ייצור כיטין וצ'יטוסאן מפטריות

אולטרסוניקציה היא שיטה יעילה ביותר לשחרר כיטין וצ'יטוזן ממקורות פטרייתיים כגון פטריות. Chitin ו chitosan חייב להיות depolymerized ו deacetylated בעיבוד במורד הזרם על מנת לקבל ביופולימר באיכות גבוהה. דה-פולימריזציה ודה-אצטילציה בסיוע אולטרה-סאונד היא טכניקה יעילה, פשוטה ומהירה ביותר, המביאה לצ'יטוזנים באיכות גבוהה עם משקל מולקולרי גבוה וזמינות ביולוגית מעולה.

כיטין וצ'יטוזן שמקורם בפטריות באמצעות אולטרסוניקציה

פטריות מאכל ופטריות מרפא כגון שיטאקי (Lentinus edodes), Ganoderma lucidum (לינגז'י או ריישי), אינונוטוס אובליקוס (צ'אגה), פטריות כפתור (Agaricus bisporus), רעמת האריות (Hericium erinaceus), פטריית זחל (Cordyceps sinensis), תרנגולת העץ (Grifola frondosa), טרמט ורסיקולור (Coriolus versicolor, Polyporus versicolor, זנב הודו) ומיני פטריות רבים אחרים נמצאים בשימוש נרחב כמזון ולמיצוי תרכובות ביו-אקטיביות. פטריות אלה, כמו גם עיבוד שאריות (פסולת פטריות) יכולים לשמש לייצור chitosan. אולטרה-סוניקציה לא רק מקדמת את שחרור הכיטין ממבנה דופן התא הפטרייתי, אלא גם מניעה את ההמרה של כיטין לצ'יטוזן יקר ערך באמצעות דה-פולימריזציה ודה-אצטילציה בסיוע אולטרה-סאונד.

אולטרה סאונד דמרחלציה של כיאין לChitosan

דה-פולימריזציה ודה-אצטילציה של כיטין לצ'יטוזן מקודמת על ידי סוניקציה

בקשת מידע





מחלץ אולטרה סאונד UIP4000hdT לחילוץ en deacetylation של כיטין מפטריות

Ultrasonication משמש כדי לחלץ chitin מפטריות. יתר על כן, אולטרסאונד מקדם את depolymerization ו deacetylation של chitin על מנת להשיג chitosan באיכות גבוהה.

This video demonstrates the highly efficient extraction of lion's mane mushrooms using the Hielscher UP200Ht ultrasonic homogenizer. Ultrasonic extraction is the perfect technique for producing high-quality, full-spectrum extracts containing polysaccharides such as beta glucans, as well as hericenones and erinacins.

Lion's Mane Mushroom Extraction Using the Ultrasonicator UP200Ht

תמונה ממוזערת של וידאו

 

Ultrasonication אינטנסיבי באמצעות מערכת קולית מסוג בדיקה היא טכניקה המשמשת לקידום depolymerization ו deacetylation של chitin, המוביל להיווצרות של chitosan. כיטין הוא פוליסכריד טבעי המצוי בשלדים החיצוניים של סרטנים, חרקים ודפנות התאים של פטריות מסוימות. צ'יטוזן מופק מכיטין על ידי הסרת קבוצות האצטיל ממולקולת הכיטין.

הליך קולי להמרת צ'יטוזן פטרייתי לצ'יטוסן

כאשר מופעל אולטרסאונד אינטנסיבי לייצור צ'יטוזן מצ'יטין, מתלה כיטין מופעל באמצעות גלי אולטרסאונד בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך, בדרך כלל בטווח של 20 קילוהרץ עד 30 קילוהרץ. התהליך יוצר קוויטציה אקוסטית אינטנסיבית, המתייחסת להיווצרות, צמיחה וקריסה של בועות ואקום מיקרוסקופיות בנוזל. קביטציה יוצרת כוחות גזירה מקומיים קיצוניים, טמפרטורות גבוהות (עד כמה אלפי מעלות צלזיוס) ולחצים (עד כמה מאות אטמוספרות) בנוזל המקיף את בועות הקוויטציה. תנאים קיצוניים אלה תורמים להתמוטטות פולימר הכיטין ולדה-אצטילציה שלאחר מכן.
 

