Ultrazvučno vađenje i očuvanje

Ultrazvučna ekstrakcija i očuvanje koristi pomoću snage ultrazvuk za dezintegraciju staničnih struktura (liza). Razbijanje stanica s ultrazvukom rersults u vrlo učinkovitoj ekstrakciji unutarstaničnih spojeva, kao i mikrobne inaktivacije. Zbog brojnih prednosti, ultrazvuka je naširoko koristi za ekstrakciju i očuvanje u prehrambenoj industriji. Saznajte više o prednostima ultrazvučne ekstrakcije i prerade hrane!

Snaga ultrazvuk za ekstrakciju i očuvanje hrane i biljaka

Ultrazvučni ekstrakcija: Ultrazvučna ekstrakcija je proces koji koristi visokofrekventne zvučne valove za ekstrakciju spojeva iz raznih materijala kao što su biljke, voće, i povrće. Proces uključuje korištenje ultrazvučnih valova za stvaranje mjehurića visokog tlaka u tekućem ili polučvrstom materijalu, koji se brzo urušavaju, stvarajući intenzivnu toplinu i pritisak koji ometa stanične stijenke materijala i oslobađa željene spojeve.

Princip rada ultrazvučne ekstrakcije i očuvanja

Osnovni princip iza ultrazvučne ekstrakcije temelji se na fenomenu poznatom kao akustična kavitacija. Kada je tekućina izložena ultrazvučnim valovima visokog intenziteta i niske frekvencije (oko 20 kHz), stvara tlačne valove koji stvaraju sitne vakuumske mjehuriće u tekućini. Ti mjehurići rastu u veličini kako se intenzitet ultrazvuka povećava, a kada dosegnu određenu veličinu, iznenada se i silovito urušavaju, stvarajući udarni val i oslobađajući energiju u obliku topline i pritiska.
Ovaj proces uzrokuje mehaničke poremećaje staničnih stijenki, oslobađajući željene spojeve iz materijala u tekuće otapalo. Oslobođeni spojevi tada se mogu odvojiti od otapala standardnim tehnikama odvajanja kao što su filtracija ili centrifugiranje.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrazvučna serija ekstrakcije alkaloida iz biljnog materijala pomoću ultrazvučne sonde UP400St.

ultrasonicator UP400St za učinkovitu netoplinsku ekstrakciju biljnog materijala.

Ultrazvučno očuvanje: Ultrazvučno očuvanje temelji se na istim kavitacijskim učincima kao i ultrazvučna ekstrakcija. Za očuvanje se primjenjuje ultrazvuk snage kako bi se produžio rok trajanja kvarljive hrane korištenjem visokofrekventnih zvučnih valova za inhibiciju rasta mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje. Proces uključuje izlaganje hrane ultrazvučnim valovima koji ometaju stanične stijenke bakterija, kvasaca i plijesni, što dovodi do njihovog uništenja ili inhibicije.
Ovaj proces uzrokuje mehanički poremećaj staničnih stijenki mikroorganizama, što dovodi do njihovog uništenja ili inhibicije. Ultrazvučni valovi također mogu povećati propusnost staničnih membrana, dopuštajući konzervansima i drugim antimikrobnim sredstvima da učinkovitije prodru i ubiju mikroorganizme.
Ultrazvučno očuvanje je poželjno u odnosu na tradicionalne metode očuvanja jer nudi nekoliko prednosti kao što su kraće vrijeme obrade, veća učinkovitost, i sposobnost očuvanja prirodnih svojstava i okusa hrane. Koristi se u širokom rasponu prehrambenih proizvoda kao što su umaci, sokovi, mliječni proizvodi, jaja i meso kako bi se produžio njihov rok trajanja i osigurala njihova sigurnost.

Ultrazvučna tehnika ekstrakcije i konzerviranja preferira se u odnosu na tradicionalne metode ekstrakcije i konzerviranja jer nudi nekoliko prednosti kao što su brže stope ekstrakcije, izvrsna kvaliteta proizvoda, veći prinos, čisto mehanička netoplinska obrada i sposobnost ekstrakcije šireg raspona spojeva. Koristi se u širokom rasponu industrija kao što su hrana i piće, farmaceutski proizvodi i kozmetika.

