Hielscher Ultrasonics
Meil on hea meel teie protsessi arutada.
Helistage meile: +49 3328 437-420
Saatke meile kiri: info@hielscher.com

Kitiini ja kitosaani tootmine seentest

Ultraheli on väga tõhus meetod kitiini ja kitosaani vabastamiseks seenallikatest, näiteks seentest. Kitiin ja kitosaan peavad olema depolümeriseeritud ja deatsetüülitud allavoolu töötlemisel, et saada kvaliteetne biopolümeer. Ultraheli abil depolümeriseerimine ja deatsetüülimine on väga tõhus, lihtne ja kiire tehnika, mille tulemuseks on kvaliteetsed kitosaanid, millel on suur molekulmass ja suurepärane biosaadavus.

Seenest saadud kitiin ja kitosaan ultraheli abil

Toiduna ja bioaktiivsete ühendite ekstraheerimiseks kasutatakse laialdaselt söödavaid ja raviseeni, nagu Lentinus edodes (shiitake), Ganoderma lucidum (Lingzhi või reishi), Inonotus obliquus (must pässik), Agaricus bisporus (nööpseened), Hericium erinaceus (lõvikarva), Cordyceps sinensis (rööviku seen), Grifola frondosa (kana-of-the-wood), Trametes versicolor (Coriolus versicolor, Polyporus versicolor, kalkunisaba) ja paljud teised seeneliigid. Neid seeni ja jääkide töötlemist (seenejäätmeid) saab kasutada kitosaani tootmiseks. Ultraheli mitte ainult ei soodusta kitiini vabanemist seente rakuseina struktuurist, vaid juhib ka kitiini muundamist väärtuslikuks kitosaaniks ultraheli abil depolümerisatsiooni ja deatsetüülimise kaudu.

Kitiini ultraheli deatsetüülimine kitosaaniks

Kitiini depolümerisatsiooni ja deatsetüülimist kitosaaniks soodustab ultrahelitöötlus

Teabe nõudmine




Pange tähele meie Privaatsuspoliitika.




Ultraheli ekstraktor UIP4000hdT ekstraheerimiseks ja kitiini deatsetüülimiseks seentest

Ultraheli kasutatakse kitiini ekstraheerimiseks seentest. Lisaks soodustab ultraheli kitiini depolümerisatsiooni ja deatsetüülimist, et saada kvaliteetset kitosaani.

See video näitab lõvi harja seente väga tõhusat ekstraheerimist, kasutades Hielscher UP200Ht ultraheli homogenisaatorit. Ultraheli ekstraheerimine on ideaalne meetod kvaliteetsete täisspektriliste ekstraktide tootmiseks, mis sisaldavad polüsahhariide, nagu beetaglükaanid, samuti heritsenoonid ja erinatsiinid.

Lion's Mane seene ekstraheerimine ultrasonikaatori abil UP200Ht

Video pisipilt

 

Intensiivne ultraheliuuring sondi tüüpi ultraheli süsteemi abil on tehnika, mida kasutatakse kitiini depolümerisatsiooni ja deatsetüülimise edendamiseks, mis viib kitosaani moodustumiseni. Kitiin on looduslikult esinev polüsahhariid, mida leidub koorikloomade, putukate ja teatud seente rakuseintes. Kitosaan saadakse kitiinist, eemaldades kitiinimolekulist atsetüülrühmad.

Ultraheli protseduur seente kitiini muundamiseks kitosaaniks

Kui kitosaani tootmiseks kitiinist rakendatakse intensiivset ultraheli, töödeldakse kitiini suspensiooni suure intensiivsusega, madala sagedusega ultraheli lainetega, tavaliselt vahemikus 20 kHz kuni 30 kHz. Protsess tekitab intensiivse akustilise kavitatsiooni, mis viitab mikroskoopiliste vaakummullide moodustumisele, kasvule ja kokkuvarisemisele vedelikus. Kavitatsioon tekitab kavitatsioonimulle ümbritsevas vedelikus lokaliseeritud äärmiselt kõrge nihkejõud, kõrged temperatuurid (kuni mitu tuhat kraadi Celsiuse järgi) ja rõhud (kuni mitusada atmosfääri). Need äärmuslikud tingimused aitavad kaasa kitiini polümeeri lagunemisele ja sellele järgnevale deatsetüülimisele.
 

