초음파 추출 및 보존

초음파 추출 및 보존은 세포 구조의 붕괴 (용해)를 위해 전력 초음파를 사용합니다. 초음파로 세포를 파괴하는 것은 세포 내 화합물의 매우 효율적인 추출과 미생물 불활성화에 도움이 됩니다. 수많은 장점으로 인해 초음파는 식품 산업에서 추출 및 보존에 널리 사용됩니다. 초음파 추출 및 식품 가공의 이점에 대해 자세히 알아보십시오!

식품 및 식물의 추출 및 보존을 위한 전력 초음파

초음파 추출 : 초음파 추출은 고주파 음파를 사용하여 식물, 과일 및 채소와 같은 다양한 재료에서 화합물을 추출하는 과정입니다. 이 공정은 초음파를 사용하여 액체 또는 반고체 물질에 고압 기포를 생성하며, 이는 빠르게 붕괴되어 재료의 세포벽을 파괴하고 원하는 화합물을 방출하는 강렬한 열과 압력을 생성합니다.

초음파 추출 및 보존의 작동 원리

초음파 추출의 기본 원리는 음향 캐비테이션으로 알려진 현상을 기반으로합니다. 액체가 고강도 및 저주파(약 20kHz)의 초음파에 노출되면 액체에 작은 진공 기포를 생성하는 압력파가 생성됩니다. 이 기포는 초음파의 강도가 증가함에 따라 크기가 커지고, 일정 크기에 도달하면 갑자기 격렬하게 붕괴되어 충격파를 발생시키고 열과 압력의 형태로 에너지를 방출합니다.
이 과정은 세포벽의 기계적 파괴를 일으켜 원하는 화합물을 재료에서 액체 용매로 방출합니다. 그런 다음 방출된 화합물은 여과 또는 원심분리와 같은 표준 분리 기술을 사용하여 용매에서 분리할 수 있습니다.

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우리의 주의 개인 정보 정책.


초음파 프로브 UP400St를 사용하여 식물 재료에서 알칼로이드의 초음파 배치 추출.

초음파 검사기 UP400St 식물 재료의 효율적인 비열 추출을 위해.

초음파 보존: 초음파 보존은 초음파 추출과 동일한 캐비테이션 효과를 기반으로합니다. 보존을 위해 고주파 음파를 사용하여 부패를 유발하는 미생물의 성장을 억제함으로써 부패하기 쉬운 식품의 유통 기한을 연장하기 위해 전력 초음파를 적용합니다. 이 과정에는 박테리아, 효모 및 곰팡이의 세포벽을 파괴하는 초음파에 식품을 노출시켜 파괴 또는 억제하는 것이 포함됩니다.
이 과정은 미생물의 세포벽을 기계적으로 파괴하여 파괴 또는 억제를 유발합니다. 초음파는 또한 세포막의 투과성을 증가시켜 방부제 및 기타 항균제가 미생물에 침투하여 보다 효과적으로 죽일 수 있도록 합니다.
초음파 보존은 가공 시간 단축, 효율성 향상, 식품의 자연적 특성과 풍미를 보존하는 능력과 같은 몇 가지 이점을 제공하기 때문에 전통적인 보존 방법보다 선호됩니다. 소스, 주스, 유제품, 계란, 육류 등 다양한 식품에 사용되어 유통 기한을 연장하고 안전을 보장합니다.

초음파 추출 및 보존 기술은 더 빠른 추출 속도, 우수한 제품 품질, 높은 수율, 순전히 기계적 비열 처리 및 더 넓은 범위의 화합물을 추출하는 능력과 같은 몇 가지 이점을 제공하기 때문에 전통적인 추출 및 보존 방법보다 선호됩니다. 식음료, 의약품, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.

초음파 식물 추출은 더 높은 수율을 제공합니다. Hielscher UIP2000hdT, 2000 와트 균질 기는 10 리터에서 120 리터까지 배치를 쉽게 추출 할 수있을만큼 강력합니다.

식물의 초음파 추출 - 30 리터 / 8 갤런 배치

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Hielscher 캐스카로드의 강력한 초음파 캐비테이션

강력한 초음파 캐비테이션 Hielscher UIP1000hdT 캐스카트로드

초음파 단백질 및 효소 추출

특히 세포 및 세포 내 입자에 저장된 효소 및 단백질의 추출은 고강도 초음파의 독특하고 효과적인 응용이며, 용매에 의한 식물 및 종자의 체내에 함유된 유기 화합물의 추출이 현저히 향상될 수 있다. 따라서 초음파는 새로운 잠재적 생리 활성 성분의 추출 및 분리에 잠재적 인 이점을 가지고 있습니다 (예 : 현재 공정에서 형성된 활용되지 않은 부산물 스트림으로부터). 초음파는 또한 효소 처리의 효과를 강화하는 데 도움이 될 수 있으며, 이를 통해 필요한 효소의 양을 줄이거나 추출 가능한 관련 화합물의 수율을 높일 수 있습니다.

지질과 단백질의 초음파 추출

Ultrasonication은 대두 (예 : 밀가루 또는 탈지 된 대두) 또는 기타 오일 씨앗과 같은 식물 종자의 지질 및 단백질 추출을 향상시키는 데 종종 사용됩니다. 이 경우에, 세포벽의 파괴는 가압 (추위 또는 고온)을 용이하게하여 가압 케이크 내의 잔유 또는 지방을 감소시킨다.

분산 된 단백질의 수율에 대한 연속 초음파 추출의 영향은 Moulton et al.에 의해 입증되었습니다. 초음파 처리는 플레이크/용매 비율이 1:10에서 1:30으로 변경됨에 따라 분산된 단백질의 회수율을 점진적으로 증가시켰습니다. 그것은 초음파가 거의 모든 상업적 처리량에서 콩 단백질을 소화 할 수 있으며 두꺼운 슬러리가 사용되었을 때 필요한 초음파 처리 에너지가 가장 낮다는 것을 보여주었습니다.

페놀 화합물과 안토시아닌의 초음파 분리

펙 티나 제, 셀룰라아제 및 헤미 셀룰라 제와 같은 효소는 세포벽을 분해하고 주스 추출 성을 개선하기 위해 주스 처리에 널리 사용됩니다. 세포벽 매트릭스의 파괴는 또한 페놀 화합물과 같은 성분을 주스로 방출합니다. 초음파는 추출 공정을 향상시켜 페놀 화합물, 알칼로이드 및 주스 수율을 증가시킬 수 있습니다. 일반적으로 프레스 케익에 남습니다.

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. “미국 치료법은 빌베리 주스의 페놀 화합물 농도를 15 % 이상 증가시킵니다. […] 미국 (초음파)의 영향은 펙틴 및 다른 세포벽 구조의 높은 함량 때문에 빌베리보다 주스 가공에서 더 많은 열매를 맺는 검은 건포도로 더욱 중요했습니다. […] 주스 내의 페놀 릭 화합물의 농도는 효소 배양 후 미국 (초음파) 처리를 사용하여 15-25 % 증가했다.” (참조, Mokkila et al., 2004)
 

이 프레젠테이션에서는 식물 추출물 제조를 소개합니다. 우리는 고품질 식물 추출물을 생산하는 데 따르는 어려움과 초음파 처리기가 이러한 문제를 극복하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 설명합니다. 이 프레젠테이션은 초음파 추출이 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 추출을 위해 초음파 처리기를 사용하여 기대할 수있는 이점과 추출물 생산에 초음파 추출기를 구현하는 방법을 배우게됩니다.

초음파 식물 추출 - 초음파 를 사용하여 식물 화합물을 추출하는 방법

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산업용 프로브 형 초음파 처리기 UIP6000hdT (6kW, 20kHz) 높은 처리량으로 액체 및 페이스트의 연속 초음파 처리를위한 플로우 셀 반응기.

초음파 처리기 UIP6000hdT 연속 추출의 산업 설비에서.

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미생물 및 효소 불 활성화

미생물 및 효소 불 활성화예를 들어 과일 주스 및 소스에서 미생물 및 효소 불활성화 (보존)는 식품 가공에서 초음파의 또 다른 응용 프로그램입니다. 오늘날, 단기간 동안 온도 상승에 의한 보존(저온 살균)은 여전히 더 긴 저장 수명(보존)으로 이어지는 미생물 또는 효소 불활성화를 위한 가장 일반적인 처리 방법입니다. 고온에 노출되기 때문에, 종래의 열 저온 살균은 종종 식품에 불리하게 작용한다.
열 촉매 반응 및 거대 분자의 변형뿐만 아니라 식물 및 동물 구조의 변형으로 인한 새로운 물질의 생산은 품질의 손실을 줄일 수 있습니다. 그러므로 열처리는 감각적 인 속성, 즉 질감, 맛, 색, 냄새, 영양 적 특성, 즉 비타민과 단백질의 바람직하지 못한 변화를 일으킬 수 있습니다. 초음파는 효과적인 비 열 (최소) 처리 대안입니다.

기존의 열처리와 달리 초음파 보존은 효소를 비활성화하기 위해 음향 캐비테이션의 에너지와 전단력을 사용합니다. 충분히 낮은 수준의 초음파 처리에서 구조적 및 대사적 변화는 파괴 없이 세포에서 발생할 수 있습니다. 대부분의 원료 및 데치지 않은 과일 및 채소에서 발견되며 특히 이취 및 갈변 색소의 발달과 관련될 수 있는 과산화효소의 활성은 초음파의 사용에 의해 실질적으로 감소될 수 있습니다. 초고온 처리를 견디고 열처리 우유 및 기타 다이어리 제품의 품질과 유통 기한을 감소시킬 수 있는 리파아제 및 프로테아제와 같은 내열성 효소는 초음파, 열 및 압력(MTS)을 동시에 적용하여 보다 효과적으로 비활성화할 수 있습니다.

초음파는 대장균, 살모넬라, 아스카리스, 편모충, 크립토스포리디움 낭종, 폴리오바이러스와 같은 식중독 병원체의 파괴 가능성을 입증했습니다.

적용 대상 : 잼, 마멀레이드 또는 토핑, 과일 주스 및 소스, 육류 제품, 유제품 및 아이스크림 보존.
 

Hielscher 초음파 는 식품 안전과 기계적 안정성을 보장하기 위해 액체 계란 제품 (전체 계란, 달걀 흰자, 노른자)을 균질화하고 저온 살균 할 수 있습니다. Hielscher 초음파 균질화는 미생물을 죽이기 위해 강렬한 캐비테이션과 높은 전단력을 제공합니다. 초음파 저온 살균은 매우 효과적이고 효율적인 저온 저온 살균 대안입니다. 초음파로 저온 살균 된 액체 계란은 단백질 변성이 적고 풍미 손실이 적으며 균질성이 향상되고 에너지 효율이 크게 높아집니다.

액체 계란 균질화 및 저온 살균 초음파 UP400ST로 전력 초음파 적용

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온도와 압력을 이용한 초음파의 시너지 효과

Ultrasonication은 종종 다음과 같은 다른 항균 방법과 결합 될 때 더 효과적입니다.

  • 열 초음파와 열 초음파
  • mano-sonication, 즉 압력과 초음파
  • mano-thermo-sonication, 즉 압력, 열 및 초음파

열 및/또는 압력과 초음파의 결합 적용은 바실러스 서브틸리스, 바실러스 코아귤런스, 바실러스 세레우스, 바실러스 스테로써모필러스, 사카로미세스 세레비시아에, 그리고 에어로모나스 하이드로필라에 권장됩니다.

초음파 대 다른 식품 보존 기술

고압 균질화, 열 저온 살균, 높은 정수압 (HP), 압축 이산화탄소 (cCO2) 및 초임계 이산화탄소 (ScCO2), 높은 전기장 펄스 (HELP) 또는 마이크로파와 같은 다른 열 및 비 열 공정과 달리 초음파는 실험실 또는 벤치 탑 규모에서 쉽게 테스트 할 수 있습니다 – 스케일 업을 위해 재현 가능한 결과를 생성합니다. 강도 및 캐비테이션 특성은 특정 목표를 목표로 하는 특정 추출 공정에 쉽게 적응할 수 있습니다. 진폭과 압력은 예를 들어 가장 에너지 효율적인 추출 설정을 식별하기 위해 넓은 범위에서 다양할 수 있습니다.

초음파 프로브 형 추출의 사용과 관련된 다른 장점은 추출물의 쉬운 처리, 신속한 실행, 잔류 물 없음, 높은 수율, 친환경, 향상된 품질 및 추출물 분해 방지입니다.
(참조, Chemat et al., 2011)

초음파 식품 가공의 장점
 

  • 보다 완벽한 추출
  • 비열 보존
  • 높은 수율
  • 높은 영양소, 프리미엄 식품 품질
  • 신속한 처리
  • 냉간 / 비 열 공정
  • 쉽고 안전한 작동
  • 낮은 유지 보수
초음파 프로브는 차가버섯과 같은 약용 버섯의 비열 추출에 매우 효율적입니다. 이 비디오는 초음파 처리기를 사용하여 차가버섯에서 빠른 전체 스펙트럼 추출을 보여줍니다 UP100H.

버섯 추출 - 초음파를 이용한 차가운 차가 버섯 추출

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추출 및 사전 보존을 위한 고성능 초음파 발생기

Hielscher 초음파는 효율적인 추출 및 보존을 위해 고성능 초음파 를 설계, 제조 및 배포합니다. 추출 및 식품 보존을 위해 Hielscher 초음파 장비를 사용하는 것은 안전하고 환경 친화적 일뿐만 아니라 효율적이고 경제적으로 적용 할 수있는 강력한 가공 기술입니다. 균질화 및 보존 효과는 과일 주스 및 퓌레(예: 오렌지, 사과, 자몽, 망고, 포도, 자두)를 포함한 모든 액체 또는 페이스트 유사 식품과 야채 소스 및 수프(예: 토마토 소스 또는 아스파라거스 수프), 유제품, 계란 및 육류.
초음파 균질화 및 추출기의 우리의 포트폴리오는 핸드 헬드, 휴대용 장치에서 상업적 규모의 대량의 인라인 처리를위한 완전 산업 생산 시스템에 이르기까지 다양합니다.

설계, 제조 및 컨설팅 – 독일에서 만든 품질

Hielscher 초음파 는 최고 품질 및 디자인 표준으로 잘 알려져 있습니다. 견고성과 쉬운 작동으로 초음파 를 산업 시설에 원활하게 통합 할 수 있습니다. 거친 조건과 까다로운 환경은 Hielscher 초음파 로 쉽게 처리 할 수 있습니다.

Hielscher 초음파는 ISO 인증 회사이며 최첨단 기술과 사용자 친화성을 특징으로 하는 고성능 초음파 에 특히 중점을 둡니다. 물론, Hielscher 초음파 는 CE를 준수하고 UL, CSA 및 RoHs의 요구 사항을 충족합니다.

아래 표는 초음파 장비의 대략적인 처리 용량을 보여줍니다.

일괄 볼륨 유량 권장 장치
0.5 ~ 1.5mL N.A. 유리 병
1 ~ 500mL 10 ~ 200mL / min UP100H
10 ~ 2000mL 20 ~ 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 ~ 20L 0.2 ~ 4L / min UIP2000hdT
10 ~ 100L 2 ~ 10L / min UIP4000hdT
15에서 150L 3 내지 15L / 분 UIP6000hdT
N.A. 10 ~ 100L / min UIP16000
N.A. 더 큰 의 클러스터 UIP16000

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추가 정보 요청

초음파 프로세서, 응용 프로그램 및 가격에 대한 추가 정보를 요청하려면 아래 양식을 사용하십시오. 우리는 당신과 당신의 프로세스를 토론하고 당신에게 당신의 요구 사항을 충족하는 초음파 시스템을 제공 하게되어 기쁩니다!









주의 하시기 바랍니다 개인 정보 정책.


초음파 고전기 균질화는 실험실, 벤치 탑, 파일럿 및 산업 처리에 사용됩니다.

Hielscher 초음파는 실험실, 파일럿 및 산업 규모의 응용 프로그램, 분산, 에멀화 및 추출을 위한 고성능 초음파 균질화를 제조합니다.



문학 / 참고 문헌

알만한 가치가있는 사실

초음파 세포 분열

강렬한 초음파 처리 하에서 효소 또는 단백질은 세포 분해의 결과로 세포 또는 세포 내 소기관에서 방출 될 수 있습니다. 이때, 용매에 용해되는 화합물은 불용성 구조로 둘러싸인다. 그것을 추출하기 위해서는 세포막이 파괴되어야합니다. 세포 파괴는 세포벽이 내부의 높은 삼투압을 견딜 수 있기 때문에 민감한 과정입니다. 세포 파편 및 핵산을 포함한 모든 세포 내 생성물의 방해받지 않는 방출 또는 생성물 변성을 피하기 위해 세포 파괴를 잘 제어해야 합니다.
Ultrasonication은 잘 제어 할 수있는 세포 분해 수단입니다. 이를 위해 초음파의 기계적 효과로 인해 용매가 세포 물질에보다 빠르게 침투하여 물질 전달이 향상됩니다. 초음파는 식물 조직에 용제를 더 많이 침투시키고 물질 전달을 향상시킵니다. 캐비테이션을 발생시키는 초음파가 세포벽을 파괴하고 매트릭스 성분의 방출을 촉진합니다.

초음파로 개선 된 질량 전달은 추출을 촉진합니다.

일반적으로 초음파는 세포막이 이온으로 투과되도록 할 수 있으며 세포막의 선택성을 크게 감소시킬 수 있습니다. 초음파의 기계적 활성은 용매가 조직으로 확산되는 것을 지원합니다. 초음파가 캐비테이션 전단력에 의해 기계적으로 세포벽을 파괴함에 따라 세포에서 용매로의 전달을 용이하게합니다. 초음파 캐비테이션에 의한 입자 크기 감소는 고체와 액상 사이의 접촉시 표면적을 증가시킵니다.

초음파 용해 및 E.coli의 비활성화

생물학적 특성의 연구 및 특성화를 위해 소량의 재조합 단백질을 생산하기 위해 E.coli가 선택되는 박테리아입니다. 정제 태그(예: 폴리히스티딘 꼬리, 베타-갈락토시다아제 또는 말토오스 결합 단백질)는 일반적으로 재조합 단백질에 결합되어 대부분의 분석 목적에 충분한 순도로 세포 추출물에서 분리할 수 있습니다. 초음파는 특히 생산 수율이 낮을 때 단백질 방출을 극대화하고 재조합 단백질의 구조와 활성을 보존할 수 있습니다.

초음파 산화

제어 된 강도에서, 생체 변형 및 발효에 초음파를 적용하면 유도 된 생물학적 효과와 촉진 된 세포 질량 전달로 인해 향상된 생물 처리가 발생할 수 있습니다. Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (이전의 Nocardia erythropolis)의 휴식 세포에 의한 콜레스테롤의 콜레 스테 논으로의 산화에 대한 초음파 (20kHz)의 제어 된 적용의 영향은 Bar (1987)에 의해 조사되었다.
이 시스템은 기질 및 생성물이 수 불용성 고체라는 점에서 스테롤 및 스테로이드의 미생물 변형의 전형이다. 따라서, 이 시스템은 세포와 고체 둘 다 초음파의 영향을 받을 수 있다는 점에서 다소 독특하다. 세포의 구조적 완전성을 보존하고 대사 활성을 유지하는 충분히 낮은 초음파 강도에서 Bar는 0.2W/cm²의 전력 출력으로 10mn마다 5초 동안 초음파 처리했을 때 1.0 및 2.5g/L 콜레스테롤의 미생물 슬러리에서 생체 변환의 운동 속도가 크게 향상되는 것을 관찰했습니다. 초음파는 콜레스테롤 산화 효소에 의한 콜레스테롤 (2.5g / L)의 효소 산화에 영향을 미치지 않았다.


고성능 초음파! Hielscher의 제품 범위는 벤치 탑 유닛을 통해 소형 실험실 초음파 처리기에서 풀 산업 초음파 시스템에 이르기까지 전체 스펙트럼을 다룹니다.

Hielscher 초음파는 고성능 초음파 균질화기를 제조합니다. 산업 규모.


우리는 당신의 과정을 논의하는 것을 기쁘게 생각합니다.

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