Ultrahangos kollagén extrakció
- A kollagén fehérjében gazdag, és széles körben alkalmazzák sokoldalú ipari alkalmazásokban, pl. Élelmiszerek, gyógyszerek, adalékok stb.
- Az Sonication könnyen kombinálható a kollagén enzimatikus vagy savas extrahálásával.
- Az ultrahangnak a kollagén extrahálási folyamatba történő bevitele magasabb hozamokat és gyorsabb extrakciót eredményez.
Ultrahangos hatások a kollagén extrakcióra
Nagy intenzitású ultrahang széles körben használják javítása tömegátadás nedves folyamatok, például kitermelés, sonochemistry stb. A kollagén extrahálása (más néven kollagénizoláció) jelentősen javítható az ultrahangos kezeléssel. Az anyag a kollagén szubsztrátum (dekoltázs) során a kollagén fibrils, így enzimatikus hidrolízis vagy savas kezelés megkönnyíti.
Ultrasonically asszisztált enzimatikus extrahálás
A Sonication az enzimaktivitás fokozására képes. Ez a hatás a pepszin-aggregátumok ultrahangos diszperzióján és deagglomerációján alapul. A homogénen diszpergált enzimek nagyobb teret kínálnak a tömegátadáshoz, ami korrelál a magasabb enzimaktivitással. Továbbá az erős ultrahanghullámok kollagén fibrillákat kinyitnak, hogy a kollagén felszabaduljon.
Ultrahangos Pepszin kivonás: A pepszin kombinálta az ultrahangozást, növeli a kollagén hozamát kb. 124%, és jelentősen lerövidíti az extrakciós időt a hagyományos pepszin-hidrolízissel összehasonlítva. A körkörös dikroizmus-analízis, az atomos erő mikroszkópiája és az FTIR bizonyította, hogy az extrahált kollagén hármas hélixszerkezetét nem befolyásolta az ultrahang és az érintetlen marad. (Li és munkatársai, 2009) Ezáltal az ultrahanggal támogatott pepszin extrakció rendkívül praktikus az élelmiszeripar számára, amely jelentősen megnöveli a fehérje-visszanyerési arányt lényegesen rövidebb feldolgozási idő alatt.
Az ultrahangos és nem ultrahangos kollagén extrahálásából származó ultrahangos és ultrahangos extrakció során az ultrahangkezelés (20 kHz, impulzus 20/20 mp) meggyőződött a magasabb hozammal és hatékonysággal. A szokásos extrakciót pepszinnel ecetsavval 48 órán keresztül végeztük. Az ultrahangos extrakciót azonos körülmények között extraháltuk, de az ultrahangos kezelés (3-24 óra) és a pepszin (24-45 óra) közötti expozíciós időtartamokat változtattuk, összesen 48 óra kezelést követően. Az ultrahang-pepszin extrakció a kollagén extrakció hatékonyságát mutatta, 6,2% -os hozammal, amikor a hagyományos extrakciós hozam 2,4% volt. A legjobb eredményeket 18 órás ultrahangos extrahálással végeztük el. Az extrahált kollagén sértetlen folyamatos helix szerkezetet mutatott, jó oldhatóságot és meglehetősen magas termikus stabilitást mutatott. ez azt jelenti, hogy az ultrahang-pepszin extrakció javította a természetes kollagén extrakciójának hatékonyságát anélkül, hogy károsítaná az eredményül kapott kollagént. (Ran és Wang 2014)
Ultrahanggal segített savas extrakció
Kim és mtsai. (2012), a savanyú kollagén extrakciója a japán tengeri basszustól (Lateolabrax japonicus) 20 kHz-es, 0,5 M ecetsavban ultrahangos kezelés után megnövelt hozamot és csökkentett extrakciós időt mutatott. Az ultrahangos extrahálás nem változtatta meg a kollagén fő összetevőit, pontosabban az α1, α2 és β láncokat.
A tojáshéjból készült fehérje ultrahangos extrakciója
Az ultrahanggal előkezelt enzimatikus hidrolizátumok jobb funkcionális tulajdonságokkal rendelkeznek. A csirke tojáshéjból származó funkcionális fehérje hidrolizátumok ultrahangos extrakciójával javul az oldhatóság, emulgeáló, habosodó és vízgazdag tulajdonságok.
A tojáshéj membrán bőséges természeti erőforrás, és körülbelül 64 fehérjét tartalmaz, beleértve az I. típusú, a V és X kollagént, a lizozimot, az oszteopontint és a sialoproteint. Ez a tojáshéjak érdekes nyersanyagot jelent a fehérjék kinyeréséhez. Ultrahangos extrakcióval a fehérje felszabadulása és funkcionalitása jelentősen javítható, ami gyors, hatékony és gazdaságos folyamatot eredményez.
