Hielscher ultraljud teknik

Ultraljuds kollagenutvinning

  • Kollagen är rikt på proteiner och används ofta i många industriella tillämpningar, t ex mat, Pharma, tillsatser etc.
  • Ultraljudsbehandling kan enkelt kombineras med enzymatisk eller syra utvinning av kollagen.
  • Genomförandet av ultraljud i kollagen utvinning processen resulterar i högre avkastning och snabbare utvinning.

Ultraljud effekter på kollagen utvinning

Hög intensiva ultraljud används ofta för att förbättra Mass överföring i våta processer, t. ex. utvinning, sonochemistry etc. Utvinning (även känd som kollagen isolering) av kollagen kan förbättras avsevärt genom Ultraljuds behandling. Ultraljudsbehandling aids under klyvning av kollagen substrat, öppnar upp kollagen fibriller, således enzymatisk hydrolys eller syra behandling under lättas.

Ultraljud assisterad enzymatisk extraktion

Ultraljudsbehandling är känd för sin förmåga att öka enzym aktivitet. Denna effekt är baserad på ultraljud spridningen och deagglomeration av pepsin aggregat. Homogeneously spridda enzymer erbjuder en ökad yta för Mass överföring, som är korrelerad till högre enzym aktivitet. Dessutom öppnar de kraftfulla ultraljudsvågor upp kollagen fibriller så att kollagen frigörs.

Ultraljud pepsin extraktion: Pepsin kombinerade ultraljud ökar avkastningen av kollagen upp till ca. 124% och avsevärt förkortar utvinning tid i jämförelse med den konventionella pepsin hydrolys. Cirkulär dichroism analys, atom kraft Mikroskopi och FTIR visat att Triple Helix struktur av det extraherade kollagen påverkades inte av ultraljudsbehandling och förblev intakt. (Li et al. 2009) Detta gör ultraljud assisterad pepsin utvinning mycket praktisk för livsmedels industrin erbjuder ökad protein återvinnings graden i en betydligt kortare handläggnings tid.

I en jämför ande studie av ultraljud kontra icke-ultraljud utvinning av kollagen från nötkreatur senan, ultraljud behandling (20kHz, pulsläge 20/20 SEK.) övertygad av högre avkastning och effektivitet. Den konventionella extraktionen utfördes med pepsin i ättiksyra för 48 timmar. Ultraljud extraktion utfördes extraktion under samma förhållanden, men exponerings tider till ultraljudsbehandling (3 till 24 h) och Pepsin (24 till 45 timmar) varierade, vilket resulterade i totalt 48 timmars behandling. Den Ultraljuds-pepsin extraktion visade överlägsen effektivitet av kollagen utvinning, nå en avkastning på 6,2%, när den konventionella utvinning avkastningen var 2,4%. Bästa resultat uppnåddes vid en ultraljud utvinning tid med hjälp av 18 h. Den extraherade kollagen visade en oskadad kontinuerlig Helix struktur, god löslighet och ganska hög termisk stabilitet. Detta innebär att en ultraljud-pepsin extraktion förbättrat effektiviteten av utvinning av naturliga kollagen utan att skada kvaliteten på den resulterande kollagen. (Ran och Wang 2014)

Ultraljud setup med rörs tank

Informationsförfrågan




Notera vår Integritetspolicy.


Ultraljud papain extraktion: Kollagen från fisk skalor kan effektivt extraheras av papain hydrolys kombinerat med ultraljud förbehandling. För ultraljud-papain utvinning av kollagen från fisk skalor var följande process parametrar som finns som optimal: ultraljud förbehandling varaktighet 4min, förhållandet mellan papain till fisk skalor 4%, temperatur 60 ° c och totala utvinning tid på 5H. Under dessa optimala förhållanden extraktionsgraden av kollagen nådde 90,7%. (Jiang et al. 2011)

Ultraljud assisterad syra utvinning

I en studie av Kim et al. (2012), utvinning av syra lösliga kollagen från huden på japanska havs abborre (Lateolabrax japonicus) visade ökad avkastning och minskad utvinning tid efter Ultraljuds behandling med en frekvens av 20 kHz i 0,5 M ättiksyra. Extraktion med ultraljud ändrade inte de viktigaste komponenterna i kollagen, mer specifikt α1, α2 och β kedjor.

Hielscher levererar kraftfulla ultraljudsapparater från laboratorium till industriell skala (Klicka för att förstora!)

