الموجات فوق الصوتية في الصناعات الغذائية
صناعة المواد الغذائية وكذلك صناعة الأدوية توفير إمكانيات متعددة لاستخدام ultrasonics.
Hielscher المعالجات بالموجات فوق الصوتية التي تستخدم في صناعة المواد الغذائية من أجل
انحلال الخلايا
بالموجات فوق الصوتية تفكك خلية الهياكل
Ultrasonication هو وسيلة فعالة لكسر هياكل الخلية. وهذا التأثير يمكن أن تستخدم لاستخراج مواد داخل الخلايا ، مثل النشا من المصفوفة الخلية.
Ultrasonication يولد بالتناوب الضغط العالي والمنخفض في موجات ضغط السائل تتعرض لها. خلال دورة الضغط المنخفض ، والموجات فوق الصوتية خلق فراغ الفقاعات الصغيرة في السائل أن انهيار بعنف خلال دورة عالية الضغط. تسمى هذه الظاهرة التجويف. على من يتسبب في انهيار فقاعة التجويف قوي القص الهيدرودينامية القوات.
ويمكن للقوى القص تتفكك ليفية ، المادة السليلوزية إلى الجسيمات الدقيقة وكسر جدران هيكل الخلية. هذا إفراج عن المزيد من داخل المواد الخلوية، مثل النشا أو السكر في السائل. بالإضافة إلى أن الخلية الجدار المادي ويجري تقسيمها إلى الحطام الصغيرة.
وهذا التأثير يمكن أن تستخدم ل التخمر، الهضم عمليات التحويل وغيرها من المواد العضوية. بعد الطحن والجرش ، ultrasonication يجعل أكثر من داخل المواد الخلوية مثل النشا فضلا عن الحطام جدار الخلية المتاحة للأنزيمات التي تحول النشا إلى سكريات. فإنه أيضا زيادة مساحة السطح يتعرض لأنزيمات خلال تسييل أو saccharification. هذا لا عادة زيادة سرعة والغلة التخمر الخميرة وعمليات التحويل الأخرى ، على سبيل المثال إلى زيادة انتاج الايثانول من الكتلة الحيوية.
بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تفكك بسهولة اختبارها في أي نطاق:
مقياس لمختبر ل1mL تقريبا. 5L
على سبيل المثال UP400S مع 22mm sonotrode
المقعد العلوي في نطاق تقريبا. من 0.1 إلى 20L/min
على سبيل المثال UIP1000hd مع 34mm sonotrode وflowcell
الإنتاج على نطاق ابتداء من الساعة 20L/min
على سبيل المثال UIP4000 أو UIP16000
تفكك هياكل الخلية (تحلل) عن طريق الموجات فوق الصوتية يستخدم لاستخراج داخل المركبات الخلوية من أجل تعطيل الميكروبية.
[COLOR=“RoyalBlue”][SIZE=“4”][B]في علم الأحياء المجهرية ، الموجات فوق الصوتية هو في المقام الأول المقترنة تمزيق الخلايا (تحلل) أو التفكك (Allinger 1975). عندما sonicating السوائل في كثافات عالية ، والموجات الصوتية التي تنتشر في السائل بالتناوب في وسائل الإعلام نتيجة الضغط العالي (ضغط) ، والضغط المنخفض (خلخلة) دورات ، مع معدلات اعتمادا على التردد. خلال دورة الضغط المنخفض ، وارتفاع كثافة الموجات فوق الصوتية خلق فراغ فقاعات صغيرة أو فراغات في السائل. عند بلوغ حجم فقاعات في التي لم تعد قادرة على استيعاب الطاقة ، وأنها تنهار بعنف خلال دورة عالية الضغط. هذه الظاهرة تسمى التجويف. الانجاز خلال درجات حرارة عالية جدا (ما يقارب 5،000 ك) والضغوط (حوالي 2،000 أجهزة الصراف الآلي) التي تم التوصل إليها محليا. وانهيار فقاعة التجويف أيضا نتائج سائلة في الطائرات لمدة تصل إلى 280m / ق velocity.The الناتجة قوى القص كسر المغلف الخلية وتحسين آلية لنقل المواد. الموجات فوق الصوتية يمكن أن يكون لها آثار إما مدمرة أو بناء لخلايا اعتمادا على المعلمات sonication المستخدمة.
