Tecnología ultrasonido Hielscher

Conservación ne extracción ultrasónica

Desintegración estructuras celulares (lisis) ir nge ya ultrasonido ar gi japu̲'be̲fi pa ar extracción ar compuestos intracelular wa da inactivación ar microbiana.

Ts'o̲e

Jar microbiología, ar principalmente asociada ko disrupción celular (lisis) o Desintegración (Allinger 1975). Nu'bu̲ sonicando líquidos ma altas intensidades, ya ondas sonoras da propagan jar nt'ot'e líquidos resultado alternando ciclos xí hñets'i'i presión (rarefacción), ko tarifas dependiendo de ar frecuencia ne ar mextha presión (compresión).
Nxoge ar ciclo xí hñets'i'i ya presión, ya ondas ultrasónicas mextha intensidad crean t'olo burbujas vacío wa huecos ja ar líquido. Nu'bu̲ ya burbujas alcanzan 'nar volumen ke ya hingi tsa̲ da absorber ar energía, colapsan violentamente Nxoge 'nar ciclo mextha ar presión. Nuna ar fenómeno bí denomina ar cavitación. Nxoge ya implosión xi elevadas (aprox. 5, 000 ë) ne presiones (aprox. 2, 000atm) bí alcanzan ar localmente. Ar implosión ar cavitación ar burbuja 'nehe resultados jar chorros líquidos ga velocidad ar 280 m/s dá rotura ya ndu nzafi cizalla resultante ar envoltura celular mecánicamente ne mejorar transferencia hñei. Ultrasonido ar tsa̲ da 'ñehe efectos ya da destructivos wa ya constructivos ja ya células dependiendo de ya parámetros ar sonicación empleados.

desintegración ar célula

Jár intensa ar sonicación enzimas wa proteínas xi liberar ar ya células wa ya orgánulos subcelulares komongu ar nt'uni ar desintegración ar célula. Da este caso, ar compuesto disuelto ja 'nar solvente xi encerrado 'nar estructura insoluble. Pa extraer nä'ä, da da destruida ar membrana celular. Interrupción ar célula ge 'nar proceso sensible, getho ar mfeni Jot'i celular pa soportar mextha presión osmótica boleto. Hño control ar interrupción ar célula ar mahyoni, pa nu'bu 'nar liberación hinda trabas ga̲tho ya productos intracelulares da 'ñent'i restos celulares ne ya ácidos nucleicos wa desnaturalización productos.
Ultrasonidos mahyoni komongu 'nar nt'uni controlable xi hño ir nge ya desintegración celular. Pa nä'ä di 'bui, ya efectos mecánicos ar ultrasonido proporcionan mäs ngutha ne mäs completan penetración ar disolvente materiales celulares ne mejoran ar transferencia masa. Ar ultrasonido logra 'nar dätä penetración ja 'nar solvente ja 'nar tejido ar planta ne ar mejora ar transferencia masa. Ya ondas ultrasónicas generando cavitación perturban ya paredes celulares ne facilitan ar liberación componentes ar matriz.

Transferencia masa

Da general, ar ultrasonido to da t'ot'e 'nar permeabilización membranas ya iones ()Mummery 1978), ne ar tsa̲ da reducir significativamente ar selectividad ya membranas celulares. Ar nt'ot'e mecánica ar ultrasonido apoya ar difusión disolventes ja ar tejido. Komo ultrasonido 'wagi Jot'i ar célula mecánicamente ja ya ndu nzafi esquileo ar cavitación, facilita bí transferencia ar célula ar disolvente. Reducción tamaño partícula ir nge ar cavitación aumenta ar superficie contacto entre ar sólido ne ar fase líquida.

Proteína ne ar extracción ar enzima

Da particular ar extracción enzimas ne proteínas almacenadas ya células ne partículas subcelulares ge 'nar ho̲ntho nt'ot'e ultrasonido mextha intensidad ()1989 Kim), ngu ar extracción compuestos orgánicos hmä nuwa jar komongu ya do̲ni ne semillas ja 'nar disolvente to mejorar ar significativamente. Ir ultrasonido pe̲ts'i 'nar beneficio potencial ar extracción ne ar aislamiento ar 'ra'yo componentes potencialmente bioactivos, ngu, ar corrientes subproductos hingi utilizados jar procesos actuales. Ar ultrasonido 'nehe to da 'BATS'I intensificar ya efectos ar nt'ot'e jar enzima ne ya 'me̲hna reducir yá 'bede ya enzima mahyoni wa aumentar rendimiento ya compuestos relevantes extraíbles.