Seentest pärit kitiinid ja kitosaanid saab sondi tüüpi ultraheli abil tõhusalt ekstraheerida.

SEM-pildid kitiinidest ja kitosaanidest kahest seeneliigist: a) L. vellereuse kitiin; b) P. ribis'est saadud kitiin; c) kitosaan L.vellereusest; d) kitosaan P. ribisest.
pilt ja uuring: © Erdoğan et al., 2017

 

kitiini ultraheli depolümerisatsioon

Kitiini depolümerisatsioon toimub mehaaniliste jõudude, näiteks mikrovoolide ja vedelikujoa kombineeritud mõjude kaudu, samuti ultraheli algatatud keemiliste reaktsioonide kaudu, mis on indutseeritud vabade radikaalide ja teiste kavitatsiooni käigus moodustunud reaktiivsete liikide poolt. Kavitatsiooni ajal tekkivad kõrgsurvelained põhjustavad kitiini ahelate nihkepinget, mille tulemuseks on polümeeri lõhenemine väiksemateks fragmentideks.

Kitiini ultraheli deatsetüülimine

Lisaks depolümerisatsioonile soodustab intensiivne ultraheliuuring ka kitiini deatsetüülimist. Deatsetüülimine hõlmab atsetüülrühmade eemaldamist kitiinimolekulist, mis viib kitosaani moodustumiseni. Intensiivne ultraheli energia, eriti kavitatsiooni ajal tekkinud kõrged temperatuurid ja rõhud, kiirendavad deatsetüülimisreaktsiooni. Kavitatsiooniga tekitatud reaktiivsed tingimused aitavad katkestada atsetüülsidemeid kitiinis, mille tulemuseks on äädikhappe vabanemine ja kitiini muundumine kitosaaniks.
Üldiselt suurendab intensiivne ultraheliuuring nii depolümerisatsiooni kui ka deatsetüülimisprotsesse, pakkudes vajalikku mehaanilist ja keemilist energiat kitiini polümeeri lagundamiseks ja kitosaaniks muundamise hõlbustamiseks. See meetod pakub kiiret ja tõhusat meetodit kitosaani tootmiseks kitiinist, millel on arvukalt rakendusi erinevates tööstusharudes, sealhulgas farmaatsiatööstuses, põllumajanduses ja biomeditsiinitehnikas.

Tööstuslik kitosaani tootmine seenest koos võimsuse ultraheliga

Kaubanduslik kitiini ja kitosaani tootmine põhineb peamiselt meretööstuse jäätmetel (st kalapüük, karpide ja vähiliste püük jne). Erinevad tooraineallikad põhjustavad erinevaid kitiini ja kitosaani omadusi, mis tulenevad tootmisest ja hooajalistest kalapüügierinevustest tingitud kvaliteedikõikumistest. Lisaks pakub seeneallikatest saadud kitosaan väidetavalt paremaid omadusi, nagu homogeenne polümeeri pikkus ja suurem lahustuvus võrreldes mereallikatest pärit kitosaaniga. (vrd Ghormade et al., 2017) Ühtlase kitosaani tarnimiseks on kitiini ekstraheerimine seeneliikidest muutunud stabiilseks alternatiivseks tootmiseks. Kitiini ja tsitiosani tootmist seentest saab kergesti ja usaldusväärselt saavutada ultraheli ekstraheerimise ja deatsetüülimise tehnoloogia abil. Intensiivne ultrahelitöötlus häirib rakustruktuure kitiini vabastamiseks ja soodustab massiülekannet vesilahustites, et saavutada parem kitiini saagis ja ekstraheerimise efektiivsus. Järgnev ultraheli deatsetüülimine muudab kitiini väärtuslikuks kitosaaniks. Nii ultraheli kitiini ekstraheerimist kui ka deatsetüülimist kitosaanile saab lineaarselt skaleerida mis tahes kaubanduslikule tootmistasemele.