خلية التفكك
تحت الانزيمات sonication مكثفة أو البروتينات يمكن أن تنطلق من الخلايا أو العضيات التحت خلوية نتيجة تفكك خلية. في هذه الحالة ، ومجمع ليتم حله في المذيبات المغلقة في بنية غير قابلة للذوبان. من أجل انتزاع ذلك ، يجب أن دمر تكون غشاء الخلية. تعطيل الخلية هي عملية حساسة ، وذلك لأن جدار الخلية قدرة على تحمل ارتفاع الضغط الأوسمي الداخل. حسن السيطرة على تعطيل الخلية هو مطلوب ، لتجنب الافراج دون عوائق لجميع المنتجات بما في ذلك الحطام خلية داخل الخلايا والأحماض النووية ، أو denaturation المنتج. Ultrasonication بمثابة وسيلة جيدة للتحكم عن تفكك الخلية. لهذا ، فإن آثار الميكانيكية الموجات فوق الصوتية على نحو أسرع وأكثر اكتمالا تغلغل في المذيبات والمواد الخلوية تحسين نقل الجماعي. الموجات فوق الصوتية يحقق قدرا أكبر من التغلغل في كمذيب في الأنسجة النباتية ويحسن من نقل الجماعي. توليد الموجات فوق الصوتية التجويف تعطيل جدران الخلايا وتيسير الإفراج عن عناصر المصفوفة.
نقل الجماعي
بصفة عامة ، يمكن أن الموجات فوق الصوتية يؤدي إلى permeabilization أغشية الخلايا إلى أيونات (التمثيل الصامت 1978) ، وأنها يمكن أن تقلل من الانتقائية في أغشية الخلايا بشكل كبير. النشاط الميكانيكي للموجات فوق الصوتية وتؤيد نشر المذيبات في الأنسجة. والموجات فوق الصوتية يكسر جدار الخلية ميكانيكيا من التجويف قوى القص ، تسهل نقل من زنزانة في المذيبات. وحجم الجسيمات الحد من التجويف بالموجات فوق الصوتية يزيد من مساحة السطح في الاتصال بين الصلبة والسائلة.
استخراج البروتين وأنزيم
ولا سيما في مجال استخراج والانزيمات والبروتينات المخزنة في الخلايا والجزيئات التحت خلوية هو تطبيق فريدة وفعالة للموجات فوق الصوتية عالية الكثافة (كيم 1989) ، واستخلاص المركبات العضوية الواردة داخل الجسم من النباتات والبذور بواسطة مذيب يمكن أن تحسن بشكل كبير. ولذلك بالموجات فوق الصوتية لديه فائدة محتملة في استخراج وبمعزل عن رواية يحتمل أن تكون المكونات النشطة بيولوجيا ، على سبيل المثال من عدم استخدامها من قبل تيارات المنتجات التي تشكلت في العمليات الحالية. الموجات فوق الصوتية يمكن أن يساعد أيضا على تكثيف آثار العلاج الانزيم ، وهذا من تقليل كمية الانزيم اللازمة أو زيادة الغلة من المركبات ذات الصلة استخراجها.
الدهون والبروتينات
Ultrasonication وغالبا ما تستخدم لتحسين استخلاص الدهون والبروتينات من بذور النباتات ، مثل فول الصويا (مثل فول الصويا منزوع الدهن او الطحين) أو البذور الزيتية الأخرى. في هذه الحالة ، وتدمير جدران الخلايا يسهل الضغط (الباردة أو الساخنة) ، وبالتالي يقلل من النفط المتبقي أو الدهون في كعكة الملحة.
