การผลิตไคตินและไคโตซานจากเห็ด

Ultrasonication เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการปล่อยไคตินและไคโตซานจากแหล่งเชื้อราเช่นเห็ด ไคตินและไคโตซานจะต้องถูกกําจัดและ deacetylated ในการประมวลผลปลายน้ําเพื่อให้ได้พอลิเมอร์ชีวภาพที่มีคุณภาพสูง depolymerization และ deacetylation ช่วย ultrasonically เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงง่ายและรวดเร็วซึ่งส่งผลให้ไคโตซานคุณภาพสูงที่มีน้ําหนักโมเลกุลสูงและการดูดซึมที่เหนือกว่า

ไคตินที่ได้จากเห็ดและไคโตซานผ่าน Ultrasonication

เห็ดที่กินได้และเป็นยาเช่น Lentinus edodes (เห็ดหอม), เห็ดหลินจือ (เห็ดหลินจือหรือเห็ดหลินจือ), Inonotus obliquus (chaga), Agaricus bisporus (เห็ดกระดุม), Hericium erinaceus (แผงคอสิงโต), Cordyceps sinensis (เชื้อราหนอนผีเสื้อ), Grifola frondosa (ไก่ป่า), Trametes versicolor (Coriolus versicolor, Polyporus versicolor, turkeytail) และเชื้อราชนิดอื่น ๆ อีกมากมายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นอาหารและสําหรับการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เห็ดเหล่านี้รวมถึงการแปรรูปที่เหลือ (ของเสียจากเห็ด) สามารถใช้ในการผลิตไคโตซานได้ Ultrasonication ไม่เพียง แต่ส่งเสริมการปล่อยไคตินจากโครงสร้างผนังเซลล์ของเชื้อรา แต่ยังผลักดันการแปลงไคตินเป็นไคโตซานที่มีคุณค่าผ่าน depolymerization และ deacetylation ช่วย ultrasonically

อัลตราโซนิ Deacetylation ของจิตใจไปชิโอซาน

Depolymerization และ deacetylation ของไคตินกับไคโตซานได้รับการส่งเสริมโดย sonication

ขอข้อมูล





เครื่องสกัดอัลตราโซนิก UIP4000hdT สําหรับการสกัด en deacetylation ของไคตินจากเห็ด

Ultrasonication ใช้ในการสกัดไคตินจากเห็ด นอกจากนี้อัลตร้าซาวด์ยังส่งเสริมการ depolymerization และ deacetylation ของไคตินเพื่อให้ได้ไคโตซานคุณภาพสูง

This video demonstrates the highly efficient extraction of lion's mane mushrooms using the Hielscher UP200Ht ultrasonic homogenizer. Ultrasonic extraction is the perfect technique for producing high-quality, full-spectrum extracts containing polysaccharides such as beta glucans, as well as hericenones and erinacins.

Lion's Mane Mushroom Extraction Using the Ultrasonicator UP200Ht

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

 

อัลตราโซนิกที่รุนแรงโดยใช้ระบบอัลตราโซนิกชนิดโพรบเป็นเทคนิคที่ใช้เพื่อส่งเสริมการ depolymerization และ deacetylation ของไคตินซึ่งนําไปสู่การก่อตัวของไคโตซาน ไคตินเป็นโพลีแซคคาไรด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติที่พบในโครงกระดูกภายนอกของกุ้งแมลงและผนังเซลล์ของเชื้อราบางชนิด ไคโตซานได้มาจากไคตินโดยการกําจัดกลุ่มอะซิทิลออกจากโมเลกุลไคติน

ขั้นตอนอัลตราโซนิกสําหรับการแปลงไคตินของเชื้อราเป็นไคโตซาน

เมื่อใช้ ultrasonication ที่รุนแรงสําหรับการผลิตไคโตซานจากไคตินการระงับไคตินจะถูก sonicated ด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ความถี่ต่ําที่มีความเข้มสูงโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 20 kHz ถึง 30 kHz กระบวนการนี้สร้างโพรงอากาศอะคูสติกที่รุนแรงซึ่งหมายถึงการก่อตัวการเจริญเติบโตและการล่มสลายของฟองอากาศสูญญากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์ในของเหลว Cavitation สร้างแรงเฉือนสูงที่มีการแปลอุณหภูมิสูง (สูงถึงหลายพันองศาเซลเซียส) และความดัน (มากถึงหลายร้อยบรรยากาศ) ในของเหลวรอบฟองอากาศ สภาวะที่รุนแรงเหล่านี้มีส่วนช่วยในการสลายตัวของไคตินโพลีเมอร์และ deacetylation ที่ตามมา
 

