Hielscher ultragarso technologijos

Ultragarso gavyba ir konservavimas

Ląstelių struktūrų (lizės), veikiantys naudojant ultragarso Skaidymo yra naudojama ląstelės viduje junginių išgauti, arba mikrobų inaktyvavimo.

fonas

Mikrobiologijos, ultragarso pirmiausia susijęs su suardytų ląstelių (lizės) arba Suskaidymas (Allinger 1975). Kai ultragarsu skysčių dideliu intensyvumu, garso bangos, kad skleisti į skystoje terpėje rezultatas kintamosios aukšto slėgio (kompresijos) ir žemo slėgio (retumas) ciklų, normos, priklausomai nuo dažnio.
Per mažas slėgio ciklo, aukšto intensyvumo ultragarso bangos sukurti mažas dulkių burbuliukų ar tuštumų skystyje. Kai burbuliukai pasiekti tūrį, kuriame jie nebegali sugerti energiją, jie žlugs žiauriai per aukšto slėgio ciklo. Šis reiškinys yra vadinamas kavitacija. Per griūtis labai aukšta temperatūra (apytiksl. 5,000K) ir slėgio (apytiksl. 2,000atm) yra pasiekiama vietoje. Iš kavitacijos burbulą griūtis, taip pat rezultatų skysčių čiurkšlę iki 280m / s greičiu Gauti šlyties jėgų nutraukti ląstelių voką mechaniškai ir pagerinti medžiagų perdavimo. Ultragarso gali turėti arba destruktyvius arba netiesioginius efektus į ląsteles priklausomai nuo ultragarsu parametrų dirbančių.

Mobilusis dezintegracija

Pagal intensyvus ultragarsu fermentų ar baltymų gali būti paleistas iš ląstelių arba Subląsteliniam organoidus kaip rezultatas Mobilusis dezintegracija, Šiuo atveju, junginys turi būti ištirpinamos tirpiklis yra įdedamas į netirpaus struktūros. Kad jį išgauti, ląstelių membranos turi būti sunaikinami. Mobilusis sutrikdymas yra jautrus procesas, nes ląstelės sienelės šalių gebėjimas atlaikyti didelį osmosinį slėgį viduje. Geras kontrolė ląstelių sutrikimų yra būtinas, kad būtų išvengta nekliudomai išlaisvinti visus ląstelėje produktų, įskaitant ląstelių nuolaužų ir nukleino rūgščių ar produkto denatūracijai.
Ultrasonication tarnauja kaip gerai valdomų priemonėmis ląstelių irimo. Už tai, mechaniniai poveikiai ultragarsu teikti greičiau ir daugiau Visiška tirpiklį į ląstelių medžiagų ir pagerinti masės pernašos. Ultragarso pasiekia didesnį Pragriauta tirpiklį į augalų audiniuose ir pagerina masės mainų. Ultragarso bangos generavimo kavitacijos suardyti ląstelių sieneles ir palengvinti matricos komponentų išsiskyrimą.

masės mainų

Apskritai, ultragarso gali sukelti ląstelių membranų pralaidumą jonams (Ķekatas 1978), O tai gali sumažinti ląstelių membranų selektyvumą žymiai. Mechaninis veikla ultragarsu remia tirpiklių difuzijos į audinį. Kaip ultragarso pertraukos ląstelių sienelių mechaniškai išsiplėtimą šlyties jėgos, ji palengvina perėjimą nuo ląstelės į tirpiklį. Dalelių dydis sumažinimas ultragarso išsiplėtimą padidina paviršiaus plotą kontakto tarp kietosios ir skystosios fazės.

Baltymai ir Fermentų gavyba

Visų pirma fermentų ir baltymų gavybos saugomi ląstelių ir Subląsteliniam dalelių yra unikalus ir veiksmingas taikymas didelio intensyvumo ultragarso (kim 1989), Kaip organinių junginių, esančias augalų ir sėklų korpuso pagrindinę dalį tirpiklio ekstrahavimas gali būti gerokai pagerintas. Todėl ultragarso turi gali būti naudingas ekstrahuojant ir izoliaciją naujų potencialiai biologiškai aktyvių komponentų, pvz iš nepanaudotų šalutinis produktas srautus gautos šioje procesus. Ultragarso taip pat gali padėti suaktyvinti fermento gydymo poveikį, o tuo pačiu sumažinti fermento reikiamą kiekį arba padidinti išgaunamo atitinkamų junginių išeigą.

