超音波抽出と保存

超音波抽出および保存は、細胞構造の崩壊(溶解)のためにパワー超音波を使用して利用します。超音波で細胞を破壊することは、細胞内化合物の高効率抽出だけでなく、微生物の不活性化に再活性化します。多くの利点のために、超音波は食品業界での抽出と保存に広く使用されています。超音波抽出と食品加工の利点についてもっと学びましょう!

食品や植物の抽出と保存のためのパワー超音波

超音波抽出: 超音波抽出は、植物、果物、野菜などの様々な材料から化合物を抽出するために高周波音波を使用するプロセスです。このプロセスには、超音波を使用して液体または半固体材料中に高圧気泡を作成し、急速に崩壊し、材料の細胞壁を破壊し、所望の化合物を放出する強烈な熱および圧力を生成する。

超音波抽出と保存の動作原理

超音波抽出の背後にある基本原理は、音響キャビテーションとして知られている現象に基づいています。液体が高強度で低周波(約20kHz)の超音波にさらされると、液体中に小さな真空気泡を生成する圧力波を生成します。これらの気泡は、超音波の強度が増加するにつれてサイズが大きくなり、特定のサイズに達すると、突然激しく崩壊し、衝撃波を生成し、熱と圧力の形でエネルギーを放出します。
このプロセスは細胞壁の機械的破壊を引き起こし、所望の化合物を材料から液体溶媒に放出する。次いで、放出された化合物は、濾過または遠心分離などの標準的な分離技術を用いて溶媒から分離することができる。

情報要求




私たちの注意してください 個人情報保護方針


超音波プローブUP400Stを使用した植物材料からのアルカロイドの超音波バッチ抽出。

超音波処理器 UP400St 植物材料の効率的な非熱抽出のために。

超音波保存: 超音波保存は、超音波抽出と同じキャビテーション効果に基づいています。保存のために、パワー超音波は、腐敗を引き起こす微生物の成長を抑制するために高周波音波を使用することにより、生鮮食品の貯蔵寿命を延ばすために適用されます。このプロセスでは、細菌、酵母、カビの細胞壁を破壊し、それらの破壊または阻害につながる超音波に食品をさらします。
このプロセスは微生物の細胞壁の機械的破壊を引き起こし、それらの破壊または阻害をもたらす。超音波はまた、細胞膜の透過性を高めることができ、防腐剤および他の抗菌剤がより効果的に微生物に浸透し、殺すことを可能にする。
超音波保存は、より短い処理時間、より高い効率、および食品の自然な特性および風味を保存する能力などのいくつかの利点を提供するため、従来の保存方法よりも好まれる。ソース、ジュース、乳製品、卵、肉などの幅広い食品に使用され、貯蔵寿命を延ばし、安全性を確保します。

超音波抽出および保存技術は、より速い抽出速度、優れた製品品質、より高い収率、純粋に機械的非熱処理およびより広い範囲の化合物を抽出する能力などのいくつかの利点を提供するため、従来の抽出および保存方法よりも好まれる。食品・飲料、医薬品、化粧品など幅広い業界で使用されています。

超音波植物抽出は、より高い収率を与える。ヒールシャーUIP2000hdT、2000ワットのホモジナイザーは、10リットルから120リットルまでのバッチを簡単に抽出するのに十分強力です。

植物の超音波抽出 - 30リットル/ 8ガロンバッチ

ビデオサムネイル

ヒールシャー・カストロデでの強力な超音波キャビテーション

強力な超音波キャビテーション ヒールシャーUIP1000hdTカスカトロード

超音波タンパク質と酵素抽出

特に、細胞や細胞内粒子に保存された酵素やタンパク質の抽出は、溶媒による植物や種子の体内に含まれる有機化合物の抽出を大幅に改善できるため、高強度超音波のユニークで効果的なアプリケーションです。したがって、超音波は、例えば現在のプロセスで形成された非利用副産物ストリームからの新規潜在的に生理活性成分の抽出および単離において潜在的な利益を有する。超音波はまた、酵素処理の効果を強化するのに役立ち、これにより、必要な酵素の量を減らすか、抽出可能な関連化合物の収率を増加させることができます。

