Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Ultraheli kollageeni ekstraheerimine

  • Kollageen on rohkesti valke ja seda kasutatakse laialdaselt mitmesugustes tööstuslikes rakendustes, nt toidus, farmaatsias, lisandites jne.
  • Sonikatsiooni saab hõlpsasti kombineerida kollageeni ensümaatilise või happega ekstraheerimisega.
  • Kollageenide ekstraheerimise protsessi ultraheliuuringute rakendamine toob kaasa suurema saagise ja kiirema ekstraheerimise.

Ultraheli mõju kollageeni ekstraheerimisele

Kõrge intensiivsusega ultraheli kasutatakse laialdaselt massiülekande parandamiseks märgades protsessides, nt ekstraheerimisel, sonokeemias jne. Kollageeni ekstraheerimist (tuntud ka kui kollageeni isoleeritus) saab ultraheli abil oluliselt parandada. Ultraheliga seotud abivahendid kollageeni substraadi dekoltee ajal avab kollageenkiud, seega on hõlbustatud ensümaatilist hüdrolüüsi või happeravi.

Ultraheli abiaine ensümaatiline ekstraheerimine

Sonikatsioon on tuntud oma võimet suurendada ensüümi aktiivsust. See efekt põhineb pepsiini agregaatide ultraheli hajutamisel ja deagglomeratsioonil. Homogeenselt dispergeeritud ensüümid pakuvad massiülekandeks suurenenud pinda, mis on korreleeritud kõrgema ensüümi aktiivsusega. Peale selle avavad võimas ultraheli lained kollageeni fibrillid nii, et kollageen vabaneb.

Ultraheli Pepsiini ekstraheerimine: Pepsini kombineeritud ultraheli suurendab kollageeni saagist kuni ligikaudu. 124% ja lühendab märgatavalt ekstraheerimise aega võrreldes tavapärase pepsiini hüdrolüüsiga. Ringikujulise dikroismi analüüs, aatomi jõu mikroskoopia ja FTIR tõestavad, et ultraheliga töötlemisega ei mõjutanud ekstrahendatud kollageeni kolmekordne heeliksi struktuur ja see jäi puutumatuks. (Li et al., 2009) See muudab ultraheliga toetatud pepsiini ekstraheerimise väga praktilisemaks toiduainetööstuses, pakkudes suurema valgu regenereerimise määra oluliselt lühema töötlemisajaga.

Veiste kõõluse kollageeni ultraheli vs mitte-ultraheli ekstraheerimise võrdlevas uuringus on ultraheliravi (20 kHz, impulsi režiim 20/20 sek), mida veendub kõrgem saagikus ja efektiivsus. Tavaline ekstraheerimine viidi läbi pepsiiniga äädikhappes 48 tundi. Ultraheli ekstraheerimine viidi läbi samadel tingimustel ekstraktsiooniga, kuid ultrahelitöötluse (3 kuni 24 h) ja pepsiini (24 kuni 45 tundi) kokkupuuteajad varieerusid, mille tulemusena saadi kokku 48 tundi. Ultraheli-pepsiini ekstraheerimine näitas kollageeni ekstraheerimise suurepärast efektiivsust, saavutades 6,2% saagise, kui tavapärase ekstraheerimise saagis oli 2,4%. Parimad tulemused saadi ultraheliga ekstraheerimise ajal, kasutades 18 tundi. Ekstraheeritud kollageen näitas kahjustamata pidevat heeliksi struktuuri, head lahustuvust ja suhteliselt kõrget termilist stabiilsust. see tähendab, et ultraheli-pepsiini ekstraheerimine parandas loodusliku kollageeni ekstraheerimise efektiivsust, ilma et see kahjustaks saadud kollageeni kvaliteeti. (Ran ja Wang 2014)

Ultraheli seadistamine segatud mahutiga

Infonõue




Pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultraheli papaani ekstraheerimine: Kalahallide kollageeni saab efektiivselt ekstraheerida papaiini hüdrolüüsiga koos ultraheli eeltöötlusega. Ultraheli-papaiini ekstraheerimisel kollageenist kalaskaaladest olid optimaalsed järgmised protsessiparameetrid: ultraheli eeltöötluse kestus 4 minutit, papaiini ja kala kaalude suhe 4%, temperatuur 60 ° C ja kogu ekstraheerimise aeg 5 tundi. Nendes optimaalsetes tingimustes saavutas kollageeni ekstraheerimissagedus 90,7%. (Jiang jt, 2011)

Ultraheli abistava happega ekstraheerimine

Kim et al. (2012) näitas happes lahustuva kollageeni ekstraktsioon Jaapani merepõhjas (Lateolabrax japonicus) nahast suuremat saagist ja vähenes ultraheliga töötlemise sagedus 20 kHz 0,5 M äädikhappes. Ultraheli ekstraheerimine ei muutnud kollageeni peamisi komponente, konkreetsemalt α1, α2 ja β-ahelaid.

Hielscher tarnib võimelisi ultraheli seadmeid tööstuslikuks laboriks (klõpsake suurendamiseks!)