ไคตินและไคโตซานจากเห็ดสามารถสกัดได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้อัลตราโซนิกชนิดโพรบ

ภาพ SEM ของไคตินและไคโตซานจากเห็ดสองสายพันธุ์: ก) ไคตินจาก L. vellereus; ข) ไคตินจากพีริบิส; ค) ไคโตซานจากแอล.วลลอส d) ไคโตซานจากพีริบิส
รูปภาพและการศึกษา: © Erdoğan et al., 2017

 

อัลตราโซนิก Depolymerization ของไคติน

การสลายตัวของไคตินเกิดขึ้นจากการรวมกันของแรงทางกลเช่น microstreaming และ liquid jetting เช่นเดียวกับปฏิกิริยาทางเคมีที่ริเริ่มด้วยคลื่นเสียงต่ําที่เกิดจากอนุมูลอิสระและชนิดปฏิกิริยาอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างโพรงอากาศ คลื่นแรงดันสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการเกิดโพรงอากาศทําให้โซ่ไคตินได้รับแรงเฉือนส่งผลให้การตัดของพอลิเมอร์เป็นชิ้นส่วนที่เล็กลง

อัลตราโซนิก deacetylation ของไคติน

นอกจาก depolymerization แล้ว ultrasonication ที่รุนแรงยังส่งเสริม deacetylation ของไคติน Deacetylation เกี่ยวข้องกับการกําจัดกลุ่มอะซิติลออกจากโมเลกุลไคตินซึ่งนําไปสู่การก่อตัวของไคโตซาน พลังงานอัลตราโซนิกที่รุนแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิและความดันสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการเกิดโพรงอากาศเร่งปฏิกิริยา deacetylation สภาวะปฏิกิริยาที่สร้างขึ้นโดย cavitation ช่วยทําลายการเชื่อมโยง acetyl ในไคตินส่งผลให้เกิดการปล่อยกรดอะซิติกและการแปลงไคตินเป็นไคโตซาน
โดยรวมแล้ว ultrasonication ที่รุนแรงช่วยเพิ่มทั้งกระบวนการ depolymerization และ deacetylation โดยให้พลังงานเชิงกลและเคมีที่จําเป็นในการสลายไคตินโพลีเมอร์และอํานวยความสะดวกในการแปลงเป็นไคโตซาน เทคนิคนี้นําเสนอวิธีการที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสําหรับการผลิตไคโตซานจากไคตินโดยมีการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรมต่างๆรวมถึงยาการเกษตรและวิศวกรรมชีวการแพทย์

การผลิตไคโตซานอุตสาหกรรมจากเห็ดด้วยอัลตราซาวนด์กําลัง

การผลิตไคตินเชิงพาณิชย์และไคโตซานส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับของเสียของอุตสาหกรรมทางทะเล (เช่นการตกปลาการเก็บเกี่ยวปลาเปลือกหอย เป็นต้น) แหล่งที่มาของวัตถุดิบที่แตกต่างกันส่งผลให้เกิดคุณภาพไคตินและไคโตซานที่แตกต่างกันซึ่งเป็นผลมาจากการผลิตและความผันผวนของคุณภาพเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงการตกปลาตามฤดูกาล นอกจากนี้ไคโตซานที่ได้จากแหล่งเชื้อรายังมีคุณสมบัติที่เหนือกว่าเช่นความยาวพอลิเมอร์ที่เป็นเนื้อเดียวกันและการละลายที่มากขึ้นเมื่อเทียบกับไคโตซานจากแหล่งทางทะเล (cf เลย กอร์มาเดส เอต อัล, 2017) เพื่อจัดหาไคโตซานที่สม่ําเสมอการสกัดไคตินจากสายพันธุ์เชื้อราได้กลายเป็นการผลิตทางเลือกที่มั่นคง การผลิต Chitin และ citiosan จากเชื้อราสามารถทําได้ง่ายและเชื่อถือได้โดยใช้การสกัดด้วยอัลตราโซนิกและเทคโนโลยี deacetylation sonication ที่รุนแรงรบกวนโครงสร้างเซลล์ที่จะปล่อยไคตินและส่งเสริมการถ่ายโอนมวลในตัวทําละลายน้ําสําหรับผลผลิตไคตินที่เหนือกว่าและประสิทธิภาพการสกัด ดีอะซิติเนชันอัลตราโซนิกที่ตามมาจะแปลงไคตินเป็นไคโตซานที่มีค่า ทั้งการสกัดไคตินอัลตราโซนิกและ deacetylation เพื่อไคโตซานสามารถปรับขนาดเชิงเส้นในระดับการผลิตเชิงพาณิชย์ใด ๆ

