Ultrasonic מיצוי ושימור

מיצוי ושימור אולטראסוני משתמש באולטרסאונד כוח להתפוררות מבני תאים (ליזה). שבירת תאים באמצעות אולטרסאונד גורמת למיצוי יעיל ביותר של תרכובות תוך-תאיות וכן לנטרול מיקרוביאלי. בשל יתרונות רבים, ultrasonication נמצא בשימוש נרחב עבור מיצוי ושימור בתעשיית המזון. למידע נוסף על היתרונות של מיצוי קולי ועיבוד מזון!

אולטרסאונד כוח למיצוי ושימור מזון וצמחים

מיצוי אולטרא סאונד: מיצוי על-קולי הוא תהליך המשתמש בגלי קול בתדר גבוה כדי לחלץ תרכובות ממגוון חומרים כגון צמחים, פירות וירקות. התהליך כולל שימוש בגלים על-קוליים ליצירת בועות בלחץ גבוה בחומר נוזלי או מוצק למחצה, אשר קורסות במהירות, ומייצרות חום ולחץ עזים המשבשים את דפנות התא של החומר ומשחררים את התרכובות הרצויות.

עקרון העבודה של מיצוי קולי ושימור

העיקרון הבסיסי מאחורי מיצוי קולי מבוסס על התופעה המכונה קוויטציה אקוסטית. כאשר נוזל נחשף לגלים על-קוליים בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך (כ-20 קילוהרץ), הוא מייצר גלי לחץ היוצרים בועות ואקום זעירות בנוזל. בועות אלה גדלות ככל שעוצמת האולטרסאונד עולה, וכאשר הן מגיעות לגודל מסוים, הן קורסות באופן פתאומי ואלים, מייצרות גל הלם ומשחררות אנרגיה בצורת חום ולחץ.
תהליך זה גורם לשיבוש מכני של דפנות התא, ומשחרר את התרכובות הרצויות מהחומר לממס הנוזלי. לאחר מכן ניתן להפריד את התרכובות המשתחררות מהממס באמצעות טכניקות הפרדה סטנדרטיות כגון סינון או צנטריפוגה.

בקשת מידע





מיצוי אצווה קולי של אלקלואידים מחומר צמחי באמצעות בדיקה קולית UP400St.

ultrasonicator UP400St למיצוי יעיל ולא תרמי של חומר צמחי.

שימור אולטראסוניק: שימור קולי מבוסס על אותן השפעות קוויטציוניות כמו מיצוי קולי. לשימור, אולטרסאונד כוח מוחל כדי להאריך את חיי המדף של מזון מתכלה באמצעות גלי קול בתדר גבוה כדי לעכב את הצמיחה של מיקרואורגניזמים הגורמים קלקול. התהליך כרוך בחשיפת המזון לגלים על-קוליים המשבשים את דפנות התאים של חיידקים, שמרים ועובשים, מה שמוביל להרס או עיכוב שלהם.
תהליך זה גורם להפרעה מכנית של קירות התא של מיקרואורגניזמים, מה שמוביל להרס או עיכוב שלהם. גלים קוליים יכולים גם להגדיל את החדירות של קרום התא, המאפשר חומרים משמרים וסוכנים מיקרוביאליים אחרים לחדור ולהרוג את המיקרואורגניזמים בצורה יעילה יותר.
שימור אולטראסוני מועדף על פני שיטות שימור מסורתיות מכיוון שהוא מציע מספר יתרונות כגון זמן עיבוד קצר יותר, יעילות גבוהה יותר ויכולת לשמר את התכונות והטעמים הטבעיים של המזון. הוא משמש במגוון רחב של מוצרי מזון כגון רטבים, מיצים, מוצרי חלב, ביצים ובשר כדי להאריך את חיי המדף שלהם ולהבטיח את בטיחותם.

טכניקת המיצוי והשימור האולטרסוני מועדפת על פני שיטות מיצוי ושימור מסורתיות מכיוון שהיא מציעה מספר יתרונות כגון שיעורי מיצוי מהירים יותר, איכות מוצר מעולה, תפוקה גבוהה יותר, טיפול מכני לא תרמי גרידא והיכולת לחלץ מגוון רחב יותר של תרכובות. הוא משמש במגוון רחב של תעשיות כגון מזון ומשקאות, תרופות וקוסמטיקה.