تأثير استخراج بالموجات فوق الصوتية المتواصل لمحصول فرقت البروتين تجلى مولتون وآخرون. وsonication زيادة انتعاش فرقت البروتين تدريجيا كما تقشر / نسبة المذيبات تغيرت 1:10 حتي 1:30. كما أظهر أن الموجات فوق الصوتية قادرة على peptize بروتين الصويا تقريبا في أي الإنتاجية والتجارية أن الطاقة المطلوبة sonication كان في أدنى مستوياته ، وعندما كانت تستخدم عجائن سمكا. (مولتون وآخرون. 1982)
ينطبق على : زيت الليمون من الفواكه واستخراج النفط من الأرض الخردل ، الفول السوداني ، والاغتصاب ، وعشب النفط (إشنسا) والكانولا وفول الصويا والذرة
التحرر من مركبات فينولية ، وانثوكيانينس
الإنزيمات ، مثل pectinases ، السيلولوز hemicellulases على نطاق واسع وتستخدم في تجهيز عصير لكي تتحلل جدران الخلايا وتحسين عصير extractability. تعطل جدار الخلية المصفوفة أيضا نشرات المكونات ، مثل المركبات الفينولية في العصير. الموجات فوق الصوتية يحسن عملية الاستخراج ، وبالتالي يمكن أن يؤدي إلى زيادة في مجمع الفينولية ، وقلويدات والعائد عصير ، اليسار عموما في كعكة الصحافة.
الآثار المفيدة للعلاج بالموجات فوق الصوتية على تحرير مركبات فينولية ، والانثوسيانين من العنب والتوت مصفوفة ، ولا سيما من التوت)فاكسينيوم myrtillusوالكشمش الاسود)ريبس nigrum(في العصير ، وجرى التحقيق من قبل المسجل ببراءة التكنولوجيا الحيوية ، وفنلندا (MAXFUN بين الاتحاد الأوروبي والمشروع) باستخدام بالموجات فوق الصوتية المعالج UIP2000hd بعد ذوبان الجليد ، ويهرس حضانة الانزيم. تعطل جدر الخلايا المعالجة الأنزيمية (Pectinex يتعين - 3L لالتوت وBiopectinase بالدولة لتيارات السوداء) وتحسنت عندما يقترن يعزز بالموجات فوق الصوتية. “معاملة الولايات المتحدة زيادة تركيز مركبات فينولية من عصير التوت من قبل أكثر من 15 ٪. […]إن نفوذ الولايات المتحدة (الموجات فوق الصوتية) كان أكثر أهمية مع الكشمش الاسود ، التي هي أكثر صعوبة في تجهيز عصير التوت من التوت بسبب محتوى عال من البكتين ومختلف جدار الخلية الهندسة المعمارية. […]تركيز المركبات الفينولية في عصير بنسبة 15-25 ٪ عن طريق استخدام الولايات المتحدة (الموجات فوق الصوتية) في العلاج بعد حضانة الانزيم.”(Mokkila وآخرون. 2004)
الميكروبية وأنزيم التعطيل
الميكروبية وتعطيل انزيم (المحافظة) ، على سبيل المثال في عصائر الفواكه والصلصات هو تطبيق آخر من الموجات فوق الصوتية في تجهيز الأغذية. اليوم ، عن طريق الحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة لفترات قصيرة من الوقت (البسترة) لا تزال هي الأكثر شيوعا لمعالجة الأسلوب إهماد الجرثومية أو الانزيم الذي يؤدي إلى شلف الحياة (المحافظة). وبسبب التعرض لدرجات الحرارة العالية ، وهذه الطريقة الحرارية في كثير من الأحيان بالنسبة للمنتجات الغذائية سلبيات كثيرة. انتاج مواد جديدة من حرارة تحفيز ردود الفعل والتعديل من الجزيئات فضلا عن تشوه هياكل النباتية والحيوانية قد يقلل في أي ضياع في الجودة. ولذلك ، يمكن أن المعالجة الحرارية يؤدي إلى تغييرات غير مرغوب فيه من الصفات الحسية ، أي الملمس والمذاق واللون والرائحة ، وصفات غذائية ، أي الفيتامينات والبروتينات. الموجات فوق الصوتية هو عدم الكفاءة الحرارية (الحد الأدنى) تجهيز البديل.