Ultraljudsprocesser: Från Labb till Industriell Skala

Ultraljud utvinning av protein från äggskal

Ultrasonically förbehandlade enzymatiska hydrolysater hade bättre funktionella egenskaper. För ultraljud utvinning av funktionella protein hydrolysat från kyckling ägg skal, löslighet, emulgering, skum bildning och vatten hållande egenskaper förbättras.
Eggshell membran är en riklig naturresurs och består av cirka 64 proteiner inklusive typ I, V och X kollagen, lysozym, osteopontin, och sialoprotein. Detta gör äggskal en intressant råvara för utvinning av proteiner. Med ultraljud extraktion, protein release och funktionalitet kan förbättras avsevärt vilket resulterar i en snabb, effektiv och ekonomisk process.

Ultraljud assisterad alkali utvinning

att extrahera och solubilisera dessa proteiner
För protein utvinning från äggskal membran, ultraljud-alkalibehandling resulterade i en solubiliserad protein avkastning nära 100% av det totala äggskal membran protein. Ultraljud kavitation lossnat större proteiner klumpar från äggskal membranet och underlättat solubilisering av dess föreningar. Proteinet struktur och egenskaper inte skadades av ultraljudsbehandling och förblev intakt. De antioxiderande egenskaperna hos proteinerna var desamma för ultraljud-assisterad alkalisk behandling och konventionell utvinning.

Ultraljud gelatin extraktion

Frysta och lufttorkad Pollock skinn behandlades med kall saltlösning, alkaliska och syra lösningar för att separera kollagen vävnad och extrahera gelatin genom kollagen denaturering vid 45 ° c i fyra timmar med en effekt ultraljud behandling som ett process hjälpmedel. Gelatin avkastning, pH, klarhet, gel styrka och viskoelastiska egenskaper samt molekyl vikt fördelning bestäms av PAGE-SDS metod utvärderades. Gelatin utvunnet i ett vatten bad vid 45 ° c i fyra timmar användes som kontroll. Effekten ultraljud behandling ökade utvinning avkastning med 11,1% jämfört med kontrollen medan gel styrka minskade 7%. Gelations temperaturen var också lägre i ultraljud extraherade gelatin (4.2 ° c). Detta beteende är relaterat till skillnader i molekyl viktfördelning av polypeptid-spolar i gelatiner. Power ultraljud extraktion kan användas för att öka gelatin extraktion från frysta och lufttorkad fisk skinn. (Olson et al. 2005)

industriella ultraljudssystem

Hielscher Ultrasonics levererar kraftfulla ultraljud system från Lab till bänk och industriell skala. För att säkerställa optimal utvinning utgång, pålitlig ultraljudsbehandling under krävande förhållanden kan utföras kontinuerligt. Alla industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Robustheten av Hielschers ultraljud utrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och i krävande miljöer.
Vänligen kontakta oss idag med dina process krav! Vi kommer att vara glada att rekommendera dig ett lämpligt ultraljud system för din process!

Be om mer information

Använd formuläret nedan om du vill begära ytterligare information om ultraljud homogenisering. Vi ska vara glada att kunna erbjuda dig ett ultraljud system som uppfyller dina krav.









Observera att våra Integritetspolicy.


Ultraljud disperser finns från den lilla handhållna enheten till bänk och full-industriella ultraljud system för stor volym bearbetning (Klicka för att förstora!)

Hielschers ultraljud hög effekt Homogenisatorer finns tillgängliga för alla process skala – från labb till produktion.