כיטין וצ'יטוסנים מפטריות ניתן לחלץ ביעילות באמצעות ultrasonication סוג בדיקה.

תמונות SEM של כיטינים וצ'יטוסנים משני מיני פטריות: א) צ'יטין מ- L. vellereus; ב) צ'טין מ P. ribis; ג) צ'יטוסאן מל.ולריוס; ד) צ'יטוסן מ P. ribis.
תמונה ולימוד: © ארדואן ואח', 2017

 

Depolymerization קולי של Chitin

דה-פולימריזציה של כיטין מתרחשת באמצעות ההשפעות המשולבות של כוחות מכניים, כגון מיקרו-סטרימינג וסילון נוזלי, כמו גם על ידי תגובות כימיות יזומות אולטרה-סאונד המושרות על ידי רדיקלים חופשיים ומינים תגובתיים אחרים שנוצרו במהלך קוויטציה. גלי הלחץ הגבוה הנוצרים במהלך הקוויטציה גורמים לשרשראות הכיטין לעבור לחץ גזירה, וכתוצאה מכך הפולימר מתפרק למקטעים קטנים יותר.

Deacetylation קולי של Chitin

בנוסף depolymerization, ultrasonication אינטנסיבי גם מקדם deacetylation של chitin. Deacetylation כרוך בהסרת קבוצות אצטיל ממולקולת כיטין, מה שמוביל להיווצרות של chitosan. אנרגיה על-קולית אינטנסיבית, במיוחד הטמפרטורות והלחצים הגבוהים הנוצרים במהלך קוויטציה, מאיצים את תגובת הדה-אצטילציה. התנאים הריאקטיביים הנוצרים על ידי קוויטציה עוזרים לשבור את קשרי האצטיל בכיטין, וכתוצאה מכך לשחרר חומצה אצטית ולהמיר כיטין לצ'יטוזן.
בסך הכל, אולטרה-סוניקציה אינטנסיבית משפרת הן את תהליכי הדה-פולימריזציה והן את תהליכי הדה-אצטילציה על ידי אספקת האנרגיה המכנית והכימית הדרושה כדי לפרק את פולימר הכיטין ולהקל על ההמרה לצ'יטוזן. טכניקה זו מציעה שיטה מהירה ויעילה לייצור צ'יטוזן מצ'יטין, עם יישומים רבים בתעשיות שונות, כולל תרופות, חקלאות והנדסה ביו-רפואית.

ייצור צ'יטוזן תעשייתי מפטריות עם אולטרסאונד כוח

ייצור כיטין וצ'יטוסאן מסחרי מבוסס בעיקר על בזבוז התעשיות הימיות (כלומר דיג, קצירת דגי פגז וכו '). מקורות שונים של חומר גלם גורמים לאיכויות שונות של כיטין וכיטוסן, וכתוצאה מכך תנודות ייצור ואיכות עקב וריאציות דיג עונתיות. יתר על כן, chitosan נגזר מקורות פטרייתיים מציע תכונות מעולה על פי דיווחים כמו אורך פולימר הומוגני מסיסות גדולה יותר בהשוואה chitosan ממקורות ימיים. (cf. Ghormade ואח', 2017) על מנת לספק צ'יטוסן אחיד, הפקת כיטין ממין פטרייתי הפכה לייצור חלופי יציב. ייצור Chitin ו citiosan מ פטריות ניתן להשיג בקלות ואמין באמצעות מיצוי קולי וטכנולוגיית deacetylation. sonication אינטנסיבי משבש מבני תאים לשחרר כיטין ומקדם העברת מסה בממסים מימיים עבור תשואות כיטין מעולה ויעילות החילוץ. deacetylation אולטרה סאונד לאחר מכן ממיר את הכיטין לתוך chitosan יקר. שניהם, מיצוי כיטין קולי deacetylation כדי chitosan ניתן לשנות את קנה המידה הליניארי לכל רמת ייצור מסחרית.

מיצוי אולטרה סאונד deacetylation של כיטין פטרייתי לתת chitosan באיכות גבוהה.

