हिल्सचर अल्ट्रासाउन्ड टेक्नोलोजी

अल्ट्रासोनिक निष्कर्ष र संरक्षण

अल्ट्रासाउंड को माध्यम ले सेल संरचना (lysis) को विघटन को इंट्रा सेलुलर यौगिकों को निष्कर्ष निकालन को लागि या माइक्रोबियल निष्क्रियता को लागि प्रयोग गरिन्छ।

पृष्ठभूमि

सूक्ष्म जीव विज्ञान मा, अल्ट्रासाउंड मुख्य रूप देखि जुडे हो सेल अवरोध (lysis) वा विघटन (अल्बान्ट 1975)। उच्च तीव्रताहरूमा तरल पदार्थ सँधै गर्दा, उच्च आवृत्ति (कम्प्रेशन) र कम-दबाव (दुर्लभ) चक्रहरू बदल्नमा तरल मिडिया परिणाममा प्रचार गर्ने ध्वनि लहरहरू, फ्रिक्वेन्सीमा निर्भर गर्दछ।
कम-दबाव चक्रको समयमा, उच्च-तीव्रता अल्ट्रासोनिक तरंगहरू सानो वैक्यूम बुलबुले बनाउँछ वा तरलमा आवाज गर्दछ। जब बुलबुले एक भोल्युम प्राप्त गर्दछ जुन उनीहरूले अब ऊर्जालाई अवशोषित गर्न सक्दैनन्, उनीहरूले उच्च दबाव चक्रको समयमा उल्लङ्घन गरे। यो घटनाले cavitation लाई निषेध गरिएको छ। इम्प्लोसेशनको समयमा धेरै उच्च तापमान (लगभग 5,000 किलोमिटर) र दबाब (लगभग 2000,000) स्थानीय स्तरमा पुगेको छ। Cavitation बुलबुला को सम्पीडन पनि 280m / वेग को तरल जेटहरु को परिणाम मा परिणाम गर्दछ। परिणामस्वरूप कतरनीहरु लाई कक्ष लिफाफा को तंत्र को रूप मा तोडने र सामाग्री को हस्तांतरण मा सुधार गर्दछ। अल्ट्रासाउन्डले पनि sonication मापदण्डहरूमा निर्भर गर्दछ सेलहरूको लागि विनाशकारी वा रचनात्मक प्रभाव हुन सक्छ।

कक्ष विच्छेद

गहन sonication एंजाइम वा प्रोटीन अन्तर्गत कक्ष वा उपसेलुलर organelles बाट रिजल्ट गर्न सकिन्छ कक्ष विच्छेद। यस अवस्थामा, एक विलायक मा भंग गर्न कम्पाउन्ड एक अघुलनशील संरचना मा संलग्न छ। यो निकाल्नको लागि, सेल झिल्ली विनाश गर्नु पर्छ। सेल विच्छेद एक संवेदनशील प्रक्रिया हो, किनकि सेल ओजमोटिक दबाब भित्र भित्र पर्खाल क्षमता। सेल विच्छेदको राम्रो नियन्त्रण आवश्यक छ, सबै इंट्रासेलुलर उत्पादनहरू सहित सेल मलबे र न्यूक्लिक एसिड, वा उत्पादन डेरिमेन्सन सहित जोगिनदेखि बच्न।
अल्ट्रासोनिकेशन सेल विघटनको लागि राम्रो तरिकाले नियन्त्रित माध्यमको रूपमा कार्य गर्दछ। यसका लागि, अल्ट्रासाउन्डको मेकानिकल प्रभावले सेलुलर सामग्रीमा सल्वावरको छिटो र थप पूर्ण प्रवेश प्रदान गर्दछ र ठूलो स्थानान्तरणमा सुधार गर्दछ। अल्ट्रासाउन्ड एक संयंत्र को ऊतक मा अधिक देखि अधिक प्रवेश को प्राप्त गर्दछ र जन हस्तांतरण मा सुधार गर्दछ। Cavitation उत्पन्न अल्ट्रासोनिक तरंगहरू सेल पर्खालहरू अवरुद्ध र म्याट्रिक्स घटकहरूको रिहाई सुविधा।

