Colagenul ultrasunete Extracția
- Colagenul este bogat în proteine și este utilizat pe scară largă în aplicații industriale multiple, de ex produse alimentare, farmaceutice, aditivi etc.
- Sonicare pot fi ușor combinate cu extracție enzimatică sau acidă a colagenului.
- Implementarea ultrasunetelor în procesul de extracție a colagenului duce la randamente mai mari și extracție mai repede.
Efecte cu ultrasunete de colagen Extracția
Ultrasunete de mare intensitate este utilizat pe scară largă pentru a îmbunătăți transferul de masă în procesele umede, de exemplu, extracția, sonochemistry etc. Extracția (cunoscută și sub numele de izolarea colagenului) de colagen poate fi îmbunătățită în mod semnificativ prin tratament cu ultrasunete. Sonicare ajutoare în timpul clivajul substratului de colagen, deschide fibrils colagen, astfel hidroliza enzimatică sau tratament acid sunt facilitate.
Ultrasonically asistate enzimatica Extracția
Sonicare este cunoscut pentru capacitatea sa de a crește activitatea enzimei. Acest efect se bazează pe dispersia cu ultrasunete și dezaglomerarea agregatelor pepsină. Enzimele dispersate omogen oferă o suprafață crescută pentru transferul de masă, care este corelată cu activitatea enzimatică mai mare. Mai mult decât atât, puternice valuri de ultrasunete deschide fibrilelor de colagen, astfel încât este eliberat de colagen.
Ultrasunete Pepsină Extracția: Pepsin combinat cu ultrasunete crește randamentul colagenului până la aprox. 124% și scurtează semnificativ timpul de extracție în comparație cu hidroliza pepsină convențională. Analiza dicroismului circular, microscopia forței atomice și FTIR au demonstrat că structura triplei helix a colagenului extras nu a fost afectată de sonicare și a rămas intactă. (Li et al., 2009) Aceasta face ca extracția pepsină asistată cu ultrasunete să fie foarte practică pentru industria alimentară, oferind rate de recuperare mai ridicate a proteinelor într-un timp de procesare semnificativ mai scurt.
Într-un studiu comparativ al extracției cu ultrasunete și non-ultrasunete a colagenului din tendonul bovin, tratamentul cu ultrasunete (20 kHz, puls modul 20/20 sec), convins de randament și eficiență mai mari. Extracția convențională a fost efectuată cu pepsină în acid acetic timp de 48 de ore. Extracția cu ultrasunete a fost efectuată în aceleași condiții, însă timpul de expunere la sonicare (3 până la 24 de ore) și pepsină (24 până la 45 de ore) au variat, rezultând un total de 48 de ore de tratament. Extracția cu ultrasunete-pepsină a demonstrat o eficiență superioară a extracției de colagen, atingând un randament de 6,2%, când randamentul convențional de extracție a fost de 2,4%. Cele mai bune rezultate au fost obținute la un timp de extracție cu ultrasunete timp de 18 ore. Colagenul extras a arătat o structură helix continuă intactă, o bună solubilitate și o stabilitate termică destul de ridicată. acest lucru înseamnă că o extracție cu ultrasunete-pepsină a îmbunătățit eficiența extracției colagenului natural fără a deteriora calitatea colagenului rezultat. (Ran și Wang 2014)
Extracția Acid ultrasunetelor Assisted
Intr-un studiu realizat de Kim și colab. (2012), extracția de colagen solubil în acid din piele de biban japonez (Lateolabrax iaponicus) au crescut randamentul și timpul de extracție redusă după tratamentul cu ultrasunete la o frecvență de 20 kHz în 0,5 M acid acetic. Extracția cu ultrasunete nu a modificat componentele majore ale colagenului, mai precis α1, și lanțurile p a2.
Ultrasunete Extracția de proteine din coji de ouă
hidrolizatele enzimatice ultrasunetelor pre-tratate au avut mai bune proprietăți funcționale. Pentru extracția cu ultrasunete a hidrolizate proteice funcționale din coajă de ou de pui, solubilitate, emulsifiere, spumare și proprietăți de reținere a apei sunt îmbunătățite.
membrană eggshell este o resursă naturală abundentă și este formată din aproximativ 64 de proteine, inclusiv de tip I, V și X colagen, lizozima, osteopontină și sialoproteinei. Acest lucru face ca cojile de ou o materie primă interesant pentru extragerea proteinelor. Cu extracție cu ultrasunete, eliberarea proteinelor și funcționalitatea poate fi îmbunătățită semnificativ rezultând într-un proces rapid, eficient și economic.
