Công nghệ siêu âm Hielscher

Chiết xuất Collagen Siêu âm

  • Collagen là giàu protein và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp đa dạng, ví dụ như thực phẩm, Pharma, phụ gia vv
  • Sonication có thể dễ dàng kết hợp với chiết xuất enzym hoặc axit của collagen.
  • Việc thực hiện các Ultrasonics vào quá trình khai thác collagen kết quả trong năng suất cao hơn và khai thác nhanh hơn.

Hiệu ứng siêu âm trên chiết xuất collagen

Siêu âm cường độ cao được sử dụng rộng rãi để cải thiện chuyển khối lượng trong các quá trình ướt, ví dụ như chiết xuất, sonochemistry vv. Việc chiết xuất (còn được gọi là sự cô lập collagen) của collagen có thể được cải thiện đáng kể bằng cách điều trị bằng siêu âm. Hỗ trợ Sonication trong quá trình phân cắt bề mặt collagen, mở ra các fibrils collagen, do đó thủy phân enzym hoặc điều trị axit được tạo thuận lợi.

Ultrasonically hỗ trợ enzym khai thác

Sonication được biết đến với khả năng của mình để tăng hoạt động của enzyme. Hiệu ứng này được dựa trên sự phân tán siêu âm và deagglomeration của các tập hợp pepsin. Enzyme phân tán homogeneously cung cấp một bề mặt tăng để chuyển khối lượng, đó là tương quan đến hoạt động của enzyme cao hơn. Hơn nữa, sóng siêu âm mạnh mẽ mở ra các fibrils collagen để collagen được phát hành.

Siêu âm pepsin khai thác: Pepsin kết hợp ultrasonication làm tăng năng suất của collagen lên đến xấp xỉ 124% và rút ngắn đáng kể thời gian khai thác so với thủy phân pepsin thông thường. Phân tích dichroism tròn, kính hiển vi lực nguyên tử và FTIR đã chứng minh rằng cấu trúc xoắn ba của collagen chiết xuất không bị ảnh hưởng bởi sonication và vẫn còn nguyên vẹn. (Li et al. 2009) Điều này làm cho việc chiết xuất pepsin ultrasonically hỗ trợ rất thiết thực cho ngành công nghiệp thực phẩm cung cấp tăng tỷ lệ phục hồi protein trong một thời gian xử lý ngắn hơn đáng kể.

Trong một nghiên cứu so sánh của siêu âm so với khai thác không siêu âm collagen từ gân bò, điều trị siêu âm (20kHz, chế độ xung 20/20 SEC.) thuyết phục bởi năng suất cao hơn và hiệu quả. Việc chiết xuất thông thường được thực hiện với pepsin trong axit axetic trong 48 giờ. Việc khai thác siêu âm đã được thực hiện chiết xuất theo các điều kiện tương tự, nhưng thời gian tiếp xúc với sonication (3 đến 24 h) và pepsin (24 đến 45 giờ) đã được thay đổi, kết quả là tổng cộng 48 giờ điều trị. Việc khai thác siêu âm-pepsin cho thấy hiệu quả vượt trội của chiết xuất collagen, đạt năng suất 6,2%, khi năng suất khai thác thông thường là 2,4%. Kết quả tốt nhất đã đạt được tại một thời gian khai thác siêu âm sử dụng 18 h. Các collagen chiết xuất cho thấy một cấu trúc xoắn liên tục không bị hư hỏng, độ hòa tan tốt và ổn định nhiệt khá cao. Điều này có nghĩa rằng một siêu âm-pepsin khai thác cải thiện hiệu quả của việc chiết xuất collagen tự nhiên mà không làm tổn hại đến chất lượng của collagen kết quả. (Ran và Wang 2014)

Thiết lập siêu âm với bể khuấy

Yêu cầu thông tin




Lưu ý của chúng tôi Chính sách bảo mật.