Seente kitiini ultraheli ekstraheerimine ja deatsetüülimine annab kvaliteetse kitosaani.

Sonikatsioon intensiivistab seente kitosaani tootmist ja muudab tootmise tõhusamaks ja ökonoomsemaks.
(pilt ja uuring: © Zhu et al., 2019)

Ultraheli kitiini ekstraheerimine seentest UP400ST sondi tüüpi ultrasonikaatoriga (400W, 24kHz)

Ultrasonikaator UP400St seente ekstraheerimiseks: Sonikatsioon annab bioaktiivsete ühendite, näiteks polüsahhariidide kitiini ja kitosaani kõrge saagikuse

Ultraheli kitiini ja kitosaani deatsetüülimise uurimistulemused

Sonokeemiliselt deatsetüülitud kitiini tulemuseks on kvaliteetne kitosaan.(2018) järeldavad oma uuringus, et ultraheli deatsetüülimine on osutunud oluliseks läbimurdeks, muutes β-kitiini kitosaaniks 83–94% deatsetüülimisega vähendatud reaktsioonitemperatuuridel. Vasakul pildil on SEM-pilt ultraheli deatsetüülitud kitosaanist (90 W, 15 min, 20 w / v% NaOH, 1:15 (g: ml) (pilt ja uuring: © Zhu et al., 2018)
Nende protokollis valmistati NaOH lahus (20 w/v %) NaOH helveste lahustamisel DI vees. Seejärel lisati leeliselahus GLSP settele (0,5 g) tahke vedeliku suhtega 1:20 (g: ml) tsentrifuugiküvetti. Kitosaan lisati NaCl-le (40 ml, 0,2 M) ja äädikhappele (0,1 M) lahuse mahu suhtega 1:1. Seejärel tehti suspensioonile ultraheli kergel temperatuuril 25 ° C 60 minutit, kasutades sondi tüüpi ultrasonikaatorit (250W, 20kHz). (vrd Zhu et al., 2018)
 
(2021) leidsid, et kitosaani lahuste lagunemiskiirust mõjutavad harva polümeeri lahustamiseks kasutatava happe kontsentratsioonid ja see sõltub suuresti polümeeri lahustamiseks kasutatud keskkonna temperatuurist, ultrahelilainete intensiivsusest ja ioontugevusest. (vrd Pandit et al., 2021)
 
Teises uuringus kasutasid Zhu jt (2019) seente toorainena Ganoderma lucidum spooripulbreid ja uurisid ultraheli abil deatsetüülimist ning selliste töötlemisparameetrite mõju nagu ultrahelitöötluse aeg, tahke ja vedeliku suhe, NaOH kontsentratsioon ja kiiritusvõimsus kitosaani deatsetüülimise (DD) astmele. Kõrgeim DD väärtus saadi järgmistel ultraheli parameetritel: 20 min ultrahelitöötlus 80W juures, 10% (g:ml) NaOH, 1:25 (g:ml). Ultraheliga saadud kitosaani pinna morfoloogiat, keemilisi rühmi, termilist stabiilsust ja kristallilisust uuriti SEM, FTIR, TG ja XRD abil. Uurimisrühm teatab ultraheli toodetud kitosaani deatsetüülimise (DD), dünaamilise viskoossuse ([η]) ja molekulmassi (Mv ̄) olulisest suurenemisest. Tulemused rõhutasid seente ultraheli deatsetüülimise tehnikat, mis on kitosaani jaoks väga tugev tootmismeetod, mis sobib biomeditsiinilisteks rakendusteks. (vrd Zhu et al., 2019)

See videoklipp näitab bioaktiivsete ühendite tõhusat ekstraheerimist raviseentest. Hielscheri ultraheli homogenisaatorit UP400St kasutatakse laialdaselt kvaliteetsete seeneekstraktide tootmiseks.

Bioaktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimine ravimseentest

Video pisipilt

Suurepärane kitosaani kvaliteet ultraheli depolümerisatsiooni ja deatsetüülimisega

Kitiini / kitosaani ekstraheerimise ja depolümerisatsiooni ultraheli juhitud protsessid on täpselt kontrollitavad ja ultraheli protsessi parameetreid saab kohandada toorainete ja sihitud lõpptoote kvaliteediga (nt molekulmass, deatsetüülimise aste). See võimaldab kohandada ultraheliprotsessi väliste teguritega ja seada optimaalsed parameetrid parema tulemuse ja efektiivsuse saavutamiseks.
Ultraheli deatsetüülitud kitosaan näitab suurepärast biosaadavust ja bioühilduvust. Kui ultraheli valmistatud kitosaani biopolümeere võrreldakse biomeditsiiniliste omaduste osas termiliselt saadud kitosaaniga, on ultraheli toodetud kitosaanil oluliselt paranenud fibroblasti (L929 rakk) elujõulisus ja suurenenud antibakteriaalne aktiivsus nii Escherichia coli (E. coli) kui ka Staphylococcus aureuse (S. aureus) puhul.
(vrd Zhu et al., 2018)
 

Chitioni ultraheli deatsetüülimine kitosaaniks

Skaneerivad elektronmikroskoopia (SEM) kujutised suurendusega 100× a) gladius, b) ultraheliga töödeldud gladius, c) β-kitiin, d) ultraheliga töödeldud β-kitiin ja e) kitosaan (allikas: Preto et al. 2017)

Suure jõudlusega ultraheli seadmed kitiini ja kitosaani töötlemiseks

4kW ultrasonikaator koorikloomade ja seente tööstuslikuks kitiini / kitosaani töötlemiseksKitiini killustumine ja kitiini detüülimine kitosaaniks nõuab võimsaid ja usaldusväärseid ultraheli seadmeid, mis suudavad pakkuda kõrgeid amplituudi, pakuvad täpset kontrollitavust protsessi parameetrite üle ja mida saab kasutada 24/7 suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades. Hielscher Ultrasonics tootevalik vastab nendele nõuetele usaldusväärselt. Lisaks silmapaistvale ultraheliuuringule on Hielscheri ultrasonikaatoritel kõrge energiatõhusus, mis on märkimisväärne majanduslik eelis – eriti kui seda kasutatakse kaubanduslikus suuremahulises tootmises.
Hielscheri ultrasonikaatorid on suure jõudlusega süsteemid, mida saab varustada selliste tarvikutega nagu sonotroodid, süütevõimendid, reaktorid või voolurakud, et need vastaksid teie protsessi vajadustele optimaalsel viisil. Digitaalse värviekraaniga on võimalus ultrahelitöötluse eelseadistamiseks, automaatne andmete salvestamine integreeritud SD-kaardile, brauseri kaugjuhtimine ja palju muid funktsioone, Hielscheri ultrasonikaatorid tagavad kõrgeima protsessi juhtimise ja kasutajasõbralikkuse. Koos vastupidavuse ja suure kandevõimega on Hielscheri ultraheli süsteemid teie usaldusväärne tööhobune tootmises. 
Kitiini killustumine ja deatsetüülimine nõuab võimsat ultraheli, et saada sihipärane muundamine ja kvaliteetne kitosaani lõpptoode. Eriti kitiinihelveste killustumise ja depolümerisatsiooni / deatsetüülimise etappide jaoks on üliolulised suured amplituudid ja kõrgendatud rõhk. Hielscher Ultrasonics tööstuslikud ultraheli protsessorid pakuvad kergesti väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri ultraheli süsteemide võimsus võimaldab tõhusat ja kiiret depolümeriseerimist ja deatsetüülimist turvalises ja kasutajasõbralikus protsessis.
 

Teabe nõudmine




Pange tähele meie Privaatsuspoliitika.




Tööstuslik ultraheli paagi reaktor suure jõudlusega ultraheli sondiga (sonotrode) kitiini deatsetüülimiseks

Ultraheli reaktor koos 2000W ultraheli sond UIP2000hdT kitiini ekstraheerimiseks seentest ja sellele järgnevaks depolümerisatsiooniks / deatsetüülimiseks

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Partii maht Voolukiirus Soovitatavad seadmed
1 kuni 500 ml 10 kuni 200 ml / min UP100H
10 kuni 2000 ml 20 kuni 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 kuni 20L 0.2 kuni 4L / min UIP2000hdT
10 kuni 100L 2 kuni 10L/min UIP4000hdT
mujal liigitamata 10 kuni 100 L / min UIP16000
mujal liigitamata Suurem klaster UIP16000

Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!

