Hielscher ultrazvučna tehnologija

Ултразвучна екстракција и заштита

Распад ћелијских структура (лизиса) посредством ултразвук се користи за екстракцију интра-ћелијских једињењима или микробне инактивације.

позадина

У микробиологији, ултразвук је примарно повезан са целл дисруптион (лизу) или Распад (Аллингер 1975). Када сонификација течности на високим интензитетима, звучни таласи који преносе у течном медијуму резултирати наизменичним високог притиска (компресија) и (разређеност) циклуса ниског притиска, са стопама у зависности од фреквенције.
Током циклуса ниског притиска, високог интензитета ултразвучни таласи створи мали вакуум мехуриће или празнине у течности. Када се мехурићи достићи обим у којем више не могу да апсорбују енергију, они насилно колапса током циклуса високог притиска. Овај феномен се назива кавитација. Током имплозија веома високе температуре (око. 5,000К) и притисцима (цца. 2,000атм) су стигли на локалном нивоу. Имплозија на кавитације мехура такође резултира течним млазовима до 280 мил / с брзине Добијени силе смицања разбити коверат ћелија механички и побољшати материјални трансфер. Ултразвук могу имати или деструктивне или изведене ефеката на ћелије у зависности параметара ултразвуком запослених.

целл дезинтеграција

Под интензивним ултразвуком ензима или протеина се може ослободити из ћелија или субћелијских органела као резултат целл дезинтеграција. У овом случају, једињење се раствори у један растварач затворен у нерастворни структури. Да би се издвојили, се ћелијска мембрана мора бити уништене. Целл поремећај је осетљив процес, јер способност ћелијског зида је да издржи високе осмотски притисак унутра. је потребна добра контрола настанка поремећаја ћелије, како би се избегло несметано ослобађање свих интрацелуларног производа, укључујући ћелијски остаци и нуклеинских киселина, или денатурацијом производа.
Ултрасоникацијом служи као добро контролисаних средстава за ћелија дезинтеграције. За ово, механичке ефекти ултразвука обезбеди брже и потпуније продирање растварача у ћелијских материјала и побољшати Масс Трансфер. Ултразвук постиже већу продирање растварача у биљном ткиву и побољшава Масс Трансфер. Ултразвучни таласи генерисање кавитација пуцања ћелијских зидова и олакшати ослобађање компоненти матрикса.

масс трансфер

Уопштено, ултразвук може довести до пропуштања од ћелијских мембрана на јони (пантомима 1978), И може смањити селективност ћелијске мембране знатно. Механичка активност ултразвука подржава дифузију растварача у ткива. Ас ултразвук разбија ћелијском зиду механички од кавитација сила смицања, олакшава пренос из ћелије у растварача. Честица Смањење величине од ултразвучне кавитације повећава површину у додиру између чврстог и течне фазе.

Протеина и ензима Ектрацтион

Посебно екстракција ензима и протеина складиште у ћелијама и субћелијских честица је јединствена и ефикасна примена високог интензитета ултразвука (ким 1989), Као вађење органских једињења садржаних у телу биљака и семена од растварача може се значајно побољшати. Стога ултразвук има потенцијалну корист у екстракцију и изолације нових потенцијално биолошки активних компоненти, нпр фром Неискоришћени нуспроизвод токове формиране у текућим процесима. Ултразвук такође може помоћи да се појачавају ефекте лечења ензима, и тиме смањити количину ензима потребних или повећати принос извући релевантних једињења.

Липида и протеина

Ултрасоникацијом се често користи за побољшање екстракцију липида и протеина из семена биљака, као што су соја (нпр брашна или обезмашћених соје) или других уљарица. У овом случају, разарање ћелијских зидова олакшава пресовање (хладно или топло) и тиме смањује заостали уље или маст у пресовања торту.

Утицај континуираног ултразвучних екстракције на принос дисперзне протеина је показано Моултон и сар. Соникације повећала опоравак дисперзне протеина прогресивно као пахуљица / растварача однос променио од 1:10 до 1:30. Показало се да ултразвук способна да пептизе сојин протеин скоро у свако комерцијално протоком и да соникација енергија потребна био је најнижи, када су користили дебљи суспензије. (Моултон и сар. 1982)

Апплицабле то: Цитрус уља из воћа, екстракција уља из тла сенф, кикирики, силовање, биљне уље (Ецхинацеа), уљана репица, соја, кукурузно

Либератион фенолних једињења и антоцијана

Ензими, попут пектиназа, целулаза и хемицелулазе имају широку примену у обради сокова у циљу деградирати ћелијске зидове и побољшања сок екстракције. Прекид матрице ћелијског зида и извештаји компоненте, као што фенолних једињења у соку. Ултразвук побољшава процес екстракције и стога може довести до повећања приноса фенолне једињења, алкалоиди и сокова, обично лево у штампи торту.