สกัดอัลตราโซนิกและ deacetylation ของไคตินเชื้อราให้ไคโตซานที่มีคุณภาพสูง

Sonication เพิ่มการผลิตไคโตซานของเชื้อราและทําให้การผลิตมีประสิทธิภาพและประหยัดมากขึ้น
(ภาพและการศึกษา: ©จูเอตอัล, 2019)

สกัดไคตินอัลตราโซนิกจากเห็ดด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400ST (400W, 24kHz)

เครื่องอัลตราโซนิก UP400St สําหรับการสกัดเห็ด: Sonication ให้ผลผลิตสูงของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นโพลีแซคคาไรด์ไคตินและไคโตซาน

ผลการวิจัยสําหรับอัลตราโซนิกไคตินและไคโตซานดีเซทิล

ไคตินที่ละลายในโซโนเคมีส่งผลให้ไคโตซานคุณภาพสูงZhu et al. (2018) สรุปในการศึกษาของพวกเขาว่า deacetylation ล้ําได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นความก้าวหน้าที่สําคัญแปลงβไคตินเป็นไคโตซานด้วย deacetylation 83-94% ที่อุณหภูมิปฏิกิริยาลดลง ภาพซ้ายแสดงภาพ SEM ของไคโตซานที่ผ่านการย่อยอัลตราโซนิก (90 W, 15 นาที, 20 w / v% NaOH, 1:15 (g: mL) (ภาพและการศึกษา: ©จูเอตอัล, 2018)
ในโปรโตคอลของพวกเขาสารละลาย NaOH (20 w / v %) ถูกจัดทําขึ้นโดยการละลายสะเก็ด NaOH ในน้ํา DI สารละลายอัลคาไลถูกเติมลงในตะกอน GLSP (0.5 กรัม) ที่อัตราส่วนของแข็งต่อของเหลว 1:20 (g: mL) ลงในท่อหมุนเหวี่ยง ไคโตซานถูกเพิ่มเข้าไปใน NaCl (40 มล., 0.2 M) และกรดอะซิติก (0.1 M) ที่อัตราส่วนปริมาตรสารละลาย 1:1 จากนั้นระบบกันสะเทือนจะถูกอัลตราซาวนด์ที่อุณหภูมิอ่อน 25 ° C เป็นเวลา 60 นาทีโดยใช้เครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ (250W, 20kHz) (cf Zhu et al., 2018)
 
Pandit et al. (2021) พบว่าอัตราการย่อยสลายของสารละลายไคโตซานไม่ค่อยได้รับผลกระทบจากความเข้มข้นของกรดที่ใช้ในการละลายพอลิเมอร์และส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความเข้มของคลื่นอัลตราซาวนด์และความแข็งแรงไอออนิกของสื่อที่ใช้ในการละลายโพลิเมอร์ (cf. Pandit et al., 2021)
 
ในการศึกษาอื่น Zhu et al. (2019) ใช้ผงสปอร์ Ganoderma lucidum เป็นวัตถุดิบของเชื้อราและตรวจสอบ deacetylation ช่วย ultrasonically‐ และผลกระทบของพารามิเตอร์การประมวลผลเช่นเวลา sonication อัตราส่วนของแข็งต่อของเหลวความเข้มข้น NaOH และพลังงานการฉายรังสีในระดับของ deacetylation (DD) ของไคโตซาน ค่า DD สูงสุดได้รับที่พารามิเตอร์อัลตราโซนิกต่อไปนี้: 20 นาที sonication ที่ 80W, 10% (g: ml) NaOH, 1:25 (g: ml) สัณฐานวิทยาของพื้นผิวกลุ่มเคมีความเสถียรทางความร้อนและการตกผลึกของไคโตซานที่ได้รับอัลตราโซนิกได้รับการตรวจสอบโดยใช้ SEM, FTIR, TG และ XRD ทีมวิจัยรายงานการปรับปรุงที่สําคัญของระดับของ deacetylation (DD), ความหนืดแบบไดนามิก ([η]) และน้ําหนักโมเลกุล (Mv ̄) ของไคโตซานที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิก ผลลัพธ์ที่ได้ขีดเส้นใต้เทคนิคการ deacetylation อัลตราโซนิกของเชื้อราเป็นวิธีการผลิตที่มีศักยภาพสูงสําหรับไคโตซานซึ่งเหมาะสําหรับการใช้งานทางชีวการแพทย์ (cf. Zhu et al., 2019)

