Ultraäänitekniikka ja säilyttäminen

Ultraääniuutto ja säilöntä käyttää tehon ultraääntä solurakenteiden hajoamiseen (lyysi). Solujen rikkominen ultraäänellä rersults erittäin tehokkaassa solunsisäisten yhdisteiden uuttamisessa sekä mikrobien inaktivoinnissa. Lukuisten etujen vuoksi ultrasonicationia käytetään laajalti uuttamiseen ja säilyttämiseen elintarviketeollisuudessa. Lisätietoja ultraääniuuton ja elintarvikkeiden jalostuksen eduista!

Teho-ultraääni elintarvikkeiden ja kasviperäisten aineiden uuttamiseen ja säilyttämiseen

Ultraäänipesu: Ultraääniuutto on prosessi, joka käyttää korkeataajuisia ääniaaltoja yhdisteiden uuttamiseksi erilaisista materiaaleista, kuten kasveista, hedelmistä ja vihanneksista. Prosessiin kuuluu ultraääniaaltojen käyttö korkeapainekuplien luomiseksi nestemäiseen tai puolikiinteään materiaaliin, jotka romahtavat nopeasti ja tuottavat voimakasta lämpöä ja painetta, joka häiritsee materiaalin soluseinämiä ja vapauttaa halutut yhdisteet.

Ultraääniuuton ja säilyttämisen toimintaperiaate

Ultraääniuuton perusperiaate perustuu ilmiöön, joka tunnetaan nimellä akustinen kavitaatio. Kun neste altistetaan korkean intensiteetin ja matalataajuisille ultraääniaalloille (noin 20 kHz), se tuottaa paineaaltoja, jotka luovat pieniä tyhjiökuplia nesteeseen. Nämä kuplat kasvavat kooltaan ultraäänen voimakkuuden kasvaessa, ja kun ne saavuttavat tietyn koon, ne romahtavat yhtäkkiä ja väkivaltaisesti, jolloin syntyy iskuaalto ja vapautetaan energiaa lämmön ja paineen muodossa.
Tämä prosessi aiheuttaa soluseinien mekaanisen häiriön vapauttamalla halutut yhdisteet materiaalista nestemäiseen liuottimeen. Vapautuneet yhdisteet voidaan sitten erottaa liuottimesta käyttämällä tavanomaisia erotustekniikoita, kuten suodatusta tai sentrifugointia.

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Alkaloidien ultraäänieräuutto kasvimateriaalista ultraäänianturilla UP400St.

ultraäänilaite UP400St kasvimateriaalin tehokkaaseen ei-termiseen uuttamiseen.

Ultraääni säilyttää: Ultraäänisäilytys perustuu samoihin kavitaatiovaikutuksiin kuin ultraääniuutto. Säilytykseen käytetään tehon ultraääntä pilaantuvien elintarvikkeiden säilyvyyden pidentämiseksi käyttämällä korkeataajuisia ääniaaltoja pilaantumista aiheuttavien mikro-organismien kasvun estämiseksi. Prosessiin kuuluu ruoan altistaminen ultraääniaalloille, jotka häiritsevät bakteerien, hiivojen ja muottien soluseiniä, mikä johtaa niiden tuhoutumiseen tai estämiseen.
Tämä prosessi aiheuttaa mikro-organismien soluseinien mekaanisen häiriön, mikä johtaa niiden tuhoutumiseen tai estämiseen. Ultraääniaallot voivat myös lisätä solukalvojen läpäisevyyttä, jolloin säilöntäaineet ja muut antimikrobiset aineet tunkeutuvat ja tappavat mikro-organismit tehokkaammin.
Ultraäänisäilytys on edullinen perinteisiin säilytysmenetelmiin verrattuna, koska se tarjoaa useita etuja, kuten lyhyemmän käsittelyajan, paremman tehokkuuden ja kyvyn säilyttää elintarvikkeen luonnolliset ominaisuudet ja maut. Sitä käytetään monenlaisissa elintarvikkeissa, kuten kastikkeissa, mehuissa, maitotuotteissa, munissa ja lihassa niiden säilyvyyden pidentämiseksi ja turvallisuuden varmistamiseksi.