Sonication מגביר את הייצור של chitosan פטרייתי ועושה את הייצור יעיל יותר חסכוני.
(תמונה ולימוד: © ז'ו ואח', 2019)

מיצוי כיטין אולטרה סאונד מפטריות עם ULTRASONICATOR סוג בדיקה UP400ST (400W, 24kHz)

ultrasonicator UP400St להפקת פטריות: Sonication נותן תשואות גבוהות של תרכובות ביואקטיביות כגון פוליסכרידים כיטין ו chitosan

תוצאות מחקר עבור כיטין אולטרה סאונד ו Chitosan Deacetylation

כיטין מפורק באופן סונוכימי מביא לצ'יטוסן באיכות גבוהה.Zhu et al. (2018) מסכמים במחקר שלהם כי deacetylation קולי הוכיח להיות פריצת דרך מכרעת, המרת β-chitin לתוך chitosan עם 83-94% deacetylation בטמפרטורות תגובה מופחתות. התמונה משמאל מציגה תמונת SEM של צ'יטוסן deacetylated באולטרסאונד (90 W, 15 דקות, 20 w / v% NaOH, 1:15 (g: mL) (תמונה ולימוד: © ז'ו ואח', 2018)
בפרוטוקול שלהם, תמיסת NaOH (20 w/v %) הוכנה על ידי המסת פתיתי NaOH במי DI. לאחר מכן נוספה התמיסה האלקלית למשקעי GLSP (0.5 גרם) ביחס מוצק-נוזל של 1:20 (גרם: מ"ל) לתוך צינור צנטריפוגה. צ'יטוזן נוסף ל-NaCl (40 מ"ל, 0.2 מטר) ולחומצה אצטית (0.1 מטר) ביחס נפח תמיסה של 1:1. לאחר מכן ההשעיה עברה אולטרסאונד בטמפרטורה מתונה של 25 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות באמצעות אולטרסאונד מסוג בדיקה (250W, 20kHz). (ראה: Zhu et al., 2018)
 
Pandit ואח ' (2021) מצא כי קצב ההשפלה עבור פתרונות chitosan מושפע לעתים רחוקות על ידי ריכוזי חומצה המשמשת solubilize הפולימר תלוי במידה רבה בטמפרטורה, עוצמת גלי אולטרסאונד, ואת הכוח היוני של התקשורת המשמשת להמסת הפולימר. (cf. Pandit et al., 2021)
 
במחקר אחר, Zhu et al. (2019) השתמשו באבקות נבג Ganoderma lucidum כחומר גלם פטרייתי וחקרו deacetylation בסיוע אולטרה-סאונד ואת ההשפעות של פרמטרים עיבוד כגון זמן סוניקציה, יחס מוצק לנוזל, ריכוז NaOH ועוצמת קרינה על מידת deacetylation (DD) של chitosan. ערך ה-DD הגבוה ביותר התקבל בפרמטרים האולטרסוניים הבאים: 20 דקות סוניקציה ב-80W, 10% (g:ml) NaOH, 1:25 (g:ml). מורפולוגיית פני השטח, קבוצות כימיות, יציבות תרמית וגבישיות של צ'יטוזן המתקבל באולטרסאונד נבדקו באמצעות SEM, FTIR, TG ו- XRD. צוות המחקר מדווח על שיפור משמעותי במידת הדה-אצטילציה (DD), הצמיגות הדינמית ([η]) והמשקל המולקולרי (Mv ̄) של הצ'יטוזאן המיוצר באולטרסאונד. התוצאות הדגישו את טכניקת deacetylation קולי של פטריות, שיטת ייצור חזקה מאוד עבור chitosan, אשר מתאים ליישומים ביו-רפואיים. (ראה: Zhu et al., 2019)

סרטון וידאו זה מראה מיצוי יעיל של תרכובות ביו-אקטיביות מפטריות מרפא. Hielscher אולטראסוני הומוגנייזר UP400St נמצא בשימוש נרחב לייצור תמציות פטריות באיכות גבוהה.

