การสกัดและการเก็บรักษาอัลตราโซนิก
การสกัดและการเก็บรักษาด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงใช้พลังงานอัลตราโซนิกในการทำลายโครงสร้างของเซลล์ (การแตกสลายของเซลล์) การทำลายเซลล์ด้วยอัลตราโซนิกทำให้สามารถสกัดสารประกอบภายในเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง รวมถึงการทำให้จุลินทรีย์ไม่ทำงาน เนื่องจากมีข้อดีหลายประการ การใช้อัลตราโซนิกจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสกัดและการเก็บรักษาในอุตสาหกรรมอาหาร เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประโยชน์ของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกและการแปรรูปอาหาร!
อัลตราซาวนด์พลังงานสําหรับการสกัดและถนอมอาหารและพฤกษศาสตร์
การสกัดอัลตราโซนิก: การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการที่ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อสกัดสารประกอบจากวัสดุต่างๆ เช่น พืช ผลไม้ และผัก กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้คลื่นอัลตราโซนิกเพื่อสร้างฟองอากาศแรงดันสูงในวัสดุที่เป็นของเหลวหรือกึ่งแข็งซึ่งยุบตัวลงอย่างรวดเร็วทําให้เกิดความร้อนและความดันที่รุนแรงซึ่งทําลายผนังเซลล์ของวัสดุและปล่อยสารประกอบที่ต้องการ
หลักการทํางานของการสกัดและถนอมอาหารอัลตราโซนิก
หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการสกัดด้วยอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ที่เรียกว่าโพรงอากาศอะคูสติก เมื่อของเหลวสัมผัสกับคลื่นอัลตราโซนิกที่มีความเข้มสูงและความถี่ต่ํา (ประมาณ 20 kHz) จะสร้างคลื่นความดันที่สร้างฟองสุญญากาศขนาดเล็กในของเหลว ฟองอากาศเหล่านี้มีขนาดเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มของอัลตราซาวนด์เพิ่มขึ้นและเมื่อถึงขนาดที่กําหนดฟองอากาศจะยุบตัวลงอย่างกะทันหันและรุนแรงทําให้เกิดคลื่นกระแทกและปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนและความดัน
กระบวนการนี้ทําให้เกิดการหยุดชะงักทางกลของผนังเซลล์ โดยปล่อยสารประกอบที่ต้องการออกจากวัสดุลงในตัวทําละลายเหลว สารประกอบที่ปล่อยออกมาสามารถแยกออกจากตัวทําละลายได้โดยใช้เทคนิคการแยกมาตรฐาน เช่น การกรองหรือการหมุนเหวี่ยง
เครื่องอัลตราโซนิก UP400St สําหรับการสกัดวัสดุจากพืชแบบไม่ใช้ความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ
การเก็บรักษาอัลตราโซนิก: การเก็บรักษาอัลตราโซนิกขึ้นอยู่กับผลกระทบของโพรงอากาศเช่นเดียวกับการสกัดด้วยอัลตราโซนิก สําหรับการเก็บรักษา อัลตราซาวนด์กําลังถูกนําไปใช้เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาของอาหารที่เน่าเสียง่ายโดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ทําให้เกิดการเน่าเสีย กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้อาหารสัมผัสกับคลื่นอัลตราโซนิกที่ทําลายผนังเซลล์ของแบคทีเรียยีสต์และเชื้อราซึ่งนําไปสู่การทําลายหรือยับยั้ง
กระบวนการนี้ทําให้เกิดการหยุดชะงักทางกลของผนังเซลล์ของจุลินทรีย์ซึ่งนําไปสู่การทําลายหรือยับยั้ง คลื่นอัลตราโซนิกยังสามารถเพิ่มการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ทําให้สารกันบูดและสารต้านจุลชีพอื่น ๆ สามารถแทรกซึมและฆ่าจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
การเก็บรักษาอัลตราโซนิกเป็นที่ต้องการมากกว่าวิธีการถนอมอาหารแบบดั้งเดิมเนื่องจากมีข้อดีหลายประการเช่นเวลาในการประมวลผลที่สั้นลงประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและความสามารถในการรักษาคุณสมบัติและรสชาติตามธรรมชาติของอาหาร ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารหลากหลายประเภท เช่น ซอส น้ําผลไม้ ผลิตภัณฑ์จากนม ไข่ และเนื้อสัตว์ เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาและรับรองความปลอดภัย
เทคนิคการสกัดและการเก็บรักษาอัลตราโซนิกเป็นที่ต้องการมากกว่าวิธีการสกัดและการเก็บรักษาแบบดั้งเดิมเนื่องจากมีข้อดีหลายประการเช่นอัตราการสกัดที่เร็วขึ้นคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยมผลผลิตที่สูงขึ้นการบําบัดด้วยความร้อนเชิงกลล้วนๆ และความสามารถในการสกัดสารประกอบที่หลากหลายขึ้น ใช้ในอุตสาหกรรมที่หลากหลาย เช่น อาหารและเครื่องดื่ม ยา และเครื่องสําอาง
โพรงอากาศอัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพที่ Hielscher UIP1000hdT Cascatrode
การสกัดโปรตีนและเอนไซม์อัลตราโซนิก
โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสกัดเอนไซม์และโปรตีนที่เก็บไว้ในเซลล์และอนุภาคย่อยของเซลล์เป็นการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ความเข้มสูงที่ไม่เหมือนใครและมีประสิทธิภาพเนื่องจากการสกัดสารประกอบอินทรีย์ที่มีอยู่ในร่างกายของพืชและเมล็ดพืชโดยตัวทําละลายสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสําคัญ ดังนั้นอัลตราซาวนด์จึงมีประโยชน์ในการสกัดและแยกส่วนประกอบใหม่ที่อาจออกฤทธิ์ทางชีวภาพเช่นจากกระแสผลพลอยได้ที่ไม่ได้ใช้ซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการปัจจุบัน อัลตราซาวนด์ยังสามารถช่วยเพิ่มผลของการรักษาด้วยเอนไซม์ และลดปริมาณเอนไซม์ที่จําเป็นหรือเพิ่มผลผลิตของสารประกอบที่เกี่ยวข้องที่สกัดได้
การสกัดด้วยอัลตราโซนิกของไขมันและโปรตีน
อัลตราโซนิกมักใช้เพื่อปรับปรุงการสกัดไขมันและโปรตีนจากเมล็ดพืชเช่นถั่วเหลือง (เช่นแป้งหรือถั่วเหลืองที่ลดไขมัน) หรือเมล็ดน้ํามันอื่น ๆ ในกรณีนี้การทําลายผนังเซลล์จะอํานวยความสะดวกในการกด (เย็นหรือร้อน) และด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดน้ํามันหรือไขมันที่ตกค้างในเค้กกด
อิทธิพลของการสกัดอัลตราโซนิกอย่างต่อเนื่องต่อผลผลิตของโปรตีนที่กระจายตัวแสดงให้เห็นโดย Moulton et al. การ sonication เพิ่มการกู้คืนโปรตีนที่กระจายตัวอย่างต่อเนื่องเนื่องจากอัตราส่วนเกล็ด / ตัวทําละลายเปลี่ยนจาก 1:10 เป็น 1:30 แสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์สามารถทําให้โปรตีนถั่วเหลืองเป็นโปรตีนถั่วเหลืองได้เกือบทุกปริมาณงานเชิงพาณิชย์และพลังงาน sonication ที่ต้องการนั้นต่ําที่สุดเมื่อใช้สารละลายที่หนากว่า
การแยกอัลตราโซนิกของสารประกอบฟีนอลิกและแอนโธไซยานิน
เอนไซม์ เช่น pectinases, cellulases และ hemicellulases ถูกนํามาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแปรรูปน้ําผลไม้เพื่อย่อยสลายผนังเซลล์และปรับปรุงความสามารถในการสกัดน้ําผลไม้ การหยุดชะงักของเมทริกซ์ผนังเซลล์ยังปล่อยส่วนประกอบ เช่น สารประกอบฟีนอลิกเข้าไปในน้ําผลไม้ อัลตราซาวนด์ช่วยปรับปรุงกระบวนการสกัดดังนั้นจึงสามารถนําไปสู่การเพิ่มสารประกอบฟีนอลิกอัลคาลอยด์และผลผลิตน้ําผลไม้ซึ่งมักถูกทิ้งไว้ในเค้กกด
ผลประโยชน์ของการบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงต่อการปลดปล่อยสารประกอบฟีนอลิกและแอนโทไซยานินจากเมทริกซ์ขององุ่นและเบอร์รี่ โดยเฉพาะจากบิลเบอร์รี่ (Vaccinium myrtillus) และแบล็คเคอร์แรนท์ (>Ribes nigrum) เข้าสู่ในน้ำผลไม้ ได้ถูกศึกษาโดย VTT Biotechnology ประเทศฟินแลนด์ โดยใช้เครื่องประมวลผลคลื่นเสียงความถี่สูง UIP2000hd หลังจากการละลายน้ำแข็ง การบด และการบ่มด้วยเอนไซม์การรบกวนผนังเซลล์ด้วยการบำบัดด้วยเอนไซม์ (Pectinex BE-3L สำหรับบิลเบอร์รี่ และ Biopectinase CCM สำหรับแบล็คเคอร์แรนท์) ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเมื่อใช้ร่วมกับอัลตราซาวด์ “การรักษาในสหรัฐอเมริกาเพิ่มความเข้มข้นของสารประกอบฟีนอลิกของน้ําบิลเบอร์รี่มากกว่า 15% […อิทธิพลของสหรัฐอเมริกา (อัลตราซาวนด์) มีนัยสําคัญมากกว่ากับลูกเกดดํา ซึ่งเป็นผลเบอร์รี่ที่ท้าทายในการแปรรูปน้ําผลไม้มากกว่าบิลเบอร์รี่ เนื่องจากมีเพคตินสูงและสถาปัตยกรรมผนังเซลล์ที่แตกต่างกัน […] ความเข้มข้นของสารประกอบฟีนอลิกในน้ําผลไม้เพิ่มขึ้น 15-25% โดยใช้การบําบัดแบบสหรัฐอเมริกา (อัลตราซาวนด์) หลังจากการบ่มเพาะเอนไซม์” (อ้างอิง Mokkila et al., 2004)