Küsi lisainfot

Palun kasutage allolevat vormi, et taotleda lisateavet ultraheli protsessorite, rakenduste ja hinna kohta. Meil on hea meel arutada teie protsessi teiega ja pakkuda teile teie vajadustele vastavat ultraheli süsteemi!









Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.






Sünergistlik kitiiniravi paranes ultraheliga

Traditsioonilise keemilise ja ensümaatilise kitiini deatsetlüsatsiooni puuduste (st madal efektiivsus, kõrge energiakulu, pikk töötlemisaeg, toksilised lahustid) ületamiseks on kitiini ja kitosaani töötlemisse integreeritud suure intensiivsusega ultraheli. Suure intensiivsusega ultrahelitöötlus ja sellest tulenevad akustilise kavitatsiooni mõjud põhjustavad polümeerahelate kiiret lõhenemist ja vähendavad polüdisperssust, soodustades seeläbi kitosaani sünteesi. Lisaks intensiivistavad ultraheli nihkejõud lahuses massiülekannet, nii et paraneb keemiline, hüdrolüütiline või ensümaatiline reaktsioon. Ultraheli kitiini töötlemist saab kombineerida juba olemasolevate kitiini töötlemise meetoditega, nagu keemilised meetodid, hüdrolüüs või ensümaatilised protseduurid.

Ultraheli abil keemiline deatsetüülimine ja depolümeriseerimine

Kuna kitiin on mittereaktiivne ja lahustumatu biopolümeer, peab see lahustuva ja bioatsessiivse kitosaani saamiseks läbima demineraliseerimise, deproteiniseerimise ja depolümerisatsiooni / deatsetüülimise protsessietapid. Need protsessietapid hõlmavad ravi tugevate hapetega nagu HCl ja tugevate alustega nagu NaOH ja KOH. Kuna need tavapärased protsessietapid on ebaefektiivsed, aeglased ja nõuavad suuri energiaid, parandab protsessi intensiivistamine ultrahelitöötlusega kitosaani tootmist märkimisväärselt. Võimsuse-ultraheli kasutamine suurendab kitosaani saagikust ja kvaliteeti, vähendab protsessi päevadest mõne tunnini, võimaldab kergemaid lahusteid ja muudab kogu protsessi energiatõhusamaks.

Kitiini ultraheli täiustatud deproteiniseerimine

Vallejo-Dominguez jt (2021) leidsid kitiini deproteiniseerimise uurimisel, et “ultraheli kasutamine biopolümeeride tootmiseks vähendas nii valgusisaldust kui ka kitiini osakeste suurust. Kõrge deatsetüülimisastme ja keskmise molekulmassiga kitosaan toodeti ultraheli abil.”

Ultraheli hüdrolüüs kitiini depolümerisatsiooniks

Keemilise hüdrolüüsi puhul kasutatakse kitiini deatsetüleerimiseks kas happeid või leeliseid, kuid leelise deatsetüülimist (nt naatriumhüdroksiid NaOH) kasutatakse laialdasemalt. Happe hüdrolüüs on traditsioonilise keemilise deatsetüülimise vahelduv meetod, kus kitiini ja kitosaani depolümeriseerimiseks kasutatakse orgaanilisi happelahuseid. Happe hüdrolüüsi meetodit kasutatakse enamasti siis, kui kitiini ja kitosaani molekulmass peab olema homogeenne. Seda tavapärast hüdrolüüsiprotsessi nimetatakse aeglaseks ning energia- ja kulumahukaks. Tugevate hapete, kõrge temperatuuri ja rõhu nõue on tegurid, mis muudavad hüdrolüütilise kitosaani protsessi väga kulukaks ja aeganõudvaks protseduuriks. Kasutatavad happed vajavad järgnevaid protsesse, nagu neutraliseerimine ja soolatustamine.
Suure võimsusega ultraheli integreerimisega hüdrolüüsiprotsessi saab kitiini ja kitosaani hüdrolüütilise lõhustamise temperatuuri ja rõhu nõudeid oluliselt vähendada. Lisaks võimaldab ultrahelitöötlus madalamaid happe kontsentratsioone või kergemate hapete kasutamist. See muudab protsessi jätkusuutlikumaks, tõhusamaks, kulutõhusamaks ja keskkonnasõbralikumaks.

