Imọ-ẹrọ olutirasandi Hielscher

Imukuro ati Itọju ti Ultrasonic

The disintegration ti cell ẹya (lysis) nipasẹ ọna ti olutirasandi ti lo fun awọn isediwon ti ninu-cellular agbo tabi fun awọn makirobia inactivation.

Atilẹhin

Ni Maikirobaoloji, olutirasandi ti wa ni nipataki ni nkan ṣe pẹlu cell idalọwọduro (lysis) tabi Disintegration (Allinger 1975). Nigbati sonicating olomi ni ga kikankikan, awọn ohun igbi ti elesin sinu omi media ja ni alternating ga-titẹ (funmorawon) ati-kekere titẹ (rarefaction) waye, pẹlu awọn oṣuwọn da lori awọn igbohunsafẹfẹ.
Nigba kekere-titẹ leekan si, ga-kikankikan ultrasonic igbi ṣẹda awọn kekere igbale nyoju tabi voids ninu omi bibajẹ. Nigbati awọn nyoju ni anfaani a iwọn didun ni ti won le ko to gun fa agbara, nwọn Collapse agbara nigba kan to ga-titẹ leekan si. Yi lasan ti wa ni paati cavitation. Nigba implosion gan ga awọn iwọn otutu (approx. 5,000K) ati mọni (approx. 2,000atm) ti wa ni ami tibile. Awọn implosion ti awọn cavitation nkuta tun àbábọrẹ ni omi Jeti ti soke to 280m / s ere sisa Abajade rirẹ-ologun ya awọn cell apoowe mechanically ki o si mu awọn ohun elo ti gbigbe. Olutirasandi le ni boya iparun tabi kikọ ipa si ẹyin da lori awọn sonication sile oojọ.

Cell disintegration

Labẹ intense sonication ensaemusi tabi awọn ọlọjẹ le ti wa ni tu lati awọn ẹyin tabi subcellular organelles bi kan abajade ti Cell disintegration. Ni idi eyi, awọn yellow lati wa ni tituka sinu kan epo ti wa ni paade ni ohun insoluble be. Ni ibere lati jade o, awọn cell awo gbọdọ wa ni destructed. Cell idalọwọduro ni a kókó ilana, nitori awọn alagbeka odi ká agbara lati withstand ga osmotic titẹ inu. Ti o dara iṣakoso ti alagbeka idalọwọduro wa ni ti beere, lati yago fun ohun unhindered Tu ti gbogbo inuselula awọn ọja pẹlu alagbeka idoti ati nucleic acids, tabi ọja denaturation.
Ultrasonication Sin bi a daradara-controllable ọna fun alagbeka disintegration. Fun eyi, awọn darí ipa ti olutirasandi pese yiyara ati siwaju sii pipe ilaluja ti epo sinu cellular ohun elo ati ki o mu ibi gbigbe. Olutirasandi ṣe aṣeyọri tobi ilaluja ti a epo sinu kan ọgbin àsopọ ati ki o se ibi-gbigbe. Ultrasonic igbi ti o npese cavitation disrupt cell Odi ati ki o dẹrọ awọn Tu ti matrix irinše.

ibi Gbe

Ni gbogbogbo, olutirasandi le ja si a permeabilization ti cell tanna to ions (Mummery 1978), Ati awọn ti o le din selectivity ti awọn sẹẹli tanna significantly. Awọn darí aṣayan iṣẹ ti awọn olutirasandi atilẹyin tan kaakiri ti a nfo sinu àsopọ. Bi olutirasandi fi opin si awọn sẹẹli odi mechanically nipasẹ awọn cavitation rirẹ-ologun, o sise awọn gbigbe lati alagbeka sinu epo. Awọn patiku iwọn idinku nipasẹ awọn ultrasonic cavitation mu ki awọn dada agbegbe ni olubasọrọ laarin awọn ra ati awọn omi alakoso.

Amuaradagba ati henensiamu isediwon

Ni pato awọn isediwon ti ensaemusi ati awọn ọlọjẹ ti fipamọ ni ẹyin ati subcellular patikulu ni a oto ati ki o munadoko ohun elo ti ga-kikankikan olutirasandi (Kim 1989), Bi awọn isediwon ti Organic orisirisi agbo ogun ti o wa ninu laarin ara ti eweko ati irugbin nipasẹ kan epo le ti wa ni significantly dara si. Nitorina olutirasandi ni o ni kan ti o pọju anfaani ni isediwon ati ipinya ti aramada oyi bioactive irinše, e.g. lati ti kii-nlo nipasẹ-ọja ṣiṣan akoso ni isiyi sii lakọkọ. Olutirasandi tun le ran lati teramo awọn ipa ti henensiamu itọju, ati nipa yi din iye ti henensiamu ti nilo tabi mu awọn ikore ti extractable ti o yẹ agbo.