脂質およびタンパク質の超音波抽出

超音波は、しばしば、大豆(例えば小麦粉又は脱脂大豆)などの植物種子、または他の油糧種子からの脂質およびタンパク質の抽出を改善するために使用されます。この場合には、細胞壁の破壊は、押圧(低温または高温)を容易にし、それによって押圧ケーキ中の残留油または脂肪を減少させます。

分散タンパク質の収率に対する連続超音波抽出の影響は、モールトンらによって実証された。超音波処理は、フレーク/溶媒比が1:10から1:30に変化するにつれて、分散タンパク質の回復を徐々に増加させた。それは、超音波がほとんどすべての商業スループットで大豆タンパク質を解膠することができ、より厚いスラリーが使用された場合、必要な超音波処理エネルギーが最も低かったことを示した。

フェノール化合物とアントシアニンの超音波分離

例えばペクチナーゼ、セルラーゼおよびヘミセルラーゼなどの酵素は、広く細胞壁を分解し、ジュース抽出性を向上させるためにジュース処理に使用されます。細胞壁マトリックスの破壊はまた、そのようなジュースにフェノール化合物などの成分を放出します。超音波は、抽出プロセスを改善し、したがって、一般のプレスケーキに残っフェノール化合物、アルカロイドおよびジュース収率の増加をもたらすことができます。

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. “米国の治療は15%以上ビルベリージュースのフェノール化合物の濃度を高めます。 […米国の影響(超音波)がペクチンと異なる細胞壁構造の高い含有量に起因ビルベリーよりジュース処理においてより挑戦ベリーである黒スグリ、でより顕著でした。 […]ジュース中のフェノール化合物の濃度は、酵素インキュベーション後US(超音波)処理を使用して15から25パーセント増加しました。” (cf. モッキラら, 2004)
 

このプレゼンテーションでは、植物抽出物の製造を紹介します。高品質の植物抽出物を製造する際の課題と、超音波処理器がこれらの課題を克服するのにどのように役立つかを説明します。このプレゼンテーションでは、超音波抽出がどのように機能するかを示します。あなたは、抽出のための超音波処理器を使用して期待できる利点と、あなたの抽出生産に超音波抽出器を実装する方法を学びます。

超音波植物抽出 - 植物化合物を抽出するために超音波処理器を使用する方法

ビデオサムネイル

 

高スループットで液体やペーストの連続超音波処理のためのフローセルリアクターを備えた産業用プローブ型超音波装置UIP6000hdT(6kW、20kHz)。

超音波装置 UIP6000hdT 連続抽出の産業設備で。

情報要求




私たちの注意してください 個人情報保護方針


微生物や酵素の失活

微生物や酵素の失活微生物および酵素の不活性化(保存)、例えばフルーツジュースおよびソースにおける、食品加工における超音波の別の用途である。今日でも、短期間の温度上昇による保存(低温殺菌)は、微生物または酵素の不活性化のための最も一般的な処理方法であり、貯蔵寿命の延長(保存)につながります。高温にさらされるため、従来の熱低温殺菌は食品にとってしばしば不利な点をもたらします。
熱触媒反応と高分子の変形並びに植物及び動物の構造の変形から新規物質の製造は、品質の損失を低減することができます。そのため、熱処理は官能特性、すなわち食感、味、色、香り、そして栄養価、すなわち、ビタミンやタンパク質の望ましくない変化を引き起こす可能性があります。超音波は、効率的な非熱的(最小)処理の代替です。

従来の熱処理とは対照的に、超音波保存は、酵素を不活性化するために音響キャビテーションのエネルギーとせん断力を使用します。十分に低いレベルの超音波処理では、構造的および代謝的変化は、それらの破壊なしに細胞において起こり得る。ほとんどの生およびブランチングされていない果物および野菜に見られ、特にオフフレーバーおよび褐変色素の開発に関連することができるペルオキシダーゼの活性は、超音波の使用によって実質的に減少させることができる。超高温処理に耐え、熱処理された牛乳やその他の日記製品の品質と貯蔵寿命を低下させる可能性のあるリパーゼやプロテアーゼなどの耐熱性酵素は、超音波、熱、圧力(MTS)を同時に適用することでより効果的に不活化できます。