Ultrazvučna botanička ekstrakcija daje veće prinose. Hielscher UIP2000hdT, homogenizator od 2000 W dovoljno je snažan da lako izvuče serije od 10 litara do 120 litara.

Ultrazvučna ekstrakcija botanike - 30 litara / 8 galon serije

Minijatura videozapisa

Snažan ultrazvučni kavitacija na Hielscher cascatrode

Snažna ultrazvučna kavitacija na Hielscher UIP1000hdT Cascatrode

Ultrazvučna ekstrakcija proteina i enzima

Posebno je ekstrakcija enzima i proteina pohranjenih u stanicama i subcelularnim česticama jedinstvena i učinkovita primjena ultrazvuka visokog intenziteta, jer se ekstrakcija organskih spojeva sadržanih u tijelu biljaka i sjemena otapalom može značajno poboljšati. Stoga ultrazvuk ima potencijalnu korist u ekstrakciji i izolaciji novih potencijalno bioaktivnih komponenti, npr. od neiskorištenih tokova nusproizvoda nastalih u trenutnim procesima. Ultrazvuk također može pomoći u intenziviranju učinaka liječenja enzimima, a time i smanjiti količinu potrebnog enzima ili povećati prinos ekstraktivnih relevantnih spojeva.

Ultrazvučna ekstrakcija lipida i proteina

Ultrasonication se često koristi za poboljšanje ekstrakcije lipida i proteina iz biljnih sjemenki, poput soje (npr. Brašna ili odmašćene soje) ili drugih sjemenki ulja. U tom slučaju uništavanje staničnih stijenki olakšava prešanje (hladno ili vruće) i time smanjuje preostalo ulje ili masnoću u tlačnom kolaču.

Utjecaj kontinuirane ultrazvučne ekstrakcije na prinos raspršenog proteina pokazao je Moulton et al. Sonikacija je povećala oporavak raspršenih proteina progresivno kako se omjer pahuljica i otapala mijenjao od 1:10 do 1:30. Pokazalo se da je ultrazvuk sposoban peptizirati sojin protein pri gotovo svakoj komercijalnoj propusnosti i da je potrebna energija ultrazvukom najniža, kada su korištene deblje kaše.

Ultrazvučna izolacija fenolnih spojeva i antocijanina

Enzimi, kao što pektinaze, celulaza i hemicelulaza su naširoko koristi u obradi soka kako bi se degradirati stanične zidove i poboljšati sok ekstrakcije. Poremećaj stanične stijenke matrice također oslobađa komponente, kao što su fenolni spojevi u sok. Ultrazvuk poboljšava proces ekstrakcije i stoga mogu dovesti do povećanja iskorištenja fenolni spoj, alkaloidi i sok, obično lijeve u tisku kolača.

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. “US liječenje povećanje koncentracije fenolnih spojeva borovnica soka od više od 15%. […Utjecaj američkih (ultrazvuka) bio je značajniji s crnim ribizima, što je više izazovnih bobica u preradi soka nego biljica zbog njihovog visokog sadržaja pektina i različite stanične arhitekture. […] koncentracija fenolnih spojeva u soku porasla je za 15-25% upotrebom američkog (ultrazvučnog) tretmana nakon enzimske inkubacije.” Mokkila i sur., 2004.)
 

U ovoj prezentaciji upoznajemo vas s proizvodnjom botaničkih ekstrakata. Objašnjavamo izazove proizvodnje visokokvalitetnih botaničkih ekstrakata i kako vam sonikator može pomoći da prevladate ove izazove. Ova prezentacija će vam pokazati kako ultrazvučna ekstrakcija djeluje. Naučit ćete, koje prednosti možete očekivati pomoću ultrazvukom za ekstrakciju i kako možete implementirati ultrazvučni ekstraktor u proizvodnju ekstrakta.