Siêu âm papain khai thác: Collagen từ vảy cá có thể được chiết xuất một cách hiệu quả bằng thủy phân papain kết hợp với điều trị trước siêu âm. Đối với việc chiết siêu âm-papain của collagen từ vảy cá là các thông số quá trình sau đây được tìm thấy là tối ưu: thời gian tiền xử lý siêu âm của 4min, tỷ lệ papain để cá vảy 4%, nhiệt độ 60 ° c và tổng thời gian khai thác của 5h. Trong những điều kiện tối ưu tỷ lệ chiết xuất collagen đạt 90,7%. (Jiang et al. 2011)

Ultrasonically hỗ trợ acid khai thác

Trong một nghiên cứu của kim et al. (2012), việc khai thác collagen tan trong axit từ da của tiếng bass biển Nhật bản (Lateolabrax japonicus) cho thấy năng suất tăng lên và giảm thời gian khai thác sau khi điều trị bằng siêu âm ở tần số 20 kHz trong 0,5 M axit axetic. Chiết xuất với siêu âm không làm thay đổi các thành phần chính của collagen, cụ thể hơn là các chuỗi α1, α2 và β.

Hielscher cung cấp thiết bị siêu âm mạnh mẽ từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp (Click để phóng to!)

Quá trình siêu âm: Từ Phòng thí nghiệm đến Công nghiệp Tỉ lệ

Siêu âm khai thác protein từ vỏ trứng

Thủy phân enzyme được điều trị trước ultrasonically có tính chất chức năng tốt hơn. Đối với việc khai thác siêu âm các thủy phân protein chức năng từ vỏ trứng gà, độ hòa tan, nhũ hóa, tạo bọt và các thuộc tính giữ nước được cải thiện.
Eggshell màng là một nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào và bao gồm khoảng 64 protein bao gồm loại I, V và X collagen, Lysozyme, osteopontin, và sialoprotein. Điều này làm cho vỏ trứng một nguyên liệu thú vị cho việc chiết xuất protein. Với khai thác siêu âm, việc phát hành protein và chức năng có thể được cải thiện đáng kể kết quả trong một quá trình nhanh chóng, hiệu quả và tiết kiệm.

Ultrasonically hỗ trợ kiềm khai thác

để chiết xuất và solubilise các protein
Đối với việc chiết xuất protein từ màng vỏ trứng, điều trị kiềm siêu âm dẫn đến năng suất protein bị tan gần 100% tổng số protein màng vỏ trứng. Siêu âm cavitation tách protein lớn hơn từ màng vỏ trứng và tạo điều kiện cho sự solubilisation của các hợp chất của nó. Cấu trúc protein và các thuộc tính không bị hư hỏng bởi sonication và vẫn còn nguyên vẹn. Các tính chất chống oxi hóa của các protein là như nhau cho việc điều trị kiềm siêu âm hỗ trợ và khai thác thông thường.

Siêu âm gelatin khai thác

Da bị đông lạnh và không khí khô đã được điều trị bằng các dung giải muối lạnh, kiềm và axit để tách các mô collagen và chiết xuất gelatin bởi biến tính collagen ở 45 ° c trong bốn giờ với điều trị siêu âm điện như là một trợ giúp xử lý. Năng suất gelatin, pH, rõ ràng, sức mạnh gel và tính dẻo viscoelastic cũng như phân bố trọng lượng phân tử được xác định bằng phương pháp PAGE-SDS được đánh giá. Gelatin chiết xuất trong một bồn tắm nước ở 45 ° c trong bốn giờ đã được sử dụng như một điều khiển. Điều trị siêu âm điện tăng năng suất khai thác bằng 11,1% so với kiểm soát trong khi sức mạnh gel giảm 7%. Nhiệt độ gelation cũng thấp hơn trong siêu âm chiết xuất gelatin (4,2 ° c). Hành vi này có liên quan đến sự khác biệt trong phân phối trọng lượng phân tử của cuộn dây polypeptide trong gelatin. Công suất siêu âm khai thác có thể được sử dụng để tăng chiết xuất gelatin từ da cá đông lạnh và khô. (Olson et al. 2005)