超音波は、大腸菌、サルモネラ菌、回虫、ジアルジア、クリプトスポリジウム嚢胞、ポリオウイルスなどの食品媒介病原体の破壊におけるその可能性を示しています。

適用対象:ジャム、マーマレードまたはトッピング、フルーツジュースおよびソース、肉製品、乳製品およびアイスクリームの保存。
 

ヒールシャー超音波処理器は、食品の安全性と機械的安定性を確保するために、液体卵製品(全卵、卵白、卵黄)を均質化し、低温殺菌することができます。ヒールシャー超音波ホモジナイザーは、微生物を殺すために強烈なキャビテーションと高いせん断力を提供します。超音波低温殺菌は、非常に効果的かつ効率的な低温殺菌の代替手段です。超音波処理によって低温殺菌された液体卵は、より少ないタンパク質変性、より低い風味損失、改善された均質性および有意に高いエネルギー効率を示す。

超音波装置UP400STによるパワー超音波を適用する液体卵の均質化と低温殺菌

ビデオサムネイル

 

温度と圧力と超音波のシナジー

以下のような他の抗微生物方法と組み合わせた場合、超音波は、多くの場合、より効果的です。

  • 熱、超音波処理、すなわち、熱および超音波
  • 真野、超音波処理、すなわち、圧力及び超音波
  • 真野、熱、超音波処理、すなわち圧力、熱および超音波

熱および/または圧力との超音波の併用は、枯草菌、バチルスコアギュランス、セレウス菌、バチルスステロテルモフィルス、サッカロミセスセレビシエ、およびアエロモナス親水性菌に推奨されます。

超音波と他の食品保存技術

高圧均質化、熱低温殺菌、高静水圧(HP)、圧縮二酸化炭素(cCO2)および超臨界二酸化炭素(ScCO2)、高電界パルス(HELP)またはマイクロ波などの他の熱および非熱プロセスとは異なり、超音波はラボまたはベンチトップスケールで簡単にテストできます – スケールアップのための再現性のある結果を生成します。強度とキャビテーション特性は、特定の目的をターゲットにするために、特定の抽出プロセスに簡単に適合させることができます。振幅と圧力は、最もエネルギー効率の高い抽出セットアップを特定するなど、広い範囲で変化させることができます。

超音波プローブ型抽出の使用に関連する他の利点は、抽出物の容易な取り扱い、迅速な実行、残留物なし、高収率、環境に優しい、強化された品質および抽出物の分解の防止である。
(cf. Chematら, 2011)

超音波食品加工の利点
 

  • より完全な抽出
  • 非保温
  • 高い利回り
  • 高栄養素、プレミアム食品品質
  • 迅速なプロセス
  • 冷間/非熱プロセス
  • 操作が容易で安全
  • 低メンテナンス
超音波プローブは、チャーガのような薬用キノコの非熱抽出に非常に効率的です。このビデオは、超音波装置UP100Hを使用してチャーガからの迅速なフルスペクトル抽出を示しています。

キノコ抽出 - 超音波を使用したコールドチャーガキノコ抽出

ビデオサムネイル

抽出と前準備のための高性能超音波装置

ヒールシャー超音波は、効率的な抽出と保存のための高性能超音波装置を設計、製造、配布します。抽出と食品保存のためのヒールシャー超音波装置を使用することは、安全かつ環境に優しいだけでなく、効率的かつ経済的に適用することができる強力な処理技術です。均質化および保存効果は、フルーツジュースやピューレ(オレンジ、リンゴ、グレープフルーツ、マンゴー、ブドウ、プラムなど)、野菜ソースやスープ(トマトソースやアスパラガススープなど)、乳製品、卵、肉など、液体またはペースト状の食品に簡単に使用できます。
超音波ホモジナイザーおよび抽出器の私達のポートフォリオは、商業規模で大量のインライン処理のための完全に工業生産システムへのハンドヘルド、ポータブルデバイスからまで多岐にわたります。

設計・製造・コンサルティング – ドイツ製の品質

ヒールシャー超音波処理器は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。堅牢性と簡単な操作により、当社の超音波装置を産業施設にスムーズに統合できます。過酷な条件と要求の厳しい環境は、ヒールシャー超音波処理器によって簡単に処理されます。

ヒールシャー超音波はISO認定企業であり、最先端の技術と使いやすさを備えた高性能超音波装置に特に重点を置いています。もちろん、ヒールシャー超音波処理器はCEに準拠しており、UL、CSAおよびRoHsの要件を満たしています。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
01.5mlの0.5へ N.A。 VialTweeter
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
15から150L 3から15リットル/分 UIP6000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

お問い合わせ! / 私達に聞いてくれ!