เครื่องอัลตราโซนิก UIP6000hdT ในการติดตั้งอุตสาหกรรมของการสกัดอย่างต่อเนื่อง
การยับยั้งการทํางานของจุลินทรีย์และเอนไซม์
การยับยั้งจุลินทรีย์และเอนไซม์ (การเก็บรักษา) เช่น ในน้ําผลไม้และซอสเป็นอีกหนึ่งการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ในการแปรรูปอาหาร ปัจจุบัน การเก็บรักษาโดยการยกระดับอุณหภูมิในช่วงเวลาสั้นๆ (พาสเจอร์ไรส์) ยังคงเป็นวิธีการประมวลผลที่พบบ่อยที่สุดสําหรับการยับยั้งจุลินทรีย์หรือเอนไซม์ที่นําไปสู่อายุการเก็บรักษาที่ยาวนานขึ้น (การเก็บรักษา) เนื่องจากการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงการพาสเจอร์ไรส์ด้วยความร้อนแบบเดิมมักเป็นข้อเสียสําหรับผลิตภัณฑ์อาหาร
การผลิตสารใหม่จากปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยความร้อนและการดัดแปลงโมเลกุลขนาดใหญ่ตลอดจนการเสียรูปของโครงสร้างพืชและสัตว์อาจลดลงในการสูญเสียคุณภาพ ดังนั้นการอบชุบด้วยความร้อนอาจทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ไม่พึงประสงค์ของคุณลักษณะทางประสาทสัมผัสเช่นเนื้อสัมผัสรสชาติสีกลิ่นและคุณสมบัติทางโภชนาการเช่นวิตามินและโปรตีน อัลตราซาวนด์เป็นทางเลือกในการประมวลผลแบบไม่ใช้ความร้อน (น้อยที่สุด) ที่มีประสิทธิภาพ
ในทางตรงกันข้ามกับการอบชุบด้วยความร้อนแบบเดิมการเก็บรักษาอัลตราโซนิกจะใช้พลังงานและแรงเฉือนของโพรงอากาศอะคูสติกเพื่อยับยั้งเอนไซม์ ในระดับต่ําเพียงพอของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและการเผาผลาญสามารถเกิดขึ้นได้ในเซลล์โดยไม่ถูกทําลาย กิจกรรมของ Peroxidase ซึ่งพบได้ในผักและผลไม้ดิบและไม่ลวกส่วนใหญ่ และสามารถเกี่ยวข้องกับการพัฒนาของรสชาติและเม็ดสีน้ําตาลสามารถลดลงได้มากโดยใช้อัลตราซาวนด์ เอนไซม์ที่ทนต่อความร้อน เช่น ไลเปสและโปรตีเอสที่ทนต่อการบําบัดที่อุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ และสามารถลดคุณภาพและอายุการเก็บรักษาของนมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนและผลิตภัณฑ์ไดอารี่อื่นๆ สามารถปิดใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้อัลตราซาวนด์ ความร้อน และความดัน (MTS) พร้อมกัน
อัลตราซาวนด์ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการทําลายเชื้อโรคที่เกิดจากอาหาร เช่น E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium cysts และ Poliovirus
ใช้ได้กับ: การถนอมแยมแยมผิวส้มหรือท็อปปิ้งน้ําผลไม้และซอสผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์นมและไอศกรีม
การทํางานร่วมกันของอัลตราซาวนด์กับอุณหภูมิและความดัน
อัลตราโซนิกมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าเมื่อใช้ร่วมกับวิธีการต้านจุลชีพอื่น ๆ เช่น:
- เทอร์โมโซนิกเช่นความร้อนและอัลตราซาวนด์
- mano-sonication เช่น ความดันและอัลตราซาวนด์
- Mano-Thermo-sonication เช่น ความดัน ความร้อน และอัลตราซาวนด์
แนะนําให้ใช้อัลตราซาวนด์ร่วมกับความร้อนและ/หรือความดันสําหรับ Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae และ Aeromonas hydrophila
อัลตราโซนิกกับเทคนิคการถนอมอาหารอื่น ๆ
ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการระบายความร้อนและไม่ใช่ความร้อนอื่น ๆ เช่นการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยแรงดันสูง, พาสเจอร์ไรส์ด้วยความร้อน, การประมวลผลแรงดันสูง (HPP), คาร์บอนไดออกไซด์อัด (cCO2) และคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (ScCO2), พัลส์สนามไฟฟ้าสูง (HELP) หรือไมโครเวฟ อัลตราซาวนด์สามารถทดสอบได้อย่างง่ายดายในห้องปฏิบัติการหรือเครื่องชั่งแบบตั้งโต๊ะ – สร้างผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้สําหรับการขยายขนาด ความเข้มและลักษณะการเกิดโพรงอากาศสามารถปรับให้เข้ากับกระบวนการสกัดเฉพาะได้อย่างง่ายดายเพื่อกําหนดเป้าหมายวัตถุประสงค์เฉพาะ แอมพลิจูดและความดันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในช่วงกว้าง เช่น เพื่อระบุการตั้งค่าการสกัดที่ประหยัดพลังงานที่สุด
ข้อดีอื่น ๆ ที่เชื่อมโยงกับการใช้การสกัดแบบโพรบอัลตราโซนิกคือการจัดการสารสกัดที่ง่าย, การดําเนินการที่รวดเร็ว, ไม่มีสารตกค้าง, ผลผลิตสูง, เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม, ปรับปรุงคุณภาพและการป้องกันการเสื่อมสภาพของสารสกัด
(อ้างอิง Chemat et al., 2011)
- การสกัดที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น
- การเก็บรักษาแบบไม่ระบายความร้อน
- ผลตอบแทนที่สูงขึ้น
- สารอาหารสูง คุณภาพอาหารระดับพรีเมียม
- กระบวนการที่รวดเร็ว
- กระบวนการเย็น / ไม่ร้อน
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- การบํารุงรักษาต่ํา
เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการสกัดและการสกัด
Hielscher Ultrasonics ออกแบบผลิตและจัดจําหน่ายเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงเพื่อการสกัดและการเก็บรักษาที่มีประสิทธิภาพ การใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สําหรับการสกัดและถนอมอาหารเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพซึ่งไม่เพียง แต่สามารถนําไปใช้ได้อย่างปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ยังมีประสิทธิภาพและประหยัดอีกด้วย ผลการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและถนอมอาหารสามารถใช้กับผลิตภัณฑ์อาหารเหลวหรือน้ําพริกได้อย่างง่ายดาย รวมถึงน้ําผลไม้และน้ําซุปข้น (เช่น ส้ม แอปเปิ้ล เกรปฟรุต มะม่วง องุ่น พลัม) ตลอดจนซอสผักและซุป (เช่น ซอสมะเขือเทศหรือซุปหน่อไม้ฝรั่ง) นม ไข่ และเนื้อสัตว์
กลุ่มผลิตภัณฑ์โฮโมจีไนเซอร์และเครื่องสกัดอัลตราโซนิกของเรามีตั้งแต่อุปกรณ์พกพาแบบพกพาไปจนถึงระบบการผลิตทางอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบสําหรับการประมวลผลแบบอินไลน์ในปริมาณมากในเชิงพาณิชย์
การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher
Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
|---|---|---|
| 0.5 ถึง 1.5 มล. | ไม่ | ไวอัลทวีตเตอร์ | 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
| 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15 ลิตร / นาที | UIP6000hdT |
| ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
| ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการใช้งานผสมการกระจายอิมัลชันและการสกัดในระดับห้องปฏิบัติการนําร่องและอุตสาหกรรม
วรรณกรรม / อ้างอิง
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Farid Chemat, Zill-e-Huma, Muhammed Kamran Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 18, Issue 4, 2011. 813-835.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Allinger, H. (1975): American Laboratory, 7 (10), 75 (1975). Bar, R. (1987): Ultrasound Enhanced Bioprocesses, in: Biotechnology and Engineering, Vol. 32, Pp. 655-663 (1987).