Ultrahanggal segített alkáli extrakció
hogy ezeket a fehérjéket kivonják és oldják
A tojáshéjmembránból történő fehérje-kivonás során az ultrahang-lúgos kezelés az összes tojáshéj-membránfehérje közel 100% -ának megfelelő szolubilizált fehérjetartalmat eredményezett. Az ultrahangos kavitációval leválasztott nagyobb fehérjék a tojáshéjhéjmintából csomósodnak, és megkönnyítik a vegyületek szolubilizációját. A fehérje szerkezetét és tulajdonságait az ultrahangos kezelés nem károsította, és sértetlen maradt. A fehérjék antioxidáns tulajdonságai megegyeztek az ultrahanggal segített alkáli kezeléssel és a hagyományos extrakcióval.
Ultrahangos zselatin kivonás
A fagyasztott és levegőn szárított pollock bőreket hideg sóoldattal, lúgos és savas oldatokkal különítettük el a kollagénszövet elkülönítésére és a kollagén denaturálódására 45 ° C-on négy órán keresztül extraháltuk. A zselatin hozamát, pH-értékét, tisztaságát, gélszilárdságát és viszkoelasztikus tulajdonságait, valamint a PAGE-SDS módszerrel meghatározott molekulatömeg-eloszlást értékeltük. A zselatint vízfürdőben 45 ° C-on négy órán át extraháltuk kontrollként. Az elektromos ultrahangos kezelés 11,1% -kal növelte az extrakciós hozamot a kontrollhoz képest, míg a gélerősség 7% -kal csökkent. A zselatin hőmérséklete alacsonyabb volt az ultrahanggal kivont zselatinban (4,2 ° C). Ez a viselkedés a polipeptid tekercsek molekulatömeg-eloszlásában mutatkozó különbségekhez kötődik a zselatinokban. Az erőteljes ultrahangos extrakció a fagyasztott és levegőn szárított halhéjak zselatin extrakciójának növelésére használható. (Olson és munkatársai, 2005)
ipari ultrahangos berendezések
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos rendszereket szállít a laborból a felső és az ipari méretek közé. Az optimális elszívási teljesítmény biztosítása érdekében a megbízható ultrahangos kezelés az igényes körülmények között folyamatosan elvégezhető. Minden ipari ultrahangos processzor nagyon nagy amplitúdójú. A 200 μm-ig terjedő amplitúdó könnyen működtethető folyamatosan 24/7-es üzemben. Még nagyobb amplitúdók esetén személyre szabott ultrahangos sonotrodák állnak rendelkezésre. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága nagy igénybevétellel és igényes környezetben lehetővé teszi a 24/7 üzemeltetést.
Kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot velünk a folyamat követelményeivel kapcsolatban! Örömmel ajánljuk Önnek egy megfelelő ultrahangos rendszert a folyamatához!
A Hielscher ultrahangos, nagyteljesítményű homogenizátorai bármilyen folyamatábrázoláshoz rendelkezésre állnak – a laborról a termelésre.
Irodalom / References
- Álvarez, Carlos; Lélu, Pauline; Lynch, Sarah A .; Tiwari, Brijesh K. (2018): Optimális fehérje-visszanyerés makréla teljes halból, szekvenciális sav / lúgos izoelektromos szolubilizációs kicsapással (ISP) extrahálással, ultrahang segítségével. LWT – Élelmiszer-tudomány és technológia Kt. 88, 2018. február. 210-216.
- Jain, Surangna; Kumar Anal, Anil (2016): A funkcionális fehérje hidrolizátumok kitermelésének optimalizálása a csirke tojás héj membránnal (ESM) ultrahanggal segített extrakcióval (UAE) és enzimes hidrolízissel. LWT – Élelmiszer-tudomány és technológia Kt. 69, 2016. június. 295-302.
- Kim, HK; Kim, YH; Kim, YJ; Park, HJ; Lee, NH (2012): Ultrahangos kezelés hatása a kollagén extrakciójára a tengeri basszus Lateolabrax japonicus bőréből. Fisheries Science 78. kötet, 78. szám; 2013. 485-490.
- Li, Defu; Mu, Changdao; Cai, Sumei; Lin, Wei (2016): Ultrahangos besugárzás a kollagén enzimes kitermelésében. Ultrasonics Sonochemistry 16. kötet, 5. kiadás; 605-609.