Lípidos ne proteínas

Ultrasonidos ar usa tso̲kwa menudo pa mejorar extracción lípidos ne proteínas semillas ar planta, komongu ar soya (harina wa soja desgrasada) ne ma 'ra ya semillas oleaginosas. Nuna ar nt'ot'e, destrucción ya paredes celulares facilita prensado (ntse̲t'i wa mpa) ne bí nja'bu̲ bí reduce ar residuo asete wa grasa jar torta prensado.

Ar influencia ar extracción ultrasónica continua pa ar producción proteína dispersa bí demostrada ya Moulton et jar ar.. Ar sonicación bi hñuts'i ar recuperación proteína dispersa progresivamente komongu ar cociente escama wa disolvente cambiado 1:10 jar 1:30. Demostró ne ar ultrasonido xí capaz peptize ar proteína soja jar kasu̲ 'na rendimiento yá 'ma ne da energía sonicación mahyoni ma ar nä'ä jár, nu'bu̲ utilizaron ya mezclas mäs gruesas. (Moulton et jar el., 1982)

Aplicable a: asete cítrico frutas, extracto ar ha̲i mostaza, cacahuete, violación, asete ya pasto (echinacea), canola, soya, asete ar da̲ngu̲de̲thä.

Liberación compuestos fenólicos ne antocianinas

Enzimas, ya ngu pectinasas, celulasas ne ar planta xí ampliamente utilizado jar jugo procesamiento da degradar ya paredes celulares ne mejorar ar extractabilidad jugo. Ar interrupción ar matriz Jot'i celular 'nehe libera componentes, tales como ya compuestos fenólicos ja ar jugo. Ar ultrasonido mejora proceso extracción ne ir to da t'ot'e 'nar aumento ar rendimiento jugo, alcaloides ne compuestos fenólico, comúnmente jar izquierda jar torta prensa.

Ya efectos beneficiosos ar nt'ot'e ya ultrasonidos jar liberación ar compuestos ar fenólicos ne ar antocianinas matriz uva ne bayas, da particular ja ya arándanos ()Myrtillus ar ar Vaccinium) ne (ya grosellas negrasRibes nigrum) jar jugo, bí investigado ya Biotecnología VTT, Finlandia (MAXFUN proyecto ar UE) utilizando 'nar Procesador ultrasónico UIP2000hd 'me̲fa ar incubación ar descongelación, maceración ne enzima. Interrupción ya paredes celulares ya nt'ot'e enzimático (Pectinex BE — 3L arándanos) ne Biopectinase CCM ar grosellas negras ar mejoró nu'bu̲ combina ko ya ultrasonido. “Ár nt'ot'e ya Mi'rangudi aumentan ar concentración compuestos fenólicos jugo arándano jar mäs de ar 15%. […Influencia ir 'rangu̲di (ultrasonido) bí mäs significativa ko grosellas negras, ne ya mäs desafiantes ya bayas jugo arándanos nu'bya mar hñets'i ár contenido pectina ne Jot'i celular diferente arquitectura procesamiento. […] ar concentración compuestos fenólicos jar jugo ar aumento ya 15 — 25% ir nge njapu'befi ar ga (ultrasonido) 'mefa xta incubación ar enzima.” (Mokkila et jar el., 2004)