מיצוי אולטראסוני של תרכובות ביו-אקטיביות מפטריות מרפא

תמונה ממוזערת של וידאו

איכות צ'יטוזן מעולה עם דה-פולימריזציה קולית ודה-אצטילציה

תהליכים מונעים באולטרסאונד של מיצוי כיטין / chitosan depolymerization הם בדיוק ניתן לשלוט פרמטרים תהליך קולי ניתן להתאים את חומרי הגלם ואת איכות המוצר הסופי הממוקד (למשל, משקל מולקולרי, מידת deacetylation). זה מאפשר להתאים את תהליך האולטרסאונד לגורמים חיצוניים ולהגדיר פרמטרים אופטימליים לתוצאה ויעילות מעולים.
צ'יטוסן deacetylated באולטרסאונד מראה זמינות ביולוגית מעולה תאימות ביולוגית. כאשר ביופולימרים chitosan מוכן באולטרסאונד משווים chitosan נגזר תרמית לגבי תכונות ביו-רפואיות, תערוכות chitosan המיוצר באולטרסאונד שיפור משמעותית פיברובלסט (תא L929) פעילות אנטיבקטריאלית משופרת עבור Escherichia coli (E. coli) ו Staphylococcus aureus (S. aureus).
(cf. Zhu et al., 2018)
 

מchitosan

סריקת מיקרוסקופ אלקטרוני (SEM) תמונות בהגדלה של 100 × a), b) אולטרסאונד-מטופל הסייפן, c) β-chitin, d) אולטרסאונד מטופלים β-chitin, ו-e) chitosan (מקור: פרטו ואח '. 2017)

ציוד קולי בעל ביצועים גבוהים לעיבוד Chitin ו- Chitosan

4kW ultrasonicator עבור כיטין תעשייתי / עיבוד chitosan מסרטן ופטריותפיצול של chitin ואת decetylation של chitin כדי chitosan דורש ציוד קולי חזק ואמין שיכול לספק אמפליטודות גבוהות, מציע שליטה מדויקת על הפרמטרים התהליך והוא יכול להיות מופעל 24/7 תחת עומס כבד בסביבות תובעניות. טווח המוצרים Hielscher Ultrasonics ממלא דרישות אלה בצורה אמינה. מלבד ביצועי אולטרסאונד מצטיינים, Ultrasonicators Hielscher להתפאר יעילות אנרגיה גבוהה, המהווה יתרון כלכלי משמעותי – במיוחד כאשר מועסקים על ייצור בקנה מידה גדול מסחרי.
Hielscher ultrasonicators הם מערכות בעלות ביצועים גבוהים שניתן לצייד באביזרים כגון sonotrodes, מאיצים, כורים או תאי זרימה על מנת להתאים את צרכי התהליך שלך בצורה אופטימלית. עם תצוגת צבע דיגיטלית, אפשרות להגדיר מראש ריצות סוניקציה, הקלטת נתונים אוטומטית על כרטיס SD משולב, בקרת דפדפן מרחוק ותכונות רבות נוספות, Ultrasonicators Hielscher להבטיח בקרת תהליך הגבוהה ביותר וידידותיות למשתמש. בשילוב עם חוסן ויכולת נשיאת עומס כבדה, מערכות קוליות Hielscher הן סוס העבודה האמין שלך בייצור. 
פיצול כיטין ו deacetylation דורש אולטרסאונד רב עוצמה כדי להשיג את ההמרה הממוקדת מוצר chitosan הסופי באיכות גבוהה. במיוחד עבור פיצול של פתיתי כיטין ואת שלבי depolymerization / deacetylation, אמפליטודות גבוהות ולחצים גבוהים הם קריטיים. Hielscher Ultrasonics תעשייתי מעבדים קוליים בקלות לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. ניתן להפעיל אמפליטודות של עד 200μm ברציפות בפעולה 24/7. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. קיבולת הכוח של מערכות קוליות Hielscher לאפשר depolymerization יעיל ומהיר deacetylation בתהליך בטוח וידידותי למשתמש.
 

בקשת מידע





כור טנק קולי תעשייתי עם בדיקה קולית בעלת ביצועים גבוהים (סונוטרודה) עבור deacetylation chitin

כור אולטראסוניות עם בדיקת אולטרסאונד 2000W UIP2000hdT עבור מיצוי chitin מפטריות ולאחר מכן depolymerization / deacetylation

הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:

נפח תצווהקצב זרימההתקנים מומלצים
1 עד 500mL10 עד 200mL / minמעלהay
10 עד 2000mL20 עד 400mL / minUf200 ः t, UP400St
0.1 ל 20L0.2 ל 4 ליטר / דקהUIP2000hdT
10 עד 100 ליטר2 עד 10L / minUIP4000hdT
N.A.10 עד 100L / minUIP16000
N.A.יותר גדולאשכול UIP16000

תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!