מיצוי בוטני על-קולי נותן יבולים גבוהים יותר. Hielscher UIP2000hdT, הומוגנייזר 2000 וואט הוא חזק מספיק כדי לחלץ אצוות מ 10 ליטר ל 120 ליטר בקלות.

מיצוי קולי של צמחים - 30 ליטר / 8 גלון אצווה

תמונה ממוזערת של וידאו

ויטאציה רבת עוצמה בהיאלשר קקטרודה

קוויטציה קולית עוצמתית ב Hielscher UIP1000hdT Cascatrode

מיצוי חלבון אולטראסוני ואנזימים

בפרט, מיצוי אנזימים וחלבונים המאוחסנים בתאים ובחלקיקים תת-תאיים הוא יישום ייחודי ויעיל של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה, שכן מיצוי של תרכובות אורגניות הכלולות בגוף של צמחים וזרעים על ידי ממס יכול להיות משופר באופן משמעותי. לכן, לאולטרסאונד יש יתרון פוטנציאלי במיצוי ובידוד של רכיבים חדשים שעשויים להיות פעילים ביולוגית, למשל מזרמי תוצרי לוואי לא מנוצלים הנוצרים בתהליכים הנוכחיים. אולטרסאונד יכול גם לעזור להגביר את ההשפעות של טיפול אנזים, ובכך להפחית את כמות האנזים הדרוש או להגדיל את התשואה של תרכובות רלוונטיות למיצוי.

מיצוי קולי של שומנים וחלבונים

Ultrasonication משמש לעתים קרובות כדי לשפר את השאיבה של שומנים וחלבונים מן זרעי צמחים, כגון סויה (לדוגמא קמח או סויה נטולה שומן) או זרעי שמן אחרים. במקרה זה, ההרס של קירות התא ומקל על הלחיצה (קר או חם) ובכך מפחיתה את משקעי שמן או שומן בעוגה הקשה.

ההשפעה של מיצוי קולי מתמשך על התשואה של חלבון מפוזר הודגמה על ידי מולטון ואחרים. הסוניקציה הגבירה את התאוששות החלבון המפוזר בהדרגה כאשר יחס הפתית/ממס השתנה מ-1:10 ל-1:30. המחקר הראה כי אולטרסאונד מסוגל לבצע פפטציה של חלבון סויה כמעט בכל תפוקה מסחרית, וכי אנרגיית הסוניקציה הנדרשת הייתה הנמוכה ביותר, כאשר נעשה שימוש בתרחיפים עבים יותר.

בידוד קולי של תרכובות פנוליות ואנתוציאנינים

אנזימים, כגון pectinases, cellulases ו hemicellulases נמצאים בשימוש נרחב בעיבוד מיץ כדי להשפיל קירות התא ולשפר את המיץ extractability. השיבוש של מטריצת דופן התא גם משחרר רכיבים, כגון תרכובות פנוליות לתוך המיץ. אולטראסאונד משפר את תהליך החילוץ ולכן יכול להוביל לעלייה במתחם פנוליות, תשואת אלקלואידים ומיץ, עזבה נפוץ עוגת העיתונות.

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. “טיפול ארה"ב להעלות את ריכוז תרכובות פנוליות של מיץ אוכמניות ידי יותר מ 15%. […] השפעת ארה"ב (אולטרסאונד) הייתה יותר משמעותית עם דומדמניות שחורות, שהן גרגר יותר מאתגר בעיבוד מיץ מ אוכמניות בשל התוכן של פקטין הגבוה שלהם ואדריכלות דופן תא שונה. […] ריכוז תרכובות פנוליות במיץ גדל ב 15-25% באמצעות ארה"ב (אולטרסאונד) טיפול לאחר הדגירה האנזים.” (ראה: Mokkila et al., 2004)
 

במצגת זו אנו מציגים בפניכם את ייצור התמציות הבוטניות. אנו מסבירים את האתגרים של ייצור תמציות בוטניות באיכות גבוהה וכיצד סוניקטור יכול לעזור לך להתגבר על אתגרים אלה. מצגת זו תראה לך כיצד מיצוי קולי עובד. אתה תלמד, מה היתרונות שאתה יכול לצפות באמצעות sonicator עבור חילוץ וכיצד אתה יכול ליישם מחלץ קולי לתוך ייצור תמצית שלך.