Ultraheli abil keemiline deatsetüülimine

Kitiini ja kitosaani keemiline lagunemine ja deatsetüülimine saavutatakse peamiselt kitiini või kitosaani töötlemisel mineraalhapetega (nt vesinikkloriidhape HCl), naatriumnitritiga (NaNO)2) või vesinikperoksiidi (H2O2). Ultraheli parandab deatsetüülimise kiirust, lühendades seeläbi reaktsiooniaega, mis on vajalik deatsetüülimise sihipärase astme saamiseks. See tähendab, et ultrahelitöötlus vähendab vajalikku töötlemisaega 12-24 tundi mõne tunnini. Lisaks võimaldab ultrahelitöötlus oluliselt madalamaid keemilisi kontsentratsioone, näiteks 40% (w / w) naatriumhüdroksiidi, kasutades ultrahelitöötlust, samas kui 65% (w / w) on vajalik ilma ultraheli kasutamiseta.

Ultraheli-ensümaatiline deatsetüülimine

Kuigi ensümaatiline deatsetüülimine on kerge, keskkonnasõbralik töötlemisvorm, on selle tõhusus ja kulud ebamajanduslikud. Ensüümide keerulise, töömahuka ja kuluka järgneva isoleerimise ja lõpptootest puhastamise tõttu ei rakendata ensümaatilist kitiini deatsetüülimist kaubanduslikus tootmises, vaid seda kasutatakse ainult teadusuuringute laboris.
Ultraheli eeltöötlus enne ensümaatilise deatsetlütatsiooni fragmente kitiini molekule, suurendades seeläbi pindala ja muutes ensüümidele rohkem pinda kättesaadavaks. Suure jõudlusega ultrahelitöötlus aitab parandada ensümaatilist deatsetüülimist ja muudab protsessi ökonoomsemaks.

Ultraheli kõrge nihkega homogenisaatoreid kasutatakse laboris, pink-topis, piloot- ja tööstuslikus töötlemises.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.

Kirjandus / Viited

 
 
 

Faktid, mida tasub teada

Kuidas toimib kitiini ultraheli ekstraheerimine ja deatsetüülimine?

Kui võimsuse ultraheli lained on paarid vedelikku või läga (nt suspensioon, mis koosneb kitiinist lahustis), liiguvad ultraheli lained läbi vedeliku, põhjustades vahelduvaid kõrgsurve / madala rõhu tsükleid. Madala rõhu tsüklite ajal tekivad minutilised vaakummullid (nn kavitatsioonimullid), mis kasvavad mitme rõhutsükli jooksul. Teatud suuruses, kui mullid ei suuda rohkem energiat absorbeerida, implodeeruvad nad kõrgsurvetsükli ajal ägedalt. Mullide implosiooni iseloomustavad intensiivsed kavitatsioonilised (nn sonomehaanilised) jõud. Need sonomehaanilised tingimused esinevad lokaalselt kavitatsioonilises hot-spotis ja neid iseloomustavad väga kõrged temperatuurid ja rõhud vastavalt kuni 4000K ja 1000atm; samuti vastavad kõrge temperatuuri ja rõhu erinevused. Tekivad Furtehrmore, mikroturbulentsid ja vedelad voolud kiirusega kuni 100m/s. Kitiini ja kitosaani ultraheli ekstraheerimine seentest ja koorikloomadest, samuti kitiini depolümeriseerimine ja deatsetüülimine on peamiselt põhjustatud sonomehaanilistest mõjudest: agitatsioon ja turbulentsid häirivad rakke ja soodustavad massiülekannet ning võivad lõigata ka polümeerahelaid koos happeliste või leeliseliste lahustitega.

