Εκχύλιση και συντήρηση με υπερήχους

Η εκχύλιση και η συντήρηση με υπερήχους αξιοποιούν υπερήχους ισχύος για την αποδόμηση των κυτταρικών δομών (λύση). Η διάρρηξη των κυττάρων με υπερήχους οδηγεί σε εξαιρετικά αποδοτική εκχύλιση ενδοκυτταρικών ενώσεων, καθώς και σε μικροβιακή αδρανοποίηση. Χάρη στα πολυάριθμα πλεονεκτήματά της, η κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται ευρέως για εκχύλιση και συντήρηση στη βιομηχανία τροφίμων. Μάθετε περισσότερα για τα οφέλη της εκχύλισης και της επεξεργασίας τροφίμων με υπερήχους!

Υπέρηχοι ισχύος για την εκχύλιση και τη συντήρηση τροφίμων και φυτικών υλών

Εκχύλιση με υπερήχους: Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια διεργασία που χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας για την εκχύλιση ενώσεων από διάφορα υλικά, όπως φυτά, φρούτα και λαχανικά. Η διεργασία περιλαμβάνει τη χρήση υπερηχητικών κυμάτων για τη δημιουργία φυσαλίδων υψηλής πίεσης σε ένα υγρό ή ημιστερεό υλικό, οι οποίες καταρρέουν ταχύτατα, παράγοντας έντονη θερμότητα και πίεση που διαρρηγνύουν τα κυτταρικά τοιχώματα του υλικού και απελευθερώνουν τις επιθυμητές ενώσεις.

Η αρχή λειτουργίας της εκχύλισης και της συντήρησης με υπερήχους

Η βασική αρχή της εκχύλισης με υπερήχους στηρίζεται στο φαινόμενο που είναι γνωστό ως ακουστική σπηλαίωση. Όταν ένα υγρό εκτίθεται σε υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης και χαμηλής συχνότητας (περίπου 20 kHz), δημιουργούνται κύματα πίεσης που σχηματίζουν μικροσκοπικές φυσαλίδες κενού στο υγρό. Αυτές οι φυσαλίδες μεγαλώνουν καθώς αυξάνεται η ένταση των υπερήχων και, όταν φτάσουν σε ένα ορισμένο μέγεθος, καταρρέουν απότομα και βίαια, δημιουργώντας ένα κρουστικό κύμα και απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή θερμότητας και πίεσης.
Αυτή η διεργασία προκαλεί μηχανική διάρρηξη των κυτταρικών τοιχωμάτων, απελευθερώνοντας τις επιθυμητές ενώσεις από το υλικό στον υγρό διαλύτη. Οι ενώσεις που απελευθερώνονται μπορούν στη συνέχεια να διαχωριστούν από τον διαλύτη με συνήθεις τεχνικές διαχωρισμού, όπως η διήθηση ή η φυγοκέντρηση.

Αυτό το βίντεο παρουσιάζει την επίδραση της επεξεργασίας με υπερήχους στη σταθερότητα φρέσκου βιολογικού χυμού καρότου. Περιλαμβάνει βίντεο επιταχυμένης λήψης κατά την αποθήκευση υπό ψύξη, ώστε να καταδειχθεί η επίδραση. Στην παραγωγή χυμών, ροφημάτων πολτοποιημένων φρούτων και λαχανικών, πουρέδων και σαλτσών, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher βελτιώνουν τη σταθερότητα, την υφή και τη διάρκεια ζωής. Η επεξεργασία με υπερήχους ελαχιστοποιεί τη μικροβιακή αλλοίωση και αποτρέπει την καθίζηση και τον διαχωρισμό, που μπορεί να εμφανιστούν μέσα σε λίγες μόνο ημέρες. Η επεξεργασία με υπερήχους μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγάλες παρτίδες ή εντός της γραμμής παραγωγής, ακριβώς πριν από την πλήρωση. Πρόκειται για μια αμιγώς μηχανική μέθοδο επεξεργασίας. Είναι ιδανική για βιολογικούς χυμούς φρούτων και λαχανικών, πουρέδες, ροφήματα πολτοποιημένων φρούτων και λαχανικών ή σάλτσες.