מיצוי בוטני אולטראסוני - כיצד להשתמש בסוניקטורים כדי לחלץ תרכובות בוטניות

תמונה ממוזערת של וידאו

 

אולטראסוניקטור תעשייתי מסוג בדיקה UIP6000hdT (6kW, 20kHz) עם כור תא זרימה לעיבוד קולי רציף של נוזלים ומשחות עם תפוקה גבוהה.

Ultrasonicator UIP6000hdT במתקן תעשייתי של מיצוי רציף.

בקשת מידע





מיקרוביאליים איון Enzyme

מיקרוביאליים איון Enzymeהשבתה מיקרוביאלית ואנזימית (שימור), למשל במיצי פירות ורטבים היא יישום נוסף של אולטרסאונד בעיבוד מזון. כיום, שימור על ידי העלאת הטמפרטורה לפרקי זמן קצרים (פסטור) הוא עדיין שיטת העיבוד הנפוצה ביותר לנטרול מיקרוביאלי או אנזים המוביל לחיי מדף ארוכים יותר (שימור). בגלל החשיפה לטמפרטורה גבוהה, הפסטור התרמי הקונבנציונאלי מגיע לעתים קרובות חסרונות עבור מוצרי מזון.
ייצור חומרים חדשים מתגובות-מזורז חום ואת השינוי של מקרומולקולות כמו גם העיוות של מבני צמחים ובעלי חיים עשויים להפחית לאובדן האיכות. לכן, טיפול תרמי יכול לגרום לשינויים בלתי רצויים של תכונות חושיות, דהיינו מרקם, טעם, צבע, ריח, ואיכויות תזונתיות, למשל ויטמינים וחלבונים. אולטראסאונד היא חלופת עיבוד יעילה הלא-תרמית (מינימאלית).

בניגוד לטיפולי חום קונבנציונליים, שימור על-קולי משתמש באנרגיה ובכוחות הגזירה של קוויטציה אקוסטית על מנת להשבית אנזימים. ברמות נמוכות מספיק של סוניקציה, שינויים מבניים ומטבוליים יכולים להתרחש בתאים ללא השמדתם. הפעילות של Peroxidase, אשר נמצא ברוב פירות וירקות גלם ולא מולבן והוא יכול להיות קשור במיוחד עם התפתחות של טעמים מחוץ פיגמנטים השחמה יכול להיות מופחת באופן משמעותי על ידי שימוש אולטרסאונד. אנזימים עמידים בפני תרמו, כגון ליפאז ופרוטאז העומדים בטיפול בטמפרטורה גבוהה במיוחד ואשר יכולים להפחית את האיכות ואת חיי המדף של חלב שטופל בחום ומוצרי יומן אחרים יכולים להיות מושבתים בצורה יעילה יותר על ידי יישום בו זמנית של אולטרסאונד, חום ולחץ (MTS).

אולטרסאונד הוכיח את הפוטנציאל שלו בהרס פתוגנים הנישאים במזון, כמו E.coli, סלמונלה, אסקריס, ג'יארדיה, ציסטות קריפטוספורידיום ונגיף הפוליו.

רלוונטי על: שימור ריבה, ריבה או תוספות, מיצי פירות ורטבים, מוצרי בשר, מוצרי חלב וגלידה.
 

Hielscher ultrasonicators יכול homogenizes ופסטור מוצרי ביצה נוזליים (ביצים שלמות, חלבונים ביצה, חלמונים) כדי להבטיח בטיחות מזון ויציבות מכנית. הומוגנייזרים אולטראסוניים של Hielscher מספקים קוויטציה אינטנסיבית וכוחות גזירה גבוהים כדי להרוג חיידקים. פסטור קולי הוא חלופה יעילה מאוד ופסטור בטמפרטורה נמוכה. ביצה נוזלית המפוסטרת על ידי אולטרה-סאונד מראה פחות דנטורציה של חלבונים, אובדן טעם נמוך יותר, הומוגניות משופרת ויעילות אנרגטית גבוהה יותר באופן משמעותי.

הומוגניזציה של ביצים נוזליות ופסטור החלת אולטרסאונד כוח עם אולטראסוניקטור UP400ST

תמונה ממוזערת של וידאו

 

סינרגיה של אולטראסאונד עם טמפרטורה ולחץ

Ultrasonication הוא בדרך כלל יעיל יותר כאשר הוא משולב עם שיטות אנטי מיקרוביאליים אחרים, כגון:

  • התרמו-sonication, עם ייצוג גרפי ו אולטרסאונד
  • מנו-sonication, לחץ דהיינו ואולטרסאונד
  • מנה-התרמו-sonication, לחץ למשל, חום אולטרסאונד

היישום המשולב של אולטרסאונד עם חום ו / או לחץ מומלץ עבור Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae, ו Aeromonas hydrophila.

