Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

Ультрадыбыстық өндіру және сақтау

УДЗ арқылы жасуша құрылымдарының (лизис) ыдырауы ішкі ұялы қосылыстардың өндіру үшін немесе микробтық залалсыздандыру үшін пайдаланылады.

фон

микробиология, ультрадыбыстық, ең алдымен, байланысты жасуша бұзылуы (лизис) немесе ыдырауы (Allinger 1975). , Жоғары қарқынды тарифтер жиілігіне байланысты отырып, жоғары қысымды (қысу) және төмен қысымды (сиретудің) циклдар айнымалы сұйық медиа нәтижесінде таралып дыбыс толқындарын сұйықтықтарды sonicating кезде.
төмен қысымды циклы барысында, жоғары қарқындылығы ультрадыбыстық толқындар сұйықтық шағын вакуумдық көпіршіктері немесе қуыстарына жасау. көпіршіктері, олар бұдан былай энергиясын жұтып алады, онда көлемі жетуі кезде, олар жоғары қысымды циклы барысында күштеп тасалау. Бұл құбылыс кавитация деп аталады. жарылыс кезінде өте жоғары температура (шамамен. 5,000K) және қысым (шамамен. 2,000atm) жергілікті қол жеткізілді. кавитация көпіршік Жарылыс, сондай-ақ нәтижесінде ығысу күштердің механикалық ұялы конвертті бұзып және материалдық беруді жақсарту дейін 280m / с жылдамдығын сұйық ағындар әкеледі. Ультрадыбыстық жұмыспен Ультрадыбыспен параметрлеріне байланысты жасушаларының деструктивті немесе жүктелген немесе әсер етуі мүмкін.

Ұялы ыдырау

қарқынды Ультрадыбыспен астында ферменттер немесе белоктар нәтижесінде жасушалар немесе жасушаішілік органеллалардың босатылды болады Ұялы ыдырау. Бұл жағдайда, еріткіш ішіне ерітілген болады қосылу ерімейтін құрылымында қоса беріліп отыр. оны шығарып алу үшін, жасуша мембранасының бұзылуына тиіс. ұялы қабырға мүмкіндігі ішіндегі жоғары осмостық қысымын төтеп бере өйткені Cell іркілістер, сезімтал процесс болып табылады. ұялы бұзуға Жақсы бақылау жасуша қоқыс пен нуклеин қышқылдарының, немесе өнім денатурации қоса алғанда, барлық жасушаішілік өнімдерінің кедергісіз босату болдырмау үшін, қажет.
Ultrasonication жасуша ыдырағаннан үшін, сондай-ақ бақыланатын құралы ретінде қызмет етеді. Бұл үшін, УДЗ механикалық әсерлер ұялы материалдарға еріткіштің тез және толық енуін қамтамасыз ету және бұқаралық беруді жетілдіру. Ультрадыбыстық өсімдік мата еріткіш үлкен енуін жетеді және масса жақсартады. кавитация келтіретін ультрадыбыстық толқындар жасуша қабырғаларын бұзатын және матрицалық компоненттерін босату жеңілдету.

бұқаралық Transfer

Жалпы, ультрадыбыстық (иондар жасуша мембранасының permeabilization әкелуі мүмкінМамыр 1978), Және ол айтарлықтай жасуша мембранасының селективті азайтуға болады. УДЗ механикалық белсенділігі мата еріткіштерді диффузия қолдайды. ультрадыбыстық кавитация ығысу күшімен механикалық жасуша қабырғасын бұзады болсақ, ол еріткіштің ішіне ұяшыққа беруді жеңілдетеді. ультрадыбыстық кавитация бөлшектердің мөлшері төмендету қатты және сұйық фаза арасындағы байланыста бетінің ауданы арттырады.

Протеин ферменттік Сору

Атап айтқанда ферменттер және белоктар ұяшықтарда сақталған және жасушаішілік бөлшектердің өндіру (жоғары қарқындылығы УЗИ бірегей және тиімді қолдану болып табыладыКим 1989), Еріткіш арқылы өсімдіктер мен тұқым органның қамтылған органикалық қосылыстардың өндіру айтарлықтай жақсартуға болады ретінде. Сондықтан ультрадыбыстық мысалы, роман потенциалды биологиялық белсенді компоненттерін өндіру және оқшаулау әлеуетті пайда бар арқылы өнім ағымдағы процестерді қалыптасқан ағымдар емес игерілді түскен. Ультрадыбыстық, сондай-ақ, ферменттер емдеу әсерін жандандыру көмектеседі, және бұл қажетті ферментінің мөлшерін азайту немесе алынатын тиісті қосылыстар молайтудың болады.