Litteratur / Referenser

  • Álvarez, Carlos; Mer från lélu, Pauline; Lynch, Sarah A.; Tiwari, brijesh K. (2018): optimerad protein återvinning från makrill hel fisk med hjälp av sekventiell syra/alkaliska isoelektrisk inlösning nederbörd (ISP) extraktion med hjälp av ultraljud. LWT – Livsmedels vetenskap och teknik Vol. 88, februari 2018. på 210-216.
  • Jain, Surangna; Kumar anal, Anil (2016): optimering av utvinning av funktionella proteinhydrolysater från kyckling äggskal membran (ESM) genom ultraljud assisterad extraktion (UAE) och enzymatisk hydrolys. LWT – Livsmedels vetenskap och teknik Vol. 69, juni 2016. på 295-302.
  • Kim, H.K.; Kim, Y.H.; Kim, Y.J.; Parkera, H.J.; Lee, NH (2012): effekter av ultraljud behandling på kollagen utvinning från skinn av havet bas Lateolabrax japonicus. Fiskeri vetenskap volym 78, utgåva 78; 2013.485-490.
  • Mer från Li, Defu; MU, Changdao; Mer från Cai, Sumei; Lin, Wei (2016): ultraljud bestrålning i enzymatisk utvinning av kollagen. Ultraljud sonochemistry volym 16, Issue 5; 2009.605-609.
  • Olson, ka, Avena Bustillos, R.D., Olsen, C.W., Chiou, B., Yee, E., Bower, C.K., Bechtel, PJ, Pan, Z., MC Hugh, T.H. (2005): utvärdering av Power ultraljud som ett process hjälpmedel för fisk gelatin extraktion. Möte abstrakt nr 71C-26. IFT: s års möte. Den 2005 juli. New Orleans, LA.
  • Ran, X.G.; Wang, L.Y. (2014): användning av ultraljud och pepsin behandling i tandem för kollagen utvinning från kött industri biprodukter. Tidning av vetenskapen av mat och jordbruk 94 (3), 2014. på 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): kollagen extraktionsprocessen. Internationella livsmedels forsknings journalen 23 (3), 2016. på 913-922.
  • Mer från siritientong, Tippawan; Mikael, Valborg Motta, Antonella; Migliaresi, Claudio; Aramwit, Pornanong (2016): verkställer av Bombyx Mori Silk anstränger och extraktionstid på de molekyl ära och biologiska kännetecknen av sericin. Bio vetenskap, bio teknik och biokemi Vol. 80, ISS. 2, 2016. på 241-249.
  • Zeng, J.N.; Jiang, B.Q.; Xiao, Z.Q., Li, S.H. (2011): extraktion av kollagen från fisk skalor med papain under Ultraljuds förbehandling. Avancerad material forskning, volym 366, 2011. på 421-424.


Fakta Värt att veta

Kollagen

Kollagen är det viktigaste strukturella proteinet i det extracellulära utrymmet i de olika bindväv i djur kroppar. Som huvud komponent i bindväv är det det vanligast förekommande proteinet hos däggdjur, [1] vilket utgör från 25% till 35% av hela kroppens protein halt. Kollagen består av aminosyror sår tillsammans för att bilda trippel-Helices till form av långsträckta fibriller. De högsta mängderna av kollagen finns i fibrösa vävnader såsom senor, ligament och hud. Det finns tre typer av kollagen som skall särskiljas:
Typ I-kollagen: ger 90% av proteinet i hud, hår, naglar, organ, ben, ligament
Typ II-kollagen: ger 50-60% protein i brosk, 85-90% av kollagen i led brosk
Kollagen av typ III: ger proteiner till fibrös protein i ben, brosk, dentin, senor och andra bindväv

Kollagen i kroppen

Var och en av de tre kollagen typer består av olika proteiner som uppfyller olika ändamål i kroppen. Kollagen typerna I och III båda är huvud komponenter i hud, muskler, ben, hår och spik. De krävs för sin hälsa, tillväxt och återuppbyggnad. Kollagen typ II finns oftast i brosk och leder.
Kollagen av typ I och III båda innehåller 19 aminosyror som anses som essentiella aminosyror. De produceras av fibroblaster (celler i bindväv) och osteoblaster (celler som gör ben). De viktigaste proteiner i kollagen typ I och III inkluderar glycin, prolin, alanin, och Hydroxyprolin. Typ III är ett fibrösa skleroprotein.
Glycin är aminosyran med det högsta beloppet i kollagen. ProLine är en icke-essentiell aminosyra, som kan syntetiseras från glycin och bidrar till leder och senor. Hydroxyprolin är en aminosyra som bidrar till stabiliteten av kollagen. Alanin är en aminosyra viktig för bio syntesen av proteiner.
Liksom typ I och III, typ II kollagen bildar fibriller. Detta fibrillar nätverk av kollagen är viktigt i brosk eftersom det möjliggör för Entrapment av proteoglycans. Dessutom ger det drag hållfasthet till vävnaden.

Källor och användningar

Kollagen är ett fibrösa protein som är rikligt närvarande i bindväv av däggdjur, t. ex. nötkreatur, gris. De flesta kollagen utvinns
från svin skinn och ben och från nötkreatur källor. En alternativ källa för kollagen utvinning är fisk och höns. Kollagen används ofta i livsmedel, kost tillskott, läkemedel/Medicals, och kosmetika bland andra produkter. Kollagen utvinning är en växande verksamhet eftersom detta protein kan ersätta syntetiska agens i olika industriella processer.