Корисни ефекти ултразвучног третмана на ослобођење фенолних једињења и антоцијана из грожђа и бобица матрица, нарочито од боровница (Вацциниум миртиллус) И црна рибизла (рибес) У сок, испитана је Бициклизам Биотехнологија, Финска (МАКСФУН ЕУ пројекат) коришћењем ултразвучни процесор УИП2000хд након одмрзавања, пасирање и ензима инкубације. Прекид ћелијских зидова третирањем ензимске (Пецтинек БЕ-3Л за боровница и Биопецтинасе ЦЦМ за црне рибизле) је побољшана када се комбинују са ултразвуком. “УС третман повећавају концентрацију фенолних једињења боровница сока за више од 15%. […] Утицај САД (ултразвук) био значајнији код црне рибизле, које су више изазовна бобице у преради сока него боровница због високог садржаја пектина и другачијег ћелијског зида архитектуре. […] Концентрација фенолних једињења у соку порастао за 15-25% помоћу САД (ултразвук) лечење након ензима инкубације.” (Моккила ет ал. 2004)

Микроба и ензима Инактивадја

Mikrobatorna i enme neaktivacija (očuvanje), npr. u voćnim sokovima i tanjire je još jedna primena ultrazvukom u preradi hrane. Danas, očuvanje od uzdizanja temperature za kratko vreme (pasterizacija) je i dalje najuobičajeniji metod obrade mikrobioloških ili enme inaktivacije koja vodi ka duži vek trajanja-život (očuvanje). Zbog izlaganja visokoj temperaturi, ovaj termalni metod često ima nedostatke za mnoge prehrambene proizvode.
Производња нових супстанци из реакција топлоте-катализована и модификација макромолекула, као и деформације биљних и животињских објеката може смањити до губитка квалитета. Стога, термичка обрада може изазвати нежељене промене на сензорним атрибута, тј текстуру, окус, боје, мирис и нутритивних квалитета, тј витамини и протеина. Ултразвук је ефикасан не-термални (минимал) алтернатива процесирање.

Топлота локално од кавитације и створених радикала може да доведе до инактивације ензима помоћу соникације (Ел'пинер 1964). У довољно низак ниво соникације структурне и метаболичке промене се могу јавити у ћелијама без њиховог уништења. Активност пероксидазе, која се налази у већини сировина и унбланцхед воћа и поврћа и може се посебно у вези са развојем офф-укуса и браон боје пигмената може значајно смањити употребом ултразвука. Тхерморесистант ензими, попут липаза и протеаза која издржи третман ултра-високе температуре и која може смањити квалитет и трајност топлотне третирани млека и других млечних производа може ефикасније инактивира истовременом применом ултразвука, топлоте и притиска (Блиц).

Ултразвук је показао свој потенцијал у уништавању патогена храном, попут Е. цоли, салмонела, асцарис, гиардије, Цриптоспоридиум цисте, И носи претходне.

Апплицабле то: очување џем, мармелада или прелива, нпр за сладолед, воћни сокови и сосови, производи од меса, млечних

Синергије ултразвука са температуру и притисак

Ултрасоникацијом је често ефикаснији у комбинацији са другим анти-микробне метода, као што су:

  • термо соникације, тј топлоте и ултразвук
  • мано-соникације, тј притисак и ултразвук
  • мано-термо соникације, тј притиска, топлоте и ултразвук

Комбинована примена ултразвука са топлоте и / или притиска се препоручује за Бациллус субтилис, Бациллус Цоагуланс, Бациллус цереус Бациллус стеротхермопхилус, Саццхаромицес церевисиае, и Аеромонас хидропхила.

Развој процеса

За разлику од других нису термичких процеса, као што су висока хидростатичког притиска (ХП), компримованим угљен-диоксидом (цЦО2) и наткритичним угљен диоксида (СцЦО2) и високи електрично поље импулса (ХЕЛП), ултразвук може лако тестирати у лабораторији или клупа-топ скали – генерисање репродуктивне резултати за сцале-уп. Интензитет и карактеристике кавитација може лако прилагодити специфичној поступку екстракције да циљате одређене циљеве. Амплитуда и притисак могу варирати у широком опсегу, нпр да се идентификују највише енергије подешавање ефикасан екстракције. Тоугх ткиво треба подвргнути мацерација, брушење или уситњавање до ултрасоникацијом.

Е. цоли

За производњу мале количине рекомбинантних протеина за проучавање и карактеризацију њихових биолошких особина, Е. цоли је бактерија избора. Пречишћавање ознаке, нпр полихистидин таил, бета-галактозидазу или малтоза везујући
протеини су обично придружени рекомбинантних протеина како би их одвојити од екстракта ћелија са довољне чистоће за већину аналитичке сврхе. Ултрасоникацијом омогућава максимално ослобађање протеина, нарочито када је принос производња ниска и да очува структуру и активност рекомбинантног протеина.