Липидтердің және белоктар

Ultrasonication жиі осындай соя (мысалы, ұн немесе майсыздандырылған соя) сияқты өсімдік тұқым, немесе басқа да мұнай тұқым Липидтердің және белоктар өндіру жақсарту үшін пайдаланылады. Бұл жағдайда, жасуша қабырғасының жою басу (суық немесе ыстық) жеңілдетеді және осылайша басу торт қалдық Майды немесе сұйық майды азайтады.

дисперсті ақуыз кірістілігі үздіксіз ультрадыбыстық өндіру әсері арқылы көрсетілді Moulton соавт. Ультрадыбыспен 1:30 дейін 1:10 өзгерген рының / еріткіш қатынасы ретінде біртіндеп дисперстік ақуыздың қалпына өсті. Ол ультрадыбыстық іс жүзінде кез келген коммерциялық өткізу кезінде соя протеині peptize қабілетті және қалың қорғаныш жабындыны қолданылған кезде қажет Ультрадыбыспен энергетика, ең төменгі екенін көрсетті. (Moulton соавт. 1982)

жеміс-жидек, жер қыша, жаңғағы, зорлау, шөп мұнай (Эхинацея), рапс, соя, жүгері мұнай өндіруден бастап Citrus мұнай: қолданылатын

Фенол және Антоцианы босату

Мұндай pectinases, cellulases және пектиназы ретінде ферменттер, кеңінен жасуша қабырғаларын төмендетуі және шырын extractability жақсарту мақсатында шырын өңдеу пайдаланылады. жасуша қабырғасының матрицаның бұзылуы, сондай-ақ шырын осындай фенолдық қосылыстардың ретінде компоненттерін, босатады. Ультрадыбыстық өндіру процесін жақсартады, сондықтан әдетте баспасөз торт қалған фенолдық қосылыстар, алкалоидтер және шырын кірістілігінің ұлғаюына, әкелуі мүмкін.

жидектің атап айтқанда жүзім және жидек матрица фенольные қосылыстар және антоцианы босауы туралы ультрадыбыстық емдеу тиімді әсерлер, (Vaccinium Myrtillus) Және қара қарақат (Ribes) Шырын, тергелді VTT Биотехнология, Финляндия (MAXFUN ЕО-жобасы) Ан пайдаланып ультрадыбыстық процессор UIP2000hd , Жібіту затирания және инкубациялау ферменттер кейін. УДЗ кезінде ұштастыра отырып, ферменттік емдеу жасуша қабырғаларының бұзылуы (Pectinex қара қарақат үшін қара жидектің және Biopectinase СКК-3L BE) жақсартылған болды. “АҚШ-тың емдеу астам 15% -ға қаражидек шырын фенолдық қосылыстардың шоғырлануын ұлғайту. […] АҚШ әсері (УЗИ) пектин және түрлі жасуша қабырғасының сәулет, олардың жоғары мазмұнына байланысты жидектің қарағанда шырын өңдеу көп күрделі жидектер қара қарақат, көп маңызды болды. […] Фермент инкубациядан кейін АҚШ (УЗИ) емдеу пайдалана отырып 15-25% -ға артты шырын фенолдық қосылыстардың концентрациясы.” (Mokkila соавт. 2004)

Микробтық және ферментінің инактивациялау

Микробтық және ферментті инактивациялау (консервациялау), мысалы, жеміс шырындары мен тұздықтар тамақ өнімдерін қайта өңдеуде ультрадыбысты қолдану болып табылады. Бүгінгі күні қысқа уақыт кезеңінде температураны көтеру арқылы сақтау (Pasteurization) микробтық немесе ферментті инактивациялау үшін ең көп таралған өңдеу әдісі болып табылады, бұл ұзақ сақтау мерзіміне (сақталуына) әкеледі. Жоғары температураға ұшырағандықтан, бұл термиялық әдіс көптеген тағам өнімдеріне жиі жетіспейді.
жылу-катализдейді реакциялардың және макромолекулалардың өзгерістер енгізу, сондай-ақ өсімдіктер мен жануарлар құрылымдардың деформация жаңа заттардың өндірістік сапасын жоғалтуға азайтуы мүмкін. Сондықтан, термиялық өңдеу, яғни құрылымын, дәм, түсі, иісі, және қоректік қасиеттерін, яғни витаминдер және протеиндер сенсорлық атрибуттардың жағымсыз өзгерістер тудыруы мүмкін. Ультрадыбыстық тиімді емес жылу (ең аз) өңдеу балама болып табылады.

