Hielscher ultratovush texnologiyasi

Ultrasonik ekstraksiya va himoya qilish

ultratovush orqali hujayra tuzilmalari (parchalanishiga) ning bo'linish ichki uyali birikmalar ajratib olish uchun yoki mikroorganizmlar ta'sir uchun ishlatiladi.

fon

Mikrobiologiya, ultratovush, birinchi navbatda bilan bog'liq Uyali aloqa uzilish (parchalanishiga) yoki Parchalanish (Allinger 1975). yuqori yoğunluklarda suyuqliklar sonicating bo'lsa, suyuq muhiti ichiga targ'ib tovush to'lqinlari chastotasiga qarab stavkalar bilan, yuqori bosim (siqish) va past bosimli (suyultirish) sikllar olib.
past bosimli tsikli davomida yuqori tezlik ultratovush to'lqinlar suyuqlik kichik vakuum pufaklar yoki bo'shliqlar hosil qiladi. pufakchalari ular endi energiya shimib mumkin bo'lgan bir hajmini erishish bo'lsa, ular yuqori bosim tsikli davomida qattiq qulashi. Bu hodisa Kavitasyonu deyiladi. sudyaning jiddiy juda yuqori haroratlar (taxminan. 5,000K) va bosim davomida (taxminan. 2,000atm) mahalliy yetdi etiladi. Kavitasyonun Qabariq sudyaning jiddiy ham natijasida kesish kuchlari mexanik Uyali konvertni sindirish va moddiy uzatishni takomillashtirish 280m / s tezlik qadar suyuqlik jetler olib keladi. Ultratovush ish ultrasonik tebranish parametrlari qarab hujayralarga zararli yoki konstruktiv ham ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Uyali aloqa bo'linish

kuchli ultrasonik tebranish fermenti yoki oqsillarni ostida natijasida hujayralar yoki subcellular organellerin ozod qilinishi mumkin Uyali aloqa bo'linish. bir hal qiluvchi erimaydigan tarkibida ilova qilingan, bu holda, Murakkab erigan bo'ladi. Uni chiqarib olish uchun, hujayra membranalari yo'q qilinishi kerak. hujayra devori ning qobiliyati ichida yuqori osmotik bosimga bardosh chunki Uyali uzilish, bir nozik jarayon. Uyali aloqa uzilishi yaxshi nazorat hujayra binoning va nuklein kislotalar, yoki mahsulot denatürasyon, shu jumladan, barcha hujayra ichidagi mahsulotlar bir to'siqsiz ozod oldini olish uchun, talab qilinadi.
Ultrasonication Uyali qulatilgan uchun yaxshi boshqariladigan vositasi sifatida xizmat qiladi. Buning uchun, ultratovush mexanik ta'siri uyali materiallari erituvchi tezroq va ko'proq to'liq kirishining ta'minlash va ommaviy uzatishni takomillashtirish. Ultratovush bir o'simlik to'qimalarining bir hal qiluvchi katta kirishining erishadi va massa o'tkazib yaxshilaydi. Kavitasyonu chiqarish ultratovush to'lqinlar Uyali devorlarini buzish va Matrix komponentlarini engillashtirish.

Mass uzatish

Umuman, ultratovush (ionlari hujayra membranalari bir permeabilization olib kelishi mumkinpantomima 1978), Va u sezilarli hujayra membranalari selektivitesi kamaytirish mumkin. ultratovush mexanik faoliyat to'qimalarining ichiga erituvchi difüzyonunu qo'llab-quvvatlaydi. ultratovush kavitasyon kesish kuchlari tomonidan mexanik hujayra devori buzadi, u erituvchi kirib hujayradan o'tkazib beradi. ultratovush kavitasyon tomonidan zarracha hajmi kamayishi qattiq va suyuq faza orasidagi aloqada sirt maydoni ortadi.

Oqsillar va enzim ekstraksiya

Xususan hujayralari va subcellular zarralar saqlangan fermentlar va oqsillar qazib olish, yuqori tezlik ultratovush noyob va samarali dastur (bo'ladiKim 1989 yil), Bir hal qiluvchi bilan o'simlik va urug'lar tanasi ichida bo'lgan organik birikmalar qazib olish ancha yaxshilandi mumkin. Shuning uchun ultratovush yangi potentsial biyoaktif komponentlarini, masalan bir salohiyati qazib olish foyda va izolyatsiya bor joriy jarayonlarda hosil qo'shimcha mahsulot oqimlarni non-o'zlashtirildi. Ultratovush, shuningdek, enzim davolash ta'sirini kuchaytiradi yordam, va bu orqali kerakli ferment miqdorini kamaytirish yoki ekstre tegishli birikmalar hosil oshirish mumkin.

Lipidlar va oqsillar

Ultrasonication ko'pincha bunday soya (masalan un yoki yog'sizlantirilgan soya) o'simlik urug'lari, yoki boshqa neft urug'lardan lipidlar va oqsillar qazib yaxshilash uchun ishlatiladi. Bu holda, hujayra devorlari vayron shunday qilib (sovuq yoki issiq) bosib va ​​bosib, kek qoldiq moy kamaytiradi osonlashtiradi.

dispers oqsil hosili uchun uzluksiz ultratovush qazib ta'sir namoyish etdi Moulton boshq. ultrasonik tebranish 1:30 uchun 1:10 dan o'zgardi barg / hal qiluvchi nisbati sifatida asta dispers oqsil qayta tiklash oshdi. Bu ultratovush deyarli har qanday tijorat debisinde so'ya proteinlar peptize qodir ekanligini ko'rsatdi va zarur ultrasonik tebranish energiyasi, eng past, deb qalin bulamaçları ishlatilgan edi. (Moulton boshq. 1982)

mevalaridan Citrus neft, zamin xantal, eman, zo'rlash, o't neft (Echinacea), kanola, zot, makkajo'xori neft qazib olish: qo'llaniladigan

Fenol birikmalari va antosiyaninlerin Liberation

Bunday pectinases, selülazlar va hemicellulases sifatida fermentlar, keng sharbati extractability Uyali devorlarini tushirmoq va yaxshilash maqsadida sharbati qayta ishlash ishlatiladi. hujayra devori matritsaning uzilish ham bunday sharbati ichiga fenol birikmalar qismlari, relizlar. Ultratovush, tez-tez matbuot tort qolgan fenolli birikmalar, alkaloidlar va sharbat hosilining ortishi, olib kelishi mumkin, shu sababli qazib olish jarayonini yaxshilaydi va.

yovvoyi mersini dan xususan fenol birikmalar va uzum va Berry matritsadan antosiyaninlerin ozodlik kuni ultratovush davolash foydali ta'siri, (Vaccinium mirtillus) Va qora Qushlarning uzumni (Ribes) Sharbati ichiga tomonidan tekshirildi VTT biotexnologiya, Finlyandiya (MAXFUN EI-loyihasi) yordamida Ultratovush Protsessor UIP2000hd erish, ezilgan narsalar va ferment inkübasyondan keyin. ultratovush bilan birlashganda fermentativ davolash Uyali aloqa devorlarining buzilish (yovvoyi mersini uchun Pectinex BE-3L va qora Smorodina uchun Biopectinase CCM) yaxshilandi. “AQSh davolash ortiq 15% chernika sharbati fenol birikmalar kontsentratsiyasini oshirish. […] AQSh (ultratovush) ta'siri tufayli pektin va turli hujayra devori me'moriy ularning yuqori mundarijaga yovvoyi mersini ortiq sharbati qayta ishlash ko'proq qiyin rezavorlar bor qora Smorodina bilan yanada muhim edi. […] Suvi fenol birikmalar kontsentratsiyasi ferment inkubatsiya keyin bizni (ultratovush) davolash bilan 15-25% ga oshdi.” (Mokkila boshq. 2004)

Mikrobial va enzim inaktivatsiyalanishi

Mikrobial va ferment inactivation (saqlash), masalan, meva sharbatlari va soslar oziq-ovqat qayta ishlash ultratovush boshqa dastur hisoblanadi. Bugun, qisqa vaqt (Pasteurization) uchun harorat yuksaltirish tomonidan asrab-avaylash hali uzoq raf-hayot (saqlash) olib keladi mikrob yoki enzim inaktivatsiyasi uchun eng keng tarqalgan ishlash usuli hisoblanadi. Chunki yuqori harorat ta'sir qilish, bu issiqlik usuli ko'pincha ko'p oziq-ovqat mahsulotlari uchun kamchiliklari bor.
issiqlik-katalizatori yangi moddalar ishlab chiqarish va makromoleküllerin o'zgartirish, shuningdek o'simlik va hayvon tuzilmalar deformatsiyalari sifat yo'qotadi kamaytirishi mumkin. Shuning uchun, termik davolash hissiy sifatlari, masalan to'qimalarining, ta'mi, rangi, hidi, va ozuqaviy fazilatlari, masalan, vitaminlar va oqsillarning kiruvchi o'zgarishlar olib kelishi mumkin. Ultratovush samarali bo'lmagan issiqlik (minimal) ishlash muqobil bo'ladi.

kavitasyon va yaratgan radikal mahalliy hosil issiqlik (sonikasyon fermentlar bir inaktive olib kelishi mumkinEl'piner 1964). sonikasyon etarlicha past darajadagi tarkibiy va metabolik o'zgarishlar ularning halokatlariga holda hujayralarida sodir bo'lishi mumkin. eng xom va unblanched meva va sabzavot topilgan va ayniqsa off-tatlar va qovurish pigmentlar rivojlanishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin Peroxidase, faoliyati ultratovush foydalanish bilan sezilarli darajada kamaytirish mumkin. Bunday ultra-yuqori-harorati davolash bardosh va kamaytirish mumkin, lipaz va proteaz bo'lib termo fermentlar, sifatli va issiqlik-muomala sut va boshqa sut mahsulotlari raf-hayot ultratovush, issiqlik va bosim bir vaqtning o'zida qo'llash orqali yanada samarali inaktive mumkin (MTS).

Ultratovush kabi, oziq-ovqat ko'tarib qo'zg'atuvchilarning qirg'in o'z salohiyatini namoyish etdi E.coli, salmoneller, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium kistVa poliovirüs.

murabbo, fr yoki Topingler, masalan asrab-avaylash: qo'llaniladigan icecream, meva sharbatlari va soslar, go'sht mahsulotlari, sut uchun

Harorat va bosim bilan ultratovush hamkorlik

kabi boshqa mikroblarga qarshi usullar bilan birlashganda Ultrasonication ko'pincha yanada samarali bo'ladi:

  • termo-ultrasonik tebranish, masalan, issiqlik va ultratovush
  • Mano-ultrasonik tebranish, masalan, bosim va ultratovush
  • Mano-termo-sonication, masalan bosim, issiqlik va ultratovush

issiqlik va / yoki bosim bilan ultratovush kombinatsiyalangan ariza uchun tavsiya etiladi Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae va Aeromonas hydrophila.

jarayoni taraqqiyot

Bunday yuqori Gidrostatik bosim (HP), siqilgan karbonat angidrid (cCO2) va kritiküstü karbonat angidrid (ScCO2) va yuqori elektr maydon puls (hafagarchiliksiz) boshqa non-issiqlik jarayonlari, farqli o'laroq, ultratovush osonlik laboratoriya yoki eshak-eng shkala sinov bo'ladi – ko'lamli-up uchun tekrarlanabilir natijalar yuzaga. tezlik va kavitasyon xususiyatlari osonlikcha aniq maqsadlarni nishonga uchun maxsus qazib olish jarayonida odatiga mumkin. Amplitudasi va bosim keng, masalan har xil bo'lishi mumkin eng samarali energiya qazib olish O'rnatishni aniqlash. O'jar to'qimalarning oldin Ultrasonication uchun namlash, silliqlash yoki pulverizasyon o'tishlari kerak.

E.coli

ularning biologik xususiyatlari o'rganish va xususiyatlari uchun rekombinat oqsillarni oz miqdorda ishlab chiqarish uchun, E.coli tanlov bakteriyalar. Tahorat teglar, masalan, polyhistidine dumi, beta-galaktosidaz, yoki maltoz-majburiy
oqsillar, tez-tez eng tahliliy maqsadlar uchun etarli bir poklik bilan hujayra ekstraktidan ularni ajratiladigan qilish uchun rekombinat oqsillarni bilan birlashtirildi. Ultrasonication ishlab chiqarish hosil kam va qayta birlashtiruvchi protein tuzilishi va faoliyatini saqlab qolish uchun qachon xususan, protein ozod maksimallashtirish imkonini beradi.

buzishdan E.coli umumiy Chymosin protein olish maqsadida hujayralari tomonidan o'rganildi Kim va Zayas.

Safro ekstraksiya

Safro jahon bozorida eng qimmat ziravorlar sifatida tanilgan va uning nozik ta'mi, achchiq ta'mi va jozibador sariq rang bilan ajralib turadi. za'faron Spice za'faron Crocus gul qizil stigma olinadi. quritish so'ng, bu qismlar oshxona yoki binoni agenti sifatida bir ziravorlar sifatida ishlatiladi. crocins, picrocrocin va safranal: ayniqsa, uch birikmalar dan za'faron natijalari intensiv xususiyati lazzat.

Kadkhodaee va Hemmati-Kakhki ultrasonikleştirme sezilarli qazib olish hosil ko'paydi va sezilarli ishlash vaqti kamayadi bir ishda ko'rsatdi. Aslida, ultratovush qazib tomonidan natijalari ISO tomonidan taklif qilingan an'anaviy sovuq suv qazib tomonidan ravshan tarzda yaxshiroq edi. ularning ilmiy tadqiqotlari uchun, Kadkhodaee va Hemmati-Kakhki Hielscher ning foydalangan ultratovush qurilma UP50H. Eng yaxshi natijalar pulsed sonikasyon bilan erishildi. Bu qisqa puls vaqti bilan uzluksiz ultratovush davolashda ko'proq samarali bo'ldi, degan ma'noni anglatadi.

Oksidlanish

nazorat yoğunluklarda, Biyo va fermentatsiya uchun ultratovush qo'llash yaxshi tufayli ogohlantirgandan biologik ta'siri va tufayli imkon uyali ommaviy o'tkazish uchun, rivojlangan bioprocessing olib kelishi mumkin. xolesterin oksidlanish ustida ultratovush nazorat qo'llash (20kHz) ta'siri hujayralarni dam tomonidan cholestenone uchun Rhodococcus eritropolis ATCC 25544 (avval Nokard eritropoli) Tomonidan tekshirildi bar.

Xolesterin + O2 = Cholest-4-en-3-biri + H2The2

Ushbu tizim, deb substrat sterolleri va steroidlar mikrob o'zgarishlarning o'ziga xos va mahsulotlar, suvda qattiq bo'ladi. Shuning uchun, (bu tizim hujayralari ham ancha noyob va qattiq ultratovush ta'siri mavzu bo'lishi mumkinBar, 1987 y). 5S har 10mn bilan soniklendi qachon hujayralari tizimli butunligini saqlab, ularning metabolik faoliyatini saqlab etarlicha past ultratovush intensivligi da, Bar 1.0 va 2,5 g / L xolesterin mikrob ohak moddalar ichida Biyo kinetik stavkalari sezilarli darajada kengaytirishga kuzatiladi 0.2W / cm² bir kuch chiqish. Ultratovush xolesterin oksidaz xolesterin fermentativ oksidlanish (2,5 g / L) haqida hech qanday ta'siri ko'rsatdi.

manfaatli Technology

qazib olish va oziq-ovqat saqlab qolish uchun ultratovush kavitasyon foydalanish faqat samarali va iqtisodiy xavfsiz va ekologik, balki qo'llanilishi mumkin emas, yangi kuchli ishlash texnologiyasi. post va asrab-avaylash ta'siri osonlik pomidor SOS yoki sarsabil sho'rva kabi, shuningdek, sabzavot SOS va osh uchun (masalan, apelsin, olma, uzum, mango, uzum, o'rik) meva sharbatlari va pyure uchun foydalanish mumkin.

haqida qo'shimcha ma'lumot talab!

Agar qazib olish va asrash uchun ultratovush foydalanish haqida qo'shimcha ma'lumot talab qilmoqchi bo'lsangiz, quyida shakl kiriting.









Iltimos, bizning e'tibor bering Maxfiylik siyosati.


adabiyot

Allinger, H. (1975): Amerika Laboratoriya, 7 (10), 75 (1975).

Bar, R. (1987): Ultratovush Kengaytirilgan BİYOPROSESLERDEHam: biotexnologiya va muhandislik, vol. 32, pp. 655-663 (1987).

El'piner, S.I. (1964): Ultratovush: jismoniy, kimyo, va biologik ta'siri (Maslahatchilar byurosi, Nyu-York, 1964), 53-78.

Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki, A .: Internetda chop Saffron, ham faol moddani ultratovush chiqarish.

Kim, S. M. va Zayas, J.F. (1989): ultratovush tomonidan chymosin qazib ishlov parametr; J. Oziq-ovqat Sci. 54: 700.

Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Berry sharbati qayta ishlash fermentlar bilan kuch ultratovush birlashtiribDa: 2 int. Conf. Oziq-ovqat va ichimliklar, 19-22.9.2004, Shtutgart, Germaniya Biocatalysis.

Moulton, K.J., dev, L.C. (1982): Uchuvchi-zavodi so'ya protein doim Ultrasonik qazib olish, o'rganish: Oziq-ovqat Fan, hajmi 47, 1982 jurnali.

Pantomima, C.L. (1978): Doktor: yilda, in vitro fibroblastlarda, ustida ultratovush ta'siri Tez, London, London, Angliya, 1978 universiteti.