Συντήρηση με υπερήχους: Η συντήρηση με υπερήχους βασίζεται στις ίδιες επιδράσεις της σπηλαίωσης με την εκχύλιση με υπερήχους. Για τη συντήρηση, εφαρμόζονται υπέρηχοι ισχύος ώστε να παραταθεί η διάρκεια ζωής των ευαλλοίωτων τροφίμων, χρησιμοποιώντας ηχητικά κύματα υψηλής συχνότητας για την αναστολή της ανάπτυξης μικροοργανισμών που προκαλούν αλλοίωση. Η διεργασία περιλαμβάνει την έκθεση των τροφίμων σε υπερηχητικά κύματα που διαρρηγνύουν τα κυτταρικά τοιχώματα βακτηρίων, ζυμών και μυκήτων μούχλας, οδηγώντας στην καταστροφή τους ή στην αναστολή της ανάπτυξής τους.
Αυτή η διεργασία προκαλεί μηχανική διάρρηξη των κυτταρικών τοιχωμάτων των μικροοργανισμών, οδηγώντας στην καταστροφή τους ή στην αναστολή της ανάπτυξής τους. Τα υπερηχητικά κύματα μπορούν επίσης να αυξήσουν τη διαπερατότητα των κυτταρικών μεμβρανών, επιτρέποντας στα συντηρητικά και σε άλλους αντιμικροβιακούς παράγοντες να διεισδύουν και να θανατώνουν τους μικροοργανισμούς αποτελεσματικότερα.
Η συντήρηση με υπερήχους προτιμάται έναντι των παραδοσιακών μεθόδων συντήρησης επειδή προσφέρει διάφορα πλεονεκτήματα, όπως μικρότερο χρόνο επεξεργασίας, υψηλότερη αποδοτικότητα και δυνατότητα διατήρησης των φυσικών ιδιοτήτων και γεύσεων των τροφίμων. Χρησιμοποιείται σε ευρύ φάσμα τροφίμων, όπως σάλτσες, χυμούς, γαλακτοκομικά προϊόντα, αυγά και κρέας, για την παράταση της διάρκειας ζωής τους και τη διασφάλιση της ασφάλειάς τους.

Η τεχνική εκχύλισης και συντήρησης με υπερήχους προτιμάται έναντι των παραδοσιακών μεθόδων εκχύλισης και συντήρησης επειδή προσφέρει διάφορα πλεονεκτήματα, όπως ταχύτερους ρυθμούς εκχύλισης, εξαιρετική ποιότητα προϊόντος, υψηλότερη απόδοση, αμιγώς μηχανική μη θερμική κατεργασία και δυνατότητα εκχύλισης ευρύτερου φάσματος ενώσεων. Χρησιμοποιείται σε ευρύ φάσμα βιομηχανιών, όπως οι βιομηχανίες τροφίμων και ποτών, φαρμακευτικών προϊόντων και καλλυντικών.

Η εκχύλιση φυτικών υλών με υπερήχους προσφέρει υψηλότερες αποδόσεις. Ο ομογενοποιητής UIP2000hdT της Hielscher, ισχύος 2000 βατ, διαθέτει επαρκή ισχύ για την εύκολη εκχύλιση παρτίδων από 10 λίτρα έως 120 λίτρα.