Lipidų ir baltymų

Ultrasonication yra dažnai naudojami, siekiant pagerinti lipidų ir baltymų ekstrahavimas iš augalų sėklų, pavyzdžiui, sojos pupelių miltų (pvz ar iš kurių pašalinti riebalai sojos pupelių) arba kitų aliejinių augalų sėklų. Šiuo atveju, iš ląstelių sienelėse sunaikinimą palengvina presavimo (šalto arba karšto) ir tokiu būdu sumažina alyvos likutį arba riebalų presavimo pyrago.

Nepertraukiamo ultragarso ekstrahuojant įtaka išskirstytųjų baltymo išeiga buvo įrodyta Moulton et al, Ultragarsinio apdorojimo padidėjo dispersinių baltymas yra išgaunamas palaipsniui kaip sluoksniuoti / tirpiklio santykis pakeistas iš 1:10 iki 1:30. Jis parodė, kad ultragarsas yra pajėgi peptize sojos baltymų beveik bet kokio komercinio pralaidumą ir kad veikiant ultragarsu energija, reikalinga buvo mažiausia, kai buvo naudojami storesni suspensijos. (Moulton et al. 1982)

Taikoma: Citrus naftos iš vaisių, naftos gavybos nuo žemės garstyčių, žemės riešutų, rapsų, žolių aliejus (Echinacea), rapsų, sojos, kukurūzų

Išlaisvinimo fenolio junginių ir antocianinų

Fermentai, pavyzdžiui, pektinazių, celiuliazes ir hemiceliuliazių yra plačiai naudojami sulčių perdirbimo tam, kad degraduotų ląstelių sieneles ir pagerinti sulčių išskiriamumą. Visos ląstelės sienelės matricos sutrikimas taip pat išskiria komponentų, tokių kaip fenolio junginių į sultis. Ultragarso pagerina ekstrahavimo procesą ir dėl to gali prie to, kad fenolio junginio, alkaloidai ir sulčių išeigos padidėjimas, dažniausiai kairiojo spaudos pyrago.

Naudingas poveikis apdorojimo ultragarsu dėl fenolio junginių ir antocianinų iš vynuogių ir uogų matricos išlaisvinimo, ypač iš bruknienojų (Mirguolė) Ir juodųjų serbentų (Ribes) Į sultis, buvo tiriamas VTT Biotechnologijos, Suomija (MAXFUN ES projektas) naudojant Ultragarsinis procesorius UIP2000hd po atšildymo, trinti ir fermentinio inkubacijos. Iš ląstelių sienelėse pagal fermentais sutrikimai (Pectinex BE-3L už bruknienojų ir Biopectinase CCM už juodųjų serbentų) buvo patobulintas, kai ji derinama su ultragarsu. “JAV gydymas padidinti fenolinių junginių mėlynių sulčių koncentraciją daugiau nei 15%. […] Iš JAV (ultragarso) įtaka buvo dar didesnis juodųjų serbentų, kurie yra daugiau sudėtingas uogų sulčių perdirbimo nei bruknienojų dėl jų didelio kiekio pektino ir skirtingų ląstelės sienelės architektūros. […] Fenolio junginių koncentracija sulčių padidėjo 15-25%, naudojant JAV (ultragarso) gydymą po inkubacijos fermento.” (Mokkila et al. 2004)

Mikrobų ir Fermentų Inaktyvacija

Mikrobų ir fermentų inaktyvacija (konservavimas), pvz., vaisių sultys ir padažai, yra kitas ultragarso maisto perdirbimo taikymas. Šiandien, išsaugojimas pakilus temperatūrai trumpam laikui (pasterizacija) vis dar yra labiausiai paplitusi perdirbimo metodas mikrobų ar fermentų inaktyvavimo, kuris veda į ilgesnį tinkamumo laikas (išsaugojimo). Dėl aukštos temperatūros poveikio Šis terminis metodas dažnai būna nepalankias daugeliui maisto produktų.
Naujų medžiagų gamyba iš karščiui katalizuoja reakcijas ir makromolekulių modifikacija taip pat augalų ir gyvūnų struktūrų deformacijos gali sumažinti į kokybės praradimo. Todėl, terminis apdorojimas gali sukelti nepageidaujamų pakeitimų sensorinių požymių, t.y. tekstūros, skonio, spalvos, kvapo, ir maistines savybes, t.y. vitaminų ir baltymų. Ultragarso yra efektyvus ne-šiluminis (minimalus) apdorojimo alternatyva.

