Hielscher ულტრაბგერითი ტექნოლოგია

ულტრაბგერითი ექსტრაქცია და დაცვა

დაშლის უჯრედის სტრუქტურები (ლიზისს) საშუალებით ულტრაბგერითი გამოიყენება მოპოვების შიდა ფიჭური ნაერთების ან მიკრობული ინაქტივაციის.

ფონის

მიკრობიოლოგია, ულტრაბგერითი პირველ რიგში ასოცირდება საკანში დანგრევას (ლიზისს) ან დაშლა (Allinger 1975). როდესაც sonicating სითხეები მაღალ intensities, ხმის ტალღების, რომ პროპაგანდაა შევიდა თხევად მედიის შედეგად მონაცვლეობით მაღალი წნევის (შეკუმშვის) და დაბალი წნევით (rarefaction) ციკლი, რომელსაც განაკვეთები დამოკიდებულია სიხშირის.
დროს დაბალი წნევის ციკლი, მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი ტალღების შექმნათ პატარა ვაკუუმი ბუშტები ან voids თხევადი. როცა ბუშტები მიღწევა მოცულობა, რომელიც მათ შეუძლიათ აღარ აღიქვას ენერგია, მათ დაიშალოს ძალადობრივად დროს მაღალი წნევის ციკლი. ეს მოვლენა უწოდა cavitation. დროს კრახი ძალიან მაღალი ტემპერატურა (დაახ. 5,000K) და ზეწოლის (დაახ. 2,000atm) მიიღწევა ადგილობრივად. დაშლის ერთი cavitation bubble ასევე იწვევს თხევადი თვითმფრინავებმა მდე 280m / s სიჩქარე შედეგად Shear ძალები შესვენება საკანში კონვერტში მექანიკურად და გააუმჯობესოს მატერიალური გადაცემა. პორტატული შეიძლება ჰქონდეს ან დესტრუქციული ან კონსტრუქციული ეფექტი საკნების დამოკიდებულია sonication პარამეტრების დასაქმებული.

საკანი დაშლა

ინტენსიური sonication ფერმენტების ან ცილა შეიძლება გათავისუფლდეს საკნების ან subcellular organelles შედეგად საკანი დაშლა. ამ შემთხვევაში, რთული უნდა დაიშალა შევიდა გამხსნელი ჩასმული უხსნად სტრუქტურა. იმისათვის, რომ ამონაწერი, უჯრედის მემბრანის უნდა განადგურდეს. Cell დანგრევას არის მგრძნობიარე პროცესი, რადგან საკანში კედელზე შესაძლებლობების გაუძლოს მაღალი ოსმოსური წნევა. კარგი კონტროლი საკანში დანგრევას არ არის საჭირო, რათა თავიდან ავიცილოთ შეუფერხებელი გათავისუფლდეს ყველა უჯრედშიდა პროდუქტები, მათ შორის საკანში ნარჩენების და ნუკლეინის მჟავები, ან პროდუქტის denaturation.
Ultrasonication ემსახურება როგორც კარგად კონტროლირებადი საშუალებების საკანი დაშლა. ამ, მექანიკური ეფექტი ულტრაბგერითი გთავაზობთ უფრო სწრაფი და სრული penetration გამხსნელი შევიდა ფიჭური მასალები და გააუმჯობესოს მასობრივი გადაცემა. პორტატული აღწევს უფრო შეღწევას გამხსნელი შევიდა მცენარეთა ქსოვილის და აუმჯობესებს მასობრივი გადაცემა. ულტრაბგერითი ტალღების წარმოქმნის cavitation ჩაშლას საკანში კედლები და ხელი შეუწყოს გათავისუფლების matrix კომპონენტები.

მასობრივი გადაცემის

ზოგადად, ულტრაბგერითი შეიძლება გამოიწვიოს permeabilization უჯრედის მემბრანის იონების (მუმიერი 1978), და მას შეუძლია შეამციროს შერჩევით საკანში გარსის მნიშვნელოვნად. მექანიკური საქმიანობის ულტრაბგერითი მხარს უჭერს გავრცელების გამხსნელებში შევიდა ქსოვილის. როგორც ულტრაბგერითი არღვევს უჯრედის კედლის მექანიკურად მიერ cavitation Shear ძალები, ეს ხელს უწყობს გზავნილების საკანში გამხსნელი. ნაწილაკების ზომა შემცირება ულტრაბგერითი cavitation ზრდის ფართობით კონტაქტში შორის მყარი და თხევადი ფაზის.