Жылу кавитация жергілікті жинақталатын және құрылған радикалдар Ультрадыбыспен арқылы ферменттер инактивтелуінде әкелуі мүмкін (El'piner 1964). Ультрадыбыспен жеткілікті төмен деңгейде құрылымдық және метаболикалық өзгерістер оларды жою жоқ жасушаларының пайда болуы мүмкін. ең шикізат және unblanched жеміс-көкөніс табылған және, атап айтқанда, өшіру-талғамына жəне қуыру пигменттер дамуымен байланысты болуы мүмкін пероксидаза белсенділігі, УДЗ пайдалану арқылы айтарлықтай азайтуға болады. Мұндай ультра жоғары температуралы ем төтеп және жылумен өңделген сүт және басқа да сүт өнімдерінің сапасын және жарамдылық мерзімін қысқартуы мүмкін липаза мен протеаз ретінде температуралық ферменттер, ультрадыбыстық, жылу және қысым бір мезгілде қолдану арқылы неғұрлым тиімді белсенділігі болады (МТС).

Ультрадыбыстық сияқты, азық-түлік-көтереді қоздырғыштарын жою өз әлеуетін паш етті E.coli, сальмонеллез,, Асқарис, Giardia, Cryptosporidium цисталары, Және, ПВ.

джем, мармелад немесе гарнир сақтау, мысалы: қолданылатын бастап балмұздақ үшін, жеміс шырындары мен тұздықтар, ет өнімдері, сүт

Температура мен қысым бар ультрадыбыстық синергия

Сияқты: басқа анти микробты әдістері, ұштастыра кезде Ultrasonication жиі неғұрлым тиімді болып табылады

  • термо-Ультрадыбыспен, яғни жылу және ультрадыбыстық
  • Mano-Ультрадыбыспен, яғни қысым және ультрадыбыстық
  • Mano термо-Ультрадыбыспен, яғни қысым, жылу және ультрадыбыстық

жылу және / немесе қысым УДЗ аралас қолдану үшін ұсынылады Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus Цереусов, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae және Aeromonas hydrophila.

процесс даму

көміртегі диоксиді (cCO2) және сверхкритический көміртегі диоксиді (ScCO2) және жоғары электр өрісі серпін (HELP) сығылған осындай жоғары гидростатикалық қысымның (HP) сияқты басқа емес термиялық процестер, айырмашылығы, ультрадыбыстық оңай зертханада немесе стендтік-жоғарғы шкала сынақтан болады – ауқымды қосу үшін ойналатын нәтижелерін генерациялау. қарқындылығы және кавитация сипаттамалары оңай нақты міндеттер мақсатты нақты экстракция процесіне бейімделуі мүмкін. Амплитудалық және қысым кең ауқымды өзгеруі мүмкін, мысалы ең энергия үнемдейтін экстракция орнатуды анықтау үшін. Қатаң тіндер дейін ultrasonication үшін ұсақтау немесе дисперсиясы, мацерация өтуі тиіс.

E.coli

олардың биологиялық қасиеттерін зерттеу және сипаттау үшін рекомбинантты белоктар аз мөлшерде өндіруге, E.coli таңдау бактерия болып табылады. Тазарту тегтер, мысалы polyhistidine құйрық, бета-galactosidase немесе мальтоза-түптеу
ақуыздар, әдетте ең аналитикалық мақсаттар үшін жеткілікті тазалығы ұялы сірінділері оларды бөлектеуге жасау үшін рекомбинантты белоктар қосылды. Ultrasonication өндірістік кірістілік төмен болғанда, атап айтқанда, ақуыз босату барынша ұлғайту және рекомбинантты ақуыз құрылымы мен қызметін сақтауға мүмкіндік береді.

бұзылуы E.coli жалпы Chymosin ақуыз алу мақсатында жасуша арқылы зерттелді Ким және Zayas.

шафран сору

Шафран әлемдік нарықта ең қымбат дәмдеуіштер ретінде танымал және оның нәзік хош иісі, ащы дәмі мен тартымды сары түсімен ерекшеленеді. Шафран дәмдеуіштері шафранның крокус гүлінің қызыл стигматынан алынған. Кептіруден кейін бұл бөліктер аспаздық немесе бояғыш ретінде дәмдеуіш ретінде пайдаланылады. Шафранның қарқынды сипаттама дәмі әсіресе үш қосылыстардан: крокиндер, пикроцкокин және сефраналдан тұрады.