Ultraääniuutto- ja säilytystekniikka on edullinen perinteisiin uutto- ja säilytysmenetelmiin verrattuna, koska se tarjoaa useita etuja, kuten nopeammat uuttonopeudet, erinomaisen tuotteen laadun, korkeamman saannon, puhtaasti mekaanisen ei-lämpökäsittelyn ja kyvyn uuttaa laajempi valikoima yhdisteitä. Sitä käytetään monilla teollisuudenaloilla, kuten elintarvike- ja juomateollisuudessa, lääkkeissä ja kosmetiikassa.

Ultraääni kasvitieteellinen uuttaminen antaa korkeammat saannot. Hielscherin UIP2000hdT, 2000 watin homogenisaattori on riittävän tehokas purkamaan eriä helposti 10 litrasta 120 litraan.

Kasvitieteellisten aineiden ultraääniuutto - 30 litraa / 8 gallonaa erä

Videon pikkukuva

Tehokas Ultrasonic Kavitaatio Hielscher cascatrode

Tehokas ultraäänikavitaatio klo Hielscher UIP1000hdT Cascatrode

Ultraääniproteiini ja entsyymiuutto

Erityisesti soluihin ja solunsisäisiin hiukkasiin varastoitujen entsyymien ja proteiinien uuttaminen on ainutlaatuinen ja tehokas korkean intensiteetin ultraäänen sovellus, koska kasvien ja siementen sisältämien orgaanisten yhdisteiden uuttamista liuottimella voidaan parantaa merkittävästi. Siksi ultraäänellä on potentiaalinen hyöty uusien mahdollisesti bioaktiivisten komponenttien uuttamisessa ja eristämisessä, esimerkiksi nykyisissä prosesseissa muodostuneista käyttämättömistä sivutuotevirroista. Ultraääni voi myös auttaa tehostamaan entsyymihoidon vaikutuksia ja vähentämään siten tarvittavan entsyymin määrää tai lisäämään uutettavien asiaankuuluvien yhdisteiden saantoa.

Lipidien ja proteiinien ultraääniuutto

Ultronaatiota käytetään usein kasvien siementen, kuten soijapavun (esim. Jauhojen tai rasvattomien soijapapujen) tai muiden öljysiementen, uuttamiseen lipidien ja proteiinien uuttamiseksi. Tällöin soluseinien tuhoutuminen helpottaa puristusta (kylmä tai kuuma) ja vähentää siten jäljellä olevaa öljyä tai rasvaa puristuskakussa.

Jatkuvan ultraääniuuton vaikutuksen dispergoituneen proteiinin saantoon osoitti Moulton et ai. Sonikaatio lisäsi dispergoituneen proteiinin talteenottoa asteittain, kun hiutale / liuotinsuhde muuttui 1:10: stä 1:30: een. Se osoitti, että ultraääni kykenee peptisoimaan soijaproteiinia lähes missä tahansa kaupallisessa läpäisykyvyssä ja että vaadittu sonikaatioenergia oli pienin, kun käytettiin paksumpia lietteitä.

Fenoliyhdisteiden ja antosyaanien ultraäänieristys

Entsyymejä, kuten pektinaaseja, sellulaaseja ja hemisellulaaseja, käytetään laajalti mehuteollisuudessa, jotta hajotetaan soluseinät ja parannetaan mehun irrotettavuutta. Soluseinämatriisin häiriö myös vapauttaa komponentit, kuten fenoliyhdisteet mehuksi. Ultrasound parantaa uuttoprosessia ja siten voi johtaa fenolisen yhdisteen, alkaloidien ja mehun tuoton lisääntymiseen, joka yleensä jää painokakkuun.

