Υπερήχων εκχύλιση κολλαγόνου
- Το κολλαγόνο είναι πλούσιο σε πρωτεΐνες και χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλαπλή βιομηχανικές εφαρμογές, π.χ. τροφίμων, Pharma, πρόσθετα κ.λπ.
- Η κατεργασία με υπερήχους μπορεί εύκολα να συνδυαστεί με ενζυματική ή όξινη εκχύλιση του κολλαγόνου.
- Η εφαρμογή των υπερήχων στη διαδικασία εκχύλισης του κολλαγόνου καταλήγει σε υψηλότερες αποδόσεις και ταχύτερη εκχύλιση.
Υπερήχων Επιδράσεις στην κολλαγόνου Εξαγωγή
Υπερήχων υψηλής έντασης χρησιμοποιείται ευρέως για τη βελτίωση της μαζικής μεταφοράς σε υγρές διεργασίες, π.χ. εκχύλιση, sonochemistry κ. λπ. Η εκχύλιση (επίσης γνωστή ως απομόνωση κολλαγόνου) του κολλαγόνου μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με υπερήχους θεραπεία. Βοηθήματα υπερήχων κατά τη διάρκεια της διάσπασης του υποστρώματος κολλαγόνου, ανοίγει το ινιδίων κολλαγόνου, έτσι διευκολύνεται η ενζυματική υδρόλυση ή θεραπεία οξέος.
Υπερήχους Υποβοηθούμενη ενζυματική Εξαγωγή
Η κατεργασία με υπερήχους είναι γνωστή για την ικανότητά της να αυξήσει τη δραστηριότητα του ενζύμου. Αυτή η επίδραση βασίζεται στην υπερήχων διασποράς και αποσυσσωμάτωση των συσσωματωμάτων πεψίνης. Ομοιογενώς διασκορπισμένα ένζυμα προσφέρουν μία αυξημένη επιφάνεια για μεταφορά μάζας, η οποία συσχετίζεται με υψηλότερη δραστικότητα ενζύμου. Επιπλέον, οι ισχυρές κύματα υπερήχων ανοίγει τα ινίδια κολλαγόνου, έτσι ώστε να απελευθερώνεται το κολλαγόνο.
Υπερήχων πεψίνη Εξαγωγή: Η πεψίνη συνδυάζει την υπερήχους αυξάνοντας την απόδοση του κολλαγόνου μέχρι περίπου. 124% και μειώνει σημαντικά τον χρόνο εκχύλισης σε σύγκριση με τη συμβατική υδρόλυση πεψίνης. Η ανάλυση κυκλικού διχρωισμού, η μικροσκοπία ατομικής δύναμης και η FTIR απέδειξαν ότι η δομή τριπλής έλικας του εκχυλισμένου κολλαγόνου δεν επηρεάστηκε από την υπερήχηση και παρέμεινε άθικτη. (Li et al., 2009). Αυτό καθιστά την εκχύλιση πεψίνης με υποβοηθητικό υπερήχων εξαιρετικά πρακτική για τη βιομηχανία τροφίμων, προσφέροντας αυξημένα ποσοστά ανάκτησης πρωτεϊνών σε σημαντικά μικρότερο χρόνο επεξεργασίας.
