Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Ultraheli kaevandamine ja säilitamine

Lagunemine rakustruktuuride (lüüsi) abil ultraheli kasutatakse kaevandamiseks rakusisese ühendeid või mikroobide inaktivatsiooni.

tagapõhi

Mikrobioloogias, ultraheli seostati peamiselt rakusegamise (lüüsi) või lagunemine (Allinger 1975). Kui töötlemisel ultraheliga vedelike suure osatähtsuse helilainete et propageerida vedelikku meedia tulemuseks vahelduvalt suure rõhu (surve) ja madalrõhu (hõrenemine) tsüklit, kus hinnad sõltuvalt sagedusest.
Ajal madala rõhu tsükli, kõrge intensiivsusega ultrahelilaineteks registreeri väike vaakum mullid või tühimike vedelikus. Kui mullid saavutada tugevust, mis nad ei suuda enam energiat, nad kokkuvarisemist ägedalt ajal kõrge rõhu tsükli. Seda nähtust nimetatakse kavitatsiooni. Ajal puhkemine väga kõrgeid temperatuure (u. 5,000K) ja rõhud (u. 2,000atm) saavutatakse lokaalselt. Puhkemine kavitatsioon mulli põhjustab ka vedelike joad kuni 280m / s kiiruse Saadud nihkejõudude murda rakukesta mehaaniliselt ja parandada materjali üleandmine. Ultraheli võib olla kas purustavad või konstruktiivset mõju rakkudele sõltuvalt helitöötluse parameetrid hõivatud.

raku lagunemise

Suurt helitöötluse ensüüme või valke saab rakkudest vabanevad või subtsellulaarses organellid tulemusena raku lagunemise. Sel juhul ühendi lahustada lahustis ümbritsetakse lahustumatu struktuuri. Selleks, et eraldada see, rakumembraani tuleb hävitatakse. Rakusegamise on tundlik protsess, sest rakukesta võimet taluda kõrgeid osmootse rõhu. Hea kontrolli rakkude lõhkumist on nõutav, et vältida takistamatu vabastataks kõik rakusisese tooteid, sealhulgas rakurusu ja nukleiinhappeid või toote denaturatsiooni.
Ultraheli toimib hästi kontrollitav vahend rakkude lagunemise. Selleks mehhaanilist toimet ultraheli pakkuda kiiremat ja täielikku imendumist lahustit tsellulaarmaterjalide ja parandada massivahetuse. Ultraheli saavutab suurema penetratsiooni lahustis viiakse taimekoed ja parandab massiülekandel. Ultrahelilaineteks genereerimiseks kavitatsioon häirida rakuseinad ja vabastamise hõlbustamiseks maatriksi komponente.

mass Transfer

Üldiselt ultraheli võib viia läbilaskvust rakumembraanide ioone (Mummery 1978), Ja see võib vähendada selektiivsus rakumembraanid oluliselt. Mehaaniline aktiivsust ultraheli toetab difusiooni lahustid koesse. Nagu ultraheli lõhub rakukesta mehaaniliselt kavitatsioon lõikumiseks jõud, see hõlbustab üleminekut rakust lahusti. Osakeste suuruse vähendamine poolt ultraheli kavitatsioon suurendab kontaktis olev pind tahke ja vedela faasi.

Valgu ja Ensüümi kaevandamine

Eelkõige ekstraheerimiseks ensüümide ja valkude säili rakkudes ja subtsellulaarses osakesed on unikaalne ja tõhus kohaldamine kõrge intensiivsusega ultraheliga (Kim 1989), Kuna kaevandamiseks orgaaniliste ühendite keres olevat taimede ja seemnete lahustis on võimalik oluliselt parandada. Seega ultraheli on võimalikku kasulikkust kaevandamise ja isolatsiooni uudseid potentsiaalselt bioaktiivsete komponentide, näiteks alates kasutamata kõrvalsaaduste voogusid moodustatud jooksval protsesse. Ultraheli aitab ka tihendada mõju ensüümi ravi ja selle koguse vähendamiseks vajaliku ensüümi või suurendada saagikust ekstraheeruvates oluliste ühendite.