คลิปวิดีโอนี้แสดงให้เห็นถึงการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ดสมุนไพรอย่างมีประสิทธิภาพ Hielscher ultrasonic homogenizer UP400St ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตสารสกัดจากเห็ดคุณภาพสูง

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเห็ดสมุนไพร

ภาพขนาดย่อของวิดีโอ

คุณภาพไคโตซานที่เหนือกว่าด้วย Ultrasonic Depolymerization และ Deacetylation

กระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยอัลตราโซนิกของการสกัดไคติน / ไคโตซานและ depolymerization สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยําและพารามิเตอร์กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถปรับให้เข้ากับวัตถุดิบและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ปลายเป้าหมาย (เช่นน้ําหนักโมเลกุลระดับของ deacetylation) สิ่งนี้ช่วยให้สามารถปรับกระบวนการอัลตราซาวนด์ให้เข้ากับปัจจัยภายนอกและตั้งค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมเพื่อผลลัพธ์และประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
ไคโตซานที่ deacetylated อัลตราโซนิกแสดงให้เห็นถึงการดูดซึมที่ดีเยี่ยมและความเข้ากันได้ทางชีวภาพ เมื่อไบโอโพลิเมอร์ไคโตซานที่เตรียมด้วยอัลตราโซนิกถูกเปรียบเทียบกับไคโตซานที่ได้จากความร้อนเกี่ยวกับคุณสมบัติทางชีวการแพทย์ไคโตซานที่ผลิตอัลตราโซนิกจะจัดแสดง fibroblast (เซลล์ L929) ที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสําคัญและกิจกรรมต้านเชื้อแบคทีเรียที่เพิ่มขึ้นสําหรับทั้ง Escherichia coli (E. coli) และ Staphylococcus aureus (S. aureus)
(cf เลย จู เอต อัล, 2018)
 

อัลตราโซนิ deacetylation ของ chition ที่จะจิตใจ

การสแกนอิเล็กตรอนกล้องจุลทรรศน์ (SEM) ภาพในการขยายตัวของ๑๐๐×ของ) โจนส์เรา, ข) โจนส์อัลตราซาวนด์ที่ได้รับการรักษาเรา, c) β-chitin, d) อัลตราซาวนด์รักษาβ chitin, และ e) จิตซาน (แหล่งที่มา: Preto et al. ๒๐๑๗)

อุปกรณ์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการประมวลผลไคตินและไคโตซาน

อัลตราโซนิก 4kW สําหรับอุตสาหกรรมไคติน / ไคโตซานการประมวลผลจากกุ้งและเชื้อราการกระจายตัวของไคตินและ decetylation ของไคตินกับไคโตซานต้องใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ซึ่งสามารถส่งแอมพลิจูดสูงให้การควบคุมที่แม่นยําผ่านพารามิเตอร์กระบวนการและสามารถใช้งานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันภายใต้ภาระหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง กลุ่มผลิตภัณฑ์ Hielscher Ultrasonics ตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้อย่างน่าเชื่อถือ นอกจากประสิทธิภาพอัลตราซาวนด์ที่โดดเด่นแล้วเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ยังมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงซึ่งเป็นข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่สําคัญ – โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับการว่าจ้างในการผลิตขนาดใหญ่เชิงพาณิชย์
Hielscher ultrasonicators เป็นระบบที่มีประสิทธิภาพสูงที่สามารถติดตั้งอุปกรณ์เสริมเช่น sonotrodes, boosters, reactors หรือ flow cells เพื่อให้ตรงกับความต้องการของกระบวนการของคุณในลักษณะที่เหมาะสมที่สุด. ด้วยจอแสดงผลสีดิจิตอลตัวเลือกในการทํางาน sonication ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติบนการ์ด SD ในตัวการควบคุมเบราว์เซอร์ระยะไกลและคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย Hielscher ultrasonicators รับประกันการควบคุมกระบวนการสูงสุดและใช้งานง่าย จับคู่กับความทนทานและความสามารถในการรับน้ําหนักมากระบบอัลตราโซนิก Hielscher เป็นม้าทํางานที่เชื่อถือได้ของคุณในการผลิต 
การกระจายตัวของไคตินและ deacetylation ต้องใช้อัลตราซาวนด์ที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้การแปลงเป้าหมายและผลิตภัณฑ์ไคโตซานขั้นสุดท้ายที่มีคุณภาพสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับการกระจายตัวของเกล็ดไคตินและขั้นตอน depolymerization / deacetylation แอมพลิจูดสูงและความดันสูงเป็นสิ่งสําคัญ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม Hielscher Ultrasonics ได้อย่างง่ายดายให้แอมพลิจูดสูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานได้อย่างต่อเนื่องในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นจะมี sonotrodes อัลตราโซนิกที่กําหนดเอง ความจุพลังงานของระบบอัลตราโซนิก Hielscher ช่วยให้ depolymerization และ deacetylation มีประสิทธิภาพและรวดเร็วในกระบวนการที่ปลอดภัยและใช้งานง่าย
 