الحرارة المتولدة محليا من قبل الراديكاليين التجويف وخلق يمكن ان يؤدي الى تعطيل الأنزيمات التي sonication (El’piner 1964). عند مستويات منخفضة بما فيه الكفاية من sonication الهيكلي والتمثيل الغذائي يمكن أن تحدث تغييرات في الخلايا من دون تدميرها. نشاط البيروكسيديز ، وهي موجودة في معظم unblanched الخام والخضر والفاكهة ، ويمكن أن يرتبط بها ولا سيما مع تطور خارج نكهات وأصباغ إنضاج يمكن خفضها بدرجة كبيرة عن طريق استخدام الموجات فوق الصوتية. Thermoresistant الإنزيمات ، مثل الليباز والبروتياز التي تحمل فائقة الحرارة العلاج والتي يمكن أن تقلل من جودة والعمر الافتراضي للمعالجة بالحرارة الحليب ومنتجات الألبان الأخرى يمكن أن يكون المعطل على نحو أكثر فعالية من قبل التطبيق المتزامن للموجات فوق الصوتية ، والحرارة والضغط (النظام التجاري المتعدد الأطراف).
الموجات فوق الصوتية قد أثبتت قدرتها في تدمير مسببات الأمراض المنقولة بالأغذية ، مثل e.coli، Salmonellae، الاسكاريس، Giargia، الكريبتوسبوريديوم الخراجات، وشلل الأطفال.
ينطبق على : الحفاظ على مربى البرتقال أو الطبقة ، على سبيل المثال للمثلجات ، عصائر الفاكهة والصلصات ومنتجات اللحوم والألبان
التآزر من الموجات فوق الصوتية مع ارتفاع درجات الحرارة والضغط
Ultrasonication غالبا ما تكون أكثر فعالية عندما يقترن الأخرى المناهضة للطرق جرثومية ، مثل :
الحرارية sonication ، أي الحرارة والموجات فوق الصوتية
مانو - sonication ، أي ضغط والموجات فوق الصوتية
مانو - الحرارية sonication ، أي الضغط والحرارة والموجات فوق الصوتية
الجمع بين استخدام الموجات فوق الصوتية مع الحرارة و / أو ضغط يوصى subtilis عصيات ، coagulans عصيات ، cereus عصيات ، sterothermophilus عصيات ، استرجاع كيريفيسياي ، وإنحلال hydrophila.
عملية التنمية
خلافا لغيرها من العمليات الحرارية ، مثل ارتفاع الضغط الهيدروليكي (إتش بي) ، مضغوط ثاني أكسيد الكربون (cCO2) فائقة الدقة وثاني أكسيد الكربون (ScCO2) وارتفاع نبضات الحقل الكهربائي (مساعدة) ، الموجات فوق الصوتية يمكن أن يكون من السهل اختبارها في المختبر أو البدلاء النطاق العلوي – توليد النتائج لاستنساخه على نطاق المتابعة. ويمكن أن كثافة والخصائص التجويف يكون من السهل تكييفها وفقا لعملية استخراج محددة لاستهداف أهداف محددة. السعة وضغط يمكن أن تختلف في نطاق واسع ، على سبيل المثال لتحديد أكثر كفاءة في استخدام الطاقة استخراج الإعداد. الأنسجة صعبة ينبغي أن تخضع التعطين أو الطحن أو نضح قبل ultrasonication.
e.coli
لانتاج كميات صغيرة من بروتينات المؤتلف للدراسة وتوصيف خصائصها البيولوجية ، e.coli هو جرثومة في الاختيار. تنقية السمات ، مثل ذيل polyhistidine ، بيتا galactosidase ، أو المالتوز بروتينات ملزمة ، وعادة ما انضم إلى البروتينات المؤتلف بغية جعلها تنفصل عن مقتطفات الخلية مع نقاء كافية لمعظم الأغراض التحليلية. Ultrasonication يسمح لتعظيم الافراج عن البروتين ، وبخاصة عندما يكون المحصول وانخفاض الإنتاج للحفاظ على بنية ونشاط البروتين المؤتلف.
