlərin hüceyrə divarlarının mexaniki pozulmasına səbəb olur, onların məhvinə və ya inhibə edilməsinə səbəb olur. Ultrasəs dalğaları həmçinin hüceyrə membranlarının keçiriciliyini artıraraq, konservantların və digər antimikrobiyal agentlərin mikroorqanizmlərə daha effektiv şəkildə nüfuz etməsinə və onları öldürməsinə imkan verir.
Ultrasonik konservləşdirmə ənənəvi konservləşdirmə üsullarına üstünlük verilir, çünki o, daha qısa emal müddəti, daha yüksək səmərəlilik və qidanın təbii xüsusiyyətlərini və ləzzətlərini qorumaq imkanı kimi bir sıra üstünlüklər təklif edir. Raf ömrünü uzatmaq və təhlükəsizliyini təmin etmək üçün souslar, şirələr, süd məhsulları, yumurta və ət kimi geniş çeşiddə qida məhsullarında istifadə olunur.
Ultrasəs ekstraksiya və konservasiya texnikası ənənəvi hasilat və konservləşdirmə üsullarına üstünlük verilir, çünki o, daha sürətli hasiletmə dərəcələri, əla məhsul keyfiyyəti, daha yüksək məhsuldarlıq, sırf mexaniki qeyri-termik müalicə və daha geniş çeşiddə birləşmələr çıxarmaq imkanı kimi bir sıra üstünlüklər təklif edir. Qida və içki, əczaçılıq və kosmetika kimi geniş sənaye sahələrində istifadə olunur.
Güclü ultrasəs kavitasiyası Hielscher UIP1000hdT Cascatrode
Ultrasonik Zülal və Ferment Ekstraksiya
Xüsusilə hüceyrələrdə və hüceyrəaltı hissəciklərdə saxlanılan fermentlərin və zülalların çıxarılması yüksək intensivlikli ultrasəsin unikal və effektiv tətbiqidir, çünki bitkilərin və toxumların bədənində olan üzvi birləşmələrin həlledici ilə çıxarılması əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər. Buna görə də ultrasəs yeni potensial bioaktiv komponentlərin, məsələn, cari proseslərdə əmələ gələn istifadə olunmayan yan məhsul axınlarının çıxarılması və təcrid edilməsində potensial faydaya malikdir. Ultrasəs həmçinin ferment müalicəsinin təsirini gücləndirməyə kömək edə bilər və bununla da lazım olan fermentin miqdarını azalda və ya çıxarıla bilən müvafiq birləşmələrin məhsuldarlığını artıra bilər.
Lipidlərin və zülalların ultrasəs çıxarılması
Ultrasonikasiya tez-tez lipidlərin və zülalların bitki toxumlarından çıxarılması, məsələn, soya fasulyəsi (məsələn, un və ya yağlı soya fasulyələri) və ya digər yağ toxumlarının yaxşılaşdırılması üçün istifadə olunur. Bu vəziyyətdə, hüceyrə divarlarının məhv edilməsi basaraq (soyuq və ya isti) asanlaşdırır və buna görə də qatı qaşığı yağdan və ya yağdan basaraq pasta azaldır.
Dispers zülalın məhsuldarlığına davamlı ultrasəs ekstraksiyasının təsiri Moulton et al tərəfindən nümayiş etdirildi. Lopa/solvent nisbəti 1:10-dan 1:30-a qədər dəyişdiyi üçün sonikasiya dispers zülalın bərpasını tədricən artırdı. O göstərdi ki, ultrasəs demək olar ki, istənilən kommersiya məhsuldarlığında soya zülalını peptizasiya etməyə qadirdir və qalın şlamlar istifadə edildikdə tələb olunan sonikasiya enerjisi ən aşağıdır.