Εκχύλιση πρωτεϊνών και ενζύμων με υπερήχους

Ειδικότερα, η εκχύλιση ενζύμων και πρωτεϊνών που είναι αποθηκευμένα σε κύτταρα και υποκυτταρικά σωματίδια αποτελεί μια μοναδική και αποτελεσματική εφαρμογή των υπερήχων υψηλής έντασης, καθώς η εκχύλιση οργανικών ενώσεων που περιέχονται στο σώμα των φυτών και στους σπόρους με τη χρήση διαλύτη μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά. Επομένως, οι υπέρηχοι μπορούν δυνητικά να ωφελήσουν την εκχύλιση και την απομόνωση νέων, δυνητικά βιοδραστικών συστατικών, π.χ. από μη αξιοποιούμενα ρεύματα παραπροϊόντων που σχηματίζονται στις υφιστάμενες διεργασίες. Οι υπέρηχοι μπορούν επίσης να συμβάλουν στην ενίσχυση της δράσης της ενζυμικής επεξεργασίας και, με αυτόν τον τρόπο, να μειώσουν την απαιτούμενη ποσότητα ενζύμου ή να αυξήσουν την απόδοση των εκχυλίσιμων ενώσεων ενδιαφέροντος.

Εκχύλιση λιπιδίων και πρωτεϊνών με υπερήχους

Η κατεργασία με υπερήχους χρησιμοποιείται συχνά για τη βελτίωση της εκχύλισης λιπιδίων και πρωτεϊνών από σπόρους φυτών, όπως η σόγια (π.χ. αλεύρι σόγιας ή απολιπασμένοι σπόροι σόγιας), ή από άλλους ελαιούχους σπόρους. Σε αυτή την περίπτωση, η καταστροφή των κυτταρικών τοιχωμάτων διευκολύνει την έκθλιψη (ψυχρή ή θερμή) και, ως εκ τούτου, μειώνει το υπολειμματικό έλαιο ή λίπος στην πίτα έκθλιψης.

Η επίδραση της συνεχούς εκχύλισης με υπερήχους στην απόδοση της διασπαρμένης πρωτεΐνης καταδείχθηκε από τους Moulton et al. Η κατεργασία με υπερήχους αύξησε προοδευτικά την ανάκτηση της διασπαρμένης πρωτεΐνης καθώς η αναλογία νιφάδων/διαλύτη μεταβλήθηκε από 1:10 σε 1:30. Διαπιστώθηκε ότι οι υπέρηχοι μπορούν να πεπτοποιήσουν την πρωτεΐνη σόγιας σε σχεδόν οποιαδήποτε δυναμικότητα επεξεργασίας εμπορικής κλίμακας και ότι η απαιτούμενη ενέργεια κατεργασίας με υπερήχους ήταν η χαμηλότερη όταν χρησιμοποιούνταν πυκνότεροι πολτοί.

Απομόνωση φαινολικών ενώσεων και ανθοκυανινών με υπερήχους

Ένζυμα, όπως οι πηκτινάσες, οι κυτταρινάσες και οι ημικυτταρινάσες, χρησιμοποιούνται ευρέως στην επεξεργασία χυμών για την αποδόμηση των κυτταρικών τοιχωμάτων και τη βελτίωση της εκχυλισιμότητας του χυμού. Η διάρρηξη της μήτρας του κυτταρικού τοιχώματος απελευθερώνει επίσης συστατικά, όπως φαινολικές ενώσεις, στον χυμό. Οι υπέρηχοι βελτιώνουν τη διεργασία εκχύλισης και, επομένως, μπορούν να οδηγήσουν σε αύξηση της απόδοσης σε φαινολικές ενώσεις, αλκαλοειδή και χυμό, που συνήθως παραμένουν στην πίτα έκθλιψης.