Microbiana ne ar inactivación ar enzima

Microbial ne ar enzima inactivación (preservación), ngu jar jugos ya frutas ne ya salsas ge ma nt'ot'e ar ultrasonido jar transformación ya nts'i. Nu'bya, preservación ya elevación mpat'i 'bu̲ tseti cortos ya pa (pasteurización) ge Tobe ar hne mäs ngatho nt'ot'e procesamiento pa microbiana o inactivación ar enzima da lleva jár nzaki útil mäs xi maki (preservación). Nu'bya ar exposición bí altas ar temperaturas, nuna ar nt'ot'e termal pe̲ts'i tso̲kwa menudo desventajas pa xingu ya productos alimenticios.
Ar producción ar 'ra'yo sustancias jar reacciones catalizadas ir nge ar pa ne ar nyokwi nthoki ya macromoléculas, komongu ar deformación ya estructuras ya do̲ni ne me̲ti xi reducir ja 'nar pérdida hño. Ir ar nt'ot'e térmico to causar alteraciones indeseables atributos sensoriales, es decir, textura, sabor, ar njät'i, ñu̲ni ne cualidades nutricionales, es decir, vitaminas ne proteínas. Ar ultrasonido ge 'nar 'na ar mpa̲ti ar procesamiento (mínimo) ar hi'nä — termal nt'ot'e xi hño.

Ar pa generado localmente ir nge ar cavitación ne ya radicales creados xi da t'ot'e 'nar inactivación enzimas ya sonicación ()Ar 'nar piner 1964). Ma niveles suficientemente bajos ar sonicación cambios estructurales ne metabólicos xi ocurrir ja ya células hinda ár destrucción. Ar nt'ot'e ar peroxidasa, o mäs jar cruda ne komongu frutas ne vegetales ne to da particularmente asociado ko ár nte sabores indeseables ne pigmentos dorados to reducir ar sustancialmente njapu'befi ya ultrasonido. Enzimas termorresistentes, ngu ar lipasa ne ar proteasa da soportar ár nt'ot'e ya ultra ya mextha mpat'i ne da tsa̲ da reducir ar hño ne nzaki útil ar 'ba tratada térmicamente ne ma'ra productos lactar os xi to ar inactivo xí eficazmente ir nge ar simultánea ar nt'ot'e ultrasonido, ar pa ne ar presión (MTS).

Ar ultrasonido xi demostrado ár ár hne ja ar destrucción agentes patógenos transmitidos ya nts'i, ngu E coli, Salmonella, Ascaris, Giardia, Quistes Cryptosporidiumne Poliovirus.

Aplicable a: preservación mermelada, mermelada wa ingredientes, ngu pa helado, jugos ya frutas ne ya salsas, productos cárnicos, productos lácteos

Sinergias ultrasonidos mpat'i ne presión

Ultrasonidos tso̲kwa menudo ar mäs xi hño nu'bu̲ combina ko ya nt'ot'e anti-microbiano, tales ngu:

  • Thermo — sonicación, es decir, ar pa ne ar ultrasonido
  • 'ye̲ — sonicación, es decir, presión ne ultrasonido
  • mano-termo — sonicación, es decir, presión, ar pa ne ar ultrasonido

Ar recomienda njapu'befi combinado ar ultrasonidos ko ar pa wa presión pa Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae ne Aeromonas hydrophila.

Proceso nte

Da diferencia ya procesos hingi térmicos, ngu comprimido mextha presión hidrostática (HP), dióxido carbono (cCO2) ne dióxido carbono supercrítico (ScCO2) ne mar hñets'i hwähi eléctrico ar pulsos (ayuda), ultrasonido to da hingi hembi da probado laboratorio wa da escala njwatubojä – generar resultados reproducibles pa escala — pa mañä. Ar intensidad ne ya características ar cavitación xi adaptar ar hingi hembi da ja ar proceso ar extracción específico pa atacar 'befi específicos. Amplitud ne ar presión xi variar ja 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama, ngu, da identificar ar configuración extracción nt'ot'e xi hño ja ya energía. Tejidos duros deberían sufrir maceración, molienda wa pulverización 'bu̲ 'be̲tho ultrasonidos.

E coli

Pa producir t'olo cantidades proteínas recombinantes pa ar estudio ne ar caracterización yá propiedades biológicas, E coli ar bacteria ar opción. Etiquetas ar purificación, nu'bu̲ ejemplo polyhistidine gät'u̲wi, beta — galactosidasa wa maltosa vinculante
proteínas, comúnmente ar unen da proteínas recombinantes ko ar ngäts'i nä'ä gi separables ar célula extractos ko 'nar pureza xingu ya pa mäs xingu ya analítica. Ultrasonidos permiten maximizar ar liberación ar proteína, da particular nu'bu̲ rendimiento ar producción xí hñets'i'i ne jwati jar estructura ne ár nt'ot'e ar proteína recombinante.