Fenolik birləşmələrin və antosiyaninlərin ultrasəs izolyasiyası
Pektinazlar, selülazlar və hemiselellazlar kimi fermentlər, hüceyrə divarlarını aşağı salmaq və şirənin çıxarılması üçün şirələrin emalında geniş istifadə olunur. Hüceyrə divar matrisinin pozulması da fenolik birləşmələr kimi suyun tərkibindəki komponentləri azad edir. Ultrasəs ekstraksiya prosesini yaxşılaşdırır və buna görə də fenolik mürəkkəb, alkaloidlər və meyvə suyunun artımına gətirib çıxara bilər.
The beneficial effects of ultrasonic treatment on the liberation of phenolic compounds and anthocyanins from grape and berry matrix, in particular from bilberries (Vaccinium myrtillus) and black currants (>Ribes nigrum) into juice, was investigated by VTT Biotechnology, Finland using an ultrasonic processor UIP2000hd after thawing, mashing and enzyme incubation. The disruption of the cell walls by enzymatic treatment (Pectinex BE-3L for bilberries and Biopectinase CCM for black currants) was improved when combined with ultrasound. “ABŞ müalicəsi yabka suyu fenol konsentrasiyasını 15% -dən çox artırır. […] ABŞ-ın (ultrasəs) təsiri pektin və müxtəlif hüceyrə divar arxitekturasının yüksək tərkibi səbəbindən meyvə ağacından çox meyvə suyu emalında daha çox meyvəli meyvələr olan qarğıdalı qəhvəyi ilə daha əhəmiyyətlidir. […] suyun içindəki fenolik birləşmələrin konsentrasiyası enzim inkübasyonundan sonra ABŞ (ultrasəs) müalicəsini istifadə edərək 15-25% artmışdır.” (müq. Mokkila və başqaları, 2004)
Ultrasəs cihazı UIP6000hdT davamlı hasilatın sənaye qurğusunda.
Mikrob və Enzim İnaktivasiyası
Mikrobların və fermentlərin inaktivasiyası (konservasiyası), məsələn, meyvə şirələri və souslarda qida emalında ultrasəsin başqa bir tətbiqidir. Bu gün temperaturun qısa müddətə yüksəldilməsi yolu ilə konservasiya (Pasterizasiya) hələ də mikrob və ya fermentin inaktivasiyası üçün ən çox yayılmış emal üsuludur ki, bu da daha uzun saxlama müddətinə (konservasiya) gətirib çıxarır. Yüksək temperatura məruz qalması səbəbindən ənənəvi termal pasterizasiya tez-tez qida məhsulları üçün mənfi cəhətlərə səbəb olur.
İstilik katalizli reaksiyalardan və makromoleküllərin modifikasiyasından, bitki və heyvan strukturlarının deformasiyasından yeni maddələrin istehsalı keyfiyyətin itkisi ilə azalda bilər. Buna görə termal müalicə sensor xüsusiyyətləri, yəni doku, ətir, rəng, qoxu və qida xüsusiyyətləri, yəni vitaminlər və zülallar istenmeyen dəyişikliklərə səbəb ola bilər. Ultrasəs effektiv qeyri-termal (minimal) emal alternatividir.
Adi istilik müalicələrindən fərqli olaraq, ultrasəs qoruyucu fermentləri təsirsiz hala gətirmək üçün akustik kavitasiyanın enerji və kəsici qüvvələrindən istifadə edir. Sonication kifayət qədər aşağı səviyyədə struktur və metabolik dəyişikliklər onların məhv olmadan hüceyrələrdə baş verə bilər. Çiy və ağardılmamış meyvə və tərəvəzlərin əksəriyyətində rast gəlinən və xüsusilə qeyri-adi tatların və qəhvəyi piqmentlərin inkişafı ilə əlaqəli ola bilən Peroksidazanın fəaliyyəti ultrasəsdən istifadə etməklə əhəmiyyətli dərəcədə azaldıla bilər. Ultra yüksək temperaturda müalicəyə davam edən və istiliklə işlənmiş süd və digər süd məhsullarının keyfiyyətini və saxlama müddətini azalda bilən lipaz və proteaz kimi termorezistent fermentlər ultrasəs, istilik və təzyiqin eyni vaxtda tətbiqi ilə daha effektiv şəkildə təsirsiz hala salına bilər. (MTS).