मास स्थानान्तरण

सामान्यमा, अल्ट्रासाउन्ड आयनहरूलाई सेल झिल्लीहरूको एक परिक्रमण गर्न सकिन्छ (Mummery 1978), र यसले सेल झिल्लीहरूको चयनता कम गर्न सक्छ। अल्ट्रासाउन्डको मेकेनिकल गतिविधि ऊतकमा सल्विन्टहरूको प्रसारलाई समर्थन गर्दछ। जस्तै अल्ट्रासाउन्डले भित्ति-तह क्यानर बलद्वारा सेल दीवारलाई तोक्छ, यो सेलबाट स्थानान्तरणमा सल्विभरमा सुविधा दिन्छ। अल्ट्रासोनिक cavitation द्वारा कण आकार को कमी को सतह को क्षेत्र ठोस र तरल चरण को बीच संपर्क मा बढ्छ।

प्रोटीन र एन्जिमि एक्सटेक्सन

विशेष गरी सेलहरू र subcellular कणहरूमा भण्डारण एंजाइमहरु र प्रोटीन को निकासी उच्च उच्च तीव्रता अल्ट्रासाउंड को अद्वितीय र प्रभावी अनुप्रयोग हो (किम 1 9 8 9), एक विलायक द्वारा बिरुवाहरु र बीउ को शरीर मा सम्मिलित कार्बनिक यौगिहरु को निष्कर्षण को रूप मा महत्वपूर्ण रूप देखि सुधार गर्न सकिन्छ। यसैले अल्ट्रासाउन्डको उपन्यास सम्भावित bioactive घटकों को निकासी र अलगाव मा एक संभावित लाभ छ, उदाहरण को रूप मा मौजूदा प्रक्रियाहरु मा गैर-उपयोग द्वारा उत्पाद स्ट्रीम को उपयोग गर्दछ। अल्ट्रासाउन्डले एन्जाइम उपचारको प्रभावलाई तीव्र बनाउन मद्दत पुर्याउन सक्छ, र यसले गर्दा एन्जाइमको मात्रा कम गर्न आवश्यक छ वा निकासी योग्य सान्दर्भिक यौगिकहरूको उपज बढाउँछ।

लिपिड र प्रोटीन

अल्ट्रासोनिकेशन प्रायः बिरुवाको बीउबाट लिपिड र प्रोटीन को निकासी सुधार गर्न प्रयोग गरिन्छ जस्तै सोयाबीनहरू (उदाहरणका लागि आटा वा सोयाबीन) वा अन्य तेलको बीज। यस अवस्थामा, सेल पर्खालहरूको विनाशले दबाव (ठंड वा तातो) को सुविधा दिन्छ र यसैले प्रेस केकमा अवशिष्ट तेल वा चिसो कम गर्छ।

फैलाउने प्रोटीनको उपजमा निरन्तर अल्ट्रासोनिक निकासीको प्रभाव प्रदर्शन गरिएको थियो Moulton et al। सोनसनले 1 9 देखि 1:30 सम्म फ्लेक / विलायक अनुपात परिवर्तन गरी प्रगतिशील प्रोटीनको पुन: प्राप्ति बढ्यो। यसले थाहा पाएको छ कि अल्ट्रासाउन्ड लगभग लगभग कुनै व्यावसायिक माध्यम मा सोया प्रोटीन को पेप्टप गर्न सक्षम छ र कि sonication ऊर्जा को आवश्यकता कमतम थियो, जब मोटा स्लायर्स इस्तेमाल किया गया था। (Moulton et al। 1982)

लाई लागू गर्न: फलफूलको तेल, फलाम सरस देखि तेल निकासी, मूंगफली, बलात्कार, जडीबुटी तेल (चिसोसी), canola, सोया, मकई