ცილის და ფერმენტების მოპოვების

კერძოდ, მოპოვების ფერმენტები და ცილები შენახული საკნები და subcellular ნაწილაკების არის უნიკალური და ეფექტური გამოყენების მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი (კიმ 1989), როგორც მოპოვების ორგანული ნაერთების შეიცავს ორგანოს მცენარეთა და თესლი by გამხსნელი შეიძლება მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. ამიტომ ულტრაბგერითი პოტენციური სარგებელი მოპოვების და იზოლაცია რომანი პოტენციურად ბიოაქტიური კომპონენტები, მაგ არასამთავრობო გამოყენებული პროდუქტი ნაკადს ჩამოყალიბდა მიმდინარე პროცესები. ულტრაბგერა ასევე შეუძლია დაეხმაროს გააძლიეროს ეფექტი ფერმენტის მკურნალობა და ამ ოდენობის შემცირებას ფერმენტის საჭირო გაზრდის ან სარგებელი მოსაპოვებელი შესაბამისი ნაერთები.

ლიპიდები და ცილები

Ultrasonication ხშირად გამოიყენება გაუმჯობესების მოპოვების ლიპიდების და ცილები მცენარეთა თესლი, როგორიცაა soybeans (მაგ ფქვილი ან ცხიმგამოცლილი soybeans) ან სხვა ზეთი თესლი. ამ შემთხვევაში, განადგურების საკანში კედლები ხელს უწყობს დაჭერით (ცივი ან ცხელი) და ამით ამცირებს ნარჩენი ნავთობისა და ცხიმის დაჭერით ტორტი.

გავლენა უწყვეტი ულტრაბგერითი მოპოვების სარგებელი დაარბია ცილის აჩვენა მულტონი და სხვები. Sonication გაიზარდა აღდგენა დაარბია ცილის თანდათანობით, როგორც flake / გამხსნელი თანაფარდობა შეიცვალა 1:10 to 1:30. აღმოჩნდა, რომ ულტრაბგერითი შეუძლია peptize სოიოს ცილის თითქმის ნებისმიერი კომერციული გამტარუნარიანობა და რომ sonication ენერგია საჭირო იყო ყველაზე დაბალი, როდესაც სქელი slurries იქნა გამოყენებული. (მულტონი და სხვები. 1982 წ)

გამოიყენება: Citrus ნავთობის ხილი, ნავთობის მოპოვების ადგილზე მდოგვი, peanut, გაუპატიურება, ბალახს ზეთი (echinacea), canola, სოიოს, სიმინდის

Liberation ფენოლური ნაერთების და Anthocyanins

ფერმენტები, როგორიცაა pectinases, cellulases და hemicellulases ფართოდ გამოიყენება წვენი დამუშავება, რათა დეგრადაცია საკანში კედლები და გააუმჯობესოს წვენი ექსტრაქტულობით. დანგრევას უჯრედის კედლის matrix ასევე ავრცელებს კომპონენტები, როგორიცაა ფენოლური ნაერთების შევიდა წვენი. ულტრაბგერითი აუმჯობესებს მოპოვების პროცესი და ამიტომ შეიძლება გამოიწვიოს ზრდა ფენოლური ნაერთი, ალკალოიდებს და წვენი გამოიღო, საყოველთაოდ დარჩა პრეს ტორტი.

ბენეფიციარი ეფექტი ულტრაბგერითი მკურნალობის განთავისუფლება ფენოლური ნაერთების და anthocyanins ყურძნის და berry matrix, კერძოდ bilberries (ვაქცინის არომატი) და შავი currants (Ribes) წვენი, იყო გამოძიებული VTT ბიოტექნოლოგია, ფინეთი (MAXFUN-ევროკავშირის პროექტი) გამოყენებით ულტრაბგერითი პროცესორი UIP2000hd შემდეგ thawing, mashing და ფერმენტ ინკუბაციის. დანგრევას საკანში კედლები ფერმენტული მკურნალობა (Pectinex BE-3L for bilberries და Biopectinase საკოორდინაციო შავი currants) გაუმჯობესდა, როდესაც ერთად ულტრაბგერითი. “აშშ მკურნალობის კონცენტრაციის გაზრდა ფენოლის ნაერთები მოცვის წვენი მეტი 15%. […] გავლენა აშშ (ულტრაბგერითი) იყო უფრო მნიშვნელოვანი შავი currants, რომელიც უფრო რთული კენკრა წვენი დამუშავება, ვიდრე bilberries გამო მაღალი შემცველობის პექტინს და სხვადასხვა უჯრედის კედლის არქიტექტურა. […] კონცენტრაცია ფენოლის ნაერთები წვენი გაიზარდა 15-25% გამოყენებით აშშ (ულტრაბგერითი) მკურნალობის შემდეგ ფერმენტის ინკუბაციის.” (მოქილია და სხვები. 2004 წ)