Valkude ja lipiidide

Ultraheli kasutatakse tihti parandada kaevandamise valkude ja lipiidide taimeseemnetest, nagu sojaoad (nt jahu või rasvatustatud sojaoad) või muude õliseemnete. Sel juhul hävitamine rakuseinad hõlbustab vajutades (külma või kuuma) ja seeläbi vähendab järelejäänud õli või rasva vajutades kooki.

Mõju pideva ultraheli vaheltvõttu saagist hajutatud valgu demonstreeriti Moulton jt. Ultrahelitöötluseks suurenenud taastamiseks hajutatud valgu astmeliselt helveste / lahusti suhe muutunud 1:10-01:30. See näitas, et ultraheli on võimeline peptize sojavalk peaaegu igal kaubik tootlikkusega ning et helitöötluse vajalik energia oli madalaim, kui paksem läga kasutati. (Moulton jt 1982)

Kohaldatakse Citrus õli puuviljad, naftatootmise maapinnast sinep, maapähkel, raps, ürdi õli (Echinacea), raps, soja, maisi

Vabastamise fenoolsete ja antotsüaniine

Ensüümid, nagu pectinases, tsellulaasid ja hemicellulases kasutatakse laialdaselt mahla protsessides eesmärgiga lagunevad rakuseinad ja parandada mahla ekstraheeritavusele. Häireid rakuseina maatriksi väljastab ka komponente nagu fenoolosakeste mahlasse. Ultraheli parandab ekstraktsioonprotsessist ning seetõttu võib viia suurenenud fenoolühendi, alkaloidid ja mahlasaagist, tavaliselt pikaks ajakirjanduses kooki.

Soodsat toimet ultraheliravi vabanemise fenoolsete ja antotsüaniinid alates viinamarja ja marja maatriksi, eriti mustikatest (Vaccinium myrtillus) Ja mustsõstraveine (Ribes) Mahlaks, uuriti VTT Biotechnology, Soome (MAXFUN ELi-projekt) kasutades ultraheli töötleja UIP2000hd Pärast sulatamist tampimiseks ja ensüümi inkubatsiooni. Häireid rakuseinad ensümaatilise töötlemise teel (Pectinex BE-3L mustikad ja Biopectinase CCM mustsõstraveine) oli paranenud, kui koos ultraheliga. “US ravi kontsentratsiooni tõstmine fenoolosakeste mustikas mahla rohkem kui 15%. […] Mõju USA (ultraheli) oli märkimisväärne mustad sõstrad, mis on keerulisem marjad mahla töötlemise kui mustikad tõttu rohkesti pektiini ja erinevate rakuseina arhitektuuri. […] Kontsentratsioon fenoolosakeste mahla kasvas 15-25%, kasutades US (ultraheli) ravita pärast ensüümi inkubatsiooni.” (Mokkila jt. 2004)

Mikroobide ja ensüümide inaktiveerimine

Mikroobide ja ensüümide inaktiveerimine (säilitamine), nt puuviljamahlades ja kastmetes, on veel üks ultraheli rakendus toidu töötlemisel. Tänapäeval on säilitustemperatuur lühikese aja jooksul (pasteuriseerimine) temperatuuri tõusuga endiselt kõige tavalisem mikroobide või ensüümide inaktiveerimise meetod, mis viib pikema kõlblikkusaega (säilitamine). Kõrge temperatuuriga kokkupuute tõttu on see termiline meetod paljude toiduainete jaoks sageli ebasoodne.
Toota uusi aineid kuumast katalüüsitud reaktsioonid ja muutmise makromolekulide samuti deformatsiooni taimse ja loomse struktuurid võivad vähendada kaotus kvaliteeti. Seetõttu termilise töötlemise põhjustada soovimatuid muutusi sensoorse atribuute, st tekstuur, maitse, värvus, lõhn ja toiteväärtust, st vitamiine ja valke. Ultraheli on tõhus mittetermiline (minimaalne) töötlemine alternatiivi.

