초음파로 강화된 3상 분할

• 3상 분할(TPP)은 생물학적 물질에서 지질, 효소, 다당류 및 기타 생체 분자와 같은 구성 요소를 추출, 분리 및 정제하는 기술입니다.
• Ultrasonically-assisted Three-Phase Partitioning은 더 높은 수율, 향상된 순도 및 탁월한 속도로 기존의 3 상 분할을 능가합니다.
• 초음파 3 상 분할은 소량 및 대량에 적용 할 수 있으며 산업 생산으로 쉽게 확장 할 수 있습니다.

초음파 삼상 partitoning

3상 파티셔닝

3상 분할(TPP)은 복잡한 혼합물에서 효소, 지질, 다당류 등과 같은 생체 분자를 분리, 정제 및 농축하기 위한 간단하고 효율적인 원스텝 공정입니다.
TPP는 충분한 양의 염(일반적으로 황산암모늄)과 유기 용매(주로 t-부탄올/tert-부탄올). 황산 암모늄과 같은 염은 단백질을 침전시키기 위해 특정 포화도에서 사용됩니다. 다음과 같은 유기 용매 t-부탄올을 첨가하여 3상 층을 형성하고 지질, 페놀 및 일부 세제와 같은 저분자량 화합물을 제거합니다. 이래 t-부탄올은 끓는점이 높지만 에탄올과 메탄올보다 가연성이 낮고, t-부탄올은 TPP에 선호되는 용매입니다.
미가공 추출물과 디캔테이션의 처리 후, 혼합물은 세 가지 별개의 단계로 분리됩니다: 상부 용매(t-부탄올) 상에는 비극성 화합물이 포함되어 있으며, 이는 계면 단백질 침전물에 의해 하부 수성상(극성 화합물 포함)에서 분리됩니다. 원하는 단백질은 한 단계로 선택적으로 분할되고 다른 오염 단백질은 다른 단계로 분할됩니다. 이것은 단백질의 부분적인 정제 그리고 농축을 일으킵니다. 추출 공정은 코스모트로픽(kosmotropic), 솔팅 아웃(salting out), 등장성 공용매(isotonic cosolvent) 및 단백질의 삼투압 침전(ostolytic precipitation)의 융합입니다.

초음파로 강화된 3상 분할

초음파 처리는 TPP 프로세스를 크게 강화합니다. Ultrasonically-assisted Three-Phase Partitioning은 생체 분자의 분리 및 정제에 성공적으로 적용됩니다. 광범위한 생체 고기를 더 짧은 시간에 더 효율적으로 분리할 수 있습니다. 예를 들어, 식물(예: 브로멜라인, 파파인, 인버타제, 폴리페놀 산화효소 및 트립신 억제제), 동물(예: 트립신, α-키모트립신, 키모신, 펩신 및 루시페라아제) 및 미생물(예: 리파제, α-아밀라아제, α-갈락토시다아제, 세라티오펩티다아제, 사이클로덱스트린 글리코실전이효소 및 섬유소 용해 효소)의 효소를 초음파 TPP를 통해 정제했습니다. 초음파 삼상 분할의 또 다른 이점은 표적 효소 또는 단백질이 유기상과 수성 상 사이의 중간층에서 침전되기 때문에 명백한 더 높은 수율 (약 100%)의 결과로 다양한 효소의 향상된 활성입니다.
초음파 3상 분할은 미처리 샘플에 효과적으로 사용할 수 있으며 쉽게 확장할 수 있습니다.

초음파 3상 분할(US-TPP)의 예

아스타잔틴 추출을 위한 초음파 TPP

아스타잔틴 (AX)의 추출을 위해, Hielscher 초음파 발생기 UP400S를 사용한 TPP 및 초음파 처리의 결합 처리는 간단 할 뿐만 아니라 쉽게 적용 할 수있을뿐만 아니라 Paracoccus NBRC 101723의 박테리아 바이오 매스에서 AX를 분리하는 매우 효율적인 기술입니다. 초음파 처리의 작동 변수는 최적의 추출 결과를 얻기 위해 최적화 할 수 있습니다. 바이오매스의 입자 크기뿐만 아니라 진폭, 시간, 온도 및 추출 용기(크기, 모양)와 같은 초음파 처리 매개변수는 바이오매스에서 AX의 초음파 방출에 상당한 영향을 미칩니다. 습식 바이오 매스의 초음파는 AX의 빠르고 효율적인 추출을 위해 건조 된 바이오 매스의 초음파 TPP보다 더 나은 결과를 제공합니다. 초음파 TPP는 기존 용매 추출보다 37% 더 높은 AX 회수율을 제공합니다. (Chougle et al. 2013 참조)

Andrographis paniculata에서 andrographolide의 분리를 위한 초음파 TPP

Andrographolide는 높은 항염증제, 항산화제, 간 보호, 항암성 및 항 당뇨병 효과로 평가되는 labdane diterpenoid입니다. 비교 연구에 따르면 초음파 TPP는 기존 TPP에 비해 안드로그라폴라이드의 수율을 증가시켰을 뿐만 아니라 항산화 활성을 향상시키는 것으로 나타났습니다.

3상 분할을 위한 고성능 초음파 발생기

Hielscher 초음파는 추출을위한 고출력 초음파 시스템의 설계 및 제조 및 기타 여러 공정에 전문화되어 있습니다.
당사의 제품 범위는 작고 강력한 실험실 초음파 발생기, 견고한 벤치 탑 균질화 기 및 산업용 고성능 초음파 시스템을 포함합니다. 매니폴드 액세서리를 사용하면 초음파 시스템을 특정 공정 요구 사항에 이상적으로 적용할 수 있습니다. 모든 Hielscher 초음파 발생기는 최대 부하에서 24/7 작동하도록 제작되었습니다.
초음파 처리에 대한 오랜 경험을 통해 초음파를 사용한 첫 번째 테스트부터 공정 최적화 및 산업 규모 구현 단계를 통해 고객에게 상담 할 수 있습니다.
아래 양식을 사용하여 프로세스에 대해 알려주십시오! 귀하의 응용 프로그램에 대한 초음파 처리의 기회와 이점에 대해 논의하는 것을 권장하게되어 기쁩니다.

문헌/참고문헌

• Chougle, J.A: et al. (2013): UATPP(Ultrasound assisted three phase partitioning): Paracoccus NBRC 101723에서 아스타잔틴을 추출하기 위해 개발된 새로운 기술. CSBE/SCGAB 2013 – 연례 컨퍼런스 서스 캐처 원 대학교, 새 스커 툰, 7 월 7-10th 2013.
• Ketnawa, S. et al (2017): 효소 분리를 위한 상 분할: 개요 및 최근 응용 분야. 국제식품연구저널 24(1), 2017. 1-24.
• Varakumar, S. et al. (2017): 효소 보조 3상 분할을 사용하여 생강(Zingiber officinale) 뿌리줄기 분말에서 올레오레진 추출 향상. 식품화학연구 216, 2017. 27–36.
• 옌 J.-K. et al. (2018): Corbicula fluminea polysaccharides 및 가능한 관련 메커니즘의 추출 및 분리를 위한 3상 분할과 시너지 효과를 낸 초음파. 초음파 Sonochemistry Vol. 40, Part A, 2018. 128-134.