მიკრობული და ფერმენტების ინაქტივაციის

მიკრობული და ფერმენტი ინაქტივაცია (დაცვა), მაგ., ხილის წვენებსა და საწებებში, არის კიდევ ერთი პროგრამა ულტრაბგერითი კვების პროცესში. დღესდღეობით, ტემპერატურის მომატება მცირე ხნის განმავლობაში (პასტერულიზაცია) შენარჩუნებულია მიკრობული ან ფერმენტის ინაქტივაციისთვის ყველაზე გავრცელებული გადამუშავების მეთოდია, რომელიც უფრო გრძელვადიან სიცოცხლეს (შენარჩუნებას) იწვევს. მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების გამო, თერმული მეთოდი ხშირად იწვევს ბევრ სურსათის პროდუქტს.
წარმოების ახალი ნივთიერებების სითბოს catalyzed რეაქციები და მოდიფიცირება macromolecules ისევე როგორც დეფორმაცია მცენარეთა და ცხოველთა სტრუქტურები შეიძლება შეამციროს დაკარგვის ხარისხის. აქედან გამომდინარე, თერმული დამუშავების შეიძლება გამოიწვიოს არასასურველი ცვლილებები სენსორული ატრიბუტები, ანუ ტექსტურა, გემო, ფერი, სუნი, და კვების თვისებები, ანუ ვიტამინები და ცილები. პორტატული არის ეფექტური არასამთავრობო თერმული (მინიმალური) დამუშავება ალტერნატივა.

გათბობის გენერირებული ადგილობრივად მიერ cavitation და ის რადიკალების შეიძლება გამოიწვიოს ინაქტივაციის ფერმენტების მიერ sonication (El'piner 1964). საკმარისად დაბალი დონის sonication სტრუქტურული და მეტაბოლური ცვლილებები შეიძლება მოხდეს საკნების გარეშე მათი განადგურება. საქმიანობის პეროქსიდაზაზე, რომელიც გვხვდება ყველაზე ნედლეული და unblanched ხილი და ბოსტნეული და შეიძლება იყოს განსაკუთრებით უკავშირდება განვითარების off-არომატს და ბრაუნინგი პიგმენტები შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდა გამოყენების ულტრაბგერითი. Thermoresistant ფერმენტების, როგორიცაა lipase და პროტეაზას რომ გაუძლოს ულტრა მაღალი ტემპერატურის მკურნალობის და რომელსაც შეუძლია შეამციროს ხარისხის და შელფზე ცხოვრებაში სითბოს მკურნალობა რძის და სხვა რძის პროდუქტების შეიძლება ინაქტივირებული უფრო ეფექტურად ერთდროულად გამოყენების ულტრაბგერითი, სითბო და ზეწოლის (MTS).

პორტატული აჩვენა თავისი პოტენციალის განადგურების საკვები გამოწვეული პათოგენების, ისევე როგორც E.coli, სალმონელო, ასკარისი, ჯორდია, Cryptosporidium cystsდა Poliovirus.

გამოიყენება: შენარჩუნებას ჯემი, marmalade და ტოპინგები, მაგ for ნაყინი, ხილის წვენების და სოუზი ხორცის პროდუქტების, რძის

გაძლიერება ულტრაბგერითი ერთად ტემპერატურა და წნევა

Ultrasonication ხშირად უფრო ეფექტური, როდესაც ერთად სხვა ანტი მიკრობული მეთოდები, როგორიცაა:

  • თერმო-sonication, ანუ სითბო და ულტრაბგერითი
  • mano-sonication, ანუ ზეწოლა და ულტრაბგერითი
  • mano-თერმო-sonication, ანუ წნევა, სითბო და ულტრაბგერითი

კომბინირებული გამოყენების ულტრაბგერითი გათბობის და / ან ზეწოლა რეკომენდირებულია Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus Cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae და Aeromonas hydrophila.