Ultraheli protsessid: Alates Lab et tööstus- Skaala

Ultraheli ekstraheerimine valgu munakoorest

Ultraheliasjalikult eelnevalt töödeldud ensümaatilistel hüdrolüsaatitel olid paremad funktsionaalsed omadused. Kana munakoorade funktsionaalsete valkude hüdrolüsaatide ultraheli ekstraheerimiseks on parandatud lahustuvus, emulgeerivad, vahutavad ja vee omadused.
Munamassi membraan on rikkalikult loodusvaraks ja koosneb umbes 64 proteiinist, sealhulgas I, V ja X kollageen, lüsosüüm, osteopontiin ja sialoproteiin. See muudab munakoored huvipakkuvaks tooraineks valkude ekstraheerimiseks. Ultraheli ekstraheerimisega saab valgu vabanemist ja funktsionaalsust oluliselt parandada, mille tagajärjeks on kiire, tõhus ja ökonoomne protsess.

Ultraheli abil leelisega ekstraheerimine

nende valkude eraldamiseks ja lahustamiseks
Munaserva membraanist pärineva valgu ekstraheerimise tulemuseks oli ultraheli-leelisega töötlemine, mis andis lahustunud valgusisalduse ligikaudu 100% munakollast membraanivalgust. Ultraheli kavitatsioon eemaldas munarakk-membraanist suuremad valgud ja hõlbustas nende ühendite lahustumist. Valgusstruktuur ja -omadused ei olnud sonikeerumisega kahjustatud ja jäid puutumatuks. Valkude antioksüdandid olid samad ultraheliga leeliselise töötlemise ja tavapärase ekstraheerimisega.

Ultraheli želatiini ekstraheerimine

Külmutatud ja õhkkuivatatud pollakoori töödeldi külma soolalahusega, leeliseliste ja happe lahustega, et eraldada kollageeni kude ja ekstrakti želatiini kollageeni denaturatsiooniga 45 ° C juures neli tundi, kasutades töötlemise abiainet ultraheliuuringu abil. Hinnati želatiini saagist, pH, selgus, geeli tugevus ja viskoelastsed omadused ning PAGE-SDS meetodil määratud molekulmassi jaotumine. Kontrollina kasutati želatiini, mis ekstraheeriti veevannil 45 ° C juures neli tundi. Võimsus ultraheliravi suurendas ekstraktsioonitoodet 11,1% võrreldes kontrolliga, samas kui geeli tugevus vähenes 7%. Ultraheli ekstraheeritud želatiinil (4,2 ° C) oli ka geelistumistemperatuur madalam. Selline käitumine on seotud erinevustega polüpeptiidi mähiste molekulmassi jaotuses želatiinides. Võimalikku ultraheli ekstraheerimist saab kasutada želatiini ekstraheerimise suurendamiseks külmutatud ja õhukindlas kala nahkades. (Olson et al., 2005)

tööstuslikud ultraheli süsteemid

Hielscher Ultrasonics tarnib võimsaid ultraheli süsteeme alates laborist kuni pink-top ja tööstusliku skaala. Optimaalse väljatõmbamise väljundi tagamiseks saab pidevalt töödelda usaldusväärset ultrahelitöötlust nõudevates tingimustes. Kõik tööstuslikud ultraheli töötlejad võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudeid. Kuni 200 urni amplituudi saab 24/7 töökorras pidevalt juhtida. Suuremate amplituudide korral on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 töötamist rasketes tingimustes ja nõudlikes keskkondades.
Palun võtke meiega täna vastu oma protsessi nõuded! Meil on hea meel teile soovitada teie jaoks sobivat ultraheli-süsteemi!

Küsige lisateavet

Palun kasutage allpool olevat vormi, kui soovite taotleda täiendavat teavet ultraheli homogeniseerimine. Meil on hea meel pakkuda teile ultraheli süsteemi istungil oma nõudeid.









Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


Ultraheli disperser on saadaval väikesest pihuseadmest suuremahulise töötlemisega pink-top-ja täis-tööstusliku ultraheli süsteemide jaoks (klõpsake, et seda suurendada!)

Hielscheri ultraheli suure võimsusega homogenisaatorid on saadaval mis tahes protsessimahul – laborist tootmiseni.