Lipids ati awọn ọlọjẹ

Ultrasonication ni opolopo igba lati mu awọn isediwon ti lipids ati awọn ọlọjẹ lati ọgbin awọn irugbin, gẹgẹ bi awọn soybeans (e.g. iyẹfun tabi defatted soybeans) tabi awọn miiran epo awọn irugbin. Ni idi eyi, awọn iparun ti cell Odi sise ni titẹ (tutu tabi gbona) ki o si nitorina din awọn péye epo tabi sanra ni titẹ akara oyinbo.

Awọn ipa ti lemọlemọfún ultrasonic isediwon si awọn ikore ti dispersed amuaradagba ti a afihan nipa Moulton et al. Awọn sonication pọ si awọn gbigba ti dispersed amuaradagba progressively bi awọn flake / epo ratio yipada lati 1:10 si 1:30. O fihan wipe olutirasandi ni o lagbara lati peptize soy amuaradagba ni fere eyikeyi ti owo losi ati pe awọn sonication agbara ti a beere wà ni asuwon ti, nigbati nipon slurries won ti lo. (Moulton et al. 1982)

Wulo lati: Osan epo lati eso, epo isediwon lati ilẹ eweko, epa, ifipabanilopo, eweko epo (Echinacea), canola, soyi, oka

Ominira ti phenolic orisirisi agbo ogun ati anthocyanins

Ensaemusi, gẹgẹ bi awọn pectinases, cellulases ati hemicellulases wa ni o gbajumo ni lilo ninu oje processing ni ibere lati degrade cell Odi ati ki o mu awọn oje extractability. Awọn idalọwọduro ti awọn sẹẹli odi matrix tun tu irinše, gẹgẹ bi awọn phenolic orisirisi agbo sinu oje. Olutirasandi se ni isediwon ilana ati nitorina le ja si ohun ilosoke ninu awọn phenolic yellow, alkaloids ati oje ikore, commonly osi ninu tẹ akara oyinbo.

Awọn anfani ti ipa ti ultrasonic itọju lori awọn ti ominira ti phenolic orisirisi agbo ogun ati anthocyanins lati eso ajara ati Berry sekondiri, ni pato lati bilberries (Vaccinium myrtillus) Ati dudu currants (Ribes) Sinu oje, ti a yẹwo nipa VTT Imo-, Finland (MAXFUN EU-Project) lilo ohun ultrasonic ero isise UIP2000hd lẹhin ti thawing, mashing ati henensiamu abeabo. Awọn idalọwọduro ti awọn sẹẹli Odi nipa enzymatic itoju (Pectinex BE-3L fun bilberries ati Biopectinase CCM fun dudu currants) ti a dara si nigba ti ni idapo pelu olutirasandi. “US itọju mu awọn fojusi ti phenolic orisirisi agbo ogun ti bilberry oje nipa diẹ ẹ sii ju 15%. […] Awọn ipa ti US (olutirasandi) je diẹ significant pẹlu dudu currants, eyi ti o wa siwaju sii nija berries ni oje processing ju bilberries nitori won ga akoonu ti pectin ati ki o yatọ cell odi faaji. […] Awọn fojusi ti phenolic orisirisi agbo ni oje pọ nipa 15-25% nipa lilo US (olutirasandi) itoju lẹhin henensiamu abeabo.” (Mokkila et al. 2004)

Makirobia ati henensiamu Inactivation

Miirobialu ati idinia eleniamu (itoju), fun apẹẹrẹ ni awọn juices ati awọn saucesi jẹ ohun elo miiran ti olutirasita ni ṣiṣe ounjẹ. Loni, igbala nipasẹ igbega ti otutu fun igba diẹ (Pasteurization) jẹ ṣiṣiṣe ọna ti o wọpọ julọ fun aibikita tabi idamu-ọrọ elenyusi ti o nyorisi igbesi aye to gunju (itoju). Nitori ifihan si iwọn otutu ti o gaju, ọna itanna yii nni awọn alailanfani pupọ fun ọpọlọpọ awọn ọja ounjẹ.
Isejade ti titun oludoti lati ooru-catalyzed aati ati awọn iyipada ti macromolecules bi daradara bi awọn abuku ti ọgbin ati eranko ẹya le din ni a isonu ti didara. Nitorina, gbona itọju le fa undesirable atunse ti ifarako eroja, i.e. sojurigindin, adun, awọ, olfato, ati onje agbara, i.e. vitamin ati awọn ọlọjẹ. Olutirasandi jẹ ẹya daradara ti kii-gbona (pọọku) processing yiyan.