პროცესის განვითარების

განსხვავებით სხვა არასამთავრობო თერმული პროცესების, როგორიცაა მაღალი ჰიდროსტატიკური წნევა (HP), შეკუმშული ნახშირორჟანგი (cCO2) და supercritical ნახშირორჟანგი (ScCO2) და მაღალი ელექტრო სფეროში pulses (დახმარება), ულტრაბგერითი შეიძლება ადვილად ტესტირება ლაბორატორიაში ან bench-top მასშტაბით – მომტანი შედეგებს იძლევა მასშტაბის-up. ინტენსივობის და cavitation მახასიათებლები შეიძლება ადვილად ადაპტირებული კონკრეტული მოპოვების პროცესში სამიზნე კონკრეტული მიზნები. ამპლიტუდა და ზეწოლის შეიძლება მერყეობდა ფართო სპექტრი, მაგალითად იდენტიფიცირება ყველაზე ენერგოეფექტური მოპოვების setup. Tough ქსოვილების უნდა გაიაროს მაცერაციის შემდეგ, სახეხი ან pulverization ადრე ultrasonication.

E.coli

აწარმოოს მცირე რაოდენობით რეკომბინანტული ცილა შესწავლა და დახასიათება მათი ბიოლოგიური თვისებების, E.coli არის ბაქტერიული არჩევანი. გამწმენდი tags, მაგ polyhistidine კუდი, ბეტა-galactosidase, ან მალტოზას სავალდებულო
ცილები, რომლებიც საყოველთაოდ შეუერთდა რეკომბინანტული ცილა, რათა მათ გამყოფი საკანში ექსტრაქტები სიწმინდეს საკმარისია ყველაზე ანალიტიკური მიზნებისათვის. Ultrasonication საშუალებას იძლევა მაქსიმალურად ცილის გათავისუფლებას, კერძოდ, როდესაც წარმოების სარგებელი დაბალია და შეინარჩუნოს სტრუქტურა და საქმიანობის რეკომბინანტული ცილის.

დანგრევას E.coli უჯრედების რათა ამონაწერი სულ Chymosin ცილის შეისწავლა კიმ და Zayas.

Saffron მოპოვების

ზაფრენი მსოფლიო ბაზარზე ყველაზე ძვირადღირებული სპააა და გამოირჩევა თავისი დელიკატური გემოთი, მწარე გემოთი და მიმზიდველი ყვითელი ფერით. ზაფრანა სუნამო მიიღება ზაფრანის ყვავილის ყვავილის წითელი სტიგმისგან. საშრობის შემდეგ, ეს ნაწილები გამოიყენება როგორც სუნელი სამზარეულოს ან შეღებვისას. ზაფრონის ინტენსიური დამახასიათებელი არომატი განსაკუთრებით სამი ნაერთისგან: კროსნები, პიკროქრონი და სანიტარული.

Kadkhodaee და Hemmati-Kakhki არ აჩვენა კვლევა, რომელიც ultrasonication გაიზარდა მოპოვება სარგებელი მნიშვნელოვნად შეამცირა დამუშავების დროს მნიშვნელოვნად. ფაქტობრივად, შედეგების ულტრაბგერითი მოპოვების იყო აშკარად უკეთესია, ვიდრე ტრადიციული ცივი წყლის მოპოვება, რომელიც მიერ შემოთავაზებული ISO. მათი კვლევის, Kadkhodaee და Hemmati-Kakhki არ გამოიყენება Hielscher ის ულტრაბგერითი მოწყობილობა UP50H. საუკეთესო შედეგი არ იქნა მიღწეული pulsed sonication. ეს ნიშნავს, რომ მოკლე პულსი ინტერვალით იყო უფრო ეფექტური, ვიდრე უწყვეტი ულტრაბგერითი მკურნალობა.

ჟანგვის

კონტროლირებად intensities, გამოყენების ულტრაბგერითი ბიოტრანსფორმაციას და დუღილის შეიძლება მოჰყვეს გაძლიერებული bioprocessing, იმის გამო გამოწვეული ბიოლოგიური ეფექტი და იმის გამო, რომ გამარტივებული ფიჭური მასობრივი გადაცემა. გავლენა აკონტროლებს განაცხადის ულტრაბგერითი (20kHz) on ჟანგვის ქოლესტერინის cholestenone მიერ დასვენების უჯრედების Rhodococcus ერითროპოლისი ATCC 25544 (ყოფილი Nocardia ერითროპოლისი) იყო გამოძიებული ბარი.