בקש מידע נוסף

אנא השתמש בטופס שלהלן כדי לבקש מידע נוסף אודות מעבדים אולטרה סאונד, יישומים ומחיר. נשמח לדון בתהליך שלך איתך ולהציע לך מערכת אולטרה סאונד לפגישה הדרישות שלך!









הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.




טיפול סינרגטי בכיטין משופר על ידי אולטרה-סוניקציה

על מנת להתגבר על החסרונות (כלומר, יעילות נמוכה, עלות אנרגיה גבוהה, זמן עיבוד ארוך, ממיסים רעילים) של deacetlytion כימי ואנזימטי מסורתי chitin deacetlytion, אולטרסאונד בעוצמה גבוהה שולב בעיבוד chitin ו chitosan. סוניקציה בעוצמה גבוהה וההשפעות הנובעות מכך של קוויטציה אקוסטית מובילות לביקוע מהיר של שרשראות פולימריות ומפחיתות את הפיזור הפולי, ובכך מקדמות את הסינתזה של צ'יטוזן. יתר על כן, כוחות גזירה על-קוליים מגבירים את העברת המסה בתמיסה כך שהתגובה הכימית, ההידרוליטית או האנזימטית משופרת. טיפול בכיטין קולי יכול להיות משולב עם טכניקות עיבוד כיטין קיימות כבר כגון שיטות כימיות, הידרוליזה או הליכים אנזימטיים.

דיאצטילציה כימית בסיוע אולטרה סאונד ודפיליזציה

מאז כיטין הוא ביופולימר לא תגובתי ובלתי מסיס, זה חייב לעבור את שלבי התהליך של demineralization, deproteinization ו depolymerization / deacetylation על מנת להשיג chitosan מסיס וביו-חדיר. שלבים אלה בתהליך כוללים טיפולים בחומצות חזקות כגון HCl ובסיסים חזקים כגון NaOH ו- KOH. מכיוון שצעדי תהליך קונבנציונליים אלה אינם יעילים, איטיים ודורשים אנרגיות גבוהות, התעצמות התהליך על ידי sonication משפרת את ייצור הצ'יטוסאן באופן משמעותי. היישום של כוח-אולטרסאונד מגביר את התשואות chitosan ואיכות, מפחית את התהליך מימים לכמה שעות, מאפשר ממיסים מתונים יותר, והופך את כל התהליך חסכוני יותר באנרגיה.

דפרוטיניזציה משופרת באולטרסאונד של כיטין

Vallejo-Dominguez et al. (2021) מצאו בחקירתם של דה-פרוטאינזציה של כיטין כי “יישום אולטרסאונד לייצור ביופולימרים הפחית את תכולת החלבון, כמו גם את גודל החלקיקים של כיטין. Chitosan של דרגת deacetylation גבוהה ומשקל מולקולרי בינוני הופק באמצעות סיוע אולטרסאונד.”

הידרוליזה אולטרה סאונד עבור כיטין Depolymerization

עבור הידרוליזה כימית, חומצות או אלקליס משמשים deacetylate כיטין, אולם deacetylation אלקלי (למשל, נתרן הידרוקסיד NaOH) נמצא בשימוש נרחב יותר. הידרוליזה חומצה היא שיטה לסירוגין deacetylation הכימי המסורתי, שבו פתרונות חומצה אורגנית משמשים depolymerize כיטין ו chitosan. השיטה של הידרוליזה חומצה משמשת בעיקר כאשר המשקל המולקולרי של כיטין ו chitosan חייב להיות הומוגני. תהליך הידרוליזה קונבנציונלי זה ידוע כאטי, אנרגיה ועלויות אינטנסיביות. הדרישה של חומצות חזקות, טמפרטורות גבוהות ולחצים הם גורמים שהופכים את תהליך chitosan הידרוליטי להליך יקר מאוד זמן רב. החומצות המשמשות דורשות תהליכים במורד הזרם כגון נטרול והתפלה.
עם שילוב של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה לתוך תהליך הידרוליזה, הטמפרטורה ואת דרישות הלחץ עבור מחשוף הידרוליטי של כיטין ו chitosan ניתן להוריד באופן משמעותי. יתר על כן, sonication מאפשר ריכוזי חומצה נמוכים יותר או שימוש בחומצות מתונות יותר. זה הופך את התהליך לבר קיימא יותר, יעיל, חסכוני וידידותי יותר לסביבה.