Ar interrupción ar E coli ya células pa extraer ar proteína quimosina Nxoge bí estudiado ya Kim ne Zayas.

Extracción azafrán

Ar azafrán ar conocido ngu 'na especia mäs hmi jár ta̲i jar nxoge ximhai ne distingue ir nge ár delicado sabor, sabor amargo ne njät'i nk'axt'i atractivo. Ar especia azafrán bí obtiene ar estigma xí nthe̲ni do̲ni azafrán azafrán. 'Me̲fa ar secado, gi piezas ar utilizan komongu condimento jar hñuni wa komongu agente colorante. Ar intensivo característico sabor ar azafrán ar resulta hontho ar hñu ya compuestos: crocins, picrocrocin ne safranal.

Kadkhodaee ne Kakhki Hemmati xi demostrado ja 'nar estudio da ultrasonidos aumentaron significativamente ar rendimiento ar extracción ne ar reducción considerablemente ar pa procesamiento. Ar hecho, resultados ya extracción ultrasonido ma visiblemente mpädi mäs xi nä'ä ar ar extracción pa mahä'mu̲ ar dehe fría, ar propuesta ir nge ar ISO. Pa ár nthoni, Kadkhodaee ne Kakhki Hemmati xi utilizado ar Hielscher dispositivo ultrasónico UP50H. Ya mpädi mäs xi resultados ar xi logrado ko ar sonicación pulsada. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ya intervalos pulso hingi maa ma mäs hño da 'nar nt'ot'e ultrasónico continuo.

Oxidación

Intensidades controlada, ár nt'ot'e ultrasonidos ja ar biotransformación ne ar fermentación to xi hño nt'uni jar 'nar dätä bioprocessing, nu'bya inducido efectos biológicos ne debido facilitado ar transferencia masa celular. Influencia ya nt'ot'e controlada ar ultrasonido (20kHz) jar oxidación ar colesterol da colestenona ir nge ya células reclinación ar Erythropolis rhodococcus ATCC 25544 (ma 'met'o mi Erythropolis nocardia) bí investigado ya Bar.

Colesterol + wa2 = cholest — 4 — jar — 3 — one + H2Acerca ar2

Nuna ko ar típico ja ya transformaciones microbianas esteroles ne esteroides da jar sustrato ne ya productos ya sólidos insolubles ar dehe. Ir nuna ko ar bastante único jar ne ya células ne ya sólidos xi 'bu̲i lei ntsoni ultrasonido ()Bar, 1987). Intensidad ultrasónica suficientemente baja da conserva ya 'mui estructural ya células ne ya mantiene ár nt'ot'e metabólica, Bar observó 'nar mejora significativa ja ya tarifas ar cinéticas ar biotransformación jar lodos microbianas ya 1.0 ne ya 2.5 g/L colesterol nu'bu̲ sonicados da 5s ya 10 ya t'olo ora ko 'nar nts'edi 0.2W yá cm². Ar ultrasonido hingi mostró ningún ntsoni jar oxidación enzimática colesterol (2,5 g/L) ya colesterol oxidasa.

Tecnología ventajosa

Utilización cavitación ultrasónica pa ar preservación ar extracción ne ar hñuni ge 'nar 'ra'yo tecnología procesamiento Nar dätä hño ntsoni ngatho nu'u hingi ho̲ntho ar tsa̲ da da t'uni xi nsu ne respetuoso, pe 'nehe nt'ot'e xi hño ne ya bojä. Ar homogeneización ne ar preservación ntsoni ar xi utilizar hingi hembi da zumos ixi ne purés (naranja, thuhme jo'xi, toronja, mango, uva, ciruela), nja'bu komongu pa salsas vegetales ne sopas komongu ar sopa tomate salsa wa ya espárragos.

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Ot'a

Allinger, H. (1975): Laboratorio americano, 7 (10), 75 (1975).

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