ქოლესტერინი + O2 = Cholest-4-en-3-ერთი + H22

ეს სისტემა არის ტიპიური მიკრობული გარდაქმნის sterols და სტეროიდების იმ სუბსტრატს და პროდუქტები წყლის უხსნად მყარი. აქედან გამომდინარე, ეს სისტემა საკმაოდ უნიკალური, რომ ორივე საკნები და მყარი შეიძლება დაექვემდებაროს ეფექტი ულტრაბგერითი (ბარი, 1987). საკმარისად დაბალი ულტრაბგერითი ინტენსივობის, რომელიც შემონახული სტრუქტურული მთლიანობის საკნები და შეინარჩუნეს მეტაბოლური აქტივობა, ბარი შეინიშნება მნიშვნელოვანი გაფართოება კინეტიკური განაკვეთების ბიოტრანსფორმაციაში მიკრობულ slurries 1.0 და 2.5 გ / ლ ქოლესტერინის როდესაც sonicated for 5s ყოველ 10mn ერთად ელექტრო გამომავალი 0.2W / სმ ². პორტატული აჩვენა გავლენას არ ახდენს ფერმენტული დაჟანგვით ქოლესტერინის (2.5g / L) by ქოლესტერინის ოქსიდაზა.

ხელსაყრელი ტექნიკა

უტილიზაციის ულტრაბგერითი cavitation მოპოვების და საკვები შენარჩუნებას ახალი მძლავრი დამუშავების ტექნოლოგია, რომელიც არ შეიძლება მხოლოდ იყოს გამოყენებული უსაფრთხოდ და ეკოლოგიურად არამედ ეფექტურად და ეკონომიკურად. Homogenizing და შენარჩუნების ეფექტი შეიძლება ადვილად გამოიყენება ხილის წვენების და Purees (მაგ ფორთოხალი, ვაშლი, გრეიფრუტი, მანგო, ყურძენი, ქლიავი), ასევე ბოსტნეულის საწებლები და წვნიანები, როგორც ტომატის სოუსი ან asparagus წვნიანი.

მოითხოვეთ მეტი ინფორმაცია!

გთხოვთ გამოიყენოთ ქვემოთ მოცემული ფორმა, სურვილის შემთხვევაში, მოითხოვოს დამატებითი ინფორმაცია გამოყენების ულტრაბგერითი მოპოვების და შენარჩუნებას.









გთხოვთ გაითვალისწინოთ ჩვენი კონფიდენციალურობის პოლიტიკა.


ლიტერატურა

Allinger, H. (1975): ამერიკული ლაბორატორია, 7 (10), 75 (1975).

ბარი, R. (1987): პორტატული გაძლიერებული Bioprocesses, In: ბიოტექნოლოგია და საინჟინრო, Vol. 32, გვ. 655-663 (1987).

El'piner, S.I. (1964): პორტატული: ფიზიკური, ქიმიური და ბიოლოგიური ეფექტები (Consultants ბიუროს, New York, 1964), 53-78.

Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki, A .: ულტრაბგერითი მოპოვების აქტიური ნაერთების საწყისი Saffron, in: ინტერნეტ-გამოცემა.

Kim, S. მ და Zayas, J.F. (1989): გენერაციის პარამეტრი chymosin მოპოვების ულტრაბგერითი; in J. კვების მეცნიერება. 54: 700.

Mokkila, მ, Mustranta, ა BUCHERT, ჯ, Poutanen, K (2004): აერთიანებს ძალა ულტრაბგერითი ერთად ფერმენტები in berry წვენი დამუშავება, განთავსებულია: მე -2 Int. Conf. Biocatalysis საკვები და სასმელი, 19-22.9.2004, Stuttgart, გერმანია.

Moulton, KJ, Wang, LC (1982): პილოტი მცენარეთა შესწავლა უწყვეტი ულტრაბგერითი მოპოვების Soybean Protein, in: ჟურნალი კვების მეცნიერება, ტომი 47, 1982.

მუმერი, CL (1978): ეფექტი ულტრაბგერითი on ფიბრობლასტებში in vitro, in: Ph.D. ნაშრომი, University of London, London, England, 1978 წელს.