Ultrasəs E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium kistləri və Poliovirus kimi qida ilə ötürülən patogenlərin məhv edilməsində potensialını nümayiş etdirdi.
Tətbiq olunur: mürəbbə, marmelad və ya əlavələr, meyvə şirələri və souslar, ət məhsulları, süd və dondurmanın konservasiyası.
Ultrasəs Sinerjisi, İstilik və təzyiq ilə
Ultrasonikləşmə, digər anti-mikrobial üsullarla birləşdirildikdə tez-tez daha təsirli olur:
- termo-sonikasiya, yəni istilik və ultrasəs
- mano-sonication, yəni təzyiq və ultrasəs
- mano-termo-sonikasiya, yəni təzyiq, istilik və ultrasəs
Ultrasəsin istilik və/və ya təzyiqlə birgə tətbiqi Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae və Aeromonas hydrophila üçün tövsiyə olunur.
Ultrasəs və Digər Qida Qoruma Texnikaları
Yüksək təzyiqli homogenləşdirmə, istiliklə pasterizasiya, yüksək hidrostatik təzyiq (HP), sıxılmış karbon qazı (cCO2) və superkritik karbon qazı (ScCO2), yüksək elektrik sahəsi impulsları (HELP) və ya mikrodalğalı soba kimi digər termal və qeyri-istilik proseslərdən fərqli olaraq, ultrasəs laboratoriyada və ya dəzgah üstü miqyasda asanlıqla yoxlanıla bilər – miqyasını böyütmək üçün təkrarlana bilən nəticələr yaratmaq. İntensivlik və kavitasiya xüsusiyyətləri xüsusi məqsədləri hədəfləmək üçün xüsusi ekstraksiya prosesinə asanlıqla uyğunlaşdırıla bilər. Amplituda və təzyiq geniş diapazonda dəyişdirilə bilər, məsələn, ən enerjiyə qənaət edən hasilat qurğusunu müəyyən etmək üçün.
Ultrasonik zond tipli ekstraksiyadan istifadə ilə əlaqəli digər üstünlüklər ekstraktı asan idarə etmək, sürətli icra, qalıqların olmaması, yüksək məhsuldarlıq, ekoloji cəhətdən təmiz, təkmilləşdirilmiş keyfiyyət və ekstraktın deqradasiyasının qarşısının alınmasıdır.
(müq. Chemat və başqaları, 2011)
- daha tam hasilatı
- Qeyri-termal konservasiya
- Ali verir
- Yüksək qida, yüksək keyfiyyətli qida
- sürətli proses
- Soyuq / qeyri-termal proses
- İstifadəsi asan və təhlükəsizdir
- aşağı istismar
Ekstraksiya və konservasiya üçün yüksək performanslı ultrasəs cihazları
Hielscher Ultrasonics, səmərəli hasilat və qorunma üçün yüksək performanslı ultrasonikatorları dizayn edir, istehsal edir və paylayır. Ekstraksiya və qida qorunması üçün Hielscher ultrasəs avadanlığının istifadəsi yalnız təhlükəsiz və ekoloji cəhətdən təmiz deyil, həm də səmərəli və qənaətcil şəkildə tətbiq oluna bilən güclü bir emal texnologiyasıdır. Homojenləşdirici və konservləşdirici effekt meyvə şirələri və püreləri (məsələn, portağal, alma, qreypfrut, manqo, üzüm, gavalı), eləcə də tərəvəz sousları və şorbalar (məsələn, pomidor sousu) daxil olmaqla istənilən maye və ya pastaya bənzər qida məhsulları üçün asanlıqla istifadə edilə bilər. və ya qulançar şorbası), süd məhsulları, yumurta və ət.