Ooru ti ipilẹṣẹ tibile nipasẹ awọn cavitation ati awọn da awọn ti ipilẹṣẹ le ja si ohun inactivation ti ensaemusi nipa sonication (El'piner 1964). Ni to kekere ipele ti sonication igbekale ati ijẹ ayipada le waye ni ẹyin lai iparun wọn. Awọn aṣayan iṣẹ ti Peroxidase, eyi ti o ti ri ni ọpọlọpọ awọn aise ati unblanched unrẹrẹ ati ẹfọ ati ki o le wa ni paapa ni nkan ṣe pẹlu awọn idagbasoke ti pa-eroja ati browning pigments le ti wa ni dinku substantially nipa lilo awọn olutirasandi. Thermoresistant ensaemusi, gẹgẹ bi awọn lipase ati protease ti withstand olekenka-ga-otutu itoju ati eyi ti o le din awọn didara ati selifu-aye ti ooru-mu wara ati awọn miiran ojojumọ awọn ọja le wa ni inactivated diẹ fe nipasẹ awọn igbakana ohun elo ti awọn olutirasandi, ooru ati titẹ (MTS).

Olutirasandi ti afihan awọn oniwe-o pọju ninu iparun ti ounje-igbe pathogens, bi E.coli, Salmonellae, Ascaris, Giardia, Cryptosporidium cysts, Ati ki o Poliovirus.

Wulo lati: itoju ti Jam, marmalade tabi toppings, e.g. fun icecream, eso juices ati sauces, eran awọn ọja, ifunwara

Synergies ti olutirasandi pẹlu otutu ati Ipa

Ultrasonication ni igba diẹ munadoko nigba ti ni idapo pelu miiran egboogi-makirobia ọna, gẹgẹbi:

  • thermo-sonication, i.e. ooru ati olutirasandi
  • mano-sonication, i.e. titẹ ati olutirasandi
  • mano-thermo-sonication, i.e. titẹ, ooru ati olutirasandi

The Apapo ohun elo ti awọn olutirasandi pẹlu ooru ati / tabi awọn titẹ ti wa ni niyanju fun Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus cereus, Bacillus sterothermophilus, Saccharomyces cerevisiae, ati Aeromonas hydrophila.

ilana Development

Ko miiran ti kii-gbona sii lakọkọ, gẹgẹ bi awọn ga hydrostatic titẹ (HP), fisinuirindigbindigbin erogba oloro (cCO2) ati supercritical erogba oloro (ScCO2) ati ki o ga ina oko isọ (IRANLỌWỌ), olutirasandi le wa ni awọn iṣọrọ idanwo ni lab tabi ibujoko-oke asekale – ti o npese reproducible esi fun asekale-soke. Awọn kikankikan ati awọn cavitation abuda le wa ni awọn iṣọrọ fara si awọn kan pato isediwon ilana lati Àkọlé kan pato afojusun. Titobi ati titẹ le ti wa ni orisirisi ni kan jakejado ibiti o, e.g. lati da awọn julọ agbara daradara isediwon setup. Alakikanju tissues yẹ ki o faragba maceration, lilọ tabi pulverization saju to ultrasonication.

E.coli

Lati gbe awọn kekere oye akojo ti apapo awọn ọlọjẹ fun awọn iwadi ati karakitariasesonu ti won ti ibi-ini, E.coli ni awọn bacterium ti o fẹ. Ìwẹnu afi, e.g. polyhistidine iru, Beta-galactosidase, tabi maltose-abuda
awọn ọlọjẹ, ti wa ni commonly darapo to apapo awọn ọlọjẹ ni ibere lati ṣe wọn separable lati cell ayokuro pẹlu kan ti nw to fun julọ analitikali ti a ni. Ultrasonication laaye lati mu iwọn awọn amuaradagba Tu, ni pato nigbati awọn isejade ikore ni kekere ati lati se itoju be ati aṣayan iṣẹ ti awọn apapo amuaradagba.

The idalọwọduro ti E.coli ẹyin ni ibere lati jade lapapọ Chymosin amuaradagba ti a iwadi nipa Kim ati Zayas.

Saffron isediwon

Saffron ni a mọ bi turari ti o niyelori lori oja ọja agbaye ati pe iyatọ rẹ jẹ eyiti o dara julọ, iyọ inu didun ati awọ awọ ofeefee awọ. Awọn ohun elo turari ni a gba lati igun pupa ti Flower ti Crocus Saffron. Lẹhin gbigbọn, awọn ẹya wọnyi ni a lo bi akoko ti o jẹun ni onjewiwa tabi oluranlowo awọ. Awọn ohun ti o ni agbara ti o lagbara ti awọn esi saffron paapaa lati awọn orisirisi agbo ogun mẹta: crocins, picrocrocin ati safranal.