Οι ευεργετικές επιδράσεις της κατεργασίας με υπερήχους στην απελευθέρωση φαινολικών ενώσεων και ανθοκυανινών από τη μήτρα σταφυλιών και μούρων στον χυμό, ιδίως από μύρτιλα (Vaccinium myrtillus) και μαύρα φραγκοστάφυλα (>Ribes nigrum), διερευνήθηκαν από τη VTT Biotechnology στη Φινλανδία με τη χρήση ενός επεξεργαστή υπερήχων UIP2000hd, μετά από απόψυξη, πολτοποίηση και επώαση με ένζυμα. Η διάρρηξη των κυτταρικών τοιχωμάτων μέσω ενζυμικής επεξεργασίας (Pectinex BE-3L για τα μύρτιλα και Biopectinase CCM για τα μαύρα φραγκοστάφυλα) βελτιώθηκε όταν συνδυάστηκε με υπερήχους. “Η κατεργασία με US αυξάνει τη συγκέντρωση φαινολικών ενώσεων στον χυμό μύρτιλου κατά περισσότερο από 15%. […] Η επίδραση των US (υπερήχων) ήταν πιο σημαντική στα μαύρα φραγκοστάφυλα, τα οποία παρουσιάζουν μεγαλύτερες δυσκολίες κατά την επεξεργασία τους σε χυμό από ό,τι τα μύρτιλα, λόγω της υψηλής περιεκτικότητάς τους σε πηκτίνη και της διαφορετικής αρχιτεκτονικής των κυτταρικών τοιχωμάτων τους. […] η συγκέντρωση φαινολικών ενώσεων στον χυμό αυξήθηκε κατά 15–25% με τη χρήση κατεργασίας με US (υπερήχους) μετά την επώαση με ένζυμα.” (πρβλ. Mokkila et al., 2004)

Σε αυτή την παρουσίαση σας εισάγουμε στην παραγωγή φυτικών εκχυλισμάτων. Εξηγούμε τις προκλήσεις της παραγωγής φυτικών εκχυλισμάτων υψηλής ποιότητας και πώς μια συσκευή υπερήχων μπορεί να σας βοηθήσει να τις ξεπεράσετε. Η παρουσίαση δείχνει πώς λειτουργεί η εκχύλιση με υπερήχους. Θα μάθετε ποια οφέλη μπορείτε να αναμένετε από τη χρήση μιας συσκευής υπερήχων για εκχύλιση και πώς μπορείτε να ενσωματώσετε έναν εκχυλιστή υπερήχων στην παραγωγή εκχυλισμάτων σας.

Μικροβιακή και ενζυμική αδρανοποίηση

Η αδρανοποίηση μικροοργανισμών και ενζύμων (συντήρηση), π.χ. σε χυμούς φρούτων και σάλτσες, αποτελεί μια ακόμη εφαρμογή των υπερήχων στην επεξεργασία τροφίμων. Σήμερα, η συντήρηση με αύξηση της θερμοκρασίας για σύντομα χρονικά διαστήματα (παστερίωση) εξακολουθεί να είναι η πιο διαδεδομένη μέθοδος επεξεργασίας για την αδρανοποίηση μικροοργανισμών ή ενζύμων, η οποία οδηγεί σε μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (συντήρηση). Λόγω της έκθεσης σε υψηλή θερμοκρασία, η συμβατική θερμική παστερίωση συχνά παρουσιάζει μειονεκτήματα για τα τρόφιμα.
Η παραγωγή νέων ουσιών από αντιδράσεις που καταλύονται από τη θερμότητα και η τροποποίηση των μακρομορίων, καθώς και η παραμόρφωση των φυτικών και ζωικών δομών, ενδέχεται να οδηγήσουν σε απώλεια ποιότητας. Επομένως, η θερμική επεξεργασία μπορεί να προκαλέσει ανεπιθύμητες μεταβολές στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, δηλαδή στην υφή, τη γεύση, το χρώμα και την οσμή, καθώς και στα διατροφικά χαρακτηριστικά, δηλαδή στις βιταμίνες και τις πρωτεΐνες. Οι υπέρηχοι αποτελούν μια αποδοτική εναλλακτική μέθοδο μη θερμικής (ελάχιστης) επεξεργασίας.

