• कोलेजन प्रोटीन में समृद्ध है और व्यापक रूप से कई गुना औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्रयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए भोजन, दवा, योजक आदि
• Sonication आसानी से कोलेजन की एंजाइमी या एसिड निष्कर्षण के साथ जोड़ा जा सकता है।
• कोलेजन की निकासी की प्रक्रिया में ultrasonics के कार्यान्वयन उच्च पैदावार और तेजी से निकासी का परिणाम है।

कोलेजन निष्कर्षण पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव

उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड व्यापक रूप से गीला प्रक्रियाओं में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण में सुधार करने के लिए प्रयोग किया जाता है, उदा निष्कर्षण, sonochemistry आदि निष्कर्षण (भी कोलेजन अलगाव के रूप में जाना जाता है) कोलेजन के काफी अल्ट्रासोनिक उपचार द्वारा सुधार किया जा सकता है। कोलेजन सब्सट्रेट के दरार के दौरान Sonication एड्स, कोलेजन फाइब्रिल्स को खोलता है, इस प्रकार एंजाइमी हाइड्रोलिसिस या एसिड उपचार की सुविधा है।

Ultrasonically असिस्टेड एंजाइमी निष्कर्षण

Sonication एंजाइम गतिविधि को बढ़ाने के लिए अपनी क्षमता के लिए जाना जाता है। इस आशय की अल्ट्रासोनिक फैलाव और पेप्सिन समुच्चय के deagglomeration पर आधारित है। एक ही ढंग से तितर-बितर हो एंजाइमों बड़े पैमाने पर स्थानांतरण, जो उच्च एंजाइम गतिविधि के लिए जोड़ा जाता है के लिए एक बढ़ा सतह प्रदान करते हैं। इसके अलावा, शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड तरंगों कोलेजन तंतुओं ताकि कोलेजन जारी किया गया है को खोलता है।

अल्ट्रासोनिक पेप्सिन निष्कर्षण: पेप्सीन ने अल्ट्रासोनिकेशन को संयुक्त रूप से कोलेजन की उपज में वृद्धि की है। 124% और परंपरागत पेप्सीन हाइड्रोलिसिस की तुलना में निष्कर्षण समय को काफी कम करता है। सर्कुलर डिच्रोइज़्म विश्लेषण, परमाणु बल माइक्रोस्कोपी और एफटीआईआर ने साबित किया कि निकाले गए कोलेजन की ट्रिपल हेलिक्स संरचना sonication द्वारा प्रभावित नहीं थी और बरकरार रही। (ली एट अल। 200 9) यह अल्ट्रासोनिक रूप से सहायता प्राप्त पेप्सिन निष्कर्षण खाद्य उद्योग के लिए अत्यधिक व्यावहारिक बनाता है जो प्रोटीन वसूली दर में काफी कम प्रोसेसिंग समय में वृद्धि करता है।

बोवाइन टेंडन से कोलेजन के अल्ट्रासोनिक बनाम गैर-अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के तुलनात्मक अध्ययन में, अल्ट्रासाउंड उपचार (20kHz, नाड़ी मोड 20/20 सेकंड) उच्च उपज और दक्षता से आश्वस्त है। 48 घंटे के लिए एसिटिक एसिड में पेप्सीन के साथ पारंपरिक निष्कर्षण किया गया था। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण को उसी परिस्थिति में निष्कर्षण निष्पादित किया गया था, लेकिन sonication (3 से 24 घंटे) और पेप्सीन (24 से 45 घंटे) के संपर्क समय भिन्न थे, जिसके परिणामस्वरूप कुल 48 घंटे का उपचार हुआ। अल्ट्रासोनिक-पेप्सीन निष्कर्षण ने कोलेजन निष्कर्षण की बेहतर दक्षता दिखाई, 6.2% की उपज तक पहुंचने पर, पारंपरिक निष्कर्षण उपज 2.4% थी। 18 एच के उपयोग से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण समय पर सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त किए गए। निकाले गए कोलेजन ने एक अवांछित सतत हेलिक्स संरचना, अच्छी घुलनशीलता और काफी उच्च थर्मल स्थिरता दिखायी। इसका मतलब है कि एक अल्ट्रासोनिक-पेप्सीन निष्कर्षण ने परिणामी कोलेजन की गुणवत्ता को नुकसान पहुंचाए बिना प्राकृतिक कोलेजन के निष्कर्षण की दक्षता में सुधार किया। (रण और वांग 2014)

अल्ट्रासोनिक Papain निष्कर्षण: मछली तराजू से कोलेजन कुशलतापूर्वक अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार के साथ संयुक्त papain हाइड्रोलिसिस द्वारा निकाला जा सकता है। -4 मिनट की अल्ट्रासोनिक पूर्व उपचार की अवधि, मछली तराजू के लिए papain के अनुपात 4%, तापमान 60 डिग्री सेल्सियस और 5h की कुल निकासी समय: मछली तराजू से कोलेजन की अल्ट्रासोनिक-papain निकासी के लिए निम्नलिखित प्रक्रिया इष्टतम के रूप में पाया मापदंडों थे। इन शर्तों के तहत इष्टतम कोलेजन की निकासी दर 90.7% पर पहुंच गया। (जियांग एट अल। 2011)