ขอข้อมูล





เครื่องปฏิกรณ์ถังอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมพร้อมโพรบอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง (sonotrode) สําหรับ chitin deacetylation

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกกับ โพรบอัลตราซาวนด์ 2000W UIP2000hdT สําหรับการสกัดไคตินจากเห็ดและ depolymerization / deacetylation ที่ตามมา

ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ปริมาณชุด อัตราการไหล อุปกรณ์ที่แนะนำ
1 ถึง 500mL 10 ถึง 200mL / นาที UP100H
10 ถึง 2000ml 20 ถึง 400ml / นาที Uf200 ःที, UP400St
00.1 เพื่อ 20L 00.2 เพื่อ 4L / นาที UIP2000hdT
10 100L 2 ถึง 10L / นาที UIP4000hdT
N.A. 10 100L / นาที UIP16000
N.A. ที่มีขนาดใหญ่ กลุ่มของ UIP16000

ติดต่อเรา! / ถามเรา!

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม

กรุณาใช้แบบฟอร์มด้านล่างเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวประมวลผลอัลตราโซนิกโปรแกรมประยุกต์และราคา เราจะยินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณกับคุณและเพื่อให้คุณระบบอัลตราโซนิกการประชุมความต้องการของคุณ!












การรักษาไคตินเสริมฤทธิ์กันดีขึ้นโดย ultrasonication

เพื่อที่จะเอาชนะข้อเสีย (เช่นประสิทธิภาพต่ําต้นทุนพลังงานสูงเวลาการประมวลผลที่ยาวนานตัวทําละลายที่เป็นพิษ) ของสารเคมีแบบดั้งเดิมและเอนไซม์ไคติน deacetlytion อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงได้รับการรวมเข้ากับการประมวลผลไคตินและไคโตซาน sonication ความเข้มสูงและผลกระทบที่เกิดขึ้นจากการเกิดโพรงอากาศอะคูสติกนําไปสู่การตัดโซ่โพลีเมอร์อย่างรวดเร็วและลด polydispersity ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการสังเคราะห์ไคโตซาน นอกจากนี้แรงเฉือนอัลตราโซนิกยังเพิ่มการถ่ายโอนมวลในสารละลายเพื่อให้ปฏิกิริยาทางเคมีไฮโดรไลติกหรือเอนไซม์เพิ่มขึ้น การรักษาด้วยไคตินอัลตราโซนิกสามารถใช้ร่วมกับเทคนิคการประมวลผลไคตินที่มีอยู่แล้วเช่นวิธีการทางเคมีการไฮโดรไลซิสหรือขั้นตอนของเอนไซม์

การสลายตัวทางเคมีช่วยด้วยอัลตราโซนิกและ depolymerization

เนื่องจากไคตินเป็นไบโอโพลิเมอร์ที่ไม่ทําปฏิกิริยาและไม่ละลายน้ําจึงต้องผ่านขั้นตอนกระบวนการกําจัดสิ่งปนเปื้อนและ depolymerization / deacetylation เพื่อให้ได้ไคโตซานที่ละลายน้ําได้และชีวภาพ ขั้นตอนกระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการรักษาด้วยกรดที่แข็งแกร่งเช่น HCl และฐานที่แข็งแกร่งเช่น NaOH และ KOH เนื่องจากขั้นตอนกระบวนการทั่วไปเหล่านี้ไม่มีประสิทธิภาพช้าและต้องการพลังงานสูงกระบวนการทวีความรุนแรงขึ้นโดย sonication ช่วยเพิ่มการผลิตไคโตซานอย่างมีนัยสําคัญ การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานเพิ่มผลผลิตไคโตซานและคุณภาพลดกระบวนการจากวันถึงสองสามชั่วโมงช่วยให้ตัวทําละลายอ่อนลงและทําให้กระบวนการทั้งหมดประหยัดพลังงานมากขึ้น