Σε αντίθεση με τις συμβατικές θερμικές επεξεργασίες, η συντήρηση με υπερήχους χρησιμοποιεί την ενέργεια και τις δυνάμεις διάτμησης της ακουστικής σπηλαίωσης για την αδρανοποίηση των ενζύμων. Σε επαρκώς χαμηλά επίπεδα κατεργασίας με υπερήχους, μπορούν να προκύψουν δομικές και μεταβολικές αλλαγές στα κύτταρα χωρίς την καταστροφή τους. Η δραστικότητα της υπεροξειδάσης, η οποία βρίσκεται στα περισσότερα ωμά και μη ζεματισμένα φρούτα και λαχανικά και μπορεί να συνδέεται ιδιαίτερα με την ανάπτυξη ανεπιθύμητων γεύσεων και χρωστικών που προκαλούν καστάνωση, μπορεί να μειωθεί σημαντικά με τη χρήση υπερήχων. Θερμοανθεκτικά ένζυμα, όπως η λιπάση και η πρωτεάση, τα οποία αντέχουν στην επεξεργασία σε υπερυψηλή θερμοκρασία και μπορούν να μειώσουν την ποιότητα και τη διάρκεια ζωής του θερμικά επεξεργασμένου γάλακτος και άλλων γαλακτοκομικών προϊόντων, μπορούν να αδρανοποιηθούν αποτελεσματικότερα με την ταυτόχρονη εφαρμογή υπερήχων, θερμότητας και πίεσης (MTS).

Οι υπέρηχοι έχουν καταδείξει τις δυνατότητές τους στην καταστροφή τροφιμογενών παθογόνων, όπως τα E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, οι κύστεις Cryptosporidium και ο Poliovirus.

Εφαρμόζεται στη συντήρηση μαρμελάδας, μαρμελάδας εσπεριδοειδών ή επικαλύψεων, χυμών φρούτων και σαλτσών, προϊόντων κρέατος, γαλακτοκομικών προϊόντων και παγωτού.

Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher μπορούν να ομογενοποιούν και να παστεριώνουν υγρά προϊόντα αυγού (ολόκληρα αυγά, ασπράδια, κρόκους), διασφαλίζοντας την ασφάλεια των τροφίμων και τη μηχανική σταθερότητα. Οι ομογενοποιητές υπερήχων της Hielscher παράγουν έντονη σπηλαίωση και υψηλές διατμητικές δυνάμεις για την εξόντωση μικροβίων. Η παστερίωση με υπερήχους αποτελεί μια ιδιαίτερα αποτελεσματική και αποδοτική εναλλακτική μέθοδο παστερίωσης σε χαμηλή θερμοκρασία. Το υγρό αυγό που παστεριώνεται με υπερήχους παρουσιάζει μικρότερη μετουσίωση πρωτεϊνών, μικρότερη απώλεια γεύσης, βελτιωμένη ομοιογένεια και σημαντικά υψηλότερη ενεργειακή απόδοση.

Συνέργειες των υπερήχων με τη θερμοκρασία και την πίεση

Η κατεργασία με υπερήχους είναι συχνά αποτελεσματικότερη όταν συνδυάζεται με άλλες αντιμικροβιακές μεθόδους, όπως:

θερμική κατεργασία με υπερήχους, δηλαδή θερμότητα και υπέρηχοι
κατεργασία με υπερήχους υπό πίεση, δηλαδή πίεση και υπέρηχοι
θερμική κατεργασία με υπερήχους υπό πίεση, δηλαδή πίεση, θερμότητα και υπέρηχοι

Η συνδυασμένη εφαρμογή υπερήχων με θερμότητα ή/και πίεση συνιστάται για τα Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae και Aeromonas hydrophila.

Υπέρηχοι έναντι άλλων τεχνικών συντήρησης τροφίμων

Σε αντίθεση με άλλες θερμικές και μη θερμικές διεργασίες, όπως η ομογενοποίηση υψηλής πίεσης, η θερμική παστερίωση, η επεξεργασία υψηλής πίεσης (HPP), το συμπιεσμένο διοξείδιο του άνθρακα (cCO2) και το υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα (ScCO2), οι παλμοί ηλεκτρικού πεδίου υψηλής έντασης (HELP) ή τα μικροκύματα, οι υπέρηχοι μπορούν εύκολα να δοκιμαστούν σε εργαστηριακή κλίμακα ή σε κλίμακα επιτραπέζιας διάταξης – παράγοντας αναπαραγώγιμα αποτελέσματα για την αύξηση της κλίμακας. Η ένταση και τα χαρακτηριστικά της σπηλαίωσης μπορούν εύκολα να προσαρμοστούν στη συγκεκριμένη διεργασία εκχύλισης για την επίτευξη συγκεκριμένων στόχων. Το πλάτος ταλάντωσης και η πίεση μπορούν να μεταβάλλονται σε μεγάλο εύρος, π.χ. για τον προσδιορισμό της ενεργειακά αποδοτικότερης διάταξης εκχύλισης.

Άλλα πλεονεκτήματα που συνδέονται με τη χρήση εκχύλισης με υπερήχους μέσω αισθητήρα εμβάπτισης είναι ο εύκολος χειρισμός του εκχυλίσματος, η ταχεία εκτέλεση, η απουσία υπολειμμάτων, η υψηλή απόδοση, η φιλικότητα προς το περιβάλλον, η βελτιωμένη ποιότητα και η πρόληψη της υποβάθμισης του εκχυλίσματος.
(πρβλ. Chemat et al., 2011)

Πλεονεκτήματα της επεξεργασίας τροφίμων με υπερήχους

Πληρέστερη εκχύλιση
Μη θερμική συντήρηση
Υψηλότερες αποδόσεις
Υψηλή περιεκτικότητα σε θρεπτικά συστατικά, κορυφαία ποιότητα τροφίμων
Ταχεία διεργασία
Ψυχρή / μη θερμική διεργασία
Εύκολη και ασφαλής λειτουργία
Μικρές απαιτήσεις συντήρησης

Συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων για εκχύλιση και συντήρηση

Η Hielscher Ultrasonics σχεδιάζει, κατασκευάζει και διανέμει συσκευές υπερήχων υψηλής απόδοσης για αποτελεσματική εκχύλιση και συντήρηση. Η χρήση εξοπλισμού υπερήχων της Hielscher για την εκχύλιση και τη συντήρηση τροφίμων αποτελεί μια ισχυρή τεχνολογία επεξεργασίας που μπορεί να εφαρμοστεί με ασφάλεια, με τρόπο φιλικό προς το περιβάλλον, αλλά και αποδοτικά και οικονομικά. Η δράση ομογενοποίησης και συντήρησης μπορεί εύκολα να αξιοποιηθεί σε οποιοδήποτε υγρό ή παχύρρευστο προϊόν διατροφής, συμπεριλαμβανομένων χυμών και πουρέδων φρούτων (π.χ. πορτοκάλι, μήλο, γκρέιπφρουτ, μάνγκο, σταφύλι, δαμάσκηνο), καθώς και σε σάλτσες και σούπες λαχανικών (π.χ. σάλτσα ντομάτας ή σούπα σπαραγγιών), γαλακτοκομικά προϊόντα, αυγά και κρέας.
Η γκάμα μας σε ομογενοποιητές υπερήχων και εκχυλιστήρες εκτείνεται από φορητές συσκευές χειρός έως πλήρως βιομηχανικά συστήματα παραγωγής για την επεξεργασία μεγάλων όγκων εντός γραμμής σε εμπορική κλίμακα.

Σχεδιασμός, κατασκευή και συμβουλευτικές υπηρεσίες – Ποιότητα κατασκευής από τη Γερμανία

Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher είναι γνωστές για τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας και σχεδιασμού τους. Η ανθεκτικότητα και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των συσκευών υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher ανταπεξέρχονται εύκολα σε αντίξοες συνθήκες και απαιτητικά περιβάλλοντα.

Η Hielscher Ultrasonics είναι εταιρεία πιστοποιημένη κατά ISO και δίνει ιδιαίτερη έμφαση σε συσκευές υπερήχων υψηλής απόδοσης που διαθέτουν τεχνολογία αιχμής και είναι φιλικές προς τον χρήστη. Φυσικά, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher συμμορφώνονται με το CE και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:

Όγκος παρτίδας	Παροχή	Συνιστώμενες συσκευές
0,5 έως 1,5mL	n.a.	VialTweeter
1 έως 500mL	10 έως 200mL/min	UP100H
10 έως 2000mL	20 έως 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 έως 20L	0,2 έως 4L/min	UIP2000hdT
10 έως 100L	2 έως 10L/min	UIP4000hdT
15 έως 150L	3 έως 15L/min	UIP6000hdT
n.a.	10 έως 100L/min	UIP16000
n.a.	μεγαλύτερη	συστοιχία από UIP16000

Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!

Ζητήστε περισσότερες πληροφορίες

Παρακαλούμε χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα για να ζητήσετε πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τους επεξεργαστές υπερήχων, τις εφαρμογές και την τιμή. Θα χαρούμε να συζητήσουμε μαζί σας τη διεργασία σας και να σας προσφέρουμε ένα σύστημα υπερήχων που ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις σας!

Διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου (υποχρεωτική)

Αριθμός τηλεφώνου

Όνομα

Ενδιαφέρον

Σχετικά θέματα

Βιβλιογραφία / Αναφορές

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.

Χρήσιμες πληροφορίες

Κυτταρική αποσύνθεση με υπερήχους

Κατά την έντονη κατεργασία με υπερήχους, ένζυμα ή πρωτεΐνες μπορούν να απελευθερωθούν από κύτταρα ή υποκυτταρικά οργανίδια ως αποτέλεσμα της κυτταρικής αποσύνθεσης. Σε αυτή την περίπτωση, η ένωση που πρόκειται να διαλυθεί σε έναν διαλύτη περικλείεται σε μια αδιάλυτη δομή. Για την εκχύλισή της, πρέπει να καταστραφεί η κυτταρική μεμβράνη. Η κυτταρική διάρρηξη είναι μια ευαίσθητη διεργασία, λόγω της ικανότητας του κυτταρικού τοιχώματος να αντέχει την υψηλή εσωτερική ωσμωτική πίεση. Απαιτείται καλός έλεγχος της κυτταρικής διάρρηξης, ώστε να αποφευχθεί η ανεμπόδιστη απελευθέρωση όλων των ενδοκυτταρικών προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των κυτταρικών υπολειμμάτων και των νουκλεϊκών οξέων, ή η μετουσίωση του προϊόντος.
Η κατεργασία με υπερήχους αποτελεί ένα καλά ελεγχόμενο μέσο κυτταρικής αποσύνθεσης. Για τον σκοπό αυτό, οι μηχανικές επιδράσεις των υπερήχων εξασφαλίζουν ταχύτερη και πληρέστερη διείσδυση του διαλύτη στα κυτταρικά υλικά και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας. Οι υπέρηχοι επιτυγχάνουν μεγαλύτερη διείσδυση ενός διαλύτη σε φυτικό ιστό και βελτιώνουν τη μεταφορά μάζας. Τα υπερηχητικά κύματα που δημιουργούν σπηλαίωση διαρρηγνύουν τα κυτταρικά τοιχώματα και διευκολύνουν την απελευθέρωση συστατικών της μήτρας.

Η βελτιωμένη μεταφορά μάζας μέσω υπερήχων προάγει την εκχύλιση

Γενικά, οι υπέρηχοι μπορούν να καταστήσουν τις κυτταρικές μεμβράνες διαπερατές στα ιόντα και μπορούν να μειώσουν σημαντικά την επιλεκτικότητα των κυτταρικών μεμβρανών. Η μηχανική δράση των υπερήχων υποστηρίζει τη διάχυση των διαλυτών στον ιστό. Καθώς οι υπέρηχοι διαρρηγνύουν μηχανικά το κυτταρικό τοίχωμα μέσω των δυνάμεων διάτμησης της σπηλαίωσης, διευκολύνουν τη μεταφορά από το κύτταρο στον διαλύτη. Η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων μέσω της υπερηχητικής σπηλαίωσης αυξάνει την επιφάνεια επαφής μεταξύ της στερεάς και της υγρής φάσης.

