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.
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.

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.

Ultrasonikaator UP400St seente ekstraheerimiseks: Sonikatsioon annab bioaktiivsete ühendite, näiteks polüsahhariidide kitiini ja kitosaani kõrge saagikuse
Ultraheli kitiini ja kitosaani deatsetüülimise uurimistulemused
(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)
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)

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
Kitiini 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.

Ultraheli reaktor koos 2000W ultraheli sond UIP2000hdT kitiini ekstraheerimiseks seentest ja sellele järgnevaks depolümerisatsiooniks / deatsetüülimiseks
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!
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.
Kirjandus / Viited
- Ospina Álvarez S.P., Ramírez Cadavid D.A., Escobar Sierra D.M., Ossa Orozco C.P., Rojas Vahos D.F., Zapata Ocampo P., Atehortúa L. (2014): Comparison of extraction methods of chitin from Ganoderma lucidum mushroom obtained in submerged culture. Biomed Research International 2014.
- Valu M.V., Soare L.C., Sutan N.A., Ducu C., Moga S., Hritcu L., Boiangiu R.S., Carradori S. (2020): Optimization of Ultrasonic Extraction to Obtain Erinacine A and Polyphenols with Antioxidant Activity from the Fungal Biomass of Hericium erinaceus. Foods, Dec 18;9(12), 2020.
- Erdoğan, Sevil & Kaya, Murat & Akata, Ilgaz (2017): Chitin extraction and chitosan production from cell wall of two mushroom species (Lactarius vellereus and Phyllophora ribis). AIP Conference Proceedings 2017.
- Zhu, L., Chen, X., Wu, Z., Wang, G., Ahmad, Z., & Chang, M. (2019): Optimization conversion of chitosan from Ganoderma lucidum spore powder using ultrasound‐assisted deacetylation: Influence of processing parameters. Journal of Food Processing and Preservation 2019.
- Li-Fang Zhu, Jing-Song Li, John Mai, Ming-Wei Chang (2019): Ultrasound-assisted synthesis of chitosan from fungal precursors for biomedical applications. Chemical Engineering Journal, Volume 357, 2019. 498-507.
- Zhu, Lifang; Yao, Zhi-Cheng; Ahmad, Zeeshan; Li, Jing-Song; Chang, Ming-Wei (2018): Synthesis and Evaluation of Herbal Chitosan from Ganoderma Lucidum Spore Powder for Biomedical Applications. Scientific Reports 8, 2018.
- G.J. Price, P.J. West, P.F. Smith (1994): Control of polymer structure using power ultrasound. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 1, Issue 1, 1994. S51-S57.
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.

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