Прекид Е. цоли ћелија у циљу издвојили укупна химозин протеин је проучавана Ким и Зајас.

шафран Издвајање

Šafrana je poznata kao najskuplji začin na svetskom tržištu i po svom nežnom aromom, žestokom ukusu i atraktivnoj žutoj boji. Safrana začinice dobija se od crvene stigme cveća u safenu krocus. Nakon sušenja, ovi delovi se koriste kao začin u kuhinji ili kao kopresiranje agenta. Intenzivno karakteristični ukus šafrana-a posebno od tri jedinjenja: šafins, picrokrocin i safranal.

Кадкходаее и Хеммати-Какхки су показали у студији која ултрасоникацијом повећава принос екстракције значајно и смањено је време процесирања значајно. У ствари, резултати за ултразвучне екстракције су упадљиво бољи него традиционалне хладне експлоатацију воде, која је предложен од стране ИСО. За њихово истраживање, Кадкходаее и Хеммати-Какхки су користили Хиелсцхер је ултразвучни апарат УП50Х. Најбољи резултати су постигнути са импулсном ултразвука. То значи да кратки интервали пулс била ефикаснија него континуираног ултразвучног третмана.

оксидација

Ат контролисаним интензитета, примена ултразвука за биотрансформацију и ферментације може добро резултирати побољшаном биолокој, услед индукованих биолошких ефеката и због олакшао ћелијску масовне преноса. Утицај контролисане примене ултразвука (20кХз) на оксидацију холестерола цхолестеноне би рестинг ћелије Рходоцоццус еритхрополис АТЦЦ® 25544 (раније Ноцардиа еритхрополис) Је испитивана бар.

Холестерол + У2 = Холест-4-ен-3-оне + Х2O2

Овај систем је типично за микробиолошким трансформација стерола и стероида у тој супстрата и производи су нерастворљиве у води чврсте супстанце. Стога, овај систем је прилично јединствен по томе како ћелије и чврсте супстанце могу бити предмет дејства ултразвука (Бар, 1987). На довољно ниског ултразвучних интензитету очуван структурног интегритета ћелија и одржава своју метаболичку активност, Бар приметио значајно побољшање у кинетичку стопе биотрансформацију микробне суспензије од 1,0 и 2,5 г / Л холестеролом приликом ултразвучно обрађиван 5с свако 10мн витх снагом од 0.2В / цм². Ултразвук је показао никакав утицај на ензимском оксидацијом холестерола (2.5г / Л) од стране холестерола оксидазе.

предности Технологија

Коришћење ултразвучна кавитација за вађење и чување хране је нова моћна технологија за прераду који не може да се примени само безбедно и еколошки, али и ефикасно и економично. Хомогенизација и очување ефекат се може лако користити за сокове и пиреа (нпр наранџа, јабука, грејпфрут, манго, грожђе, шљиве) као и за поврћа сосовима и супама, као што парадајз сосу или шпаргле супу.

Затражите више информација!

Молимо користите образац испод, ако желите да затражи додатне информације у вези са коришћењем ултразвука за екстракцију и очувању.









Molimo vas da zabeležite naše Правила о приватности.


Литература

Аллингер, П. (1975): Америцан Лаборатори, 7 (10), 75 (1975).

Бар Р. (1987): Ултразвук Енханцед биопроцесимаУ: Биотецхнологи анд Енгинееринг, Вол. 32, стр. 655-663 (1987).

Ел'пинер, С.И. (1964): Ултразвук: физичке, хемијске и биолошке ефекти (консултанти биро, Њујорк, 1964), 53-78.

Кадкходаее, Р .; Хеммати-Какхки А .: Ултразвучни екстракцијом активних једињења из Саффрон, у: интернет публикација.

Ким, С.М. и Зајас, Ј.Ф. (1989): Обрада параметар химозин екстракције помоћу ултразвука; ин Ј. Фоод Сци. 54: 700.

Моккила, М., Мустранта, А., Буцхерт, Ј, Поутанен, К (2004): Комбинујући снаге ултразвук са ензимима у бобица прераду сока, У: 2нд Инт. Цонф. Биоцаталисис хране и пића, 19-22.9.2004, Штутгарт, Немачка.

Моултон К.Ј., Ванг, Л.Ч. (1982): Пилот Плант Студија Континуирано ултразвучних Вађење сојиних протеинских, у: Јоурнал оф Фоод Сциенце, Волуме 47, 1982.

Пантомима, Ц.Л. (1978): Ефекат ултразвука на фибробласта ин витро, у: др Теза, Универзитет у Лондону, Лондон, Енгланд, 1978.