Bizim ultrasəs homogenizatorları və ekstraktorları portfelimiz kommersiya miqyasında böyük həcmlərin daxili emalı üçün əl, portativ cihazlardan tam sənaye istehsal sistemlərinə qədər dəyişir.
Dizayn, İstehsalat və Konsaltinq – Keyfiyyətli Almaniya istehsalı
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Sağlamlıq və asan əməliyyat ultrasəs aparatlarımızın sənaye obyektlərinə rahat inteqrasiyasına imkan verir. Kobud şərtlər və tələbkar mühitlər Hielscher ultrasəs cihazları tərəfindən asanlıqla idarə olunur.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikatlı bir şirkətdir və ən müasir texnologiya və istifadəçi dostu olan yüksək performanslı ultrasəs cihazlarına xüsusi diqqət yetirir. Əlbəttə ki, Hielscher ultrasəs cihazları CE-yə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.
Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir:
| Partiyanın həcmi | Axın | tövsiyə Cihazlar |
|---|---|---|
| 01.5ml .5 | na | VialTweeter | 1 500ml | 10 200ml / dəq | UP100H |
| 10 2000ml üçün | 20 400ml / dəq | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 20L üçün | 04L / min .2 | UIP2000hdT |
| 10 100L üçün | 10L 2 / dəq | UIP4000hdT |
| 15-150 l | 3 ilə 15 L/dəq | UIP6000hdT |
| na | 10 100L / dəq | UIP16000 |
| na | daha böyük | çoxluq UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! Bizdən soruşun!
Hielscher Ultrasonics, laboratoriya, pilot və sənaye miqyasında tətbiqetmələri qarışdırmaq, dağılmaq, emulsiya etmək və hasil etmək üçün yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Farid Chemat, Zill-e-Huma, Muhammed Kamran Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 18, Issue 4, 2011. 813-835.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Allinger, H. (1975): American Laboratory, 7 (10), 75 (1975). Bar, R. (1987): Ultrasound Enhanced Bioprocesses, in: Biotechnology and Engineering, Vol. 32, Pp. 655-663 (1987).
- El’piner, I.E. (1964): Ultrasound: Physical, Chemical, and Biological Effects (Consultants Bureau, New York, 1964), 53-78.
- Kim, S.M. und Zayas, J.F. (1989): Processing parameter of chymosin extraction by ultrasound; in J. Food Sci. 54: 700.
- Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Combining power ultrasound with enzymes in berry juice processing, at: 2nd Int. Conf. Biocatalysis of Food and Drinks, 19-22.9.2004, Stuttgart, Germany.
- Moulton, K.J., Wang, L.C. (1982): A Pilot-Plant Study of Continuous Ultrasonic Extraction of Soybean Protein, in: Journal of Food Science, Volume 47, 1982.
- Mummery, C.L. (1978): The effect of ultrasound on fibroblasts in vitro, in: Ph.D. Thesis, University of London, London, England, 1978.
Bilmək lazımdır
Ultrasonik Cell dağılması
Güclü sonication altında fermentlər və ya zülallar hüceyrə parçalanması nəticəsində hüceyrələrdən və ya subcellular orqanellərdən sərbəst buraxıla bilər. Bu halda, həlledicidə həll ediləcək birləşmə həll olunmayan bir quruluşa bağlanır. Onu çıxarmaq üçün hüceyrə membranı məhv edilməlidir. Hüceyrənin pozulması həssas bir prosesdir, çünki hüceyrə divarının daxilində yüksək osmotik təzyiqə tab gətirmək qabiliyyəti. Hüceyrə zibilləri və nuklein turşuları da daxil olmaqla bütün hüceyrədaxili məhsulların maneəsiz şəkildə sərbəst buraxılmasının və ya məhsulun denaturasiyasının qarşısını almaq üçün hüceyrənin pozulmasına yaxşı nəzarət lazımdır.