Σε μια συγκριτική μελέτη της εκχύλισης κολλαγόνου από βόειο τένοντα υπερήχων έναντι μη υπερήχων, η θεραπεία υπερήχων (20 kHz, λειτουργία παλμού 20/20 δευτερολέπτων) πείστηκε από την υψηλότερη απόδοση και αποτελεσματικότητα. Η συμβατική εκχύλιση πραγματοποιήθηκε με πεψίνη σε οξικό οξύ για 48 ώρες. Η εκχύλιση με υπερήχους διεξήχθη εκχύλιση υπό τις ίδιες συνθήκες, αλλά οι χρόνοι έκθεσης σε υπερήχους (3 έως 24 ώρες) και πεψίνη (24 έως 45 ώρες) μεταβάλλονταν, με αποτέλεσμα συνολικά 48 ώρες θεραπείας. Η εκχύλιση με υπερήχους-πεψίνη έδειξε ανώτερη αποτελεσματικότητα της εκχύλισης κολλαγόνου, φθάνοντας απόδοση 6,2%, όταν η συμβατική απόδοση εκχύλισης ήταν 2,4%. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν σε έναν χρόνο εκχύλισης με υπερήχους χρησιμοποιώντας 18 ώρες. Το εκχυλισμένο κολλαγόνο έδειξε μία μη κατεστραμμένη δομή συνεχούς έλικας, καλή διαλυτότητα και σχετικά υψηλή θερμική σταθερότητα. αυτό σημαίνει ότι η εκχύλιση υπερήχων-πεψίνης βελτίωσε την αποτελεσματικότητα της εκχύλισης του φυσικού κολλαγόνου χωρίς να καταστρέψει την ποιότητα του προκύπτοντος κολλαγόνου. (Ran και Wang 2014)
Ultrasonically επικουρείται Οξύ Εκχύλιση
Σε μία μελέτη από τους Kim et al. (2012), η εκχύλιση του οξέος-διαλυτού κολλαγόνου από το δέρμα των ιαπωνικών λαβρακιού (Lateolabrax japonicus) έδειξε αυξημένη απόδοση και μείωση του χρόνου εκχύλισης μετά από την υπερηχητική κατεργασία σε μία συχνότητα 20 kHz σε 0.5 Μ οξεικό οξύ. Εκχύλιση με υπερήχους δεν μετέβαλε τα κύρια συστατικά του κολλαγόνου, ειδικότερα την α1, α2 και αλυσίδες β.
Υπερήχων Εκχύλιση του πρωτεΐνη από τσόφλια αυγών
Υπερηχητικά προ-κατεργασία ενζυματικής υδρόλυσης είχαν καλύτερη λειτουργικές ιδιότητες. Για την υπερηχητική εκχύλιση της λειτουργικής υδρόλυσης πρωτεϊνών από κέλυφος του αυγού κότας, διαλυτότητα, γαλακτωματοποίησης, αφρισμού και οι ιδιότητες συγκράτησης νερού βελτιώνονται.
μεμβράνη Κελυφών είναι μια άφθονη φυσική πηγή και αποτελείται από περίπου 64 πρωτεϊνών που περιλαμβάνουν τύπου Ι, V και Χ κολλαγόνο, λυσοζύμη, οστεοποντίνη, και σιαλοπρωτεΐνη. Αυτό καθιστά κελυφών των αυγών μια ενδιαφέρουσα πρώτη ύλη για την εκχύλιση των πρωτεϊνών. Με εκχύλιση με υπερήχους, η απελευθέρωση της πρωτεΐνης και η λειτουργικότητα μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με αποτέλεσμα μια γρήγορη, αποτελεσματική και οικονομική διαδικασία.
Υπερήχων διαδικασίες: Από Εργαστήριο προς την Βιομηχανικός Κλίμακα
Υπερήχους Υποβοηθούμενη αλκαλική εκχύλιση
για την εξαγωγή και τη διαλυτοποίηση αυτών των πρωτεϊνών
Για την εκχύλιση πρωτεΐνης από κελυφών μεμβράνης, η υπερηχητική-αλκαλική επεξεργασία είχε ως αποτέλεσμα μια διαλυτοποιημένη απόδοση πρωτεΐνης κοντά στο 100% της συνολικής πρωτεΐνης κελύφους μεμβράνης. Υπερήχων σπηλαίωσης μονοκατοικιών μεγαλύτερα πρωτεΐνες συστάδες από το χόριο μεμβράνη και διευκόλυνε την διαλυτοποίηση των ενώσεων της. Η δομή της πρωτεΐνης και οι ιδιότητες δεν είχαν καταστραφεί από κατεργασία με υπερήχους και παρέμεινε άθικτη. Οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες των πρωτεϊνών ήταν οι ίδιες για την υπερηχητική υποβοηθούμενη αλκαλική κατεργασία και συμβατικών εκχύλισης.