Procese ultrasonice: de la laborator la Industrial Scară
Ultrasonically asistate alcali Extracția
pentru a extrage și solubiliza aceste proteine
Pentru extragerea proteinei din membrană eggshell, tratamentul cu ultrasunete-alcalină a condus la un randament de proteină solubilizată de aproape 100% din proteina totală a membranei eggshell. Cu ultrasunete cavitația desprinse proteine mai mari aglomerări de membrana eggshell și a facilitat solubilizarea compușilor săi. Structura și proprietățile proteinelor nu au fost afectate de sonicare și au rămas intacte. Proprietățile antioxidante ale proteinelor au fost aceleași pentru tratamentul cu ultrasunete asistate alcalin și extracția convențională.
Ultrasunete Gelatina Extracția
Piei de pollock congelate și uscate la aer au fost tratate cu soluții saline rece, alcaline și acide pentru a separa țesutul de colagen și gelatina de extracție prin denaturarea colagenului la 45 ° C timp de patru ore cu un tratament cu ultrasunete de putere ca ajutor de prelucrare. Au fost evaluate randamentul gelatinei, pH, claritate, rezistența gelului și proprietățile viscoelastice, precum și distribuția greutății moleculare determinată prin metoda PAGE-SDS. Gelatina extrasă într-o baie de apă la 45 ° C timp de patru ore a fost utilizată drept control. Tratamentul prin ultrasunete a crescut randamentul de extracție cu 11,1% comparativ cu controlul, în timp ce puterea gelului a scăzut cu 7%. Temperatura de gelificare a fost, de asemenea, mai scăzută în gelatina extrasă cu ultrasunete (4,2 ° C). Acest comportament este legat de diferențele de distribuție a greutății moleculare a bobinelor polipeptidice în gelatine. Extracția cu ultrasunete de extracție poate fi utilizată pentru a crește extracția gelatinei din piei de pește congelate și uscate în aer. (Olson și colab., 2005)
sisteme ultrasonice industriale
Hielscher Ultrasonics furnizeaza sisteme cu ultrasunete puternice de la laborator la banc-top și la scară industrială. Pentru a asigura rezultate optime de extracție, sonicarea fiabil în condiții solicitante pot fi efectuate în mod continuu. Toate procesoarele cu ultrasunete industriale pot furniza amplitudini foarte mari. Amplitudini de până la 200um poate fi ușor rula în mod continuu în funcțiune 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Robustetea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite pentru funcționare 24/7 la grele și în medii solicitante.
Vă rugăm să ne contactați astăzi cu cerințele dumneavoastră de proces! Vom fi bucuroși să vă recomande un sistem cu ultrasunete adecvat pentru procesul dumneavoastră!
cu ultrasunete omogenizatoare de mare putere Hielscher sunt disponibile pentru orice scară de proces – de la laborator la producție.
Literatura / Referințe
- Álvarez, Carlos; Lelu, Pauline; Lynch, Sarah A .; Tiwari, Brijesh K. (2018): Optimizarea recuperării proteinelor din scrumbie pește întreg prin utilizarea extracție secvențială acidă / alcalină precipitare solubilizarea izoelectrică (ISP), asistată de ultrasunete. LWT – Food Science and Technology Vol. 88, februarie 2018. 210-216.
- Jain, Surangna; Kumar Anal, Anil (2016): Optimizarea extracției de hidrolizate proteice functionale din membrana de coajă de ou de pui (MES) prin extracție cu ultrasunete asistată (EAU) și hidroliza enzimatică. LWT – Food Science and Technology Vol. 69, iunie 2016. 295-302.
- Kim, H.K .; Kim, Y.H .; Kim, Y.J .; Park, H.J .; Lee, N.H. (2012): Efectele tratamentului cu ultrasunete pe extracția de colagen din piele de bas mare Lateolabrax japonicus. Știința în domeniul pescuitului Volumul 78, Issue 78; 2013. 485-490.
- Li, Defu; Mu, Changdao; Cai, Sumei; Lin, Wei (2016): iradiere cu ultrasunete în extracția enzimatică a colagenului. Ultrasonics Sonochemistry Volume 16, Issue 5; 2009. 605-609.