อัลตราโซนิกปรับปรุง deproteinization ของไคติน

Vallejo-Dominguez et al. (2021) พบในการตรวจสอบการสลายตัวของไคตินว่า “การประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์สําหรับการผลิตพอลิเมอร์ชีวภาพลดปริมาณโปรตีนเช่นเดียวกับขนาดอนุภาคของไคติน ไคโตซานที่มีระดับ deacetylation สูงและน้ําหนักโมเลกุลปานกลางผลิตผ่านความช่วยเหลืออัลตราซาวนด์”

อัลตราโซนิกไฮโดรไลซิสสําหรับไคติน depolymerization

สําหรับการย่อยสลายทางเคมีกรดหรือด่างจะใช้ในการควบคุมไคตินอย่างไรก็ตามการย่อยสลายด่าง (เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH) มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้น การย่อยสลายกรดเป็นวิธีการสลับกับ deacetylation ทางเคมีแบบดั้งเดิมซึ่งสารละลายกรดอินทรีย์ถูกนํามาใช้เพื่อกําจัดไคตินและไคโตซาน วิธีการย่อยกรดส่วนใหญ่จะใช้เมื่อน้ําหนักโมเลกุลของไคตินและไคโตซานต้องเป็นเนื้อเดียวกัน กระบวนการไฮโดรไลซิสทั่วไปนี้เรียกว่าช้าและใช้พลังงานและประหยัดค่าใช้จ่าย ความต้องการของกรดที่แข็งแกร่งอุณหภูมิสูงและความดันเป็นปัจจัยที่เปลี่ยนกระบวนการไคโตซานไฮโดรไลติกให้กลายเป็นขั้นตอนที่มีราคาแพงและใช้เวลานานมาก กรดที่ใช้ต้องใช้กระบวนการปลายน้ําเช่นการทําให้เป็นกลางและการแยกน้ําเสีย
ด้วยการรวมอัลตราซาวนด์พลังงานสูงเข้ากับกระบวนการย่อยสลายความต้องการอุณหภูมิและความดันสําหรับความแตกแยกของไคตินและไคโตซานสามารถลดลงอย่างมีนัยสําคัญ นอกจากนี้ sonication ช่วยให้ความเข้มข้นของกรดลดลงหรือการใช้กรดอ่อน สิ่งนี้ทําให้กระบวนการมีความยั่งยืนมีประสิทธิภาพคุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

การย่อยสารเคมีช่วยด้วยอัลตราโซนิก

การสลายตัวทางเคมีและการสลายตัวของไคตินและไคโตซานส่วนใหญ่ทําได้โดยการรักษาไคตินหรือไคโตซานด้วยกรดแร่ (เช่นกรดไฮโดรคลอริก HCl) โซเดียมไนไตรต์ (NaNO2) หรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2). อัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มอัตราการสลายตัวซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาปฏิกิริยาที่จําเป็นเพื่อให้ได้ระดับการสลายตัวเป้าหมาย ซึ่งหมายความว่า sonication ช่วยลดเวลาการประมวลผลที่ต้องการ 12-24 ชั่วโมงถึงสองสามชั่วโมง นอกจากนี้ sonication ช่วยให้ความเข้มข้นทางเคมีลดลงอย่างมีนัยสําคัญเช่น 40% (w / w) โซเดียมไฮดรอกไซด์โดยใช้ sonication ในขณะที่ 65% (w / w) เป็นสิ่งจําเป็นโดยไม่ต้องใช้อัลตราซาวนด์