Υπερήχων ζελατίνη Εξαγωγή
Οι κατεψυγμένες και ξηρανθείσες στον αέρα δεξαμενές μαστίχας υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με ψυχρό αλατούχο, αλκαλικό και όξινο διάλυμα για διαχωρισμό του ιστού κολλαγόνου και ζελατίνης εκχύλισης με μετουσίωση κολλαγόνου στους 45 ° C για τέσσερις ώρες με επεξεργασία υπερήχων ισχύος ως βοηθητικό επεξεργασίας. Προσδιορίστηκαν η απόδοση ζελατίνης, το ρΗ, η διαύγεια, η αντοχή πηκτώματος και οι ιξωδοελαστικές ιδιότητες καθώς και η κατανομή μοριακού βάρους που προσδιορίστηκε με τη μέθοδο PAGE-SDS. Η ζελατίνη που εκχυλίστηκε σε υδατόλουτρο στους 45 ° C για τέσσερις ώρες χρησιμοποιήθηκε ως έλεγχος. Η επεξεργασία με υπέρηχο ισχύος αύξησε την απόδοση της εκχύλισης κατά 11,1% σε σύγκριση με τον έλεγχο, ενώ η ισχύς του πηκτώματος μειώθηκε κατά 7%. Η θερμοκρασία πήξης ήταν επίσης χαμηλότερη σε ζελατίνη εκχυλισμένη με υπερήχους (4.2 ° C). Αυτή η συμπεριφορά σχετίζεται με διαφορές στην κατανομή μοριακού βάρους πηκτωμάτων πολυπεπτιδίου σε ζελατίνες. Η εκχύλιση υπερήχων ισχύος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της εξαγωγής ζελατίνης από κατεψυγμένα και ξηρανθέντα στον αέρα ψάρια. (Olson et al., 2005)
βιομηχανικά συστήματα υπερήχων
Hielscher Υπέρηχοι παρέχει ισχυρά συστήματα υπερήχων από το εργαστήριο στο πάγκο-top και βιομηχανική κλίμακα. Για να διασφαλιστεί η βέλτιστη απόδοση εκχύλισης, αξιόπιστη υπερηχητική επεξεργασία κάτω από συνθήκες απαιτητικές μπορεί να πραγματοποιηθεί συνεχώς. Όλα τα βιομηχανικά υπερήχων επεξεργαστές μπορεί να προσφέρει πολύ υψηλή πλάτη. Πλάτη έως 200 μm μπορούν εύκολα να συνεχώς τρέχει σε λειτουργία 24/7. Για ακόμη μεγαλύτερη πλάτη, προσαρμοσμένες υπερήχων sonotrodes είναι διαθέσιμα. Η ευρωστία των υπερήχων εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει για 24/7 λειτουργία σε βαρέως τύπου και απαιτητικά περιβάλλοντα.
Παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας σας! Θα χαρούμε να σας συστήσει ένα κατάλληλο σύστημα υπερήχων για τη διαδικασία σας!
υπερήχων ΟΜΟΓΕΝΟΠΟΙΗΤΕΣ υψηλής ισχύος Hielscher είναι διαθέσιμα για οποιαδήποτε κλίμακα διεργασίας – από το εργαστήριο για την παραγωγή.
Λογοτεχνία / Αναφορές
- Álvarez, Carlos? Lélu, Pauline? Lynch, Sarah Α .; Tiwari, Brijesh Κ (2018): Βελτιστοποιημένη ανάκτηση πρωτεΐνης από σκουμπρί ολόκληρο το ψάρι με χρήση εκχύλισης διαδοχική όξινη / αλκαλική ισοηλεκτρική καταβύθιση διαλυτοποίησης (ISP) επικουρείται από υπερήχους. ελαφρών βαρών – Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων Vol. 88, Φεβρουάριος 2018. 210-216.
- Jain, Surangna? Kumar πρωκτικό, Anil (2016): Βελτιστοποίηση της εκχύλισης της λειτουργικής πρωτεΐνης υδρολυμάτων από μεμβράνη κέλυφος του αυγού κότας (ΕΜΣ) με υπερηχητική υποβοηθούμενη εκχύλιση (ΗΑΕ) και ενζυματική υδρόλυση. ελαφρών βαρών – Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων Vol. 69, Ιούνιος 2016. 295-302.
- Kim, Η.Κ. .; Kim, Υ.Η. .; Kim, Y.J .; Πάρκο, H.J .; Lee, Ν.Η. (2012): Επιδράσεις της υπερηχητικής θεραπείας κατά την εκχύλιση κολλαγόνου από δέρματα του λαβρακιού Lateolabrax japonicus. Αλιεία Science Τόμος 78, Τεύχος 78? 2013. 485-490.
- Li, Defu? Mu, Changdao? Cai, Sumei? Lin, Wei (2016): Υπερήχων ακτινοβολία στην ενζυματική εκχύλιση του κολλαγόνου. Υπέρηχοι sonochemistry τόμος 16, τεύχος 5? 2009. 605-609.
- Olson, D.A., Avena Bustillos, R.D., Olsen, C.W., Χίου, Β, Yee, Ε, Bower, Ο.Κ., Bechtel, P.J., Pan, Ζ, Mc Hugh, Τ.Η. (2005): Αξιολόγηση των υπερήχων ισχύος ως βοηθητικό μέσο επεξεργασίας για την εξαγωγή ζελατίνη ψαριών. Συνάντηση Abstract Νο 71C-26. IFT Ετήσια Συνέλευση. Ιουλίου 2005. Νέα Ορλεάνη, LA.
- Ran, X.G .; Wang, L.Y. (2014): Χρήση της υπερηχητικής και πεψίνης θεραπεία σε συνδυασμό για την εκχύλιση κολλαγόνου από βιομηχανία κρέατος υποπροϊόντων. Εφημερίδα της Επιστήμης των Τροφίμων και Γεωργίας 94 (3), 2014. 585-590.
- Schmidt, Μ.Μ .; Dornelles, R.C.P .; Mello, R.O .; Kubota, Ε.Η. .; Mazutti, Μ.Α .; Kempka, Α.Ρ. .; Demiate, Ι.Μ. (2016): διαδικασία εκχύλισης κολλαγόνο. Διεθνής Έκθεση Τροφίμων Έρευνα Εφημερίδα 23 (3), 2016. 913 - 922.
- Siritientong, Tippawan? Bonani, Walter? Motta, Antonella? Migliaresi, Claudio? Aramwit, Pornanong (2016): Τα αποτελέσματα του στελέχους μετάξι Bombyx mori και χρόνος εκχύλισης για τα μοριακά και βιολογικά χαρακτηριστικά των sericin. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Τομ. 80, τα ISS. 2, 2016. 241-249.
- Zeng, J.N., .; Jiang, B.Q .; Xiao, Z.Q., Li, S.H. (2011): Εξαγωγή του κολλαγόνου από λέπια ψαριών με παπαΐνη κάτω υπερήχων προεπεξεργασίας. Advanced Materials Research, τόμος 366, 2011. 421-424.
Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζουμε
Το κολλαγόνο
Το κολλαγόνο είναι η κύρια δομική πρωτεΐνη στον εξωκυτταρικό χώρο στους διάφορους συνδετικούς ιστούς στο σώμα των ζώων. Δεδομένου ότι το κύριο συστατικό του συνδετικού ιστού, είναι η πλέον άφθονη πρωτεΐνη σε θηλαστικά, [1] που αποτελούν από 25% έως 35% της περιεκτικότητας σε πρωτεΐνες σε ολόκληρο το σώμα. Το κολλαγόνο αποτελείται από αμινοξέα τραύματος μαζί για να σχηματίσουν τριπλά-έλικες να σχηματίσουν επιμήκων ινιδίων. Τα υψηλότερα ποσά του κολλαγόνου υπάρχουν σε ινώδεις ιστούς όπως τένοντες, συνδέσμους και δέρμα. Υπάρχουν τρεις τύποι κολλαγόνου για να διακριθούν:
Κολλαγόνο Τύπου Ι: παρέχει το 90% της πρωτεΐνης στο δέρμα, τα μαλλιά, τα νύχια, τα όργανα, τα οστά, τους συνδέσμους
κολλαγόνου τύπου II: παρέχει 50-60% της πρωτεΐνης σε χόνδρο, 85-90% του κολλαγόνου στον αρθρικό χόνδρο
III κολλαγόνο Τύπος: παρέχει πρωτεΐνες να ινώδης πρωτεΐνη στα οστά, χόνδρο, οδοντίνη, τένοντα, και άλλους συνδετικούς ιστούς
Το κολλαγόνο στο σώμα
Κάθε ένας από τους τρεις τύπους κολλαγόνου αποτελείται από διαφορετικές πρωτεΐνες οι οποίες πληρούν διαφορετικούς σκοπούς στο σώμα. Οι τύποι κολλαγόνου Ι και III και οι δύο είναι κύρια συστατικά του δέρματος, των μυών, των οστών, των μαλλιών και των νυχιών. Είναι απαραίτητο για την υγεία, την ανάπτυξη και την ανοικοδόμηση τους. Το κολλαγόνο τύπου II βρίσκεται κυρίως στο χόνδρο και τις αρθρώσεις.
Το κολλαγόνο του τύπου Ι και III περιέχουν αμφότερα 19 αμινοξέα τα οποία θεωρούνται ως απαραίτητα αμινοξέα. Παράγονται από ινοβλάστες (κύτταρα σε συνδετικούς ιστούς) και οστεοβλάστες (κύτταρα που κάνουν τα οστά) .Το πιο σημαντικών πρωτεϊνών στο κολλαγόνο τύπου Ι και III περιλαμβάνουν γλυκίνη, προλίνη, αλανίνη, και υδροξυπρολίνη. Τύπος III είναι ένα ινώδες σκληροπρωτεΐνη.
Η γλυκίνη είναι το αμινοξύ με το υψηλότερο ποσό στο κολλαγόνο. Προλίνη είναι ένα μη απαραίτητο αμινοξύ, το οποίο μπορεί να συντίθεται από γλυκίνη και συμβάλλει στις αρθρώσεις και τους τένοντες. Η υδροξυπρολίνη είναι ένα αμινοξύ που συμβάλλει στη σταθερότητα κολλαγόνου. Αλανίνη είναι ένα αμινοξύ σημαντικό για τη βιοσύνθεση των πρωτεϊνών.
Όπως τύπου Ι και III, κολλαγόνου τύπου II κάνει ινίδια μορφή. Αυτό το δίκτυο ινιδικό του κολλαγόνου είναι σημαντική στον χόνδρο από το IS επιτρέπει για την παγίδευση των πρωτεογλυκανών. Επιπλέον, παρέχει αντοχή εφελκυσμού στον ιστό.
Πηγές και Χρήσεις
Το κολλαγόνο είναι μία ινώδης πρωτεΐνη η οποία είναι άφθονα στο συνδετικό ιστό των θηλαστικών, π.χ. βοοειδών, χοίρων. Οι περισσότεροι κολλαγόνο εκχυλίζεται
από χοίριο δέρματα και τα οστά και από πηγές βοοειδών. Μια εναλλακτική πηγή για την εκχύλιση του κολλαγόνου είναι τα ψάρια και πτηνά. Το κολλαγόνο χρησιμοποιείται ευρέως σε τρόφιμα, συμπληρώματα διατροφής, φαρμακευτικά προϊόντα / ιατρικές εξετάσεις, και τα καλλυντικά μεταξύ άλλων προϊόντων. Η εκχύλιση του κολλαγόνου είναι μια αναπτυσσόμενη επιχείρηση από αυτή η πρωτεΐνη μπορεί να αντικαταστήσει συνθετικοί παράγοντες σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες.