Duerch Ultraschall verbessert Dräiphasenopdeelung

• D’Dräiphasenopdeelung (TPP) ass eng Technik, fir Bestanddeeler, z. B. Lipiden, Enzymer, Polysacchariden an aner Biomoleküllen, aus biologeschem Material ze extrahéieren, ze trennen an ze rengegen.
• Déi duerch Ultraschall ënnerstëtzt Dräiphasenopdeelung iwwertrëfft déi konventionell Dräiphasenopdeelung duerch e méi héijen Ertrag, eng verbessert Rengheet an eng aussergewéinlech Vitess.
• D’Dräiphasenopdeelung mat Ultraschall ass fir kleng a grouss Volumen uwendbar a kann einfach op industriell Produktioun eropskaléiert ginn.

Dräiphasenopdeelung mat Ultraschall

Dräiphasenopdeelung

D’Dräiphasenopdeelung (TPP) ass en einfachen an effiziente Prozess an engem eenzege Schrëtt, fir Biomoleküllen ewéi Enzymer, Lipiden, Polysacchariden asw. aus komplexe Mëschungen ze trennen, ze rengegen an ze konzentréieren.
D’TPP gëtt duerch d’sukzessiv Zousetze vun enger genuch grousser Quantitéit Salz (normalerweis Ammoniumsulfat) an engem organesche Léisungsmëttel (haaptsächlech t-butanol/tert-butanol) duerchgefouert. Salzer ewéi Ammoniumsulfat gi bei engem bestëmmte Sättegungsgrad benotzt, fir de Protein auszefällen. En organescht Léisungsmëttel ewéi t-butanol gëtt derbäigesat, fir dräi Phaseschichten ze bilden a Verbindunge mat niddregem Molekulargewiicht ewéi Lipiden, phenolesch Verbindungen a verschidden Detergenzien ze ewechzehuelen. Well t-butanol en héije Kachpunkt huet, awer manner entzündlech wéi Ethanol a Methanol ass, ass t-butanol dat bevorzugt Léisungsmëttel fir d’TPP.
No der Behandlung vum Réiextrakt an dem Dekantéiere trennt sech d’Mëschung an dräi ënnerschiddlech Phasen: Déi iewescht Léisungsmëttelphas (t-butanol) enthält onpolar Verbindungen, déi duerch e Proteinpräzipitat un der Phasegrenz vun der ënneschter wässerlecher Phas (déi polar Verbindungen enthält) getrennt ginn. Déi gewënscht Proteinne gi selektiv enger Phas zougedeelt an aner veronrengegend Proteinnen där anerer Phas. Dëst bewierkt eng deelweis Rengegung a Konzentratioun vum Protein. Den Extraktiounsprozess kombinéiert kosmotrop Ausfällung, Aussalzen, Ausfällung duerch en isotonescht Co-Léisungsmëttel an osmolytesch Ausfällung vu Proteinnen.

Duerch Ultraschall verbessert Dräiphasenopdeelung

D’Beschallung verstäerkt den TPP-Prozess däitlech. Déi duerch Ultraschall ënnerstëtzt Dräiphasenopdeelung gëtt erfollegräich fir d’Trennung an d’Rengegung vu Biomoleküllen agesat. Eng grouss Villfalt vu Biomoleküllen ass méi effizient a méi kuerzer Zäit isoléiert ginn. Zum Beispill goufen Enzymer aus Planzen (z. B. Bromelain, Papain, Invertase, Polyphenoloxidase an Trypsininhibitoren), Déieren (z. B. Trypsin, α-Chymotrypsin, Chymosin, Pepsin a Luciferase) a Mikroben (z. B. Lipase, α-Amylase, α-Galaktosidase, Serratiopeptidase, Cyclodextringlycosyltransferase a fibrinolytesch Enzymer) duerch TPP mat Ultraschall gerengegt. En zousätzleche Virdeel vun der Dräiphasenopdeelung mat Ultraschall ass déi verstäerkt Aktivitéit vu verschiddenen Enzymer, wat zu anscheinend méi héijen Erträg (ëm ongeféier 100%) féiert, well dat gezilt Enzym oder de gezilte Protein an der mëttlerer Schicht tëscht der organescher an der wässerlecher Phas ausfält.
D’Dräiphasenopdeelung mat Ultraschall kann effektiv bei Réiprouwe benotzt ginn a léisst sech einfach eropskaléieren.

Beispiller fir d’Dräiphasenopdeelung mat Ultraschall (US-TPP)

TPP mat Ultraschall fir d’Extraktioun vun Astaxanthin

Fir d’Extraktioun vun Astaxanthin (AX) ass déi kombinéiert Behandlung duerch TPP a Beschallung mam Hielscher Ultraschallapparat UP400S net nëmmen einfach a liicht uwendbar, mee och eng ganz effizient Technik, fir AX aus der bakterieller Biomass vu Paracoccus NBRC 101723 ze isoléieren. D’Betribsvariabele vun der Beschallung kënnen optiméiert ginn, fir optimal Extraktiounsresultater ze kréien. Ultraschallveraarbechtungsparameter ewéi Amplitud, Zäit, Temperatur an Extraktiounsgefääss (Gréisst, Form) souwéi d’Partikelgréisst vun der Biomass beaflossen d’Fräisetzung vun AX aus der Biomass duerch Ultraschall däitlech. D’Beschallung vu fiichter Biomass liwwert besser Resultater wéi d’TPP mat Ultraschall vu gedréchenter Biomass, fir AX séier an effizient ze extrahéieren. D’TPP mat Ultraschall féiert zu enger ëm 37% méi héijer AX-Réckgewënnung wéi déi konventionell Léisungsmëttelextraktioun. (vgl. Chougle et al. 2013)

TPP mat Ultraschall fir d’Trennung vun Andrographolid aus Andrographis paniculata

Andrographolid ass e Labdan-Diterpenoid, dat wéinst senge staarken entzündungshemmenden, antioxidativen, liewerschützenden, antikarzinogenen an antidiabetesche Wierkunge geschat gëtt. Vergläichend Studie weisen, datt d’TPP mat Ultraschall am Verglach mat der konventioneller TPP net nëmmen den Ertrag un Andrographolid erhéicht, mee och d’antioxidativ Aktivitéit verbessert.

Héichleeschtungs-Ultraschallapparater fir d’Dräiphasenopdeelung

Hielscher Ultrasonics ass op d’Entwécklung an d’Hierstellung vu leeschtungsstaarken Ultraschallsystemer fir d’Extraktioun souwéi fir vill aner Prozesser spezialiséiert.
Eist Produktsortiment ëmfaasst kleng, leeschtungsstaark Labo-Ultraschallapparater, robust Dëschhomogenisateuren an industriell Héichleeschtungs-Ultraschallsystemer. Dat villfältegt Zoubéier erméiglecht et, den Ultraschallsystem ideal un Är spezifesch Prozessufuerderungen unzepassen. All Hielscher Ultraschallapparater si fir e 24/7-Betrib ënner voller Laascht gebaut.
Eis laangjäreg Erfarung an der Ultraschallveraarbechtung erlaabt eis, eis Clientë vun hiren éischten Tester mat Ultraschall iwwer d’Schrëtt vun der Prozessoptiméierung bis bei d’Ëmsetzung am industrielle Moossstaf ze beroden.
Benotzt wgl. de Formulaire hei ënnen, fir eis Äre Prozess ze beschreiwen! Mir ginn Iech gär Recommandatiounen an diskutéiere mat Iech d’Méiglechkeeten an d’Virdeeler vun der Beschallung fir Är Uwendung.

Literatur/Referenzen

• Chougle, J.A: et al. (2013): Duerch Ultraschall ënnerstëtzt Dräiphasenopdeelung (UATPP): Eng nei Technik, déi fir d’Extraktioun vun Astaxanthin aus Paracoccus NBRC 101723 entwéckelt gouf. CSBE/SCGAB 2013 – Joreskonferenz University of Saskatchewan, Saskatoon, 7-10th July 2013.
• Ketnawa, S. et al (2017): Phasenopdeelung fir d’Enzymtrennung: En Iwwerbléck a rezent Uwendungen. International Food Research Journal 24(1), 2017. 1–24.
• Varakumar, S. et al. (2017): Verbessert Extraktioun vun Oleoresin aus dem Pudder vun Ingwerrhizomer (Zingiber officinale) mat enger duerch Enzymer ënnerstëtzter Dräiphasenopdeelung. Food Chemistry 216, 2017. 27–36.
• Yan J.-K. et al. (2018): Ultraschall a Synergie mat der Dräiphasenopdeelung fir d’Extraktioun an d’Trennung vu Polysaccharide vu Corbicula fluminea a méiglech relevant Mechanismen. Ultrasonics Sonochemistry Bd. 40, Deel A, 2018. 128–134.