Ultrazvučna botanička ekstrakcija - Kako koristiti sonikatore za ekstrakciju botaničkih spojeva

Minijatura videozapisa

 

Industrijska sonda tipa ultrasonicator UIP6000hdT (6kW, 20kHz) s reaktorom stanica protoka za kontinuiranu ultrazvučnu obradu tekućina i paste s visokom propusnošću.

Ultrasonicator UIP6000hdT u industrijskoj instalaciji kontinuirane ekstrakcije.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Mikrobiološka i enzimska inaktivacija

Mikrobiološka i enzimska inaktivacijaMikrobna i enzimska inaktivacija (konzerviranje), npr. u voćnim sokovima i umacima, još je jedna primjena ultrazvuka u preradi hrane. Danas je očuvanje povišenjem temperature u kratkim vremenskim razdobljima (pasterizacija) još uvijek najčešća metoda obrade mikrobne ili enzimske inaktivacije koja dovodi do duljeg roka trajanja (očuvanja). Zbog izloženosti visokoj temperaturi, konvencionalna toplinska pasterizacija često dolazi do nedostataka prehrambenih proizvoda.
Proizvodnja novih tvari iz reakcija toplinski kataliziranih i modifikacija makromolekula kao i deformacija biljnih i životinjskih struktura mogu se smanjiti zbog gubitka kvalitete. Stoga, termička obrada može uzrokovati neželjene promjene osjetilnih atributa, tj. Teksture, okusa, boje, mirisa i hranjivih svojstava, tj. Vitamina i proteina. Ultrazvuk je učinkovita ne-termalna (minimalna) obrada.

Za razliku od konvencionalnih toplinskih tretmana, ultrazvučno očuvanje koristi energiju i sile smicanja akustične kavitacije kako bi inaktivirali enzime. Na dovoljno niskim razinama ultrazvukom strukturne i metaboličke promjene mogu se pojaviti u stanicama bez njihovog uništenja. Aktivnost peroksidaze, koja se nalazi u većini sirovog i neuravnoteženog voća i povrća, a može biti posebno povezana s razvojem off-okusa i smeđih pigmenata, može se značajno smanjiti korištenjem ultrazvuka. Termorezistentni enzimi, kao što su lipaza i proteaza koji podnose ultra-visokotemperaturnu obradu i koji mogu smanjiti kvalitetu i rok trajanja toplinski obrađenog mlijeka i drugih dnevnih proizvoda, mogu se učinkovitije inaktivirati istodobnom primjenom ultrazvuka, topline i tlaka (MTS).

Ultrazvuk je pokazao svoj potencijal u uništavanju patogena koji se prenose hranom, poput E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium ciste i Poliovirus.

Primjenjuje se na: konzerviranje džema, marmelade ili preljeva, voćnih sokova i umaka, mesnih proizvoda, mliječnih proizvoda i sladoleda.
 

Hielscher ultrasonicators može homogenizirati i pasterizirati tekuće proizvode od jaja (cijela jaja, bjelanjci, žumanjci) kako bi se osigurala sigurnost hrane i mehanička stabilnost. Hielscher ultrazvučni homogenizatori pružaju intenzivnu kavitaciju i visoke sile smicanja za ubijanje mikroba. Ultrazvučna pasterizacija je vrlo učinkovita i učinkovita niskotemperaturna alternativa pasterizaciji. Tekuće jaje pasterizirano ultrazvukom pokazuje manje denaturacije proteina, manji gubitak okusa, poboljšanu homogenost i značajno veću energetsku učinkovitost.

Homogenizacija i pasterizacija tekućih jaja primjenom ultrazvuka snage s Ultrasonicator UP400ST

Minijatura videozapisa

 

Sinergija ultrazvuka s temperaturom i tlakom

Ultrasonication je često učinkovitiji kada se kombinira s drugim antimikrobnim metodama, kao što su:

  • termo-sonication, tj. topline i ultrazvuka
  • hand-sonication, tj. pritisak i ultrazvuk
  • hand-thermo-sonication, tj. pritisak, toplinu i ultrazvuk

Kombinirana primjena ultrazvuka s toplinom i/ili tlakom preporučuje se za Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae i Aeromonas hydrophila.