Λύση και αδρανοποίηση του E.coli με υπερήχους

Για την παραγωγή μικρών ποσοτήτων ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών με σκοπό τη μελέτη και τον χαρακτηρισμό των βιολογικών ιδιοτήτων τους, το E.coli είναι το βακτήριο επιλογής. Ετικέτες καθαρισμού, π.χ. ουρά πολυϊστιδίνης, βήτα-γαλακτοσιδάση ή πρωτεΐνες δέσμευσης μαλτόζης, συνδέονται συνήθως με ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες, ώστε να καθίσταται δυνατός ο διαχωρισμός τους από κυτταρικά εκχυλίσματα με καθαρότητα επαρκή για τους περισσότερους αναλυτικούς σκοπούς. Η κατεργασία με υπερήχους επιτρέπει τη μεγιστοποίηση της απελευθέρωσης πρωτεϊνών, ιδιαίτερα όταν η απόδοση παραγωγής είναι χαμηλή, και τη διατήρηση της δομής και της δραστικότητας της ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης.

Οξείδωση με υπερήχους

Σε ελεγχόμενες εντάσεις, η εφαρμογή υπερήχων στον βιομετασχηματισμό και τη ζύμωση μπορεί πράγματι να οδηγήσει σε βελτιωμένη βιοεπεξεργασία, λόγω των επαγόμενων βιολογικών επιδράσεων και της διευκόλυνσης της κυτταρικής μεταφοράς μάζας. Η επίδραση της ελεγχόμενης εφαρμογής υπερήχων (20kHz) στην οξείδωση της χοληστερόλης σε χοληστενόνη από κύτταρα του Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (πρώην Nocardia erythropolis) σε κατάσταση ηρεμίας μελετήθηκε από τον Bar (1987).
Το σύστημα αυτό είναι χαρακτηριστικό των μικροβιακών μετασχηματισμών στερολών και στεροειδών, καθώς το υπόστρωμα και τα προϊόντα είναι στερεά αδιάλυτα στο νερό. Επομένως, το σύστημα αυτό είναι αρκετά μοναδικό, καθώς τόσο τα κύτταρα όσο και τα στερεά μπορεί να υπόκεινται στην επίδραση των υπερήχων. Σε επαρκώς χαμηλή ένταση υπερήχων, η οποία διατηρούσε τη δομική ακεραιότητα των κυττάρων και τη μεταβολική τους δραστηριότητα, ο Bar παρατήρησε σημαντική αύξηση των κινητικών ρυθμών του βιομετασχηματισμού σε μικροβιακά αιωρήματα με 1,0 και 2,5 g/L χοληστερόλης, όταν υποβάλλονταν σε κατεργασία με υπερήχους για 5s κάθε 10mn με ισχύ εξόδου 0,2W/cm². Οι υπέρηχοι δεν παρουσίασαν καμία επίδραση στην ενζυμική οξείδωση της χοληστερόλης (2,5g/L) από την οξειδάση της χοληστερόλης.

Τι είναι η επεξεργασία με υψηλή πίεση στη συντήρηση τροφίμων;

Η επεξεργασία με υψηλή πίεση (HPP) είναι μια μη θερμική τεχνική συντήρησης τροφίμων που αδρανοποιεί μικροοργανισμούς και ένζυμα, διατηρώντας παράλληλα τα οργανοληπτικά και διατροφικά χαρακτηριστικά του προϊόντος. Περιλαμβάνει την υποβολή συσκευασμένων τροφίμων σε υδροστατικές πιέσεις συνήθως μεταξύ 300 και 600 MPa (μεγαπασκάλ), για χρονικά διαστήματα από δευτερόλεπτα έως λεπτά. Μια σημαντική πρόκληση της επεξεργασίας με υψηλή πίεση είναι η πολύ υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Διαβάστε περισσότερα για το πώς η κατεργασία με υπερήχους μπορεί να συμβάλει στη μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων της HPP!