The beneficial effects of ultrasonic treatment on the liberation of phenolic compounds and anthocyanins from grape and berry matrix, in particular from bilberries (Vaccinium myrtillus) and black currants (>Ribes nigrum) into juice, was investigated by VTT Biotechnology, Finland using an ultrasonic processor UIP2000hd after thawing, mashing and enzyme incubation. The disruption of the cell walls by enzymatic treatment (Pectinex BE-3L for bilberries and Biopectinase CCM for black currants) was improved when combined with ultrasound. “Yhdysvaltojen hoito lisää bilberrymeen fenoliyhdisteiden konsentraatiota yli 15%: lla. […] Yhdysvaltain (ultraääni) vaikutus oli merkittävämpi mustaherukoilla, jotka ovat haasteellisempia marjoita mehun jalostuksessa kuin mustikoita, koska niiden pektiini on korkea ja eri soluseinämäarkkitehtuuri. […] fenoliyhdisteiden pitoisuus mehussa lisääntyi 15-25% käyttäen US-ultraäänikäsittelyä entsyymi-inkuboinnin jälkeen.” (vrt. Mokkila ym., 2004)
 

Tässä esityksessä esittelemme sinulle kasvitieteellisten uutteiden valmistuksen. Selitämme korkealaatuisten kasvitieteellisten uutteiden tuottamisen haasteet ja kuinka sonikaattori voi auttaa sinua voittamaan nämä haasteet. Tämä esitys näyttää, miten ultraääniuutto toimii. Opit, mitä etuja voit odottaa käyttämällä sonicatoria uuttamiseen ja miten voit toteuttaa ultraääniuuttimen uutteen tuotantoon.

Ultraäänikasvitieteellinen uutto - Kuinka käyttää sonikaattoreita kasvitieteellisten yhdisteiden uuttamiseen

Videon pikkukuva

 

Teollisuuden koetintyyppinen ultraäänilaite UIP6000hdT (6kW, 20kHz) virtaussolureaktorilla nesteiden ja tahnojen jatkuvaan ultraäänikäsittelyyn, joilla on suuri läpäisykyky.

Ultrasonicator UIP6000hdT jatkuvan uuttamisen teollisuuslaitoksessa.

Informaatio pyyntö




Huomaa, että Tietosuojakäytäntö.


Mikrobiologinen ja entsyymi-inaktivointi

Mikrobiologinen ja entsyymi-inaktivointiMikrobien ja entsyymien inaktivointi (säilöntä), esimerkiksi hedelmämehuissa ja kastikkeissa, on toinen ultraäänen sovellus elintarvikkeiden jalostuksessa. Nykyään säilyttäminen nostamalla lämpötilaa lyhyitä aikoja (pastörointi) on edelleen yleisin mikrobien tai entsyymien inaktivoinnin käsittelymenetelmä, joka johtaa pidempään säilyvyysaikaan (säilyvyys). Korkealle lämpötilalle altistumisen vuoksi tavanomainen lämpöpastörointi aiheuttaa usein haittoja elintarvikkeille.
Uusien aineiden tuottaminen lämpökatalysoiduista reaktioista ja makromolekyylien modifiointi sekä kasvien ja eläinten rakenteiden muodonmuutos voivat heikentää laadun heikkenemistä. Siksi lämpökäsittely voi aiheuttaa ei-toivottuja muutoksia aistiharjoituksiin, kuten koostumukseen, makuun, väriin, hajuihin ja ravitsemuksellisiin ominaisuuksiin eli vitamiineihin ja proteiineihin. Ultrasound on tehokas ei-terminen (minimaalinen) käsittelyvaihtoehto.