詳細を尋ねる

超音波プロセッサ、アプリケーション、価格に関する追加情報を要求するには、以下のフォームを使用してください。私たちはあなたとあなたのプロセスを議論し、あなたの要件を満たす超音波システムを提供するために喜んでいるでしょう!









予めご了承ください。 個人情報保護方針


超音波高剪断ホモジナイザーは、実験室、ベンチトップ、パイロット、産業加工で使用されます。

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。



文献 / 参考文献

知る価値のある事実

超音波細胞崩壊

強烈な超音波処理下では、細胞崩壊の結果として細胞または細胞内オルガネラから酵素またはタンパク質を放出することができる。この場合、溶媒に溶解する化合物は不溶な構造に内包される。それを抽出するためには、細胞膜を破壊しなければならない。細胞破壊は、細胞壁が内部の高い浸透圧に耐える能力があるため、敏感なプロセスです。細胞破壊の良好な制御は、細胞破片および核酸を含むすべての細胞内産物の妨げられない放出、または生成物変性を回避するために必要とされる。
超音波は、細胞崩壊のためのよく制御手段として機能します。このため、超音波の機械的効果は、細胞材料への溶媒の迅速かつより完全な浸透を提供し、物質移動を改善します。超音波は、植物組織への溶媒のより大きな浸透を達成し、物質移動を向上させることができます。キャビテーションを発生させる超音波は、細胞壁を破壊し、マトリックス成分の放出を促進します。

超音波改善物質移動は、抽出を促進する

一般に、超音波は、イオンへの細胞膜の透過処理をもたらすことができ、細胞膜の選択性を著しく低下させることができる。超音波の機械的活動は、組織への溶媒の拡散を支持する。超音波はキャビテーションせん断力によって細胞壁を機械的に破壊するので、細胞から溶媒への移動を容易にする。超音波キャビテーションによる粒径減少は、固相と液相との間の接触表面積を増加させる。

大腸菌の超音波溶解と不活性化

生物学的特性の研究と特性評価のために少量の組換えタンパク質を生産するために、大腸菌は最適な細菌です。精製タグ、例えばポリヒスチジンテール、β-ガラクトシダーゼ、またはマルトース結合タンパク質は、ほとんどの分析目的に十分な純度で細胞抽出物から分離可能にするために、組換えタンパク質に一般的に結合されます。超音波処理は、特に生産収率が低い場合、タンパク質放出を最大化し、組換えタンパク質の構造および活性を維持することを可能にする。

超音波酸化

制御された強度では、生体内変換および発酵への超音波の適用は、誘発された生物学的効果および促進された細胞物質移動のために、強化されたバイオプロセシングをもたらす可能性がある。ロドコッカスエリスロポリスATCC 25544(旧ノカルディアエリスロポリス)の休止細胞によるコレステロールのコレステノンへの酸化に対する超音波(20kHz)の制御された適用の影響は、Bar(1987)によって調査された。
このシステムは、基質および生成物が水不溶性固体であるという点で、ステロールおよびステロイドの微生物形質転換の典型である。したがって、このシステムは、細胞と固体の両方が超音波の影響を受け得るという点でかなり独特です。細胞の構造的完全性を維持し、その代謝活性を維持した十分に低い超音波強度で、バーは、0.2W /cm²の電力出力で10mnごとに5秒間超音波処理した場合、1.0および2.5g / Lコレステロールの微生物スラリーにおける生体内変換の速度の有意な増強を観察した。超音波はコレステロールオキシダーゼによるコレステロール(2.5g / L)の酵素的酸化に影響を示さなかった。


高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、完全工業用超音波システムにベンチトップユニット上のコンパクトラボ超音波装置から完全なスペクトルをカバーしています。

ヒールシャー超音波は、から高性能超音波ホモジナイザーを製造しています ラボ産業サイズ。


私たちはあなたのプロセスを議論して喜んでいるでしょう。

連絡を取りましょう。