דיאצטילציה כימית בסיוע אולטרה סאונד

התפוררות כימית ו deacteylation של כיטין ו chitosan מושגת בעיקר על ידי טיפול כיטין או chitosan עם חומצות מינרליות (למשל, חומצה הידרוכלורית HCl), נתרן ניטריט (NaNO2), או מי חמצן (H2הו2). אולטראסאונד משפר את שיעור deacetylation ובכך לקצר את זמן התגובה הנדרש כדי להשיג את מידת deacetylation ממוקד. משמעות הדבר היא sonication מקטין את זמן העיבוד הנדרש של 12-24 שעות עד כמה שעות. יתר על כן, sonication מאפשר ריכוזים כימיים נמוכים באופן משמעותי, למשל 40% (w / w) נתרן הידרוקסיד באמצעות sonication בעוד 65% (w/ w) נדרשים ללא שימוש באולטרסאונד.

דיאצטילציה אולטרה סאונד-אנזימטית

בעוד deacetylation אנזימטי הוא צורה קלה, עיבוד שפיר מבחינה סביבתית, היעילות והעלויות שלה הם לא חסכוניים. בשל בידוד וטיהור מורכבים, אינטנסיביים ויקרים במורד הזרם וטיהור אנזימים מהתוצר הסופי, דיאצטילציה כיטין אנזימטית אינה מיושמת בייצור מסחרי, אלא משמשת רק במעבדת מחקר מדעית.
אולטרה סאונד טרום טיפול לפני אנזימטי רסיסי מולקולות כיטין ובכך להגדיל את שטח הפנים ולהפוך משטח יותר זמין עבור האנזימים. sonication ביצועים גבוהים מסייע לשפר deacetylation אנזימטי והופך את התהליך לכלכלי יותר.

homogenizers גבוה גזרה גבוהה אולטרה סאונד משמשים במעבדה, ספסל העליון, פיילוט ועיבוד תעשייתי.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת הומוגניזרים אולטראסוניות ביצועים גבוהים עבור ערבוב יישומים, פיזור, אמולסיה וחילוץ על מעבדה, טייס בקנה מידה תעשייתי.

ספרות/הפניות

 
 
 

עובדות שראוי לדעת

כיצד פועלים מיצוי אולטרה סאונד ו deacetylation של כיטין?

כאשר גלי אולטרסאונד עוצמתיים מתחברים לנוזל או לתרחיף (למשל, תרחיף המורכב מכיטין בממס), הגלים האולטרסוניים נעים דרך הנוזל וגורמים לסירוגין למחזורי לחץ גבוה / לחץ נמוך. במהלך מחזורי לחץ נמוך, נוצרות בועות ואקום זעירות (הנקראות בועות קוויטציה), הגדלות על פני מספר מחזורי לחץ. בגודל מסוים, כאשר הבועות אינן יכולות לספוג יותר אנרגיה, הן מתפוצצות באלימות במהלך מחזור לחץ גבוה. קריסת הבועה מאופיינת בכוחות קוויטציוניים (מה שמכונה סונומכניים) אינטנסיביים. תנאים סונומכניים אלה מתרחשים באופן מקומי בנקודה החמה הקוויטציונית ומאופיינים בטמפרטורות גבוהות מאוד ובלחצים של עד 4000K ו- 1000ATM, בהתאמה; כמו גם הפרשי טמפרטורה ולחץ גבוהים בהתאמה. Furtehrmore, micro-turbulences וזרמים נוזליים עם מהירויות של עד 100m / s נוצרים. מיצוי קולי של כיטין וצ'יטוזן מפטריות וסרטנים, כמו גם דה-פולימריזציה ודה-אצטילציה של כיטין, נגרמים בעיקר על ידי השפעות סונומכניות: התסיסה והמערבולות משבשות תאים ומקדמות העברת מסה ויכולות גם לחתוך שרשראות פולימריות בשילוב עם ממיסים חומציים או בסיסיים.