Šilumos vietoje generuoja išsiplėtimą ir sukurtų radikalų gali sukelti fermentų slopinamasis ultragarsu (El'piner 1964). Tuo pakankamai mažas ultragarsu struktūriniai ir metaboliniai pokyčiai gali atsirasti ląstelių be jų sunaikinimo. Peroksidazei, kuri, kaip nustatyta daugeliu žaliavų ir unblanched vaisių ir daržovių ir gali būti ypač susijusios su beskonio ir spalva pigmentų plėtros veikla gali būti žymiai sumažinti, ultragarso naudojimo. Termoatsparieji fermentų, pavyzdžiui, lipazės ir proteazės, kad atlaikyti itin aukštos temperatūros gydyti ir kuri gali sumažinti kokybę ir tinkamumo laikas termiškai apdoroto pieno ir kitų pieno produktų galima efektyviau inaktyvuoja vienu metu taikant ultragarso, termiškai ir slėgiu (MTS).

Ultragarso įrodė savo potencialą per maistą plintančių ligų sukėlėjų sunaikinimą, kaip E. coli, Salmolnellae, Ascaris, Giardia, kriptosporidijų cistosIr Poliovirusų.

Taikomas: išsaugojimo džemo, marmeladu arba padažais, pvz už ledų, vaisių sulčių ir padažų, mėsos produktų, pieno

Sąveiką ultragarsinių su temperatūra ir slėgis

Ultrasonication dažnai efektyviau, kai ji derinama su kitoms antimikrobinėms metodų, kaip antai:

  • termo-veikiant ultragarsu, t.y. šilumos ir ultragarso
  • mano-veikiant ultragarsu, t.y. slėgis ir ultragarso
  • MANO-termo-ardymo ultragarsu, t.y. spaudimą, šilumos ir ultragarsu

Bendras taikymas ultragarsu su šilumos ir / arba slėgio yra rekomenduojama Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae, o Aeromonas hydrophila.

proceso tobulinimas

Skirtingai nuo kitų ne-šiluminiams procesams, pavyzdžiui, didelio hidrostatinis slėgis (HP), suspaustas anglies dioksido (CCO2) ir superkritinio anglies dioksido (ScCO2) ir aukšto elektrinio lauko impulsų (PAGALBA), ultragarso gali būti lengvai išbandyti laboratorijoje arba stende-viršų iki – generuoti atkuriami rezultatai masto-up. Intensyvumas ir kavitacijos savybės gali būti lengvai pritaikyti prie konkrečios gavybos proceso nukreipti konkrečių tikslų. Amplitudės ir galima keisti slėgį į platų, pvz identifikuoti taupiausias nusiurbimo setup. Kietas audiniai turi būti atliekamas maceravimą, šlifavimo arba Pulverizācija iki ultragarsu.

E. coli

Gaminti nedidelius kiekius rekombinantinių baltymų už pažintinių ir charakterizuoti jų biologines savybes, E. coli yra pasirinkimo bakterija. Valymo žymės, pvz polihistidininio uodegos, beta-galaktozidazės, arba maltozė surišantis
baltymai, dažniausiai prijungtas prie rekombinantinių baltymų, siekiant, kad juos galima atskirti nuo ląstelių ekstraktų kurio grynumas pakankamai daugumai analizės tikslais. Ultrasonication leidžia, kad padidinti baltymų išsiskyrimą, visų pirma, kai gamybos išeiga yra mažas ir išsaugoti struktūrą ir veiklą rekombinantinio baltymo.

Sutrikus E. coli ląstelės, siekiant išgauti bendrą chimoziną baltymų buvo tiriamas Kim ir Zayas.

šafranas gavyba

Šafranas yra žinomas kaip brangiausias prieskonis pasaulinėje rinkoje ir išsiskiria savo švelniu skoniu, kartaus skonio ir patrauklios geltonos spalvos. Šafranas prieskonių gaunamas iš raudonos Stigma iš šafranas Crocus gėlė. Po džiovinimo, šios dalys yra naudojamos kaip prieskoniais virtuvėje arba kaip dažiklis. Intensyvaus būdingas skonis šafranas rezultatus, ypač iš trijų junginių: crocins, picrocrocin ir safranal.