تعطل e.coli خلايا لاستخراج البروتين الكلي ، Chymosin استخراج كان يدرسها كيم وزاياس.
الأكسدة
في كثافات تسيطر عليها ، قد طلب من الموجات فوق الصوتية لأحيائي والتخمير بشكل جيد يؤدي إلى تعزيز التجهيز البيولوجي ، وذلك بسبب الآثار الناجمة البيولوجية ونظرا لتسهيل نقل الجماعي الخلوية. تأثير تطبيق رقابة الموجات فوق الصوتية (20kHz) على أكسدة الكولسترول لcholestenone من الراحة للخلايا Rhodococcus erythropolis 25544 آي تي سي سي) سابقا النوكارديا erythropolis(تم التحقيق فيها من قبل شريط.
- يا الكولسترول2 = cholest - 4 - أون - 3 - احدة + ه2يا2
هذا النظام هو نموذجي من التحولات الميكروبية الجامدة والمنشطات في أن الركازة ومنتجات مواد صلبة غير قابلة للذوبان في الماء. ولذلك ، فإن هذا النظام بل هي فريدة من نوعها في أن كلا من الخلايا والمواد الصلبة يمكن أن تخضع لتأثير الموجات فوق الصوتية)شريط ، 1987). في كثافة منخفضة بما يكفي بالموجات فوق الصوتية التي تحافظ على السلامة الهيكلية للخلايا والحفاظ على النشاط الأيضي ، بار وحظ وجود زيادة كبيرة في معدلات الحركية للأحيائي في عجائن الميكروبية من 1.0 و 2.5 غرام / لتر الكولسترول عند sonicated ل5s مع كل 10mn لانتاج الطاقة من 0.2W/cm ². الموجات فوق الصوتية لم يظهر أي تأثير على الأكسدة الإنزيمية من الكوليسترول (2.5g / لتر) من أوكسيديز الكولسترول.
مزايا التكنولوجيا
الاستفادة من التجويف بالموجات فوق الصوتية لاستخراج وحفظ الأغذية هو جديد وقوي تجهيز التكنولوجيا التي لا يمكن إلا أن تطبق بصورة آمنة وصديقة للبيئة ولكنها أيضا فعالة واقتصادية. ويمكن الحفاظ على التجانس وتأثير استخدامها بسهولة لعصائر الفواكه والأطعمة المهروسة (مثل البرتقال والتفاح والجريب فروت والمانجو والعنب والبرقوق) فضلا عن الخضار والحساء والصلصات ، مثل صلصة الطماطم أو حساء الهليون.
[/b][/size][/color]
تفكك هياكل الخلية (تحلل) عن طريق الموجات فوق الصوتية يستخدم لاستخراج داخل المركبات الخلوية من أجل تعطيل الميكروبية.
[COLOR=“RoyalBlue”][SIZE=“4”][B]في علم الأحياء المجهرية ، الموجات فوق الصوتية هو في المقام الأول المقترنة تمزيق الخلايا (تحلل) أو التفكك (Allinger 1975). عندما sonicating السوائل في كثافات عالية ، والموجات الصوتية التي تنتشر في السائل بالتناوب في وسائل الإعلام نتيجة الضغط العالي (ضغط) ، والضغط المنخفض (خلخلة) دورات ، مع معدلات اعتمادا على التردد. خلال دورة الضغط المنخفض ، وارتفاع كثافة الموجات فوق الصوتية خلق فراغ فقاعات صغيرة أو فراغات في السائل. عند بلوغ حجم فقاعات في التي لم تعد قادرة على استيعاب الطاقة ، وأنها تنهار بعنف خلال دورة عالية الضغط. هذه الظاهرة تسمى التجويف. الانجاز خلال درجات حرارة عالية جدا (ما يقارب 5،000 ك) والضغوط (حوالي 2،000 أجهزة الصراف الآلي) التي تم التوصل إليها محليا. وانهيار فقاعة التجويف أيضا نتائج سائلة في الطائرات لمدة تصل إلى 280m / ق velocity.The الناتجة قوى القص كسر المغلف الخلية وتحسين آلية لنقل المواد. الموجات فوق الصوتية يمكن أن يكون لها آثار إما مدمرة أو بناء لخلايا اعتمادا على المعلمات sonication المستخدمة.