- Olson, D. A., Avena Bustillos, R.D., Olsen, C. W., Chiou, B., Yee, E., Bower, C.K., Bechtel, P.J., Pan, Z., Mc Hugh, T.H. (2005): Evaluarea puterii ultrasunetelor, ca ajutor de prelucrare pentru extracția gelatină din pește. Rezumat Reuniunea nr 71C-26. IFT Annual Meeting. Iulie 2005. New Orleans, LA.
- Ran .; x g Wang, L.Y. (2014): Utilizarea tratamentului cu ultrasunete și pepsină în tandem pentru extracția de colagen din industria produselor din carne. Oficial al Stiintei de Alimentatie si Agricultura 94 (3), 2014. 585-590.
- Schmidt, M.M .; Dornelles, R.C.P .; Mello, R.O .; Kubota, E.H .; Mazutti, M.A .; Kempka, A.P .; Demiate, I.M. (2016): procesul de extracție colagen. International Food Research Journal 23 (3), 2016. 913-922.
- Siritientong, Tippawan; Bonani, Walter; Motta, Antonella; Migliaresi, Claudio; Aramwit, Pornanong (2016): Efectele tulpinii de mătase și Bombyx mori timp de extracție asupra caracteristicilor moleculare și biologice ale sericin. Bioscience, Biotehnologie și Biochimie Vol. 80, Iss. 2, 2016. 241-249.
- Zeng, J.N .; Jiang, B.Q .; Xiao, Z.Q., Li, S.H. (2011): Extracția de colagen din solzi de pește cu Papaina sub ultrasunete Pretratarea. Advanced Materials Research, volumul 366, 2011. 421-424.
Ce trebuie să știți
colagenul
Colagenul este principala proteină structurală în spațiul extracelular în diferite țesuturi conjunctive în corpurile de animale. Deoarece componenta principală a țesutului conjunctiv, acesta este proteina cel mai abundent la mamifere, [1] care constituie de la 25% la 35% din conținutul de proteine întregului corp. Colagenul este format din aminoacizi înfășurate împreună pentru a forma triple-helix pentru a forma fibrilelor alungite. Cele mai mari cantități de colagen sunt prezente în țesuturi fibroase, cum ar fi tendoane, ligamente si piele. Există trei tipuri de colagen pentru a distinge:
Colagenul de tip I: furnizează 90% din proteine în piele, păr, unghii, organe, oase, ligamente
Colagen tip II: furnizează 50-60% proteine în cartilaj, 85-90% din colagen în cartilajul articular
Tip III colagen: furnizează proteine de proteinele fibroase in oase, cartilagii, dentina, tendon și alte țesuturi conjunctive
Colagenul in corpul
Fiecare dintre cele trei tipuri de colagen este compus din diferite proteine care îndeplinesc diferite scopuri în organism. Tipurile de colagen I și III ambele sunt principalele componente ale pielii, mușchilor, oaselor, parului si unghiilor. Acestea sunt necesare pentru sănătatea lor, de creștere și de reconstrucție. Tipul de colagen II este cea mai mare parte găsit în cartilaj și articulațiilor.
Colagenul de tip I și III, conțin 19 aminoacizi, care sunt considerați aminoacizi esențiali. Acestea sunt produse de fibroblaste (celule din țesuturile conjunctive) și osteoblastelor (celule care fac oasele) .Cele proteinele cele mai importante din colagen de tip I și III includ glicină, prolină, alanină, și hidroxiprolina. Tipul III este un scleroprotein fibros.
Glicina este aminoacidul cu cea mai mare cantitate din colagen. Prolina este un aminoacid neesențial, care pot fi sintetizați din glicină și contribuie la articulații și tendoane. Hidroxiprolina este un aminoacid care contribuie la stabilitatea colagenului. Alanina este un aminoacid important pentru biosinteza proteinelor.
La fel ca de tip I și III, colagen tip II nu fibrile formă. Această rețea fibrilară de colagen este important în cartilaj, deoarece este permite pentru prinderea proteoglicanilor. În plus, aceasta asigură o rezistență la tracțiune la țesut.
Surse și utilizările
Colagenul este o proteină fibroasă care este abundent prezentă în țesutul conjunctiv al mamiferelor, de ex bovine, de porcine. Cele mai multe colagen este extras
din piei de porcine și oase și din surse de bovine. O sursă alternativă pentru extracția de colagen sunt pești și păsări. Colagenul este utilizat pe scară largă în produsele alimentare, dietetice suplimente, produse farmaceutice / medicals, si cosmetice, printre alte produse. Extracția de colagen este o afacere în creștere, deoarece această proteină poate înlocui agenți sintetici în diferite procese industriale.