Khai thác Collagen siêu âm

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

Hiệu ứng siêu âm trên khai thác 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 khai thác, sonochemistry, v.v. Việc khai thác (còn được gọi là cách ly collagen) của collagen có thể được cải thiện đáng kể bằng cách điều trị bằng siêu âm. Sonication hỗ trợ trong quá trình phân tách chất nền collagen, mở ra các sợi collagen, do đó thủy phân enzyme hoặc điều trị axit được tạo điều kiện.

Ultrasonically hỗ trợ enzym khai thác

Sonication được biết đến với khả năng tăng hoạt động của enzyme. Hiệu ứng này dựa trên sự phân tán siêu âm và deagglomeration của các tập hợp pepsin. Các enzyme phân tán đồng nhất cung cấp một bề mặt tăng lên để chuyển khối lượng, tương quan với hoạt động của enzyme cao hơn. Hơn nữa, sóng siêu âm mạnh mẽ mở ra các sợi collagen để collagen được giải phóng.

Khai thác siêu âm Pepsin: Pepsin kết hợp ultrasonication làm tăng năng suất collagen lên đến khoảng 124% và rút ngắn đáng kể thời gian khai thác so với thủy phân pepsin thông thường. Phân tích lưỡng sắc 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 và cộng sự 2009) Điều này làm cho việc khai thác pepsin hỗ trợ siêu âm rất thực tế cho ngành công nghiệp thực phẩm cung cấp tỷ lệ phục hồi protein tăng trong thời gian chế biến ngắn hơn đáng kể.

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

Khai thác siêu âm Papain: Collagen từ vảy cá có thể được chiết xuất hiệu quả bằng cách thủy phân papain kết hợp với tiền xử lý siêu âm. Đối với việc khai thác siêu âm-papain 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 là 4 phút, tỷ lệ papain với vảy cá 4%, nhiệt độ 60 ° C và tổng thời gian khai thác là 5h. Trong những điều kiện tối ưu này, tỷ lệ chiết xuất collagen đạt 90,7%. (Giang và cộng sự 2011)

Ultrasonically hỗ trợ khai thác axit

Trong một nghiên cứu của Kim et al. (2012), việc chiết xuất collagen tan trong axit từ da của cá vược Nhật Bản (Lateolabrax japonicus) cho thấy năng suất tăng và giảm thời gian khai thác sau khi xử lý siêu âm ở tần số 20 kHz trong axit axetic 0,5 M. Khai thác bằng siêu âm không làm thay đổi các thành phần chính của collagen, cụ thể hơn là chuỗi α1, α2 và β.

Khai thác siêu âm protein từ vỏ trứng

Thủy phân enzyme được xử lý trước siêu âm có đặc tính chức năng tốt hơn. Đối với việc khai thác siêu âm các chất thủy phân protein chức năng từ vỏ trứng gà, độ hòa tan, nhũ hóa, tạo bọt và giữ nước được cải thiện.
Màng vỏ trứng là một nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và bao gồm khoảng 64 protein bao gồm collagen loại I, V và X, lysozyme, osteopontin và sialoprotein. Điều này làm cho vỏ trứng trở thành một nguyên liệu thô thú vị để chiết xuất protein. Với khai thác siêu âm, việc phát hành protein và chức năng có thể được cải thiện đáng kể dẫn đến một quá trình nhanh chóng, hiệu quả và kinh tế.

Ultrasonically hỗ trợ kiềm khai thác

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

Khai thác Gelatin siêu âm

Da cá minh thái đông lạnh và sấy khô trong không khí được xử lý bằng dung dịch nước muối lạnh, kiềm và axit để tách mô collagen và chiết xuất gelatin bằng cách biến tính collagen ở 45 ° C trong bốn giờ với điều trị siêu âm điện như một chất hỗ trợ xử lý. Năng suất gelatin, pH, độ trong, độ bền gel và tính chất đàn hồi nhớt cũng như phân bố trọng lượng phân tử được xác định bằng phương pháp PAGE-SDS đã được đánh giá. Gelatin chiết xuất trong bồn nước ở 45 ° C trong bốn giờ được sử dụng như một đối chứng. Điều trị siêu âm điện làm tăng năng suất chiết xuất lên 11,1% so với đối chứng trong khi độ bền gel giảm 7%. Nhiệt độ gel hóa cũng thấp hơn trong gelatin chiết xuất siêu âm (4,2 ° C). Hành vi này có liên quan đến sự khác biệt trong phân bố trọng lượng phân tử của cuộn dây polypeptide trong gelatin. Khai thác siêu âm điện có thể được sử dụng để tăng khai thác gelatin từ da cá đông lạnh và không khí. (Olson và cộng sự 2005)

Hệ thống siêu âm công nghiệp

Hielscher Ultrasonics cung cấp hệ thống siêu âm mạnh mẽ từ phòng thí nghiệm đến băng ghế dự bị và quy mô công nghiệp. Để đảm bảo đầu ra khai thác 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. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.
Vui lòng liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay với các 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!