خلية التفكك
تحت الانزيمات sonication مكثفة أو البروتينات يمكن أن تنطلق من الخلايا أو العضيات التحت خلوية نتيجة تفكك خلية. في هذه الحالة ، ومجمع ليتم حله في المذيبات المغلقة في بنية غير قابلة للذوبان. من أجل انتزاع ذلك ، يجب أن دمر تكون غشاء الخلية. تعطيل الخلية هي عملية حساسة ، وذلك لأن جدار الخلية قدرة على تحمل ارتفاع الضغط الأوسمي الداخل. حسن السيطرة على تعطيل الخلية هو مطلوب ، لتجنب الافراج دون عوائق لجميع المنتجات بما في ذلك الحطام خلية داخل الخلايا والأحماض النووية ، أو denaturation المنتج. Ultrasonication بمثابة وسيلة جيدة للتحكم عن تفكك الخلية. لهذا ، فإن آثار الميكانيكية الموجات فوق الصوتية على نحو أسرع وأكثر اكتمالا تغلغل في المذيبات والمواد الخلوية تحسين نقل الجماعي. الموجات فوق الصوتية يحقق قدرا أكبر من التغلغل في كمذيب في الأنسجة النباتية ويحسن من نقل الجماعي. توليد الموجات فوق الصوتية التجويف تعطيل جدران الخلايا وتيسير الإفراج عن عناصر المصفوفة.
نقل الجماعي
بصفة عامة ، يمكن أن الموجات فوق الصوتية يؤدي إلى permeabilization أغشية الخلايا إلى أيونات (التمثيل الصامت 1978) ، وأنها يمكن أن تقلل من الانتقائية في أغشية الخلايا بشكل كبير. النشاط الميكانيكي للموجات فوق الصوتية وتؤيد نشر المذيبات في الأنسجة. والموجات فوق الصوتية يكسر جدار الخلية ميكانيكيا من التجويف قوى القص ، تسهل نقل من زنزانة في المذيبات. وحجم الجسيمات الحد من التجويف بالموجات فوق الصوتية يزيد من مساحة السطح في الاتصال بين الصلبة والسائلة.
استخراج البروتين وأنزيم
ولا سيما في مجال استخراج والانزيمات والبروتينات المخزنة في الخلايا والجزيئات التحت خلوية هو تطبيق فريدة وفعالة للموجات فوق الصوتية عالية الكثافة (كيم 1989) ، واستخلاص المركبات العضوية الواردة داخل الجسم من النباتات والبذور بواسطة مذيب يمكن أن تحسن بشكل كبير. ولذلك بالموجات فوق الصوتية لديه فائدة محتملة في استخراج وبمعزل عن رواية يحتمل أن تكون المكونات النشطة بيولوجيا ، على سبيل المثال من عدم استخدامها من قبل تيارات المنتجات التي تشكلت في العمليات الحالية. الموجات فوق الصوتية يمكن أن يساعد أيضا على تكثيف آثار العلاج الانزيم ، وهذا من تقليل كمية الانزيم اللازمة أو زيادة الغلة من المركبات ذات الصلة استخراجها.
الدهون والبروتينات
Ultrasonication وغالبا ما تستخدم لتحسين استخلاص الدهون والبروتينات من بذور النباتات ، مثل فول الصويا (مثل فول الصويا منزوع الدهن او الطحين) أو البذور الزيتية الأخرى. في هذه الحالة ، وتدمير جدران الخلايا يسهل الضغط (الباردة أو الساخنة) ، وبالتالي يقلل من النفط المتبقي أو الدهون في كعكة الملحة.