Toisin kuin tavanomaisissa lämpökäsittelyissä, ultraäänisäilytys käyttää akustisen kavitaation energiaa ja leikkausvoimia entsyymien inaktivoimiseksi. Riittävän alhaisilla sonikaatiotasoilla soluissa voi esiintyä rakenteellisia ja metabolisia muutoksia ilman niiden tuhoutumista. Peroksidaasin aktiivisuutta, jota esiintyy useimmissa raa'issa ja valkaisemattomissa hedelmissä ja vihanneksissa ja joka voi liittyä erityisesti sivumakujen ja ruskistavien pigmenttien kehittymiseen, voidaan vähentää merkittävästi ultraäänen avulla. Lämpökestävät entsyymit, kuten lipaasi ja proteaasi, jotka kestävät erittäin korkean lämpötilan käsittelyä ja jotka voivat vähentää lämpökäsitellyn maidon ja muiden päiväkirjatuotteiden laatua ja säilyvyyttä, voidaan inaktivoida tehokkaammin käyttämällä samanaikaisesti ultraääntä, lämpöä ja painetta (MTS).

Ultraääni on osoittanut potentiaalinsa elintarvikeperäisten patogeenien, kuten E.colin, Salmonellaen, Ascarisin, Giardian, Cryptosporidium-kystojen ja polioviruksen, tuhoamisessa.

Sovelletaan: hillon, marmeladin tai täytteen, hedelmämehujen ja -kastikkeiden, lihavalmisteiden, maitotuotteiden ja jäätelön säilöntään.
 

Hielscherin ultraäänilaitteet voivat homogenisoida ja pastöroida nestemäisiä munatuotteita (kokonaisia munia, munanvalkuaisia, keltuaisia) elintarviketurvallisuuden ja mekaanisen vakauden varmistamiseksi. Hielscherin ultraäänihomogenisaattorit tuottavat voimakasta kavitaatiota ja suuria leikkausvoimia mikrobien tappamiseksi. Ultraäänipastörointi on erittäin tehokas ja tehokas matalan lämpötilan pastörointivaihtoehto. Ultrasonicationilla pastöroitu nestemäinen muna osoittaa vähemmän proteiinien denaturoitumista, pienempää makuhäviötä, parempaa homogeenisuutta ja huomattavasti suurempaa energiatehokkuutta.

Nestemäisen munan homogenointi ja pastörointi Tehon ultraäänen soveltaminen ultraäänilaitteella UP400ST

Videon pikkukuva

 

Ultrasoundin synergian lämpötila ja paine

Ultrasonication on usein tehokkaampi yhdistettynä muihin mikrobien vastaisiin menetelmiin, kuten:

  • termo-sonikaatio eli lämpö ja ultraääni
  • mano-sonication, eli paine ja ultraääni
  • mano-thermo-sonication, eli paine, lämpö ja ultraääni

Ultraäänen yhdistettyä käyttöä lämmön ja / tai paineen kanssa suositellaan Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae ja Aeromonas hydrophila.

Ultrasonics vs muut elintarvikkeiden säilytystekniikat

Toisin kuin muut lämpö- ja ei-termiset prosessit, kuten korkeapainehomogenointi, lämpöpastörointi, korkea hydrostaattinen paine (HP), puristettu hiilidioksidi (cCO2) ja ylikriittinen hiilidioksidi (ScCO2), korkean sähkökentän pulssit (HELP) tai mikroaaltouuni, ultraääni voidaan helposti testata laboratoriossa tai penkki-top-mittakaavassa – toistettavien tulosten tuottaminen skaalausta varten. Intensiteetti ja kavitaatio-ominaisuudet voidaan helposti mukauttaa tiettyyn uuttoprosessiin tiettyjen tavoitteiden kohdistamiseksi. Amplitudia ja painetta voidaan vaihdella laajalla alueella esimerkiksi energiatehokkaimpien uuttoasetusten tunnistamiseksi.

Muita ultraäänianturityyppisen uuton käyttöön liittyviä etuja ovat uutteen helppo käsittely, nopea toteutus, ei jäämiä, korkea saanto, ympäristöystävällinen, parannettu laatu ja uutteen hajoamisen estäminen.
(vrt. Chemat et al., 2011)

Ultraäänielintarvikkeiden jalostuksen edut
 

  • täydellisempi louhinta
  • Ei-terminen säilytys
  • Korkeammat tuotokset
  • Korkeat ravintoaineet, ensiluokkainen elintarvikkeiden laatu
  • nopea prosessi
  • Kylmä / ei-terminen prosessi
  • Helppo ja turvallinen käyttää
  • Huono kunnossapito
Ultraäänianturit ovat erittäin tehokkaita lääkesienien, kuten Chagan, ei-lämpöuuttoon. Tämä video osoittaa nopean täyden spektrin uuttamisen chagasta ultraäänilaitteella UP100H.