Kadkhodaee ir Hemmati-Kakhki parodė tyrime, kad ultrasonication padidėjo ekstrahavimo išeiga žymiai sumažintą ir apdorojimo laikas žymiai. Iš tiesų, rezultatai ultragarsu gavybos buvo pastebimai geriau nei tradicinė šalto vandens gavybos, kurias siūloma ISO. Jų tyrimų, Kadkhodaee ir Hemmati-Kakhki naudojo Hielscher s ultragarsinis prietaisas UP50H, Geriausi rezultatai buvo pasiekti su impulsinio ultragarsu. Tai reiškia, kad trumpi impulsų intervalai buvo efektyvesnis nei nuolat apdorojimo ultragarsu.

oksidacija

Kontroliuojamos intensyvumo, ultragarso taikymas Biotransformacija ir fermentacijos gali sukelti sustiprinto biologiniam apdorojimui, dėl sukeltų biologinių efektų, o dėl supaprastinto ląstelių masinio perdavimo. Kad kontroliuojamos ultragarso panaudojimu (20 kHz) įtaka cholesterolio oksidacija, kad cholestenone atremiant ląsteles Rodokoko eritroropolis ATCC 25.544 (anksčiau Nocardia erythropolis) Buvo tiriamas Baras.

Cholesterolis + O2 = Cholest-4-en-3-onas + H2O2

Ši sistema yra tipiškas Mikrobinių transformacijas sterolių ir steroidų tuo, kad pagrindas ir produktai yra vandenyje netirpių kietųjų dalelių. Todėl, ši sistema yra gana unikali tuo, kad abiejų ląstelių ir kietosios medžiagos, gali būti taikomos ultragarso poveikio (Baras, 1987). Tuo pakankamai mažas ultragarso intensyvumo, kuri konservuoti struktūrinį vientisumą ląstelių ir išlaikė savo medžiagų apykaitos aktyvumą, Baras pastebėta žymiai padidina kinetinės normos iš mikrobų suspensijos 1,0 ir 2,5 g / l cholesterolio biotransformacijos kai Sunaikintos Ultragarsas už 5s kiekvieną 10mn su galingumas 0.2W / cm². Ultragarso parodė jokios įtakos fermentinio oksidacijos cholesterolio (2,5g / L) pagal cholesterolio oksidazės poveikį.

Palankiomis technologijos

Ultragarsinės kavitacijos gavybos ir maisto konservavimui panaudojimas yra naujas galingas apdorojimo technologija, kuri negali būti taikoma tik saugiai ir ekologiška, bet ir efektyviai ir ekonomiškai. Homogenizuojant ir išsaugoti poveikis gali būti lengvai naudojamas vaisių sulčių ir tyrės (pvz apelsinų, obuolių, greipfrutų, mangų, vynuogių, slyvų), taip pat daržovių padažai ir sriubos, kaip ir pomidorų padažu arba šparagų sriuba.

Užsisakykite daugiau informacijos!

Prašome naudoti šią formą, jeigu norite prašyti papildomos informacijos apie ultragarso naudojimo išgaunant ir išsaugojimo.









Atkreipkite dėmesį, kad mūsų Privatumo politika.


Literatūra

Allinger, H. (1975): Amerikos laboratorija, 7 (10), 75 (1975).

Baras, R. (1987): Ultragarso Patobulintos bioprocesaisIš: Biotechnologijos ir inžinerijos, Vol. 32, PP. 655-663 (1987).

El'piner, S.I. (1964): Ultragarso: Fizinis, cheminis ir biologiniai efektai (Konsultantai biuras, Niujorkas, 1964), 53-78.

Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki A .: Ultragarso gavyba aktyvių junginių iš Saffron, in: interneto publikacijos.

Kim, S. M. ir Zayas, J.F. (1989): Apdorojimas parametras chimoziną ekstrahavimo ultragarsu; J. Maisto Sci. 54: 700.

Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Derinant galios ultragarsu su fermentų uogų sulčių gamybosAdresu: 2nd Int. Conf. Biokatalizė maisto ir gėrimų, 19-22.9.2004, Štutgartas, Vokietija.

Moulton, K. J. Wang, Pateiktoje vietoje (1982): Bandomąjį Augalų studija Nepertrauktos Ultragarsinis gavyba sojų baltymai, terminas: leidinyje Maisto mokslo, tomas 47, 1982.

Pantomima, Vidurinė linija (1978): Ultragarso poveikis fibroblastų in vitro,: Ph.D. Darbo, University of London, Londonas, Anglija, 1978 m.