تأثير استخراج بالموجات فوق الصوتية المتواصل لمحصول فرقت البروتين تجلى مولتون وآخرون. وsonication زيادة انتعاش فرقت البروتين تدريجيا كما تقشر / نسبة المذيبات تغيرت 1:10 حتي 1:30. كما أظهر أن الموجات فوق الصوتية قادرة على peptize بروتين الصويا تقريبا في أي الإنتاجية والتجارية أن الطاقة المطلوبة sonication كان في أدنى مستوياته ، وعندما كانت تستخدم عجائن سمكا. (مولتون وآخرون. 1982)
ينطبق على : زيت الليمون من الفواكه واستخراج النفط من الأرض الخردل ، الفول السوداني ، والاغتصاب ، وعشب النفط (إشنسا) والكانولا وفول الصويا والذرة
التحرر من مركبات فينولية ، وانثوكيانينس
الإنزيمات ، مثل pectinases ، السيلولوز hemicellulases على نطاق واسع وتستخدم في تجهيز عصير لكي تتحلل جدران الخلايا وتحسين عصير extractability. تعطل جدار الخلية المصفوفة أيضا نشرات المكونات ، مثل المركبات الفينولية في العصير. الموجات فوق الصوتية يحسن عملية الاستخراج ، وبالتالي يمكن أن يؤدي إلى زيادة في مجمع الفينولية ، وقلويدات والعائد عصير ، اليسار عموما في كعكة الصحافة.
الآثار المفيدة للعلاج بالموجات فوق الصوتية على تحرير مركبات فينولية ، والانثوسيانين من العنب والتوت مصفوفة ، ولا سيما من التوت)فاكسينيوم myrtillusوالكشمش الاسود)ريبس nigrum(في العصير ، وجرى التحقيق من قبل المسجل ببراءة التكنولوجيا الحيوية ، وفنلندا (MAXFUN بين الاتحاد الأوروبي والمشروع) باستخدام بالموجات فوق الصوتية المعالج UIP2000hd بعد ذوبان الجليد ، ويهرس حضانة الانزيم. تعطل جدر الخلايا المعالجة الأنزيمية (Pectinex يتعين - 3L لالتوت وBiopectinase بالدولة لتيارات السوداء) وتحسنت عندما يقترن يعزز بالموجات فوق الصوتية. “معاملة الولايات المتحدة زيادة تركيز مركبات فينولية من عصير التوت من قبل أكثر من 15 ٪. […]إن نفوذ الولايات المتحدة (الموجات فوق الصوتية) كان أكثر أهمية مع الكشمش الاسود ، التي هي أكثر صعوبة في تجهيز عصير التوت من التوت بسبب محتوى عال من البكتين ومختلف جدار الخلية الهندسة المعمارية. […]تركيز المركبات الفينولية في عصير بنسبة 15-25 ٪ عن طريق استخدام الولايات المتحدة (الموجات فوق الصوتية) في العلاج بعد حضانة الانزيم.”(Mokkila وآخرون. 2004)
الميكروبية وأنزيم التعطيل
الميكروبية وتعطيل انزيم (المحافظة) ، على سبيل المثال في عصائر الفواكه والصلصات هو تطبيق آخر من الموجات فوق الصوتية في تجهيز الأغذية. اليوم ، عن طريق الحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة لفترات قصيرة من الوقت (البسترة) لا تزال هي الأكثر شيوعا لمعالجة الأسلوب إهماد الجرثومية أو الانزيم الذي يؤدي إلى شلف الحياة (المحافظة). وبسبب التعرض لدرجات الحرارة العالية ، وهذه الطريقة الحرارية في كثير من الأحيان بالنسبة للمنتجات الغذائية سلبيات كثيرة. انتاج مواد جديدة من حرارة تحفيز ردود الفعل والتعديل من الجزيئات فضلا عن تشوه هياكل النباتية والحيوانية قد يقلل في أي ضياع في الجودة. ولذلك ، يمكن أن المعالجة الحرارية يؤدي إلى تغييرات غير مرغوب فيه من الصفات الحسية ، أي الملمس والمذاق واللون والرائحة ، وصفات غذائية ، أي الفيتامينات والبروتينات. الموجات فوق الصوتية هو عدم الكفاءة الحرارية (الحد الأدنى) تجهيز البديل.