फीनोलिक कम्पाउन्ड र एन्थोकियानिन्सहरूको लिबरेशन

एंजाइमहरू, जस्तै कि पाइनेटिअस, सेल्युलेसन र हेमीसेल्युलिसहरू जेस प्रसंस्करणमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ सेल पर्खालहरू हटाउन र रस निकासी सुधार गर्न। कक्ष पर्खाल म्याट्रिक्स को अवरोध पनि जीनमा फीनिक यौगिक जस्ता घटकहरू पनि जारी गर्दछ। अल्ट्रासाउन्डले निष्कर्षण प्रक्रियामा सुधार गर्दछ र यसैले फेनेकल यौगिक, एल्कोसोइड र रस उपजको वृद्धि बढ्न सक्छ, सामान्यतया प्रेस केकमा छोडिन्छ।

अल्ट्रासोनिक उपचार को लाभकारी प्रभाव फेंकोल यौगिकों र एन्थोकियानिन्स को अंगूर र बेरी मैट्रिक्स देखि मुक्त मा विशेष रूप देखि bilberries देखि (Vaccinium myrtillus) र कालो currants (रिबन निग्राम) को रस मा, द्वारा जांच गरिएको थियो VTT जैव प्रौद्योगिकी, फिनल्याण्ड (MAXFUN ईयू-प्रोजेक्ट) एक प्रयोग गर्दै अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP2000hd चिसोपछि, म्याशिंग र एंजाइम इन्सुलेशन। एंजाइमेटिक उपचार द्वारा सेल पर्खालहरु को अवरोध (bilberries को लागि पेक्टिनक्स BE-3L र काले currants को लागि biopectinase CCM) सुधार भएको थियो जब अल्ट्रासाउंड संग संयुक्त। “अमेरिका उपचार 15% भन्दा बढी द्वारा bilberry रस को phenolic यौगिकों को एकाग्रता मा वृद्धि। […] अमेरिका (अल्ट्रासाउन्ड) को प्रभाव कालो श्रृङ्खलाहरु संग अधिक महत्त्वपूर्ण थियो, जो पिस्बिन को तुलना मा रस को प्रोसेसिंग मा अधिक चुनौतीपूर्ण जाम हुन्छन् जसको पिक्ति को उच्च सामाग्री र विभिन्न सेल दीवार वास्तुकला को कारण हो। […] रस मा phenolic यौगिकों को एकाग्रता एंजाइम इन्सुलेशन पछि यूएस (अल्ट्रासाउंड) उपचार को उपयोग गरेर 15-25% को वृद्धि भएको छ।” (Mokkila et al। 2004)

माइक्रोबियल र एनजाइम निष्क्रिय

माइक्रोबियल र एंजाइम निष्क्रियता (संरक्षण), उदाहरणका लागि फल रस र सॉस खाद्य प्रसंस्करणमा अल्ट्रासाउन्डको अर्को आवेदन हो। आज, छोटो समयमा समय (पेस्ट्युराइजेसन) को लागि तापमान को उचाइ द्वारा संरक्षित अब पनि माइक्रोबियल वा एंजाइम निष्क्रियता को लागि सबै भन्दा सामान्य प्रसंस्करण विधि हो जसले लामो शेल्फ-लाइफ (संरक्षण) लाई जान्छ। उच्च तापमान को जोखिम को कारण, यो थर्मल विधि धेरै खाद्य उत्पादनहरु को लागि अक्सर नुकसान छ।
गर्मी-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाहरु र म्याक्रोम्युलेक्रिक्स को परिमार्जनबाट नयाँ पदार्थहरु को उत्पादन र साथै संयंत्र र पशु संरचना को विकृति गुणवत्ता को नुकसान मा कम हुन सक्छ। यसैले, थर्मल उपचार सेन्सर गुण, यानी बनावट, स्वाद, रंग, गन्ध, र पोषण गुणहरू, अर्थात् भिटामिन र प्रोटीनको अशुद्ध परिवर्तन हुन सक्छ। अल्ट्रासाउन्ड एक कुशल गैर थर्मल (न्यूनतम) प्रसोधन विकल्प हो।

तापक्रमले cavitation द्वारा स्थानीय रूपमा उत्पन्न र सिर्जना गरिएको कणहरू sonication द्वारा एंजाइमहरूको निष्क्रियता हुन सक्छ (एल्परर 1 9 64)। कोशिकाहरूमा पर्याप्त विनाशको कम स्तरको संरचनात्मक र चयापचय परिवर्तनहरू हुनसक्दछ। पेरोक्सिडीजको गतिविधि, जुन धेरै कच्चा र बेरोजगार फलफूल र सब्जिहरु मा पाइन्छ र विशेष गरी अफगानिस्तान र अप्ठ्यारो रंगको विकास संग सम्बन्धित हुन सक्छ अल्ट्रासाउन्डको प्रयोगले निकै कम हुन सक्छ। थर्मोस्टिस्टेंट एंजाइमहरू, जस्तै लिपिस र प्रोटेज जसले अल्ट्रा-उच्च-तापमान उपचारको सामना गर्छ र जो तापक्रममा दूध र अन्य डायरी उत्पादनको गुणस्तर र शेल्फ-जीवनलाई कम गर्न सक्छ, अल्ट्रासाउन्ड, ताप र दबावको साथसाथै प्रभावकारी ढंगले निष्क्रिय हुन सक्छ। (एमटीएस)।

अल्ट्रासाउन्डले खाद्य-जन्मे रोगहरूको विनाशमा यसको सम्भावना प्रदर्शन गरेको छ E.coli, सामोनेल, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium cysts, र Poliovirus।

निम्न लागू: जाम, मर्मेड वा टुप्पिंगको संरक्षण, उदाहरणका लागि चकलेट, फलको रस र सस, मासु उत्पादन, डेयरी

तापमान र दबाइको साथ अल्ट्रासाउन्डको सिंक

अन्य विरोधी-माइक्रोबियल तरिकाहरूसँग संयुक्त हुँदा अल्ट्रासोनिकेशन अक्सर अधिक प्रभावकारी हुन्छ, जस्तै:

  • thermo-sonication, यानी गर्मी र अल्ट्रासाउंड
  • म्यान-सोनिकेशन, यिनको दबाव र अल्ट्रासाउन्ड
  • म्यान-थर्मो-सोनिकेशन अर्थात् यौगिक, गर्मी र अल्ट्रासाउन्ड

अल्ट्रासाउन्डको संयुक्त अनुप्रयोग गर्मी र / वा दबाबको लागि सिफारिश गरिएको छ बेसिलस सबलिस्सिस, बेसिलस कोगुलन्स, बेसिलस सिरेस, बेसिलस स्टेरथीमफिलस, सेक्रोरोमीस सीरेस्विसिया, र एरोरोस हाइड्रोफिला

प्रक्रिया विकास

अन्य गैर थर्मल प्रक्रियाहरू जस्तै उच्च हाइड्रोस्टेस्ट दबाव (एचपी), संकुचित कार्बन डाइअक्साइड (सीसीओसी 2) र सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइअक्साइड (एससीओसी 2) र उच्च बिजुली क्षेत्र दाल (एचईएलपी), अल्ट्रासाउन्ड सजिलैसँग प्रयोगशाला वा बेंच-उच्च स्केलमा परीक्षण गर्न सकिन्छ। – मापनको लागि reproducible परिणामहरू उत्पन्न गर्दै। तीव्रता र cavitation विशेषताहरू सजिलै विशिष्ट निष्कर्षण प्रक्रियालाई लक्षित उद्देश्यहरूलाई लक्षित गर्न सकिन्छ। आयाम र दबाब विस्तृत दायरामा भिन्न हुन सक्छ, उदाहरणका लागि सबै भन्दा ऊर्जा कुशल निष्कर्षण सेटअप पहिचान गर्न। अष्ट ऊतकहरूले अल्ट्रासोनिक भन्दा पहिले म्याकेरेशन, पीस वा pulverization गुमाउनु पर्छ।

E.coli

आफ्नो जैविक गुणहरु को अध्ययन र विशेषता को लागि पुनः संयोजक प्रोटीन को सानो मात्रा मा उत्पादन गर्न को लागी, E.coli छनौटको जीवाणु हो। शुद्धीकरण ट्यागहरू, उदाहरणका लागि पोलिहास्टिडिन पूर, बीटा-ग्यालकोटोइडेस, वा माल्टोस-बाइकिङ
प्रोटीनहरू, सामान्यतया पुनःसंरक्त प्रोटीनहरूमा सामेल हुन्छन् जसका लागि तिनीहरू सेल निकाटबाट अलग-अलग विश्लेषणात्मक प्रयोजनका लागि पर्याप्त शुद्धताका साथ विभाजित गर्नका लागि। अल्ट्रासोनिकेशन प्रोटीन रिलीज को अधिकतम गर्न को लागी अनुमति दि्छ, खासकर जब उत्पादन उपज कम हुन्छ र पुनःसंरचना प्रोटीन को संरचना र गतिविधि को संरक्षित गर्दछ।

अवरोध E.coli कोशिकाहरु लाई कुल निकालन को लागि कोशिकाओं को प्रोटीन द्वारा अध्ययन गरिएको थियो किम र जया

जाजर निकासी

बेफान विश्व बजारमा सबैभन्दा महान् स्पाइसको रूपमा चिनिन्छ र यसको नाजुक स्वाद, कचौरा स्वाद र आकर्षक पहेंलो रंगले फरक छ। बिरुवाको मसाले जैफन क्रससको फूलको रातो घिमिरेबाट प्राप्त हुन्छ। सुत्न पछि, यी भागहरू भोजनमा मसाला वा रंगीन एजेन्टको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। सनफनको गहन गुणक स्वाद विशेषतया तीन यौगिकहरूबाट: क्रसिन, पिक्रोक्रिन र सफ्रानल।

कदखोडी र हेममाटी-काकीकीले अध्ययनमा देखाएका छन् कि अल्ट्रासोनिकेशन निष्कर्षण उपज बढ्न थाल्यो र प्रशोधनको समय निकै कम भयो। वास्तवमा, अल्ट्रासाउन्ड निकासीले परिणामहरू पारंपरिक ठंडे पानी निकासी, जो आईएसओ द्वारा प्रस्तावित हुन्छ भन्दा राम्रो थियो। उनीहरूको अनुसन्धानका लागि, कादखोडी र हेममता-काकीकीले हेलसेस्टरको प्रयोग गरेका छन् अल्ट्रासोनिक उपकरण UP50H। पिउड सोनिकेशनसँग उत्तम नतिजा प्राप्त भएको छ। यसको अर्थ कि छोटो पल्स अन्तराल सतत अल्ट्रासोनिक उपचार भन्दा बढी प्रभावकारी थियो।

अक्सिजन

नियन्त्रित तीव्रताहरूमा, अल्ट्रासाउन्डको बायोट्रान्सिफिगरेसन र किरणको आवेदन राम्रो तरिकाले वृद्धि भएको जैविक प्रभावको कारण र सुविधा सेलुलर मास-ट्रांसफरको कारणले बढेको जैविक प्रसोधनको परिणाम हो। सेल को आराम गरेर cholestenone कोलेस्ट्रॉल को ओक्सीकरण मा अल्ट्रासाउंड (20kHz) को नियंत्रित आवेदन को प्रभाव Rhodococcus erythropolis एटीसीसी 25544 (पूर्व नोकोर्डिया erythropolis) द्वारा जांच गरिएको थियो बार

कोलेस्ट्रॉल + ओ2 = cholest-4-en-3-one + h2O2

यो प्रणाली स्टर्ल र स्टेरियोड्सको माइक्रोबियल रूपान्तरनहरूको ठेक्का छ जुन सब्सट्रेट र उत्पादनहरू पानी अघुलनशील ठोस हुन्छन्। यसैले, यो प्रणाली बेवास्ता छ कि दुवै कक्ष र ठोस अल्ट्रासाउन्ड को प्रभाव हुन सक्छ (बार, 1 9 87)। पर्याप्त कम अल्ट्रासोनिक तीव्रतामा जसले कोशिकाहरूको संरचनात्मक अखंडतालाई सुरक्षित बनायो र उनीहरूको चयापचय गतिविधि बनाए, बारको 1.0 को माइक्रोबियल स्वाद र 1.0 ग्राम र 2.5 g / L कोलेस्ट्रॉलको गतिशील दरमा एक महत्त्वपूर्ण वृद्धि देखा पर्यो जब 5 के प्रत्येक 10 मिनेट को लागि ध्वनि 0.2W / cm² को पावर आउटपुट। कोल्टस्ट्रल अक्साइडेस द्वारा कोलेस्ट्रॉल (2.5 ग्राम / एल) को अल्ट्रासाउंड को एंजाइमिक ओक्साइडेशन मा कुनै प्रभाव नहीं देखा।

लाभकारी टेक्नोलोजी

निकासी र खाद्य संरक्षण को लागि अल्ट्रासोनिक cavitation को उपयोग एक नया शक्तिशाली प्रोसेसिंग टेक्नोलोजी हो जुन केवल सुरक्षित र पर्यावरण को अनुकूल नहीं बल्कि कुशलतापूर्वक र आर्थिक रूप देखि पनि लागू गर्न सकिन्छ। Homogenizing र संरक्षण को प्रभाव को फल को रस र purees (जस्तै नारंगी, सेब, अंगूर, मांग, अंगूर, पंख) को लागि सजिलै संग प्रयोग गर्न सकिन्छ। साथै टमाटर सस या asparagus सूप जस्तै सब्जी सस र सूप को लागि।

थप जानकारी अनुरोध गर्नुहोस्!

कृपया तल फारम प्रयोग गर्नुहोस्, यदि तपाईं एक्स्ट्रासाउन्ड को निष्कर्ष र संरक्षण को लागि अतिरिक्त जानकारी को अनुरोध गर्न चाहानुहुन्छ।









कृपया ध्यान दिनुहोस् गोपनीयता नीति


साहित्य

अलिङ्गर, एच। (1 9 75): अमेरिकी प्रयोगशाला, 7 (10), 75 (1 9 75)।

बार, आर। (1 9 87): अल्ट्रासाउन्ड वृद्धि भयो बायोप्रोसेन्स, मा: जैव प्रौद्योगिकी र ईन्जिनियरिङ्, भो। 32, पीपी। 655-663 (1 9 87)।

एल'रिनर, आईई (1 9 64): अल्ट्रासाउंड: शारीरिक, रासायनिक, र जैविक प्रभाव (परामर्शदाता ब्यूरो, न्यू यॉर्क, 1 9 64), 53-78।

Kadkhodaee, R .; हेममता-काकी, ए .: सैफनबाट सक्रिय कम्पाउन्डको अल्ट्रासोनिक एक्सटेक्शन, इन्टरनेट प्रकाशन।

किम, एसएम र जयस, जेएफ (1 9 88): अल्ट्रासाउन्ड द्वारा chymosin निकासी को प्रसंस्करण पैरामीटर; जे। खाद्य विज्ञान मा। 54: 700।

Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): बेरीको रस प्रशोधनमा एंजाइमहरु संग संयोजन अल्ट्रासाउंड को संयोजन, मा: दोस्रो Int। कन्फिगर गर्नुहोस् खाद्य र पेयको बायोकेप्टिकिस, 1 9-22 9 .2004, स्टटगार्ट, जर्मनी।

मोल्टन, केजी, वांग, एलसी (1 9 82): सोयाबीन प्रोटीन को सतत अल्ट्रासोनिक निकासी को एक पायलट संयंत्र अध्ययन, मा: जर्नल अफ फूड साइंस, वॉल्यूम 47, 1 9 82।

Mummery, CL (1 9 78): विट्रो मा अल्ट्रासाउंड मा फाइब्रोलाइट्स को प्रभाव, मा: पीएच.डी. थीसिस, विश्वविद्यालय लन्डन, लन्डन, इंग्लैंड, 1 9 78