Sieniuutto - kylmä chaga-sienen uuttaminen ultrasonicationilla

Videon pikkukuva

Korkean suorituskyvyn ultraääniastiat uuttamiseen ja esikäsittelyyn

Hielscher Ultrasonics suunnittelee, valmistaa ja jakelee korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita tehokkaaseen uuttamiseen ja säilyttämiseen. Hielscherin ultraäänilaitteiden käyttö uuttamiseen ja elintarvikkeiden säilyttämiseen on tehokas käsittelytekniikka, jota voidaan soveltaa paitsi turvallisesti ja ympäristöystävällisesti myös tehokkaasti ja taloudellisesti. Homogenisoivaa ja säilövää vaikutusta voidaan helposti käyttää mihin tahansa nestemäiseen tai tahnamaiseen ruokaan, mukaan lukien hedelmämehut ja soseet (esim. appelsiini, omena, greippi, mango, rypäle, luumu) sekä kasviskastikkeisiin ja keittoihin (esim. tomaattikastike tai parsakeitto), maitotuotteisiin, muniin ja lihaan.
Ultraäänihomogenisaattoreiden ja uuttimien valikoimamme vaihtelee kädessä pidettävistä, kannettavista laitteista täysin teollisiin tuotantojärjestelmiin suurten määrien inline-käsittelyyn kaupallisessa mittakaavassa.

Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Laatu valmistettu Saksassa

Hielscherin ultraäänilaitteet ovat tunnettuja korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppo käyttö mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscherin ultraäänilaitteet käsittelevät helposti karkeita olosuhteita ja vaativia ympäristöjä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on uusinta tekniikkaa ja käyttäjäystävällisyyttä. Tietenkin Hielscherin ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.

Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

erätilavuus Virtausnopeus Suositeltavat laitteet
0.5 - 1,5 ml n.a VialTweeter
1 - 500 ml 10 - 200 ml / min UP100H
10 - 2000 ml 20 - 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 - 20L 0.2 - 4 l / min UIP2000hdT
10 - 100 litraa 2 - 10 l / min UIP4000hdT
15 - 150L 3-15 l/min UIP6000hdT
n.a 10 - 100 l / min UIP16000
n.a suuremmat klusterin UIP16000

Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisä tietoja

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Olemme iloisia voidessamme keskustella prosessista kanssasi ja tarjota sinulle ultraäänijärjestelmä, joka täyttää vaatimuksesi!









Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


Ultraääni korkea leikkaus homogenisaattoreita käytetään laboratorio-, penkki-top, pilotti ja teollinen käsittely.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomygenisoijia sovellusten sekoittamiseen, dispersiointiin, emulgointiin ja uuttamiseen laboratoriossa, pilotissa ja teollisessa mittakaavassa.



Kirjallisuus / Referenssit

Tosiasiat, jotka kannattaa tietää

Ultraääni-solun hajoaminen

Voimakkaassa sonikaatiossa entsyymejä tai proteiineja voidaan vapauttaa soluista tai solunsisäisistä organelleista solujen hajoamisen seurauksena. Tässä tapauksessa liuottimeen liuotettava yhdiste suljetaan liukenemattomaan rakenteeseen. Sen uuttamiseksi solukalvo on tuhottava. Solujen hajoaminen on herkkä prosessi, koska soluseinän kyky kestää korkeaa osmoottista painetta sisällä. Solujen häiriöiden hyvä hallinta on tarpeen, jotta vältetään kaikkien solunsisäisten tuotteiden, mukaan lukien solujätteet ja nukleiinihapot, esteetön vapautuminen tai tuotteen denaturoituminen.
Ultrasonication toimii hyvin hallittavana keinona solujen hajoamiselle. Tätä varten ultraäänen mekaaniset vaikutukset aikaansaavat nopeamman ja täydellisemmän liuottimen tunkeutumisen solumateriaaleihin ja parantavat massansiirtoa. Ultrasound saavuttaa suuremman liuottimen tunkeutumisen kasvikudokseen ja parantaa massansiirtoa. Kavitaation aiheuttavat ultraääniaallot häiritsevät soluseinämiä ja helpottavat matriisikomponenttien vapautumista.