Ultrazvuk vs druge tehnike očuvanja hrane

Za razliku od drugih toplinskih i netoplinskih procesa, kao što su homogenizacija visokog tlaka, pasterizacija topline, visoki hidrostatski tlak (HP), komprimirani ugljični dioksid (cCO2) i superkritični ugljični dioksid (ScCO2), impulsi visokog električnog polja (HELP) ili mikrovalna pećnica, ultrazvuk se lako može testirati u laboratorijskoj ili stolnoj ljestvici – generiranje ponovljivih rezultata za povećanje. Intenzitet i karakteristike kavitacije mogu se lako prilagoditi specifičnom postupku ekstrakcije kako bi se ciljali određeni ciljevi. Amplituda i tlak mogu se mijenjati u širokom rasponu, npr. kako bi se identificirala energetski najučinkovitija postavka ekstrakcije.

Ostale prednosti povezane s uporabom ultrazvučne sonde tipa ekstrakcije su lako rukovanje ekstraktom, brzo izvođenje, bez ostataka, visok prinos, ekološki prihvatljiv, poboljšana kvaliteta i prevencija razgradnje ekstrakta.
(usp. Chemat et al., 2011)

Prednosti ultrazvučne prerade hrane
 

  • Potpuniji ekstrakcija
  • Netoplinsko očuvanje
  • veće prinose
  • Visoke hranjive tvari, vrhunska kvaliteta hrane
  • brz proces
  • Hladni / netoplinski proces
  • Jednostavan i siguran za rad
  • Slabo održavanje
Ultrazvučne sonde su vrlo učinkovite za netoplinsku ekstrakciju ljekovitih gljiva poput Chage. Ovaj video pokazuje brzo izvlačenje punog spektra iz chage pomoću ultrasonicator UP100H.

Ekstrakcija gljiva - Ekstrakcija hladnih chaga gljiva pomoću ultrazvuka

Minijatura videozapisa

Ultrasonicators visokih performansi za ekstrakciju i preseravaciju

Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrasonicators visokih performansi za učinkovitu ekstrakciju i očuvanje. Korištenje Hielscher ultrazvučne opreme za ekstrakciju i očuvanje hrane je moćna tehnologija prerade koja se ne samo može primijeniti sigurno i ekološki prihvatljivo, ali i učinkovito i ekonomično. Učinak homogenizacije i konzerviranja može se lako koristiti za bilo koji tekući prehrambeni proizvod ili prehrambeni proizvod sličan pasti, uključujući voćne sokove i pire (npr. naranča, jabuka, grejp, mango, grožđe, šljiva), kao i za umake od povrća i juhe (npr. umak od rajčice ili juhe od šparoga), mliječne proizvode, jaja i meso.
Naš portfelj ultrazvučnih homogenizatora i ekstraktora kreće se od ručnih, prijenosnih uređaja do potpuno industrijskih proizvodnih sustava za linijsku obradu velikih količina na komercijalnoj razini.

Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrasonicators u industrijske objekte. Grubim uvjetima i zahtjevnim okruženjima lako se bave Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics je tvrtka s ISO certifikatom i poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi s najsuvremenijom tehnologijom i prilagođenošću korisnicima. Naravno, Hielscher ultrasonicators su CE sukladni i zadovoljavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
00,5 do 1,5 ml N.a. VialTweeter
1 do 500 mL 10 do 200 mL / min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L / min UIP2000hdT
10 do 100L 2 do 10 l / min UIP4000hdT
15 do 150L 3 do 15L/min UIP6000hdT
N.a. 10 do 100 l / min UIP16000
N.a. veći grozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo koristite obrazac u nastavku kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, aplikacijama i cijeni. Rado ćemo razgovarati o vašem procesu s vama i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji zadovoljava vaše zahtjeve!









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratoriju, klupi, pilotskoj i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.