hệ thống siêu âm công nghiệp

Hielscher Ultrasonics cung cấp hệ thống siêu âm mạnh mẽ từ phòng thí nghiệm để Bench-Top và quy mô công nghiệp. Để đảm bảo đầu ra chiết xuất tối ưu, sonication đáng tin cậy trong điều kiện đòi hỏi có thể được thực hiện liên tục. Tất cả các bộ vi xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Khuếch đại lên đến 200 μm có thể dễ dàng chạy trong 24/7 hoạt động. Đối với biên độ cao hơn thậm chí, tùy chỉnh siêu âm sonotrodes có sẵn. Mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép 24/7 hoạt động ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi.
Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi hôm nay với yêu cầu quy trình của bạn! Chúng tôi sẽ vui mừng giới thiệu cho bạn một hệ thống siêu âm phù hợp cho quá trình của bạn!

Yêu cầu thêm thông tin

Vui lòng sử dụng mẫu dưới đây, nếu bạn muốn yêu cầu thêm thông tin về đồng nhất bằng siêu âm. Chúng tôi sẽ vui lòng cung cấp cho bạn một hệ thống siêu âm đáp ứng yêu cầu của bạn.










Phân tán siêu âm có sẵn từ các thiết bị cầm tay nhỏ để Bench-Top và hệ thống siêu âm công nghiệp đầy đủ để xử lý khối lượng lớn (bấm vào để phóng to!)

Hielscher của siêu âm homogenizers công suất cao có sẵn cho bất kỳ quy mô quy trình – từ phòng thí nghiệm đến sản xuất.

Văn học / Tài liệu tham khảo

  • Álvarez, Carlos; Lélu, Pauline; Lynch, Sarah A.; Tiwari, Brijesh K. (2018): tối ưu hóa protein phục hồi từ cá thu toàn bộ bằng cách sử dụng tuần tự axit/kiềm điện đồng hóa lượng mưa (ISP) khai thác hỗ trợ bởi siêu âm. Thang LWT – Khoa học thực phẩm và công nghệ Vol. 88, tháng hai 2018. 210-216.
  • Jain, Surangna; Kumar hậu môn, Anil (2016): tối ưu hóa việc khai thác các thủy phân chức năng protein từ vỏ trứng gà (ESM) bằng cách khai thác siêu âm hỗ trợ (UAE) và thủy phân enzym. Thang LWT – Khoa học thực phẩm và công nghệ Vol. 69, tháng sáu 2016. 295-302.
  • Kim, H.K.; Kim, Y.H.; Kim, Y.J.; Công viên, H.J.; Lee, N.H. (2012): tác dụng của siêu âm điều trị trên khai thác collagen từ da của bass biển Lateolabrax japonicus. Khoa học thuỷ sản khối lượng 78, Issue 78; 2013.485-490.
  • Li, Defu; Mu, Changdao; Cai, Sumei; Lin, Ngụy (2016): chiếu xạ siêu âm trong việc chiết xuất enzym collagen. Ultrasonics Sonochemistry khối lượng 16, Issue 5; 2009.605-609.
  • Olson, D.A., Avena Bustillos, R.D., Olsen, CW, Chiou, B., Yee, E., Bower, C.K., Bechtel, P.J., Pan, Z., MC Hugh, T.H. (2005): đánh giá của siêu âm điện như là một trợ giúp xử lý cho khai thác gelatin cá. Cuộc họp tóm tắt số 71C-26. Hội nghị thường niên IFT. Tháng Bảy 2005. New Orleans, LA.
  • Chạy, X.G.; Wang, L.Y. (2014): sử dụng siêu âm và điều trị pepsin trong tandem để khai thác collagen từ ngành công nghiệp thịt của sản phẩm. Tạp chí khoa học thực phẩm và nông nghiệp 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): quá trình chiết xuất collagen. Tạp chí nghiên cứu thực phẩm quốc tế 23 (3), 2016. 913-922.
  • ^ Siritientong, Tippawan; Bonani, Walter; Ở Motta, Antonella; Migliaresi, Claudio; Aramwit, Pornanong (2016): ảnh hưởng của sự căng thẳng của bombyx và thời gian chiết xuất trên các đặc điểm phân tử và sinh học của sericin. Bioscience, công nghệ sinh học, và hóa hóa Vol. 80, ISS. 2, 2016. 241-249.
  • Zeng, J.N.; Giang, B.Q.; Xiao, Z.Q., Li, S.H. (2011): khai thác collagen từ cá vảy với papain dưới siêu âm Pretreatment. Nghiên cứu vật liệu tiên tiến, Volume 366, 2011. 421-424.