עקרון העבודה של מיצוי כיטין באמצעות אולטרסוניקציה

מיצוי אולטרה סאונד ביעילות שובר את מבנה התא של פטריות ומשחרר את תרכובות תאיות מקיר התא ואת פנים התא (כלומר, פוליסכרידים כגון כיטין, chitosan ופיטוכימיקלים ביואקטיביים אחרים) לתוך הממס. מיצוי אולטרה סאונד מבוסס על עקרון העבודה של cavitation אקוסטי. ההשפעות של cavitation קולי / אקוסטי הם כוחות גיזת גבוהה, מערבולות הפרשי לחץ אינטנסיביים. כוחות סונומכניים אלה שוברים מבנים תאיים כגון קירות תאי הפטריות הכייניים, מקדמים העברה המונית בין פטריות ביו-חומרים וממסים וכתוצאה מכך תשואות תמצית גבוהות מאוד בתוך תהליך מהיר. בנוסף, sonication מקדם עיקור של תמציות על ידי הריגת חיידקים וחיידקים. אי-פעילות מיקרוביאלית על ידי sonication היא תוצאה של כוחות cavitational הרסניים לקרום התא, הייצור של רדיקלים חופשיים, וחימום מקומי.

עקרון העבודה של depolymerization ו deacetylation באמצעות ultrasonication

שרשראות הפולימר לכודות בשדה הגזירה שנוצר באולטרסאונד סביב בועת קוויטציה ומקטעי השרשרת של סליל הפולימר ליד חלל קורס ינועו במהירות גבוהה יותר מאלה המרוחקים יותר. לאחר מכן נוצרים לחצים על שרשרת הפולימר עקב התנועה היחסית של מקטעי הפולימר והממסים ואלה מספיקים כדי לגרום לפיצול. התהליך דומה אפוא לאפקטים אחרים של גזירה בתמיסות פולימריות ~2° ונותן תוצאות דומות מאוד. (ראה: פרייס ואח', 1994)

כיטין

כיטין הוא פולימר N-אצטילגלוקוזאמין (poly-(β-(1-4)-N-אצטיל-D-גלוקוזאמין), הוא פוליסכריד טבעי המצוי באופן נרחב בשלד החיצוני של חסרי חוליות כגון סרטנים וחרקים, השלד הפנימי של דיונון ודיונון, כמו גם בדפנות התא של פטריות. מוטבע במבנה של קירות תא פטרייה, chitin אחראי על הצורה והנוקשות של דופן התא הפטרייתי. עבור יישומים רבים, כיטין מומר לנגזרת deacetylated שלה, המכונה chitosan באמצעות תהליך depolymerization.
chitosan היא הנגזרת הנפוצה והיקרה ביותר של כיטין. זהו פוליסכריד במשקל מולקולרי גבוה המקושר על ידי b-1,4 גליקוזידים, המורכב מ- N-אצטיל-גלוקוזאמין וגלוקוזאמין.
ניתן להפיק צ'יטוסאן באמצעות כימיקלים או אנזימטיים n-דיסטיליקציה. בתהליך deacetylation מונע כימית, קבוצת האצטיל (R-NHCOCH3) נבקע על ידי אלקלי חזק בטמפרטורות גבוהות. לחלופין, chitosan יכול להיות מסונתז באמצעות deacetylation אנזימטי. עם זאת, בקנה מידה הייצור התעשייתי deacetylation כימי היא הטכניקה המועדפת, שכן deacetylation אנזימטי הוא הרבה פחות יעיל בשל העלות הגבוהה של אנזימים deacetylase ואת תפוקות chitosan נמוך המתקבל. Ultrasonication משמש כדי להגביר את הפירוק הכימי של (1→4)-/β-linkage (depolymerization) ולהשפיע על deacetylation של chitin כדי לקבל chitosan באיכות גבוהה.
כאשר sonication מוחל כמו טיפול מראש עבור deacetylation אנזימטי, תשואה chitosan ואיכות משופרת, מדי.


אולטרסוניקה ביצועים גבוהים! מגוון המוצרים של Hielscher מכסה את הספקטרום המלא מן ultrasonicator המעבדה קומפקטית על יחידות ספסל העליון למערכות אולטראסאונד תעשייתי מלא.

Hielscher אולטרסוניקה מייצרת homogenizers קולי ביצועים גבוהים מ מַעבָּדָה ל גודל תעשייתי.


נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.