- El’piner, I.E. (1964): Ultrasound: Physical, Chemical, and Biological Effects (Consultants Bureau, New York, 1964), 53-78.
- Kim, S.M. und Zayas, J.F. (1989): Processing parameter of chymosin extraction by ultrasound; in J. Food Sci. 54: 700.
- Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Combining power ultrasound with enzymes in berry juice processing, at: 2nd Int. Conf. Biocatalysis of Food and Drinks, 19-22.9.2004, Stuttgart, Germany.
- Moulton, K.J., Wang, L.C. (1982): A Pilot-Plant Study of Continuous Ultrasonic Extraction of Soybean Protein, in: Journal of Food Science, Volume 47, 1982.
- Mummery, C.L. (1978): The effect of ultrasound on fibroblasts in vitro, in: Ph.D. Thesis, University of London, London, England, 1978.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
การสลายตัวของเซลล์อัลตราโซนิก
ภายใต้การ sonication ที่เข้มข้นเอนไซม์หรือโปรตีนสามารถปล่อยออกมาจากเซลล์หรือออร์แกเนลล์ย่อยของเซลล์อันเป็นผลมาจากการสลายตัวของเซลล์ ในกรณีนี้สารประกอบที่จะละลายลงในตัวทําละลายจะถูกล้อมรอบในโครงสร้างที่ไม่ละลายน้ํา ในการสกัดจะต้องทําลายเยื่อหุ้มเซลล์ การหยุดชะงักของเซลล์เป็นกระบวนการที่ละเอียดอ่อน เนื่องจากความสามารถของผนังเซลล์ในการทนต่อแรงดันออสโมติกสูงภายใน จําเป็นต้องมีการควบคุมการหยุดชะงักของเซลล์ได้ดี เพื่อหลีกเลี่ยงการปลดปล่อยผลิตภัณฑ์ภายในเซลล์ทั้งหมดโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง รวมถึงเศษเซลล์และกรดนิวคลีอิก หรือการเปลี่ยนสภาพของผลิตภัณฑ์
Ultrasonication ทําหน้าที่เป็นวิธีการที่ควบคุมได้ดีสําหรับการสลายตัวของเซลล์ ด้วยเหตุนี้ผลกระทบทางกลของอัลตราซาวนด์จึงช่วยให้ตัวทําละลายเข้าสู่วัสดุเซลล์ได้เร็วขึ้นและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น และปรับปรุงการถ่ายเทมวล อัลตราซาวนด์ช่วยให้ตัวทําละลายแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อพืชได้มากขึ้นและปรับปรุงการถ่ายเทมวล คลื่นอัลตราโซนิกที่สร้างโพรงอากาศจะทําลายผนังเซลล์และอํานวยความสะดวกในการปลดปล่อยส่วนประกอบเมทริกซ์
การถ่ายโอนมวลที่ได้รับการปรับปรุงด้วยอัลตราโซนิกส่งเสริมการสกัด
โดยทั่วไป อัลตราซาวนด์สามารถนําไปสู่การซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังไอออน และสามารถลดการคัดเลือกของเยื่อหุ้มเซลล์ได้อย่างมาก กิจกรรมทางกลของอัลตราซาวนด์สนับสนุนการแพร่กระจายของตัวทําละลายเข้าสู่เนื้อเยื่อ เมื่ออัลตราซาวนด์ทําลายผนังเซลล์ด้วยกลไกโดยแรงเฉือนโพรงอากาศ จะอํานวยความสะดวกในการถ่ายโอนจากเซลล์ไปยังตัวทําละลาย การลดขนาดอนุภาคโดยการโพรงอากาศอัลตราโซนิกจะเพิ่มพื้นที่ผิวที่สัมผัสระหว่างเฟสของแข็งและของเหลว
การสลายอัลตราโซนิกและการยับยั้งการทํางานของ E.coli
ในการผลิตโปรตีนรีคอมบิแนนท์จํานวนเล็กน้อยสําหรับการศึกษาและกําหนดลักษณะของคุณสมบัติทางชีวภาพ E.coli เป็นแบคทีเรียที่เลือกใช้ แท็กการทําให้บริสุทธิ์ เช่น หางโพลีฮิสทิดีน เบต้า-กาแลคโตซิเดส หรือโปรตีนที่จับกับมอลโตส มักถูกรวมเข้ากับโปรตีนรีคอมบิแนนท์เพื่อให้สามารถแยกออกจากสารสกัดจากเซลล์ที่มีความบริสุทธิ์เพียงพอสําหรับวัตถุประสงค์ในการวิเคราะห์ส่วนใหญ่ อัลตราโซนิกช่วยให้สามารถปล่อยโปรตีนได้สูงสุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อผลผลิตต่ําและเพื่อรักษาโครงสร้างและกิจกรรมของโปรตีนรีคอมบิแนนท์
อัลตราโซนิกออกซิเดชัน
การใช้อัลตราซาวนด์เพื่อการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพและการหมักอาจส่งผลให้เกิดการประมวลผลทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากผลกระทบทางชีวภาพที่เหนี่ยวนําและเนื่องจากการถ่ายโอนมวลของเซลล์ที่อํานวยความสะดวก อิทธิพลของการใช้อัลตราซาวนด์ที่มีการควบคุม (20kHz) ต่อการเกิดออกซิเดชันของคอเลสเตอรอลเป็นโคเลสเตโนนโดยเซลล์พักของ Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (เดิมชื่อ Nocardia erythropolis) ได้รับการตรวจสอบโดย Bar (1987)
ระบบนี้เป็นเรื่องปกติของการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ของสเตอรอลและสเตียรอยด์ เนื่องจากสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์เป็นของแข็งที่ไม่ละลายน้ําในน้ํา ดังนั้นระบบนี้จึงค่อนข้างพิเศษตรงที่ทั้งเซลล์และของแข็งอาจได้รับผลกระทบจากอัลตราซาวนด์ ที่ความเข้มของอัลตราโซนิกต่ําเพียงพอซึ่งรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเซลล์และรักษากิจกรรมการเผาผลาญ Bar สังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญในอัตราจลนศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพในสารละลายจุลินทรีย์ 1.0 และ 2.5 กรัม / ลิตรคอเลสเตอรอลเมื่อ sonicated เป็นเวลา 5 วินาทีทุกๆ 10mn ด้วยกําลังขับ 0.2W / cm² อัลตราซาวนด์ไม่พบผลต่อการเกิดออกซิเดชันของเอนไซม์ของคอเลสเตอรอล (2.5g/L) โดยคอเลสเตอรอลออกซิเดส
การแปรรูปแรงดันสูงในการถนอมอาหารคืออะไร?
การแปรรูปด้วยแรงดันสูง (HPP) เป็นเทคนิคการถนอมอาหารแบบไม่ใช้ความร้อนที่ยับยั้งจุลินทรีย์และเอนไซม์ในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพทางประสาทสัมผัสและโภชนาการของผลิตภัณฑ์ เกี่ยวข้องกับการให้อาหารบรรจุหีบห่ออยู่ภายใต้แรงดันอุทกสถิตโดยทั่วไประหว่าง 300 ถึง 600 MPa (เมกะปาสกาล) เป็นเวลาไม่กี่วินาทีถึงนาที ความท้าทายที่สําคัญของการประมวลผลแรงดันสูงคือการใช้พลังงานที่สูงมาก อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่ sonication สามารถช่วยลดความต้องการพลังงานของ HPP!
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม