Kollagenni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
- Kollagen oqsillarga boy boʻlib, sanoatning koʻplab sohalarida, masalan, oziq-ovqat, farmatsevtika, qoʻshimchalar ishlab chiqarishda va boshqalarda keng qoʻllaniladi.
- Ultratovush bilan ishlov berishni kollagenning fermentativ yoki kislotali ekstraksiyasi bilan oson birlashtirish mumkin.
- Kollagen ekstraksiyasi jarayoniga ultratovushni joriy etish mahsulot chiqimini oshiradi va ekstraksiyani tezlashtiradi.
Ultratovushning kollagen ekstraksiyasiga taʼsiri
Yuqori intensivlikdagi ultratovush nam muhitdagi jarayonlarda, masalan, ekstraksiya, sonokimyo va boshqalarda massa almashinuvini yaxshilash uchun keng qoʻllaniladi. Ultratovush bilan ishlov berish kollagen ekstraksiyasini (kollagenni ajratib olish deb ham ataladi) sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Ultratovush bilan ishlov berish kollagen substratining parchalanishiga yordam beradi va kollagen fibrillalarini ochadi, shu tariqa fermentativ gidroliz yoki kislota bilan ishlov berish osonlashadi.
Ultratovush yordamidagi fermentativ ekstraksiya
Ultratovush bilan ishlov berish ferment faolligini oshirish qobiliyati bilan maʼlum. Bu taʼsir pepsin agregatlarining ultratovush yordamida disperslanishi va deaglomeratsiyasiga asoslanadi. Bir tekis disperslangan fermentlar massa almashinuvi uchun kattaroq sirt hosil qiladi, bu esa ferment faolligining oshishi bilan bogʻliq. Bundan tashqari, kuchli ultratovush toʻlqinlari kollagen fibrillalarini ochib, kollagenning ajralib chiqishini taʼminlaydi.
Ultratovush yordamida pepsin bilan ekstraksiya qilish: Pepsinni ultratovush bilan ishlov berish bilan birgalikda qoʻllash kollagen chiqimini taxminan 124% gacha oshiradi va anʼanaviy pepsin gidroliziga nisbatan ekstraksiya vaqtini sezilarli darajada qisqartiradi. Aylanma dixroizm tahlili, atom-kuch mikroskopiyasi va FTIR ekstraksiya qilingan kollagenning uch spiral tuzilmasiga ultratovush bilan ishlov berish taʼsir qilmaganini va u buzilmay saqlanib qolganini tasdiqladi. (Li et al. 2009) Bu ultratovush yordamidagi pepsin ekstraksiyasini oziq-ovqat sanoati uchun juda amaliy usulga aylantiradi: u ishlov berish vaqti sezilarli darajada qisqargan holda oqsilni ajratib olish darajasini oshiradi.
Qoramol payidan kollagenni ultratovush yordamida va ultratovushsiz ekstraksiya qilishni taqqoslagan tadqiqotda ultratovush bilan ishlov berish (20kHz, impuls rejimi 20/20 sek.) yuqoriroq chiqim va samaradorlikni namoyish etdi. Anʼanaviy ekstraksiya sirka kislotasida pepsin bilan 48 soat davomida amalga oshirildi. Ultratovushli ekstraksiya ayni sharoitlarda amalga oshirildi, biroq ultratovush bilan ishlov berish (3 dan 24 h gacha) va pepsin taʼsirida boʻlish (24 dan 45 soatgacha) davomiyliklari oʻzgartirildi, natijada umumiy ishlov berish vaqti 48 soatni tashkil etdi. Ultratovush va pepsin yordamidagi ekstraksiya kollagenni ajratib olishda yuqoriroq samaradorlikni koʻrsatib, 6,2% chiqimga erishdi, anʼanaviy ekstraksiya chiqimi esa 2,4% boʻldi. Eng yaxshi natijalar ultratovushli ekstraksiya vaqti 18 h boʻlganda olindi. Ekstraksiya qilingan kollagen shikastlanmagan uzluksiz spiral tuzilma, yaxshi eruvchanlik va ancha yuqori termik barqarorlikni namoyish etdi. Bu ultratovush va pepsin yordamidagi ekstraksiya olingan kollagen sifatiga zarar yetkazmasdan tabiiy kollagen ekstraksiyasi samaradorligini oshirganini anglatadi. (Ran and Wang 2014)
Ultratovush yordamidagi kislotali ekstraksiya
Kim va hammualliflarining (2012) tadqiqotida yapon dengiz olabugʻasi (Lateolabrax japonicus) terisidan kislotada eruvchan kollagenni ekstraksiya qilishda 0,5 M sirka kislotasida 20 kHz chastotali ultratovush bilan ishlov berilgandan soʻng chiqim oshgani va ekstraksiya vaqti qisqargani kuzatildi. Ultratovush yordamidagi ekstraksiya kollagenning asosiy tarkibiy qismlarini, aniqrogʻi, α1, α2 va β zanjirlarini oʻzgartirmadi.
Tuxum poʻchoqlaridan oqsilni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Ultratovush bilan dastlabki ishlov berilgan fermentativ gidrolizatlar yaxshiroq funksional xususiyatlarga ega boʻldi. Tovuq tuxumi poʻchogʻidan funksional oqsil gidrolizatlarini ultratovush yordamida ekstraksiya qilishda eruvchanlik, emulsiyalash, koʻpik hosil qilish va suvni tutib turish xususiyatlari yaxshilanadi.
Tuxum poʻchogʻi membranasi moʻl tabiiy resurs boʻlib, taxminan 64 ta oqsildan, jumladan, I, V va X turdagi kollagen, lizotsim, osteopontin va sialoproteindan iborat. Bu tuxum poʻchoqlarini oqsillarni ekstraksiya qilish uchun qiziqarli xomashyoga aylantiradi. Ultratovushli ekstraksiya yordamida oqsilning ajralib chiqishi va funksional xususiyatlarini sezilarli darajada yaxshilash mumkin, natijada jarayon tez, samarali va tejamkor boʻladi.
Ultratovushli jarayonlar: Laboratoriya miqyosidan Sanoat miqyosigacha
Ultratovush yordamidagi ishqorli ekstraksiya
ushbu oqsillarni ekstraksiya qilish va eritish uchun
Tuxum poʻchogʻi membranasidan oqsilni ekstraksiya qilishda ultratovush va ishqor bilan ishlov berish natijasida eritilgan oqsil chiqimi tuxum poʻchogʻi membranasidagi jami oqsilning deyarli 100% ini tashkil etdi. Ultratovush kavitatsiyasi tuxum poʻchogʻi membranasidan kattaroq oqsil toʻplamlarini ajratdi va uning tarkibiy qismlari erishini osonlashtirdi. Ultratovush bilan ishlov berish oqsil tuzilmasi va xususiyatlariga zarar yetkazmadi va ular buzilmay saqlanib qoldi. Oqsillarning antioksidant xususiyatlari ultratovush yordamidagi ishqorli ishlov berishda ham, anʼanaviy ekstraksiyada ham bir xil boʻldi.
Jelatinni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish
Muzlatilgan va havoda quritilgan mintay terilariga kollagen toʻqimasini ajratish uchun sovuq tuzli, ishqorli va kislotali eritmalar bilan ishlov berildi hamda jarayonga yordamchi vosita sifatida kuchli ultratovush bilan ishlov berishni qoʻllagan holda 45°C da toʻrt soat davomida kollagenni denaturatsiyalash orqali jelatin ekstraksiya qilindi. Jelatin chiqimi, pH, tiniqlik, gel mustahkamligi va viskoelastik xususiyatlari, shuningdek, PAGE-SDS usuli bilan aniqlangan molekulyar massa taqsimoti baholandi. Suv hammomida 45°C da toʻrt soat davomida ekstraksiya qilingan jelatin nazorat namunasi sifatida ishlatildi. Kuchli ultratovush bilan ishlov berish nazorat namunasiga nisbatan ekstraksiya chiqimini 11,1% ga oshirdi, gel mustahkamligi esa 7% ga kamaydi. Ultratovush yordamida ekstraksiya qilingan jelatinda gel hosil boʻlish harorati ham pastroq boʻldi (4,2°C). Bu holat jelatinlardagi polipeptid oʻramlarining molekulyar massa taqsimotidagi farqlar bilan bogʻliq. Kuchli ultratovush yordamidagi ekstraksiyadan muzlatilgan va havoda quritilgan baliq terilaridan jelatin ajratib olishni oshirish uchun foydalanish mumkin. (Olson et al. 2005)
Sanoat ultratovush tizimlari
Hielscher Ultrasonics laboratoriya miqyosidan stol usti va sanoat miqyosigacha boʻlgan kuchli ultratovush tizimlarini yetkazib beradi. Optimal ekstraksiya natijasini taʼminlash uchun murakkab sharoitlarda ishonchli ultratovush bilan ishlov berishni uzluksiz amalga oshirish mumkin. Barcha sanoat ultratovush protsessorlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlashni oson amalga oshirish mumkin. Yanada yuqori amplitudalar uchun maxsus tayyorlangan ultratovush sonotrodlari mavjud. Hielscher ultratovush uskunalarining mustahkamligi katta yuklama va murakkab muhitlarda 24/7 rejimida ishlash imkonini beradi.
Jarayoningiz talablari bilan bugunoq bizga murojaat qiling! Jarayoningiz uchun mos ultratovush tizimini tavsiya qilishdan mamnun boʻlamiz!
Hielscher yuqori quvvatli ultratovushli gomogenizatorlari har qanday jarayon miqyosi uchun – laboratoriyadan ishlab chiqarishgacha – mavjud.
Adabiyotlar/Manbalar
- Álvarez, Carlos; Lélu, Pauline; Lynch, Sarah A.; Tiwari, Brijesh K. (2018): Ultratovush yordamida ketma-ket kislotali/ishqorli izoelektrik eritish va choʻktirish (ISP) ekstraksiyasidan foydalanib, butun skumbriya baliqlaridan oqsilni ajratib olishni optimallashtirish. LWT – Food Science and Technology, 88-jild, February 2018. 210–216.
- Jain, Surangna; Kumar Anal, Anil (2016): Ultratovush yordamidagi ekstraksiya (UAE) va fermentativ gidroliz orqali tovuq tuxumi poʻchogʻi membranasidan (ESM) funksional oqsil gidrolizatlarini ekstraksiya qilishni optimallashtirish. LWT – Food Science and Technology, 69-jild, June 2016. 295–302.
- Kim, H.K.; Kim, Y.H.; Kim, Y.J.; Park, H.J.; Lee, N.H. (2012): Ultratovush bilan ishlov berishning Lateolabrax japonicus dengiz olabugʻasi terisidan kollagenni ekstraksiya qilishga taʼsiri. Fisheries Science, 78-jild, 78-son; 2013. 485–490.
- Li, Defu; Mu, Changdao; Cai, Sumei; Lin, Wei (2016): Kollagenni fermentativ ekstraksiya qilishda ultratovush nurlantirishi. Ultrasonics Sonochemistry, 16-jild, 5-son; 2009. 605–609.
- Olson, D.A., Avena Bustillos, R.D., Olsen, C.W., Chiou, B., Yee, E., Bower, C.K., Bechtel, P.J., Pan, Z., Mc Hugh, T.H. (2005): Baliq jelatinini ekstraksiya qilishda jarayonga yordamchi vosita sifatida kuchli ultratovushni baholash. Yigʻilish tezisi № 71C-26. IFT yillik yigʻilishi. July 2005. New Orleans, LA.
- Ran, X.G.; Wang, L.Y. (2014): Goʻsht sanoati qoʻshimcha mahsulotlaridan kollagenni ekstraksiya qilish uchun ultratovush va pepsin bilan ishlov berishni ketma-ket qoʻllash. Journal of the Science of Food and Agriculture 94(3), 2014. 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 ekstraksiyasi jarayoni. International Food Research Journal 23(3), 2016. 913–922.
- Siritientong, Tippawan; Bonani, Walter; Motta, Antonella; Migliaresi, Claudio; Aramwit, Pornanong (2016): Bombyx mori ipak qurti shtammi va ekstraksiya vaqtining seritsinning molekulyar va biologik xususiyatlariga taʼsiri. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry, 80-jild, 2-son, 2016. 241–249.
- Zeng, J.N.; Jiang, B.Q.; Xiao, Z.Q., Li, S.H. (2011): Ultratovush bilan dastlabki ishlov berish sharoitida baliq tangachalaridan papain yordamida kollagenni ekstraksiya qilish. Advanced Materials Research, 366-jild, 2011. 421–424.
Bilishga arziydigan maʼlumotlar
Kollagen
Kollagen hayvonlar tanasidagi turli biriktiruvchi toʻqimalarning hujayradan tashqari boʻshligʻida joylashgan asosiy tuzilmaviy oqsildir. Biriktiruvchi toʻqimaning asosiy tarkibiy qismi sifatida u sutemizuvchilarda eng koʻp uchraydigan oqsil boʻlib,[1] butun tanadagi oqsil miqdorining 25% dan 35% gacha boʻlgan qismini tashkil etadi. Kollagen oʻzaro oʻralib uch spiral hosil qiladigan va shu orqali choʻzilgan fibrillalarni shakllantiradigan aminokislotalardan iborat. Kollagenning eng koʻp miqdori paylar, boylamlar va teri kabi tolali toʻqimalarda mavjud. Kollagenning uch turini farqlash lozim:
I turdagi kollagen: teri, soch, tirnoqlar, aʼzolar, suyak va boylamlardagi oqsilning 90% ini taʼminlaydi
II turdagi kollagen: togʻaydagi oqsilning 50–60% ini, boʻgʻim togʻayidagi kollagenning 85–90% ini taʼminlaydi
III turdagi kollagen: suyak, togʻay, dentin, pay va boshqa biriktiruvchi toʻqimalardagi tolali oqsilni oqsillar bilan taʼminlaydi
Tanadagi kollagen
Kollagenning uch turidan har biri tanada turli vazifalarni bajaradigan turli oqsillardan tashkil topgan. I va III turdagi kollagenning har ikkalasi ham teri, mushaklar, suyak, soch va tirnoqning asosiy tarkibiy qismlaridir. Ular ushbu tuzilmalarning sogʻlom boʻlishi, oʻsishi va qayta tiklanishi uchun zarur. II turdagi kollagen asosan togʻay va boʻgʻimlarda uchraydi.
I va III turdagi kollagenning har ikkalasi ham almashinmaydigan aminokislotalar deb hisoblanadigan 19 ta aminokislotani oʻz ichiga oladi. Ular fibroblastlar (biriktiruvchi toʻqimalardagi hujayralar) va osteoblastlar (suyak hosil qiladigan hujayralar) tomonidan ishlab chiqariladi. I va III turdagi kollagendagi eng muhim oqsillarga glitsin, prolin, alanin va gidroksiprolin kiradi. III tur tolali skleroproteindir.
Glitsin kollagenda eng koʻp miqdorda mavjud boʻlgan aminokislotadir. Prolin almashinadigan aminokislota boʻlib, glitsindan sintezlanishi mumkin va boʻgʻimlar hamda paylarga hissa qoʻshadi. Gidroksiprolin kollagen barqarorligiga hissa qoʻshadigan aminokislotadir. Alanin oqsillar biosintezi uchun muhim aminokislotadir.
I va III turlar kabi, II turdagi kollagen ham fibrillalar hosil qiladi. Kollagenning bu fibrillyar tarmogʻi togʻayda muhim ahamiyatga ega, chunki u proteoglikanlarning tutib qolinishini taʼminlaydi. Bundan tashqari, u toʻqimaning choʻzilishga mustahkamligini taʼminlaydi.
Manbalar va qoʻllanilishi
Kollagen sutemizuvchilarning, masalan, qoramol va choʻchqaning biriktiruvchi toʻqimasida koʻp miqdorda mavjud boʻlgan tolali oqsildir. Kollagenning katta qismi
choʻchqa terisi va suyaklaridan hamda qoramol manbalaridan ekstraksiya qilinadi. Kollagen ekstraksiyasi uchun muqobil manbalar baliq va parrandalardir. Kollagen boshqa mahsulotlar qatorida oziq-ovqat, oziq-ovqat qoʻshimchalari, farmatsevtika/tibbiyot mahsulotlari va kosmetikada keng qoʻllaniladi. Kollagen ekstraksiyasi rivojlanayotgan biznesdir, chunki bu oqsil turli sanoat jarayonlarida sintetik vositalarning oʻrnini bosishi mumkin.