초음파 콜라겐 추출

• 콜라겐은 단백질이 풍부하며 식품, 제약, 첨가제 등과 같은 다양한 산업 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
• 초음파 처리는 콜라겐의 효소 또는 산 추출과 쉽게 결합 될 수 있습니다.
• 콜라겐 추출 공정에 초음파를 구현하면 수율이 높아지고 추출이 빨라집니다.

콜라겐 추출에 대한 초음파 효과

고강도 초음파는 추출, 초음파 화학 등과 같은 습식 공정에서 물질 전달을 개선하는 데 널리 사용됩니다. 콜라겐의 추출(콜라겐 분리라고도 함)은 초음파 처리로 크게 향상될 수 있습니다. 콜라겐 기질의 분열 동안 초음파 처리는 콜라겐 섬유를 열어 효소 가수 분해 또는 산 처리가 촉진됩니다.

Ultrasonically Assisted Enzymatic Extraction

초음파 처리는 효소 활성을 증가시키는 능력으로 알려져 있습니다. 이 효과는 펩신 응집체의 초음파 분산 및 응집 해제를 기반으로 합니다. 균질하게 분산된 효소는 질량 전달을 위한 증가된 표면을 제공하며, 이는 더 높은 효소 활성과 상관관계가 있습니다. 또한 강력한 초음파가 콜라겐 섬유소를 열어 콜라겐이 방출되도록 합니다.

초음파 펩신 추출: 펩신을 결합 한 초음파는 콜라겐의 수율을 약 124 %까지 증가시키고 기존의 펩신 가수 분해에 비해 추출 시간을 크게 단축합니다. 원형 이색성 분석, 원자력 현미경 및 FTIR은 추출 된 콜라겐의 삼중 나선 구조가 초음파 처리의 영향을받지 않고 그대로 유지되었음을 입증했습니다. (Li 외. 2009) 따라서 초음파 보조 펩신 추출은 식품 산업에 매우 실용적이며 훨씬 짧은 처리 시간에 향상된 단백질 회수율을 제공합니다.

소 힘줄에서 콜라겐의 초음파 대 비 초음파 추출에 대한 비교 연구에서 초음파 처리 (20kHz, 펄스 모드 20/20 초)는 더 높은 수율과 효율성으로 확신했습니다. 종래의 추출은 펩신을 아세트산에서 48시간 동안 수행하였다. 초음파 추출은 동일한 조건에서 추출을 수행했지만 초음파 처리 (3-24 시간) 및 펩신 (24-45 시간)에 대한 노출 시간이 다양하여 총 48 시간의 치료가 이루어졌습니다. 초음파-펩신 추출은 콜라겐 추출의 우수한 효율을 보였으며, 기존의 추출 수율이 2.4%일 때 6.2%의 수율에 도달했습니다. 최상의 결과는 18 시간의 초음파 추출 시간에 달성되었습니다. 추출된 콜라겐은 손상되지 않은 연속 나선 구조, 우수한 용해성 및 상당히 높은 열 안정성을 보여주었습니다. 이는 초음파-펩신 추출이 생성 된 콜라겐의 품질을 손상시키지 않고 천연 콜라겐 추출의 효율성을 향상 시켰음을 의미합니다. (란과 왕 2014)

Ultrasonically Assisted Acid Extraction

Kim et al. (2012)의 연구에 따르면 농어(Lateolabrax japonicus)의 피부에서 산성 콜라겐을 추출한 결과 0.5M 아세트산에서 20kHz의 주파수로 초음파 처리 후 수율이 증가하고 추출 시간이 단축되는 것으로 나타났습니다. 초음파를 이용한 추출은 콜라겐의 주요 구성 요소, 특히 α1, α2 및 β 사슬을 변경하지 않았습니다.

달걀 껍질에서 단백질의 초음파 추출

초음파로 전처리 된 효소 가수 분해물은 더 나은 기능적 특성을 가졌습니다. 닭 달걀 껍질에서 기능성 단백질 가수 분해물의 초음파 추출을 위해 용해도, 유화, 발포 및 수분 보유 특성이 향상됩니다.
달걀 껍질 막은 풍부한 천연 자원이며 Type I, V 및 X 콜라겐, 라이소자임, 오스테오폰틴 및 시알로단백질을 포함한 약 64개의 단백질로 구성되어 있습니다. 이것은 달걀 껍질을 단백질 추출을 위한 흥미로운 원료로 만듭니다. 초음파 추출을 사용하면 단백질 방출 및 기능이 크게 향상되어 빠르고 효율적이며 경제적 인 공정이 가능합니다.

초음파 보조 알칼리 추출

이러한 단백질을 추출하고 용해시키기 위해
달걀 껍질 막에서 단백질을 추출하기 위해 초음파 알칼리 처리로 인해 전체 달걀 껍질 막 단백질의 100%에 가까운 가용성 단백질 수율이 나타났습니다. 초음파 캐비테이션은 달걀 껍질 막에서 더 큰 단백질 덩어리를 분리하고 화합물의 용해를 촉진했습니다. 단백질 구조와 특성은 초음파 처리에 의해 손상되지 않았으며 그대로 유지되었습니다. 단백질의 항산화 특성은 초음파 보조 알칼리 처리와 기존 추출과 동일했습니다.

초음파 젤라틴 추출

냉동 및 공기 건조된 명태 껍질을 냉염수, 알칼리성 및 산성 용액으로 처리하여 콜라겐 조직을 분리하고 45°C에서 4시간 동안 콜라겐 변성으로 젤라틴을 추출하고 가공 보조제로 파워 초음파 처리를 했습니다. 젤라틴 수율, pH, 투명도, 겔 강도 및 점탄성 특성뿐만 아니라 PAGE-SDS 방법에 의해 결정된 분자량 분포를 평가했습니다. 45°C의 수조에서 4시간 동안 추출한 젤라틴을 대조군으로 사용했습니다. 파워 초음파 치료는 대조군에 비해 추출 수율은 11.1% 증가한 반면 겔 강도는 7% 감소했습니다. 겔화 온도는 초음파 추출 젤라틴(4.2°C)에서도 더 낮았다. 이 거동은 젤라틴에서 폴리펩티드 코일의 분자량 분포 차이와 관련이 있습니다. 파워 초음파 추출은 냉동 및 공기 건조 생선 피부에서 젤라틴 추출을 늘리는 데 사용할 수 있습니다. (Olson 외. 2005)

산업용 초음파 시스템

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