Kirjandus / viited

  • Álvarez, Carlos; Lélu, Pauline; Lynch, Sarah A .; Tiwari, Brijesh K. (2018): Optimiseeritud valgu taaskasutamine makrelli terve kala kohta, kasutades ultraheli abil sekveneeritud happe / leeliselist isoelektrilist solubiliseerivat sadestamist (ISP). LWT – Toiduaineteaduse ja -tehnoloogia v. 88, veebruar 2018. 210-216.
  • Jain, Surangna; Kumar Anal, Anil (2016): funktsionaalsete proteiini hüdrolüsaatide ekstraheerimine kana munakolbmembraanist (ESM) ultraheli abiainega ekstraheerimisega (UAE) ja ensümaatiline hüdrolüüs. LWT – Toiduaineteaduse ja -tehnoloogia v. 69, juuni 2016. 295-302.
  • Kim, HK; Kim, YH; Kim, YJ; Park, HJ; Lee, NH (2012): ultraheliuuringu mõju kollageeni ekstraheerimisele liblikas Lateolabrax japonicus nahadest. Fisheries Science Volume 78, Issue 78; 2013. 485-490.
  • Li, Defu; Mu, Changdao; Cai, Sumei; Lin, Wei (2016): ultraheli kiiritamine kollageeni ensümaatilises ekstraheerimises. Ultraheli Sonochemistry Köide 16, väljaanne 5; 605-609.
  • Olson, DA, Avena Bustillos, RD, Olsen, CW, Chiou, B., Yee, E., Bower, CK, Bechtel, PJ, Pan, Z., Mc Hugh, TH (2005): võimsuse ultraheli hindamine kalade želatiini ekstraheerimisega seotud töötlemisabi. Koosolekute kokkuvõte nr 71C-26. IFT aastakoosolek. Juuli 2005. New Orleans, LA.
  • Ran, XG; Wang, LY (2014): Ultraheli ja pepsiiniravi kasutamine tandemmas kollageeni ekstraheerimiseks lihatööstuse kõrvalsaadustest. Toidu ja põllumajanduse teadusajakiri 94 (3), 2014. 585-590.
  • Schmidt, MM; Dornelles, RCP; Mello, RO; Kubota, EH; Mazutti, MA; Kempka, AP; Väljenda IM (2016): kollageeni ekstraheerimise protsess. International Food Research Journal 23 (3), 2016. 913-922.
  • Siritientong, Tippawan; Bonani, Walter; Motta, Antonella; Migliaresi, Claudio; Aramwit, Pornanong (2016): Bombyx mori siidi tüve ja ekstraheerimise aja mõju seritsini molekulaarsetele ja bioloogilistele omadustele. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry Vol. 80, Iss. 2, 2016. 241-249.
  • Zeng, JN; Jiang, BQ; Xiao, ZQ, Li, SH (2011): kollageeni ekstraheerimine kala kaalutest koos papaaniga ultraheliuurepreparaadi all. Advanced Materials Research, köide 366, 2011. 421-424.


Faktid Tasub teada

Kollageen

Kollageen on peamine struktuurne valk ekstratsellulaarses ruumis loomade kehade erinevatel sidekudetel. Sidekoe peamine komponent on imetajatel kõige rikkalikum valk, [1] moodustades 25% kuni 35% kogu keha valgusisaldusest. Kollageen koosneb aminohappest, mis on kokku ühendatud, moodustades piklike fibrillide kujul kolmekordseid helisid. Suurimad kollageeni kogused esinevad kiulistes kudedes nagu kõõlused, sidemed ja nahk. Erinevad kolm tüüpi kollageeni:
I tüüpi kollageen: annab 90% proteiini nahas, juustes, küünedes, elundites, luudes, sidemetes
II tüüpi kollageen: annab 50-60% proteiinist kõhre, 85-90% kollageenist liigesekõhes
III tüüpi kollageen: pakub proteiine proteiinideks luu, kõhre, dentiini, kõõluse ja teiste sidekudetena

Kollageen kehas

Kõik kolm kollageeni tüüpi koosnevad erinevatest valkudest, mis vastavad keha erinevatel eesmärkidel. Mõlemad I ja III kollageeni tüübid on naha, lihaste, luu, juuste ja küünte põhikomponendid. Need on vajalikud nende tervise, kasvu ja taastamise eesmärgil. Kollageeni tüüp II on enamasti kõhr ja liigeses.
I ja III tüüpi kollageen mõlemad sisaldavad 19 aminohapet, mida peetakse olulisteks aminohapeteks. Neid toodavad fibroblastid (sidekoestes olevad rakud) ja osteoblastid (luud moodustavad rakud). I ja III tüüpi kollageeni kõige tähtsamateks valkudeks on glütsiin, proliin, alaniin ja hüdroksüproliin. III tüüp on kiuline skleroproteiin.
Glütsiin on kõrgeim kollageeni sisaldusega aminohape. Proliin on asendamatu aminohape, mida saab sünteesida glütsiinist ja aitab kaasa liigestele ja kõõlustele. Hüdroksüproliin on aminohape, mis aitab kaasa kollageeni stabiilsusele. Alaniin on valkude biosünteesi seisukohast oluline aminohape.
Sarnaselt I ja III tüübile moodustab II tüüpi kollageen fibrillid. See fibrillaarne kollageeni võrk on kõhre jaoks oluline, kuna see võimaldab proteoglükaane kinni hoida. Lisaks annab see koele tõmbetugevuse.

Allikad ja kasutusalad

Kollageen on kiudne valk, mis esineb imetajatest, nt veistelt, sigadel. Enamik kollageeni on välja tõmmatud
sigade ja luude ning veiste allikatest. Alternatiivne kollageenivõtmise allikas on kala ja kanad. Kollageeni kasutatakse laialdaselt teiste toiduainete, toidulisandite, farmaatsiatoodete ja meditsiinide ning kosmeetikavahendite hulgas. Kollageeni ekstraheerimine on kasvav äri, sest see proteiin võib sünteetilisi aineid asendada erinevates tööstuslikes protsessides.