Sự kiện đáng biết

Collagen

Collagen là protein cấu trúc chính trong không gian ngoại bào trong các mô liên kết khác nhau trong các cơ quan động vật. Là thành phần chính của mô liên kết, nó là protein dồi dào nhất ở động vật có vú, chiếm từ 25% đến 35% hàm lượng protein toàn thân. Collagen bao gồm các axit amin với nhau để tạo thành ba helices để hình thức của fibrils kéo dài. Số tiền cao nhất của collagen là hiện diện trong các mô xơ như gân, dây chằng và da. Có ba loại collagen được phân biệt:
Loại collagen: cung cấp 90% protein trong da, tóc, móng tay, cơ quan, xương, dây chằng
Loại II collagen: cung cấp 50-60% protein trong sụn, 85-90% collagen trong sụn khớp
Loại III collagen: cung cấp protein để xơ protein trong xương, sụn, dentin, gân, và các mô liên kết khác

Collagen trong cơ thể

Mỗi loại trong ba loại collagen được tạo thành từ các protein khác nhau mà thực hiện các mục đích khác nhau trong cơ thể. Các loại collagen I và III đều là thành phần chính của da, cơ bắp, xương, tóc và móng tay. Chúng được yêu cầu cho sức khỏe, tăng trưởng và xây dựng lại của họ. Các loại collagen II chủ yếu được tìm thấy trong sụn và khớp.
Collagen loại I và III đều chứa 19 axit amin được coi là axit amin thiết yếu. Chúng được sản xuất bởi nguyên bào sợi (tế bào trong mô liên kết) và osteobis (các tế bào làm cho xương). Các protein quan trọng nhất trong loại collagen I và III bao gồm Glycine, proline, alanine, và hydroxyproline. Loại III là một loại protein xơ cứng.
Glycine là axit amin với lượng cao nhất trong collagen. Proline là một acid amin không thiết yếu, có thể được tổng hợp từ Glycine và góp phần vào khớp và gân. Hydroxyproline là một acid amin góp phần vào sự ổn định của collagen. Alanine là một acid amin quan trọng cho việc sinh tổng hợp protein.
Giống như loại I và III, loại II collagen không hình thành fibrils. Mạng lưới fibrillar của collagen là quan trọng trong sụn kể từ được cho phép cho các bẫy của proteoglycans. Hơn nữa, nó cung cấp độ bền kéo để mô.

Nguồn và sử dụng

Collagen là một protein sợi mà là dồi dào hiện nay trong các mô liên kết của động vật có vú, ví dụ như bò, lợn. Hầu hết collagen được chiết xuất
từ da Porcine và xương và từ các nguồn bò. Một nguồn thay thế cho khai thác collagen là cá và gà. Collagen được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, bổ sung chế độ ăn uống, dược phẩm/thuốc, và Mỹ phẩm trong số các sản phẩm khác. Việc khai thác collagen là một doanh nghiệp phát triển từ protein này có thể thay thế các đại lý tổng hợp trong các quá trình công nghiệp khác nhau.