Kadkhodaee ati Hemmati-Kakhki ti fihan ni a iwadi ti ultrasonication pọ si awọn isediwon ikore significantly ati ki o dinku ni processing akoko ni riro. Ni o daju, esi nipa olutirasandi isediwon wà conspicuously dara ju nipa ibile tutu omi isediwon, eyi ti o ti dabaa nipa ISO. Fun won iwadi, Kadkhodaee ati Hemmati-Kakhki ti lo Hielscher ká ultrasonic ẹrọ UP50H. Ti o dara ju esi ti a ti waye pẹlu pulsed sonication. Eleyi tumo si wipe kukuru polusi arin wà diẹ munadoko ju a lemọlemọfún ultrasonic itọju.

ifoyina

Ni dari awon kikankikan, awọn ohun elo ti olutirasandi to biotransformation ati bakteria le daradara ja ni ohun ti mu dara si bioprocessing, nitori da sile ti ibi igbelaruge ati nitori seto cellular ibi-gbigbe. Awọn ipa ti awọn dari ohun elo ti olutirasandi (20kHz) lori ifoyina ti idaabobo to cholestenone nipa simi ẹyin ti Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (eyi Nocardia erythropolis) Ti a ti yẹwo nipa bar.

Idaabobo + ìwọ2 = Cholest-4-en-3-ọkan + H2O2

Yi eto ni aṣoju ti makirobia awọn ayipada ti sterols ati awọn sitẹriọdu ni wipe awọn sobusitireti ati awọn ọja ba wa ni omi insoluble okele. Nitorina, yi eto jẹ dipo oto ni pe mejeji awọn ẹyin ati awọn okele le jẹ koko ọrọ si awọn ipa ti olutirasandi (Pẹpẹ, 1987). Ni a to kekere ultrasonic kikankikan eyi ti pa awọn igbekale iyege ti awọn ẹyin ati muduro wọn ijẹ-ṣiṣe, Bar woye a significant ẹya ninu awọn kainetik awọn ošuwọn ti awọn biotransformation ni makirobia slurries ti 1.0 ati 2.5 g / L idaabobo nigbati sonicated fun 5s gbogbo 10mn pẹlu a agbara o wu wa ti 0.2W / cm². Olutirasandi fihan ko si ipa lori enzymatic ifoyina ti idaabobo (2.5g / L) nipa idaabobo oxidase.

advantageous Technology

Awọn iṣamulo ti ultrasonic cavitation fun isediwon ati ounje itoju jẹ titun kan alagbara processing ọna ẹrọ ti ko le nikan wa ni gbẹyin lailewu ati ayika ore sugbon o tun daradara ati aje. Awọn homogenizing ati toju ipa le wa ni awọn iṣọrọ lo fun eso juices ati purees (e.g. osan, apple, eso girepufurutu, Mango, eso ajara, toṣokunkun) bi daradara bi fun Ewebe sauces ati awọn Obe, bi tomati obe tabi Asparagus bimo.

Beere Alaye siwaju sii!

Jọwọ lo awọn fọọmu isalẹ, ti o ba fẹ lati beere afikun alaye nipa lilo awọn olutirasandi fun awọn isediwon ati itoju.









Jọwọ ṣe akiyesi wa Ìpamọ Afihan.


Iwe iwe

Allinger, H. (1975): American yàrá, 7 (10), 75 (1975).

Pẹpẹ, R. (1987): Olutirasandi mu Bioprocesses, Ni: Imo-ati Engineering, Vol. 32, PP. 655-663 (1987).

El'piner, S.I. (1964): Olutirasandi: Ti ara, Chemical, ati Biological ti yóogba (Consultants Bureau, New York, 1964), 53-78.

Kadkhodaee, R .; Hemmati-Kakhki, A .: Ultrasonic isediwon ti Iroyin agbo lati Saffron, ni: Internet ikede.

Kim, S. M. ati Zayas, J.F. (1989): Processing paramita ti chymosin isediwon nipa olutirasandi; ni J. Food Sci. 54: 700.

Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Apapọ agbara olutirasandi pẹlu ensaemusi ni Berry oje processing, Ni: 2nd Int. Conf. Biocatalysis of Food ati mimu, 19-22.9.2004, Stuttgart, Germany.

Moulton, KJ, Wang, LC (1982): A Pilot-ọgbin Study of Lemọlemọfún Ultrasonic isediwon ti Soybean Amuaradagba, ni: Journal of Food Science, iwọn didun 47, 1982.

Mummery, CL (1978): Awọn ipa ti olutirasandi lori fibroblasts ni fitiro, ni: Ph.D. Lori eko, University of London, London, England, 1978.