Književnost / Reference

Činjenice koje vrijedi znati

Ultrazvučno Cell dezintegracije

Pod intenzivnom ultrazvukom enzimi ili proteini mogu se osloboditi iz stanica ili subcelularnih organela kao rezultat raspada stanica. U tom slučaju, spoj koji se otopi u otapalo zatvoren je u netopljivu strukturu. Da bi se izvukla, stanična membrana mora biti uništena. Poremećaj stanica je osjetljiv proces, jer sposobnost stanične stijenke da izdrži visoki osmotski tlak iznutra. Potrebna je dobra kontrola poremećaja stanica kako bi se izbjeglo nesmetano oslobađanje svih unutarstaničnih proizvoda, uključujući ostatke stanica i nukleinske kiseline, ili denaturaciju proizvoda.
Ultrasonication služi kao dobro kontrolirano sredstvo za dezintegraciju stanica. Zbog toga mehanički učinci ultrazvuka osiguravaju brži i potpuniji prodor otapala u stanične materijale i poboljšavaju prijenos mase. Ultrazvuk postiže veći prodor otapala u biljni tkivo i poboljšava prijenos mase. Ultrazvučni valovi koji uzrokuju kavitaciju ometaju stanične zidove i olakšavaju oslobađanje komponenti matrice.

Ultrazvučno poboljšani prijenos mase potiče ekstrakciju

Općenito, ultrazvuk može dovesti do permeabilizacije staničnih membrana na ione, a može značajno smanjiti selektivnost staničnih membrana. Mehanička aktivnost ultrazvuka podržava difuziju otapala u tkivo. Kako ultrazvuk mehanički razbija staničnu stijenku silama kavitacije, olakšava prijenos iz stanice u otapalo. Smanjenje veličine čestica ultrazvučnom kavitacijom povećava površinu u kontaktu između čvrste i tekuće faze.

Ultrazvučna liza i inaktivacija E.coli

Da bi se proizvele male količine rekombinantnih proteina za proučavanje i karakterizaciju njihovih bioloških svojstava, E.coli je bakterija izbora. Oznake za pročišćavanje, npr. polihistidinski rep, beta-galaktozidaza ili proteini koji vežu maltozu, obično se spajaju s rekombinantnim proteinima kako bi se mogli odvojiti od staničnih ekstrakata čistoće dovoljne za većinu analitičkih svrha. Ultrasonication omogućuje maksimiziranje oslobađanja proteina, osobito kada je proizvodni prinos nizak i očuvanje strukture i aktivnosti rekombinantnog proteina.

Ultrazvučna oksidacija

Pri kontroliranim intenzitetima, primjena ultrazvuka na biotransformaciju i fermentaciju može rezultirati pojačanom bioprocesiranjem, zbog induciranih bioloških učinaka i zbog olakšanog prijenosa stanične mase. Bar je istraživao utjecaj kontrolirane primjene ultrazvuka (20kHz) na oksidaciju kolesterola na kolestenon odmaranjem stanica Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (ranije Nocardia erythropolis).
Ovaj sustav je tipičan za mikrobne transformacije sterola i steroida po tome što su supstrat i proizvodi krute tvari topljive u vodi. Stoga je ovaj sustav prilično jedinstven po tome što i stanice i krutine mogu biti podložne učinku ultrazvuka. Na dovoljno niskom ultrazvučnom intenzitetu koji je sačuvao strukturni integritet stanica i zadržao njihovu metaboličku aktivnost, Bar je primijetio značajno poboljšanje kinetičkih brzina biotransformacije u mikrobnim kašama od 1,0 i 2,5 g / L kolesterola kada se ultrazvukom za 5s svakih 10mn s izlaznom snagom od 0,2W / cm². Ultrazvuk nije pokazao učinak na enzimsku oksidaciju kolesterola (2,5 g/L) oksidazom kolesterola.


Visoke performanse ultrazvuka! Hielscherov asortiman pokriva cijeli spektar od kompaktnog laboratorijskog ultrasonicatora preko klupa-top jedinica do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.


Rado ćemo razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.