อัลตราโซนิกเอนไซม์ดีเซทิลเลชัน

ในขณะที่ deacetylation เอนไซม์เป็นรูปแบบการประมวลผลที่ไม่รุนแรงและอ่อนโยนต่อสิ่งแวดล้อมประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายไม่เป็นหลักเศรษฐศาสตร์ เนื่องจากการแยกปลายน้ําที่ซับซ้อนรุนแรงและมีราคาแพงและการทําให้บริสุทธิ์ของเอนไซม์จากผลิตภัณฑ์สุดท้าย deacetylation ไคตินเอนไซม์ไม่ได้ถูกนํามาใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ แต่ใช้เฉพาะในห้องปฏิบัติการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
อัลตราโซนิกก่อนการรักษาก่อนที่จะ deacetlytation เอนไซม์ส่วนโมเลกุลไคตินจึงครอบคลุมพื้นที่ผิวและทําให้พื้นผิวมากขึ้นใช้ได้สําหรับเอนไซม์ sonication ประสิทธิภาพสูงช่วยในการปรับปรุง deacetylation เอนไซม์และทําให้กระบวนการทางเศรษฐกิจมากขึ้น.

อัลตราโซนิกสูงเฉือน homogenizers ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ, ม้านั่งด้านบน, นักบินและการประมวลผลอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมกระจาย emulsification และสกัดในห้องปฏิบัติการนักบินและอุตสาหกรรมขนาด

วรรณกรรม / อ้างอิง

 
 
 

ข้อเท็จจริงที่รู้

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกและ deacetylation ของไคตินทํางานอย่างไร?

เมื่อคลื่นอัลตราซาวนด์กําลังคู่กันเป็นของเหลวหรือสารละลาย (เช่นสารแขวนลอยที่ประกอบด้วยไคตินในตัวทําละลาย) คลื่นอัลตราโซนิกจะเดินทางผ่านของเหลวทําให้เกิดรอบแรงดันสูง / แรงดันต่ําสลับกัน ในระหว่างรอบความดันต่ําฟองสูญญากาศนาที (ที่เรียกว่าฟองอากาศโพรงอากาศ) จะถูกสร้างขึ้นซึ่งเติบโตในรอบความดันหลายรอบ ในขนาดที่แน่นอนเมื่อฟองอากาศไม่สามารถดูดซับพลังงานได้มากขึ้นพวกมันจะระเบิดอย่างรุนแรงในระหว่างรอบแรงดันสูง การระเบิดของฟองอากาศมีลักษณะเป็นแรง cavitational ที่รุนแรง (ที่เรียกว่า sonomechanical) สภาวะทางโซโนมิกลเหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะที่ในจุดร้อนของโพรงอากาศและมีลักษณะอุณหภูมิและความดันที่สูงมากถึง 4000K และ 1000atm ตามลําดับ เช่นเดียวกับความแตกต่างของอุณหภูมิสูงและความดันที่สอดคล้องกัน Furtehrmore ความปั่นป่วนขนาดเล็กและกระแสของเหลวที่มีความเร็วสูงสุด 100m / s ถูกสร้างขึ้น การสกัดด้วยอัลตราโซนิกของไคตินและไคโตซานจากเชื้อราและกุ้งตลอดจนการกําจัดไคตินและ deacetylation ส่วนใหญ่เกิดจากผลกระทบทางโซโนเมคานิก: ความปั่นป่วนและความปั่นป่วนรบกวนเซลล์และส่งเสริมการถ่ายโอนมวลและยังสามารถตัดโซ่โพลีเมอร์ร่วมกับตัวทําละลายที่เป็นกรดหรือด่าง

หลักการทํางานของการสกัดไคตินผ่าน Ultrasonication

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกได้อย่างมีประสิทธิภาพทําลายโครงสร้างเซลล์ของเห็ดและปล่อยสารประกอบภายในเซลล์จากผนังเซลล์และภายในเซลล์ (เช่นโพลีแซคคาไรด์เช่นไคตินและไคโตซานและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ ) เป็นตัวทําละลาย สกัดอัลตราโซนิกจะขึ้นอยู่กับหลักการทํางานของโพรงอากาศอะคูสติก ผลกระทบของโพรงอากาศอัลตราโซนิก / อะคูสติกเป็นแรงเฉือนสูงความปั่นป่วนและความแตกต่างของความดันที่รุนแรง กองกําลังโซโนเมชันเหล่านี้ทําลายโครงสร้างของเซลล์เช่นผนังเซลล์เห็ดไคตินส่งเสริมการถ่ายโอนมวลระหว่างวัสดุชีวภาพและตัวทําละลายของเชื้อราและส่งผลให้ผลผลิตสารสกัดสูงมากในกระบวนการที่รวดเร็ว นอกจากนี้ sonication ส่งเสริมการฆ่าเชื้อของสารสกัดโดยการฆ่าเชื้อแบคทีเรียและจุลินทรีย์ การปิดใช้งานจุลินทรีย์โดย sonication เป็นผลมาจากแรงโพรงอากาศที่ทําลายล้างไปยังเยื่อหุ้มเซลล์การผลิตอนุมูลอิสระและความร้อนในท้องถิ่น