Soojus lokaalselt kavitatsiooni ja loonud radikaalid võivad põhjustada ensüümide inaktivatsiooni kõrgsagedushelitöötlusega (El'piner 1964). Piisavalt madal helitöötluse struktuuri- ja metaboolne võivad toimuda muutused rakkudes ilma nende hävitamine. Tegevuse peroksidaas, mida leidub kõige toores ja unblanched puu- ja köögiviljade ning võib eriti arendamisega seotud ebameeldiva maitse ja pruunistumist pigmendid saab oluliselt vähendada, kasutada ultraheli. Kuumust ensüümid, näiteks lipaasi ja proteaasi mis taluvad ülikõrge temperatuuri raviks ja mis on võimelised alandama kvaliteedi ja säilimisaega kuumtöödeldud piima ja muud piimatooted saab inaktiveerida tõhusamalt rakendades samaaegselt ultraheli, kuumust ja rõhku (MTS).

Ultraheli on näidanud oma potentsiaali hävitamine toidust patogeene, nagu E. coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, Cryptosporidiumi tsüstidJa polioviirus.

Kohaldatavat: säilimist moos, marmelaad või glasuuri, nt eest jäätist, mahlad ja kastmed, liha, piimatööstus

Sünergia ultraheli temperatuuri ja rõhu

Ultraheli on sageli tõhusamad kui koos teiste mikroobivastaste meetodeid, näiteks:

  • termo-ülihelikiirusel st soojuse ja ultraheli
  • mano-ülihelikiirusel st rõhul ja ultraheli
  • mano-termo-ülihelikiirusel st rõhu, soojus- ja ultraheli

Kombineeritud kohaldamine ultraheli soojuse ja / või surve on soovitatav Bacillus subtilise, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae, ja Aeromonas'est hydrophila'st.

arendus

Erinevalt teistest mittetermiline protsessid, nagu näiteks kõrge hüdrostaatilise rõhu (HP), pressitakse süsinikdioksiidi (cCO2) ja ülekriitilist süsinikdioksiidi (ScCO2) ja kõrge elektrivälja kaunviljad (ABI), ultraheli saab hõlpsasti testitav lab või pink-top skaala – teeniva korratavad tulemused skaalal-up. Intensiivsust ja kavitatsioon omadusi saab kergesti kohandada vastavalt konkreetsetele ekstraktsioonprotsessist Konkreetsete eesmärke. Amplituudi ja rõhu võib varieerida laias valikus, näiteks selgitada kõige energiasäästlikum väljavõtte setup. Karm kudede peaksid läbima leotamise, jahvatamise või peenestamist enne ultraheli.

E. coli

Toota väikestes kogustes rekombinantsete valkude uurimiseks ja iseloomustamiseks Bioloogiliste omaduste E. coli on bakteri valik. Puhastamine silte, näiteks polühistidiinivastase saba, beetagalactosidaas või maltoosisiduvaid
valgud, mida tavaliselt ühendatud rekombinantsete valkude, et muuta need lahutatavad rakuekstraktide jaoks piisava puhtusega Kõige analüütilistel eesmärkidel. Ultraheli lahtrisse maksimeerida valgu vabanemist, eriti siis, kui tootmise saagis on madal ning säilitada struktuuri ja aktiivsuse rekombinantse valgu.

Häireid E. coli rakku sisse ekstraheerimiseks kõigi kümosiini valku uuriti Kim ja Zayas.

Saffron kaevandamine

Saffronit tuntakse maailmaturul kõige kallimaks vürtsiks ja seda iseloomustab selle delikaat maitse, mõru maitse ja atraktiivne kollane värv. Safranvioos on saadud safrani krokusi lilli punasest stigmast. Pärast kuivamist kasutatakse neid osi köögis või värvainena. Safrani intensiivne iseloomulik maitse tuleneb eelkõige kolmest ühendist: krotsiinid, pikrokrotsiin ja safranal.

Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki on näitas uuring, et ultraheli suurendas ekstraktsioonisaak oluliselt ning vähendas töötlemise ajal märgatavalt. Tegelikult tulemusi ultraheli ekstraheerimise silmatorkavalt parem kui traditsioonilise külma veega ekstraheerimise, kes on soovitatud ISO. Nende uuringute, Kadkhodaee ja Hemmati-Kakhki on kasutatud Hielscher ultraheli seade UP50H. Parimad tulemused on saavutatud impulss helitöötluse. See tähendab, et lühikese impulsi intervallidega olid tõhusamad kui pideva ultrasoneerimist.

oksüdatsioon

Kontrollitud osatähtsuse kohaldamise ultraheli biotransformatsiooni ja fermentatsiooni omakorda võib viia täiustatud bioprocessing tõttu põhjustatud bioloogilised mõjud ja tänu lihtsustatud rakulise massiülekanne. Mõju juhitud kasutamisel ultraheli (20 kHz) oksüdatsiooniseisundil kolesterooli cholestenone puhkavate rakud Rhodococcus'ega erythropolis ATCC 25544 (varem Nocardia erütropool) Uuriti baar.

Kolesterool + O2 = Cholest-4-een-3-oon + H2O2

See süsteem on tüüpiline mikroobse transformatsioone steroole ja steroididega et substraat ja tooted on vees lahustumatu tahke. Seega see on küllaltki ainulaadne, et nii rakkude ja kuivained võivad kehtida mõju ultraheli (Baar, 1987). Piisavalt madalal ultraheli intensiivsus mis säilitas strukturaalset terviklikkust rakkudele ja säilitasid oma metaboolne aktiivsus, Bar täheldatud märkimisväärsele kasvule kineetilise määrad biotransformatsiooni mikroobide pulpidest 1,0 ja 2,5 g / L kolesterool kui sonikeeriti 5s iga 10mn koos väljundvõimsus 0.2W / cm². Ultraheli näitas mingit mõju ensümaatilist oksüdatsiooni kolesterooli (2.5g / l) järgi kolesterooloksüdaas.

soodsama Technology

Kasutamise ultraheli kavitatsioon ekstraheerimiseks ja toidu säilitamiseks on uus võimas töötlemise tehnoloogia, mis ei saa kohaldada üksnes ohutult ja keskkonnasõbralik, vaid ka tõhusalt ja säästlikult. Homogeniseerimine ja säilitav toime võib kergesti kasutada puuviljamahlade ja püreed (nt õunamahl, greip, mango, viinamari, ploom) samuti köögiviljade kastmed ja supid, nagu tomatikaste või spargel supp.

Paluge lisateavet!

Palun kasutage allpool olevat vormi, kui soovite taotleda täiendavat teavet kasutada ultraheli kaevandamiseks ja säilitamine.









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Kirjandus

Allinger, H. (1975): American Laboratory, 7 (10), 75 (1975).

Baar, R. (1987): Ultraheli Tõhustatud bioprotsessidest, In: Biotehnoloogia ja ehitus, Vol. 32, lk. 655-663 (1987).

El'piner, S.I. (1964): Ultraheli: füüsikaline, keemiline ja bioloogiline toime (Consultants Bureau, New York, 1964), 53-78.

Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki A .: Ultraheli ekstraheerimine toimeainete safran, in: Internet avaldamine.

Kim S. M. ja Zayas, J. F. (1989): Töötlemisparameetritega of kümosiini ekstraktsioon ultraheliuuringuga J. Food Sci. 54: 700.

Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Ühendades jõud ultraheli ensüümidega morss töötlemineKell: 2. Int. Conf. Biokatalüüsi toidu ja jookide, 19-22.9.2004, Stuttgart, Saksamaa.

Moulton, K. J., Wang, L. C. (1982): Katsetehase Uuring Pidev Ultraheli ekstraheerimine soja valku, in: Journal of Food Science, köide 47, 1982.

Mummery, C. L. (1978): Mõju ultraheli mõju fibroblastid in vitro: Ph.D. Lõputöö, University of London, London, Inglismaa, 1978.