אולטרסאונד לעומת טכניקות שימור מזון אחרות

שלא כמו תהליכים תרמיים ולא תרמיים אחרים, כגון הומוגניזציה בלחץ גבוה, פסטור חום, לחץ הידרוסטטי גבוה (HP), פחמן דו חמצני דחוס (cCO2) ופחמן דו חמצני סופר-קריטי (ScCO2), פולסי שדה חשמלי גבוה (HELP) או מיקרוגל, אולטרסאונד יכול להיבדק בקלות בקנה מידה מעבדה או ספסל עליון – הפקת תוצאות הניתנות לשחזור לצורך התרחבות. ניתן להתאים בקלות את העוצמה ואת מאפייני הקוויטציה לתהליך המיצוי הספציפי כדי להתמקד במטרות ספציפיות. ניתן לשנות את המשרעת והלחץ בטווח רחב, למשל כדי לזהות את מערך החילוץ החסכוני ביותר באנרגיה.

יתרונות נוספים הקשורים לשימוש במיצוי מסוג בדיקה קולית הם טיפול קל בתמצית, ביצוע מהיר, ללא שאריות, תשואה גבוהה, ידידותית לסביבה, איכות משופרת ומניעת השפלת תמצית.
(ראה: Chemat et al., 2011)

היתרונות של עיבוד מזון קולי
 

  • מיצוי מלא יותר
  • שימור לא תרמי
  • תשואות גבוהות יותר
  • חומרים מזינים גבוהים, איכות מזון פרימיום
  • תהליך מהיר
  • תהליך קר / לא תרמי
  • קל ובטוח לתפעול
  • תחזוקה נמוכה
בדיקות קוליות יעילות מאוד עבור מיצוי לא תרמי של פטריות מרפא כמו Chaga. סרטון זה מדגים את החילוץ המהיר בספקטרום מלא מצ'אגה באמצעות האולטרה-סוניקטור UP100H.

מיצוי פטריות - מיצוי פטריות צ'אגה קרה באמצעות אולטראסאונד

תמונה ממוזערת של וידאו

Ultrasonicators ביצועים גבוהים עבור חילוץ ו preseravation

Hielscher Ultrasonics מתכננת, מייצרת ומפיצה Ultrasonicators ביצועים גבוהים עבור מיצוי יעיל ושימור. באמצעות ציוד קולי Hielscher עבור מיצוי ושימור מזון היא טכנולוגיית עיבוד רב עוצמה כי לא רק ניתן ליישם בבטחה ידידותית לסביבה, אלא גם ביעילות וכלכלית. אפקט ההומוגניזציה והשימור יכול לשמש בקלות עבור כל מוצר מזון נוזלי או דמוי משחה, כולל מיצי פירות ומחית (למשל תפוזים, תפוח, אשכולית, מנגו, ענבים, שזיף), כמו גם עבור רטבים לירקות ומרקים (למשל, רוטב עגבניות או מרק אספרגוס), מוצרי חלב, ביצים ובשר.
תיק המוצרים שלנו של הומוגנייזרים וקולטים קוליים נע בין מכשירים ניידים המוחזקים ביד למערכות ייצור תעשייתיות לחלוטין לעיבוד מוטבע של נפחים גדולים בקנה מידה מסחרי.

תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה

Hielscher אולטראסוניקאטורים ידועים באיכות הגבוהה ביותר שלהם סטנדרטים עיצוב. עמידות ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של האולטרסוניקאטורים שלנו במתקנים תעשייתיים. תנאים מחוספסים וסביבות תובעניות מטופלים בקלות על ידי Hielscher אולטראסוניקאטורים.

Hielscher אולטרסוניקה היא חברה מוסמכת ISO ולשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים הכוללים טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher אולטרסוניקאטורים הם תואמי CE ועומדים בדרישות של UL, CSA ו- RoHs.

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

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
00.5 ל 1.5mL N.A. VialTweeter
1 עד 500mL 10 עד 200mL / min מעלהay
10 עד 2000mL 20 עד 400mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 ל 20L 0.2 ל 4 ליטר / דקה UIP2000hdT
10 עד 100 ליטר 2 עד 10L / min UIP4000hdT
15 עד 150 ל' 3 עד 15 ליטר לדקה UIP6000hdT
N.A. 10 עד 100L / min UIP16000
N.A. יותר גדול אשכול 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.