Ultraäänellä parannettu massansiirto edistää uuttamista

Yleensä ultraääni voi johtaa solukalvojen läpäisevyyteen ioneiksi, ja se voi vähentää solukalvojen selektiivisyyttä merkittävästi. Ultraäänen mekaaninen aktiivisuus tukee liuottimien diffuusiota kudokseen. Koska ultraääni rikkoo soluseinän mekaanisesti kavitaatioleikkausvoimilla, se helpottaa siirtymistä solusta liuottimeen. Hiukkaskoon pienentäminen ultraäänikavitaatiolla lisää kiinteän ja nestefaasin välistä pinta-alaa.

Ultraäänilyysi ja E.colin inaktivointi

Pienten määrien rekombinanttiproteiinien tuottamiseksi niiden biologisten ominaisuuksien tutkimiseksi ja karakterisoimiseksi E.coli on valittu bakteeri. Puhdistustunnisteet, kuten polyhistidiinihäntä, beeta-galaktosidaasi tai maltoosia sitovat proteiinit, liitetään yleensä rekombinanttiproteiineihin, jotta ne voidaan erottaa soluuutteista puhtaudella, joka riittää useimpiin analyyttisiin tarkoituksiin. Ultrasonication mahdollistaa proteiinin vapautumisen maksimoinnin, varsinkin kun tuotantosaanto on alhainen ja säilyttää rekombinanttiproteiinin rakenne ja aktiivisuus.

Ultraääni hapetus

Kontrolloiduilla intensiteeteillä ultraäänen soveltaminen biotransformaatioon ja käymiseen voi hyvinkin johtaa tehostettuun bioprosessointiin indusoitujen biologisten vaikutusten ja helpotetun solumassansiirron vuoksi. Bar (1987) tutki ultraäänen (20 kHz) kontrolloidun käytön vaikutusta kolesterolin hapettumiseen kolestenoniksi Rhodococcus erythropolis ATCC 25544: n (entinen Nocardia erythropolis) leposolujen avulla.
Tämä järjestelmä on tyypillinen sterolien ja steroidien mikrobimuunnoksille siinä mielessä, että substraatti ja tuotteet ovat veteen liukenemattomia kiinteitä aineita. Siksi tämä järjestelmä on melko ainutlaatuinen siinä mielessä, että sekä solut että kiinteät aineet voivat altistua ultraäänen vaikutukselle. Riittävän alhaisella ultraääniintensiteetillä, joka säilytti solujen rakenteellisen eheyden ja säilytti niiden metabolisen aktiivisuuden, Bar havaitsi merkittävän parannuksen biotransformaation kineettisissä nopeuksissa mikrobilietteissä 1,0 ja 2,5 g / l kolesterolia, kun sonikoidaan 5 sekuntia 10 minuutin välein teholla 0,2 W / cm². Ultraääni ei osoittanut vaikutusta kolesterolin entsymaattiseen hapettumiseen (2,5 g / l) kolesterolioksidaasin avulla.


Korkean suorituskyvyn ultraäänet! Hielscherin tuotevalikoima kattaa koko spektrin kompaktista laboratorion ultraäänilaitteesta penkki-top-yksiköiden yli täysteollinen ultraäänijärjestelmä.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkealaatuisia ultraäänihomygenisoijia laboratorio että teollisen koon mukaan.


Keskustelemme mielellämme prosessistanne.

Otetaan yhteyttä.