Kitiini ekstraheerimise tööpõhimõte ultraheli abil

Ultraheli ekstraheerimine katkestab tõhusalt seente rakustruktuuri ja vabastab rakusisesed ühendid rakuseinast ja raku sisemusest (st polüsahhariidid nagu kitiin ja kitosaan ning muud bioaktiivsed fütokemikaalid) lahustisse. Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilise kavitatsiooni tööpõhimõttel. Ultraheli / akustilise kavitatsiooni mõju on kõrge nihkejõud, turbulentsid ja intensiivsed rõhuerinevused. Need sonomehaanilised jõud lõhuvad rakustruktuure, näiteks kitiinseid seenerakkude seinu, soodustavad massiülekannet seente biomaterjali ja lahusti vahel ning tulemuseks on kiire protsessi käigus väga kõrge ekstrakti saagis. Lisaks soodustab ultrahelitöötlus ekstraktide steriliseerimist bakterite ja mikroobide tapmise teel. Mikroobide inaktiveerimine ultrahelitöötlusega on tingitud rakumembraani hävitavatest kavitatsioonijõududest, vabade radikaalide tootmisest ja lokaliseeritud kuumutamisest.

Depolümerisatsiooni ja deatsetüülimise tööpõhimõte ultraheli abil

Polümeerahelad püütakse ultraheli genereeritud nihkeväljale kavitatsioonimulli ümber ja polümeeri mähise ahela segmendid kokkuvariseva õõnsuse lähedal liiguvad suurema kiirusega kui kaugemal. Seejärel tekivad polümeerahelas pinged polümeeri segmentide ja lahustite suhtelise liikumise tõttu ning need on piisavad lõhustumise tekitamiseks. Protsess on seega sarnane teiste nihkeefektidega polümeerilahustes ~2° ja annab väga sarnaseid tulemusi. (vrd Price et al., 1994)

Kitiin

Kitiin on N-atsetüülglukosamiini polümeer (polü-(β-(1–4)-N-atsetüül-D-glükoosamiin) on looduslikult esinev polüsahhariid, mida leidub laialdaselt selgrootute, näiteks koorikloomade ja putukate eksoskeletis, kalmaari ja seepia sisemises karkassis ning seente rakuseintes. Seente rakuseinte struktuuri sisseehitatud kitiin vastutab seente rakuseina kuju ja jäikuse eest. Paljude rakenduste puhul muundatakse kitiin deatsetüülitud derivaadiks, mida tuntakse kitosaanina depolümerisatsiooniprotsessi kaudu.
kitosaan on kitiini kõige levinum ja väärtuslikum derivaat. See on suure molekulmassiga polüsahhariid, mis on seotud b-1,4 glükosiidiga, mis koosneb N-atsetüül-glükoosamiinist ja glükoosamiinist.
Kitosaani võib tuletada keemilise või ensümaatilise kaudu N-deatsetüülimine. Keemiliselt juhitud deatsetüülimisprotsessis on atsetüülrühm (R-NHCOCH3) lõhustatakse tugeva leelisega kõrgel temperatuuril. Teise võimalusena võib kitosaani sünteesida ensümaatilise deatsetüülimise teel. Kuid tööstusliku tootmise skaalal on eelistatud meetod keemiline deatsetüülimine, kuna ensümaatiline deatsetüülimine on deatsetülaasi ensüümide kõrge hinna ja saadud madala kitosaani saagise tõttu oluliselt vähem tõhus. Ultraheli kasutatakse (1→4)-/β-sideme keemilise lagunemise intensiivistamiseks (depolümeriseerimine) ja kitiini deatsetüülimiseks, et saada kvaliteetset kitosaani.
Kui ultrahelitöötlust rakendatakse ensümaatilise deatsetüülimise eeltöötlusena, paraneb ka kitosaani saagis ja kvaliteet.


Suure jõudlusega ultraheli! Hielscheri tootevalik hõlmab kogu spektrit alates kompaktsest labori ultrasonikaatorist üle lauaarvutite kuni täistööstuslike ultrahelisüsteemideni.

Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.

Meil on hea meel teie protsessi arutada.

Võtame ühendust.