Ultrasonically असिस्टेड एसिड निष्कर्षण

किम एट अल द्वारा एक अध्ययन में। (2012), जापानी समुद्री बास की त्वचा (Lateolabrax japonicus) से एसिड में घुलनशील कोलेजन की निकासी में वृद्धि हुई उपज और कम निष्कर्षण समय अल्ट्रासोनिक उपचार के बाद 20 kHz की आवृत्ति में 0.5 एम एसिटिक एसिड में पता चला है। अल्ट्रासाउंड के साथ निष्कर्षण कोलेजन के प्रमुख घटकों, और अधिक विशेष α1, α2 और β चेन बदल नहीं किया था।

अंडा शेल से प्रोटीन की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण

Ultrasonically पूर्व इलाज किया एंजाइमी hydrolysates बेहतर कार्यात्मक गुण था। चिकन अंडे के खोल, घुलनशीलता, पायसीकारी, झाग और पानी धारण गुणों से क्रियात्मक प्रोटीन hydrolysates की अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के लिए सुधार कर रहे हैं।
Eggshell झिल्ली एक प्रचुर मात्रा में प्राकृतिक संसाधन है और प्रकार मैं, वी और एक्स कोलेजन, लाइसोजाइम, ऑस्टियोपॉन्टिन, और sialoprotein सहित 64 के बारे में प्रोटीन होते हैं। यह अनावश्यक कार्य प्रोटीन की निकासी के लिए एक दिलचस्प कच्चे माल बनाता है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के साथ, प्रोटीन रिहाई और कार्यक्षमता काफी बहुत जल्द, कुशलतापूर्वक और आर्थिक प्रक्रिया में जिसके परिणामस्वरूप सुधार किया जा सकता।

Ultrasonically असिस्टेड क्षार निष्कर्षण

निकालने और इन प्रोटीनों solubilise को
खोल झिल्ली से प्रोटीन निष्कर्षण के लिए, अल्ट्रासोनिक-क्षार उपचार एक solubilised प्रोटीन उपज की कुल खोल झिल्ली प्रोटीन की 100% के करीब में हुई। अल्ट्रासोनिक गुहिकायन खोल झिल्ली से अलग बड़ा प्रोटीन गुच्छों और उसके यौगिकों के solubilisation मदद की। प्रोटीन संरचना और गुणों sonication द्वारा क्षतिग्रस्त और अक्षुण्ण बनी नहीं थे। प्रोटीन की एंटीऑक्सीडेंट गुण अल्ट्रासोनिक की मदद से क्षारीय उपचार और पारंपरिक निकासी के लिए एक समान थे।

अल्ट्रासोनिक जिलेटिन निष्कर्षण

जमे हुए और वायु सूखे पोलॉक खाल को कोलेजन ऊतक को अलग करने के लिए ठंडे नमकीन, क्षारीय और एसिड समाधानों के साथ इलाज किया जाता था और एक प्रोसेसिंग सहायता के रूप में बिजली अल्ट्रासाउंड उपचार के साथ चार घंटे के लिए 45 डिग्री सेल्सियस पर कोलेजन denaturation द्वारा जिलेटिन निकालने के लिए इलाज किया गया था। जेलाटिन उपज, पीएच, स्पष्टता, जेल की शक्ति और viscoelastic गुणों के साथ ही पृष्ठ-एसडीएस विधि द्वारा निर्धारित आणविक भार वितरण का मूल्यांकन किया गया। चार घंटे के लिए 45 डिग्री सेल्सियस पर पानी के स्नान में निकाला गया जिलेटिन नियंत्रण के रूप में इस्तेमाल किया गया था। पावर अल्ट्रासाउंड उपचार ने नियंत्रण की तुलना में निष्कर्षण उपज 11.1% बढ़ा दी जबकि जेल की ताकत 7% कम हो गई। अल्ट्रासाउंड-निकाले गए जिलेटिन (4.2 डिग्री सेल्सियस) में जेलेशन तापमान भी कम था। यह व्यवहार जिलेटिन में पॉलीपेप्टाइड कॉइल्स के आणविक वजन वितरण में अंतर से संबंधित है। पावर अल्ट्रासाउंड निष्कर्षण जमे हुए और हवा सूखे मछली की खाल से जिलेटिन निष्कर्षण बढ़ाने के लिए उपयोग किया जा सकता है। (ओल्सन एट अल। 2005)

औद्योगिक अल्ट्रासोनिक सिस्टम

Hielscher Ultrasonics बेंच-टॉप और औद्योगिक पैमाने के लिए प्रयोगशाला से शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक प्रणाली की आपूर्ति करती है। इष्टतम निष्कर्षण उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए मांग की शर्तों के तहत विश्वसनीय sonication लगातार किया जा सकता है। सभी औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत ही उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm अप करने के लिए के आयाम आसानी से लगातार 24/7 ऑपरेशन में चलाया जा सकता है। भी उच्च आयाम के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक sonotrodes उपलब्ध हैं। Hielscher की अल्ट्रासोनिक उपकरण की मजबूती हेवी ड्यूटी पर 24/7 ऑपरेशन के लिए और मांग के वातावरण में अनुमति देता है।
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