Kadkhodaee және Hemmati-Kakhki ultrasonication айтарлықтай экстракция шығымдылығы артып, айтарлықтай өңдеу уақытын қысқартты деп зерттеу көрсетті. Шын мәнінде, ультрадыбыстық экстракция нәтижелері ИСО ұсынылған дәстүрлі суық су өндіру, қарағанда айтарлықтай жақсы болды. олардың ғылыми-зерттеу, Kadkhodaee және Hemmati-Kakhki Hielscher ның пайдаланды ультрадыбыстық құрылғы UP50H. Үздік нәтижелер импульстік Ультрадыбыспен отырып қол жеткізілді. Бұл қысқа импульс интервалдары үздіксіз ультрадыбыстық емдеу қарағанда неғұрлым тиімді екенін білдіреді.

тотығу

бақыланатын қарқынды, биотрансформациялануы және ашыту үшін УДЗ қолдану ақ индукцияланған биологиялық әсерлер салдарынан күшейтілген Bioprocessing, және байланысты ықпал ұялы массаалмасу үшін алып келуі мүмкін. демалыс жасушалар cholestenone үшін холестерин тотығу жөніндегі УДЗ (20kHz) бақыланатын қолдану әсері Родококк-эритрополис ATCC 25544 (бұрынғы Нокардия эритрополы) Арқылы зерттелді бар.

Холестерин + O2 = Cholest-4-EN-3-бір + H2The2

субстрат және өнімдер суда ерімейтін қатты заттар болып табылады, яғни бұл жүйе стирол мен стероидтардың микробты өзгерістердің тән. Сондықтан, бұл жүйе бұл орнына бірегей екі жасуша және қатты заттар (УДЗ әсері жатады болуы мүмкінБар, 1987). 5s үшін әрбір 10mn Ультрадыбыспен өңдейді кезде жасушаларының құрылымдық тұтастығын сақталған және олардың зат алмасу қызметін сақтап жеткілікті төмен ультрадыбыстық қарқындылығы кезінде, Бар / L холестерин 1,0 және 2,5 г микробты шламдарын жылы биотрансформациялануы кинетикалық бағамдарының елеулі арттыру байқалады 0.2W / cm² қуат шығару. Ультрадыбыстық холестерин оксидазы арқылы холестерин ферментативті тотығу ешқандай әсер (2.5g / L) көрсетті.

тиімді технологиялар

өндіру және азық-түлік сақтау үшін ультрадыбыстық кавитация пайдалану тек қауіпсіз және экологиялық таза, сондай-ақ тиімді және үнемді қолдану мүмкін емес, жаңа қуатты өңдеу технологиясы болып табылады. гомоге және сақтау әсері оңай томат тұздығы немесе спаржа сорпа сияқты, жеміс шырындары мен пюре үшін (мысалы апельсин, алма, грейпфрут, манго, жүзім, қара өрік), сондай-ақ көкөніс тұздықтар мен сорпалар үшін пайдаланылуы мүмкін.

қосымша ақпарат сұрату!

Сіз өндіру және сақтау үшін УДЗ пайдалануға қатысты қосымша ақпаратты сұратуға келсе, төмендегі нысанды пайдаланыңыз.









Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.


әдебиет

Allinger, H. (1975): Америкалық зертханасы, 7 (10), 75 (1975).

Бар, Р. (1987): Ультрадыбыстық кеңейтілген биопроцессы, Жылы: Биотехнология және инжиниринг, Vol. 32, с. 655-663 (1987).

El'piner, S.I. (1964): Ультрадыбыстық: физикалық, химиялық, және биологиялық эффектілері (Консультанттар бюросы, Нью-Йорк, 1964), 53-78.

Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki, А .: Интернет жариялау: шафран белсенді қосылыстар ультрадыбыстық өндіру.

Ким, С. М. және Zayas, J.F. (1989): УДЗ арқылы chymosin өндіру өңдеу параметр; J. Азық-түлік Sci жылы. 700: 54.

Mokkila, М., Mustranta, А., Buchert, J., Poutanen, K (2004): жидек шырыны қайта өңдеу ферменттер электр УЗИ біріктіре, Кем: 2-ші Int. Конфигур. Тамақ өнімдерінің және сусындардың Biocatalysis, 19-22.9.2004, Штутгарт, Германия.

Moulton, K.J., Ван, L.C. (1982): Азық-түлік ғылым том 47 журналында, 1982: жылы соя протеиновый Үздіксіз ультрадыбыстық өндіру пилоттық-зауыты зерттеу.

Mummery, CL (1978): Ғылымдарының кандидаты: жылы пробиркалар фибробластов, бойынша УДЗ әсері Диссертация, Лондон университеті, Лондон, Англия, 1978.