- Olson, DA, Avena Bustillos, RD, Olsen, CW, Chiou, B., Yee, E., Bower, CK, Bechtel, PJ, Pan, Z., Mc Hugh, TH a hal zselatin kivonására szolgáló feldolgozási segédanyag. Találkozó 71C-26. IFT éves találkozó. 2005. július. New Orleans, LA.
- Ran, XG; Wang, LY (2014): Ultrahangos és pepszinos kezelés tandemben a kollagén extrakciótól a húsipari melléktermékektől. Journal of Food Science and Food 94 (3), 2014. 585-590.
- Schmidt, MM; Dornelles, RCP; Mello, RO; Kubota, EH; Mazutti, MA; Kempka, AP; Demiate, IM (2016): Kollagén extrakciós folyamat. International Food Research Journal 23 (3), 2016. 913-922.
- Siritientong, Tippawan; Bonani, Walter; Motta, Antonella; Migliaresi, Claudio; Aramwit, Pornanong (2016): A Bombyx mori selyem törzs hatása és az extrakciós idő a szericin molekuláris és biológiai jellemzőire. Bioscience, Biotechnology and Biochemistry Vol. 80, Iss. 2, 2016. 241-249.
- Zeng, JN; Jiang, BQ; Xiao, ZQ, Li, SH (2011): Kollagén extrakciója a halak mérlegéből papainnal ultrahangos előkezelés alatt. Advanced Materials Research, Volume 366, 2011. 421-424.
Tudni érdemes
A kollagén
A kollagén a fő strukturális fehérje az extracelluláris térben az állati testek különböző kötőszöveteiben. A kötőszövet fő összetevőjeként ez a legelterjedtebb fehérje az emlősökben [1], amely az egész test fehérjetartalmának 25-35% -át teszi ki. A kollagén aminosavakból áll, amelyeket háromszor hüvelyesek alakultak ki, és hosszúkás fibrillák alakultak ki. A legmagasabb mennyiségű kollagén jelen van a rostos szövetekben, mint az inak, a szalagok és a bőr. Háromféle kollagént kell megkülönböztetni:
I. típusú kollagén: a bőr, a haj, a körmök, a szervek, a csont, az ínszalagok 90% -át biztosítja
II típusú kollagén: 50-60% fehérjét biztosít a porcban, 85-90% kollagént az izületi porcokban
III. Típusú kollagén: fehérjéket biztosít a rostos fehérjéknek a csont, porc, dentin, ín és egyéb kötőszövetekben
Kollagén a testben
Mindhárom kollagén típus különböző fehérjékből áll, amelyek különböző célokat szolgálnak fel a szervezetben. Az I. és III. Kollagén típusok mind a bőr, az izmok, a csont, a haj és a köröm fő alkotóelemei. Ezek az egészségük, a növekedésük és az újjáépítésükhöz szükségesek. A II. Típusú kollagén főként a porcokban és az ízületekben található.
Az I. és III. Típusú kollagén mindkettő 19 aminosavat tartalmaz, amelyeket esszenciális aminosavaknak tekintünk. A fibroblasztok (kötőszöveti sejtek) és az oszteoblasztok (csontképző sejtek) termelik. Az I. és III. Típusú kollagén legfontosabb fehérjéi a glicin, a prolin, az alanin és a hidroxi-prolin. A III. Típusú rostos szkleroprotein.
A glicin a legmagasabb mennyiségű kollagén aminosav. A prolin nem esszenciális aminosav, amelyet glicinből szintetizálhatunk, és hozzájárul az ízületekhez és az inakhoz. A hidroxiprolin olyan aminosav, amely hozzájárul a kollagén stabilitásához. Az alanin egy aminosav, amely fontos a fehérjék bioszintéziséhez.
Az I. és III. Típushoz hasonlóan a II típusú kollagén fibrillákat is képez. Ez a fibrilláris kollagén hálózat fontos a porcban, mivel lehetővé teszi a proteoglikánok befogadását. Ezenkívül szakítószilárdságot biztosít a szövetnek.
Források és felhasználások
A kollagén olyan rostos fehérje, amely bőségesen jelen van emlősök kötőszövetében, pl. Szarvasmarha, sertés. A legtöbb kollagént kivontuk
a sertésbőrből és a csontokból, valamint a szarvasmarhafélékből származó forrásokból. A kollagén extrakció alternatív forrása a hal és a szárnyas. A kollagént széles körben használják élelmiszerek, étrend-kiegészítők, gyógyszerek / orvosi készítmények és kozmetikumok között más termékek között. A kollagén extrakció egyre növekvő, mivel ez a fehérje szintetikus szereket helyettesíthet különböző ipari folyamatokban.