หลักการทํางานของ Depolymerization และ Deacetylation ผ่าน Ultrasonication

โซ่พอลิเมอร์จะถูกจับในสนามเฉือนที่สร้างขึ้นด้วยคลื่นความถี่รอบฟองโพรงอากาศและส่วนโซ่ของขดลวดโพลีเมอร์ใกล้กับโพรงยุบตัวจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าที่อยู่ไกลออกไป ความเครียดจะถูกผลิตขึ้นบนโซ่โพลีเมอร์เนื่องจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของส่วนพอลิเมอร์และตัวทําละลายและสิ่งเหล่านี้เพียงพอที่จะทําให้เกิดความแตกแยก กระบวนการนี้จึงคล้ายกับเอฟเฟกต์การตัดอื่น ๆ ในสารละลายโพลีเมอร์ ~ 2 ° และให้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันมาก (cf. Price et al., 1994)

จิต

ไคตินเป็นพอลิเมอร์ N-acetylglucosamine (poly-(β-(1–4)-N-acetyl-D-glucosamine) เป็นโพลีแซคคาไรด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งพบได้ทั่วไปในโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังเช่นกุ้งและแมลงโครงกระดูกด้านในของปลาหมึกและปลาหมึกรวมถึงผนังเซลล์ของเชื้อรา ฝังอยู่ในโครงสร้างของผนังเซลล์เห็ดไคตินมีหน้าที่รับผิดชอบต่อรูปร่างและความแข็งแกร่งของผนังเซลล์เชื้อรา สําหรับการใช้งานหลายอย่างไคตินจะถูกแปลงเป็นอนุพันธ์ deacetylated หรือที่เรียกว่าไคโตซานผ่านกระบวนการ depolymerization
ไคโตซาน เป็นอนุพันธ์ที่พบมากที่สุดและมีคุณค่าที่สุดของไคติน มันเป็นโพลีแซคคาไรด์น้ําหนักโมเลกุลสูงเชื่อมโยงกันโดย b-1,4 ไกลโคไซด์, ประกอบด้วยจาก N-acetyl-กลูโคซามีนและกลูโคซามีน.
ไคโตซานสามารถหาได้จากสารเคมีหรือเอนไซม์ ยังไม่มีข้อความ- การสลายตัว ในกระบวนการ deacetylation ที่ขับเคลื่อนด้วยสารเคมีกลุ่มอะซิทิล (R-NHCOCH3) ถูกแยกออกโดยด่างที่แข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง อีกทางเลือกหนึ่งไคโตซานสามารถสังเคราะห์ผ่านเอนไซม์ deacetylation อย่างไรก็ตามในระดับการผลิตภาคอุตสาหกรรมเคมี deacetylation เป็นเทคนิคที่ต้องการเนื่องจาก deacetylation เอนไซม์มีประสิทธิภาพน้อยกว่าอย่างมีนัยสําคัญเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงของเอนไซม์ deacetylase และผลผลิตไคโตซานต่ําที่ได้รับ Ultrasonication ใช้เพื่อเพิ่มความเข้มข้นในการย่อยสลายทางเคมีของ (1→4) - / β-linkage (depolymerization) และมีผลต่อการสลายตัวของไคตินเพื่อให้ได้ไคโตซานคุณภาพสูง
เมื่อใช้ sonication เป็นการรักษาล่วงหน้าสําหรับ deacetylation เอนไซม์ผลผลิตไคโตซานและคุณภาพก็ดีขึ้นเช่นกัน


อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง! กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher ครอบคลุมสเปกตรัมเต็มรูปแบบจาก ultrasonicator ห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัดมากกว่าหน่วยบนม้านั่งไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบ

Hielscher Ultrasonics ผลิต homogenizers อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงจาก ห้องปฏิบัติการ ไปยัง ขนาดอุตสาหกรรมของ


เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับกระบวนการของคุณ

มาติดต่อกันเถอะ