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

התפוררות התא קולי

תחת סוניקציה אינטנסיבית, אנזימים או חלבונים יכולים להשתחרר מתאים או אברונים תת-תאיים כתוצאה מהתפרקות תאים. במקרה זה, התרכובת להיות מומס לתוך ממס מוקף במבנה מסיס. על מנת לחלץ אותו, יש להרוס את קרום התא. שיבוש התא הוא תהליך רגיש, מכיוון שיכולת דופן התא לעמוד בלחץ אוסמוטי גבוה בתוכו. נדרשת בקרה טובה על שיבוש התא, כדי למנוע שחרור ללא הפרעה של כל המוצרים התוך-תאיים, כולל פסולת תאים וחומצות גרעין, או דנטורציה של מוצרים.
Ultrasonication משמש כאמצעי היטב לשליטה על התפוררות התא. לשם כך, ההשפעות המכאניות של אולטרסאונד לספק מהר יותר חדירות מלאה של ממס לתוך חומרים הסלולר ולשפר מעבר מסה. אולטראסאונד משיגה חדירה גדולה יותר של חומר ממיס לתוך רקמת הצמח ומשפר את מעבר מסה. גלי אולטרסאונד יצירת cavitation לשבש קירות התא ולאפשר את שחרורו של מרכיבי מטריקס.

העברת מסה משופרת באולטרסאונד מקדמת מיצוי

באופן כללי, אולטרסאונד יכול להוביל לחדירה של קרום התא ליונים, והוא יכול להפחית את הסלקטיביות של קרום התא באופן משמעותי. הפעילות המכנית של האולטרסאונד תומכת בדיפוזיה של ממסים לתוך הרקמה. כאשר אולטרסאונד שובר את דופן התא באופן מכני על ידי כוחות הגזירה של הקוויטציה, הוא מקל על המעבר מהתא לממס. הקטנת גודל החלקיקים על ידי הקוויטציה העל-קולית מגדילה את שטח הפנים במגע בין הפאזה המוצקה לשלב הנוזלי.

ליזה קולית והשבתה של E.coli

כדי לייצר כמויות קטנות של חלבונים רקומביננטיים לצורך מחקר ואפיון התכונות הביולוגיות שלהם, E.coli הוא חיידק הבחירה. תגי טיהור, כגון זנב פוליהיסטידין, בטא-גלקטוזידאז או חלבונים קושרי מלטוז, מחוברים בדרך כלל לחלבונים רקומביננטיים על מנת להפוך אותם לנפרדים מתמציות תאים עם טוהר מספיק לרוב המטרות האנליטיות. אולטרסוניקציה מאפשרת למקסם את שחרור החלבון, במיוחד כאשר תפוקת הייצור נמוכה ולשמר את המבנה והפעילות של החלבון הרקומביננטי.

חמצון קולי

בעוצמות מבוקרות, יישום אולטרסאונד לביוטרנספורמציה ותסיסה עשוי בהחלט לגרום לעיבוד ביולוגי משופר, בשל השפעות ביולוגיות מושרות ובשל העברת מסה תאית מקלה. השפעת היישום המבוקר של אולטרסאונד (20kHz) על חמצון כולסטרול לכולסטנון על ידי תאי מנוחה של Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (לשעבר Nocardia erythropolis) נחקרה על ידי בר (1987).
מערכת זו אופיינית לטרנספורמציות מיקרוביאליות של סטרולים וסטרואידים בכך שהמצע והתוצרים הם מוצקים בלתי מסיסים במים. לכן, מערכת זו היא ייחודית למדי כי הן התאים והן מוצקים עשויים להיות כפופים להשפעה של אולטרסאונד. בעוצמה על-קולית נמוכה מספיק ששמרה על שלמותם המבנית של התאים ושמרה על פעילותם המטבולית, בר הבחין בשיפור משמעותי בקצב הקינטי של הביוטרנספורמציה בתרחיפים מיקרוביאליים של כולסטרול 1.0 ו-2.5 גרם/ליטר כאשר סונקו במשך 5 שניות כל 10 דקות עם תפוקת כוח של 0.2W/cm². אולטרסאונד לא הראה השפעה על חמצון אנזימטי של כולסטרול (2.5 גרם / ליטר) על ידי כולסטרול אוקסידאז.


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.