Ultrasonikasiya hüceyrənin parçalanması üçün yaxşı nəzarət edilən bir vasitə kimi xidmət edir. Bunun üçün ultrasəsin mexaniki təsirləri həlledici maddələrin hüceyrə materiallarına daha sürətli və daha tam girişi təmin edir və kütləvi ötürülməni artırır. Ultrasəs bir həllin bir bitki toxumasına daha çox nüfuzuna çatır və kütləvi ötürülməni yaxşılaşdırır. Kavitasiyanı yaradan ultrasəs dalğaları hüceyrə divarlarını pozur və matris komponentlərinin sərbəst buraxılmasını asanlaşdırır.
Ultrasonik Təkmilləşdirilmiş Kütləvi Transfer Ekstraksiyanı Təşviq Edir
Ümumiyyətlə, ultrasəs hüceyrə membranlarının ionlara keçiriciliyinə səbəb ola bilər və hüceyrə membranlarının seçiciliyini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Ultrasəsin mexaniki fəaliyyəti həlledicilərin toxumaya yayılmasını dəstəkləyir. Ultrasəs kavitasiya kəsmə qüvvələri ilə hüceyrə divarını mexaniki olaraq qırdığı üçün hüceyrədən həllediciyə keçidi asanlaşdırır. Ultrasonik kavitasiya ilə hissəcik ölçüsünün azalması bərk və maye faza arasında təmasda olan səth sahəsini artırır.
Ultrasonik Lizis və E.coli-nin İnaktivasiyası
Onların bioloji xassələrinin öyrənilməsi və səciyyələndirilməsi üçün kiçik miqdarda rekombinant zülallar istehsal etmək üçün E.coli seçilən bakteriyadır. Təmizləmə etiketləri, məsələn, polihistidin quyruğu, beta-qalaktosidaza və ya maltoza bağlayan zülallar, əksər analitik məqsədlər üçün kifayət qədər təmizliklə hüceyrə ekstraktlarından ayrıla bilən hala gətirmək üçün rekombinant zülallara birləşdirilir. Ultrasonikasiya, xüsusilə istehsal məhsuldarlığı aşağı olduqda, zülalın sərbəst buraxılmasını maksimum dərəcədə artırmağa və rekombinant zülalın strukturunu və fəaliyyətini qorumağa imkan verir.
Ultrasonik oksidləşmə
Nəzarət olunan intensivliklərdə ultrasəsin biotransformasiyaya və fermentasiyaya tətbiqi, induksiya edilmiş bioloji təsirlər və asanlaşdırılmış hüceyrə kütləsinin ötürülməsi səbəbindən təkmilləşdirilmiş bioproseslə nəticələnə bilər. Ultrasəsin (20kHz) idarə olunan tətbiqinin Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (əvvəllər Nocardia erythropolis) istirahət hüceyrələri tərəfindən xolesterolun xolestenona oksidləşməsinə təsiri Bar (1987) tərəfindən araşdırılmışdır.
Bu sistem sterolların və steroidlərin mikrob transformasiyasına xasdır, belə ki, substrat və məhsullar suda həll olunmayan bərk maddələrdir. Buna görə də, bu sistem olduqca unikaldır ki, həm hüceyrələr, həm də bərk cisimlər ultrasəsin təsirinə məruz qala bilər. Hüceyrələrin struktur bütövlüyünü qoruyan və onların metabolik aktivliyini qoruyan kifayət qədər aşağı ultrasəs intensivliyində Bar, hər 10 dəqiqədən bir 5 saniyə ərzində ultrasəs ilə 1,0 və 2,5 q/l xolesterin mikrob şlamlarında biotransformasiyanın kinetik sürətlərində əhəmiyyətli artım müşahidə etdi. 0,2W/sm² güc çıxışı. Ultrasəs xolesterinin (2,5 q/l) xolesterin oksidaz tərəfindən fermentativ oksidləşməsinə təsir göstərməmişdir.
Hielscher Ultrasonics, yüksək performanslı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir Laboratoriya qədər sənaye ölçüsü.