الحرارة المتولدة محليا من قبل الراديكاليين التجويف وخلق يمكن ان يؤدي الى تعطيل الأنزيمات التي sonication (El’piner 1964). عند مستويات منخفضة بما فيه الكفاية من sonication الهيكلي والتمثيل الغذائي يمكن أن تحدث تغييرات في الخلايا من دون تدميرها. نشاط البيروكسيديز ، وهي موجودة في معظم unblanched الخام والخضر والفاكهة ، ويمكن أن يرتبط بها ولا سيما مع تطور خارج نكهات وأصباغ إنضاج يمكن خفضها بدرجة كبيرة عن طريق استخدام الموجات فوق الصوتية. Thermoresistant الإنزيمات ، مثل الليباز والبروتياز التي تحمل فائقة الحرارة العلاج والتي يمكن أن تقلل من جودة والعمر الافتراضي للمعالجة بالحرارة الحليب ومنتجات الألبان الأخرى يمكن أن يكون المعطل على نحو أكثر فعالية من قبل التطبيق المتزامن للموجات فوق الصوتية ، والحرارة والضغط (النظام التجاري المتعدد الأطراف).
الموجات فوق الصوتية قد أثبتت قدرتها في تدمير مسببات الأمراض المنقولة بالأغذية ، مثل e.coli، Salmonellae، الاسكاريس، Giargia، الكريبتوسبوريديوم الخراجات، وشلل الأطفال.
ينطبق على : الحفاظ على مربى البرتقال أو الطبقة ، على سبيل المثال للمثلجات ، عصائر الفاكهة والصلصات ومنتجات اللحوم والألبان
التآزر من الموجات فوق الصوتية مع ارتفاع درجات الحرارة والضغط
Ultrasonication غالبا ما تكون أكثر فعالية عندما يقترن الأخرى المناهضة للطرق جرثومية ، مثل :
الحرارية sonication ، أي الحرارة والموجات فوق الصوتية
مانو - sonication ، أي ضغط والموجات فوق الصوتية
مانو - الحرارية sonication ، أي الضغط والحرارة والموجات فوق الصوتية
الجمع بين استخدام الموجات فوق الصوتية مع الحرارة و / أو ضغط يوصى subtilis عصيات ، coagulans عصيات ، cereus عصيات ، sterothermophilus عصيات ، استرجاع كيريفيسياي ، وإنحلال hydrophila.
عملية التنمية
خلافا لغيرها من العمليات الحرارية ، مثل ارتفاع الضغط الهيدروليكي (إتش بي) ، مضغوط ثاني أكسيد الكربون (cCO2) فائقة الدقة وثاني أكسيد الكربون (ScCO2) وارتفاع نبضات الحقل الكهربائي (مساعدة) ، الموجات فوق الصوتية يمكن أن يكون من السهل اختبارها في المختبر أو البدلاء النطاق العلوي – توليد النتائج لاستنساخه على نطاق المتابعة. ويمكن أن كثافة والخصائص التجويف يكون من السهل تكييفها وفقا لعملية استخراج محددة لاستهداف أهداف محددة. السعة وضغط يمكن أن تختلف في نطاق واسع ، على سبيل المثال لتحديد أكثر كفاءة في استخدام الطاقة استخراج الإعداد. الأنسجة صعبة ينبغي أن تخضع التعطين أو الطحن أو نضح قبل ultrasonication.
e.coli
لانتاج كميات صغيرة من بروتينات المؤتلف للدراسة وتوصيف خصائصها البيولوجية ، e.coli هو جرثومة في الاختيار. تنقية السمات ، مثل ذيل polyhistidine ، بيتا galactosidase ، أو المالتوز بروتينات ملزمة ، وعادة ما انضم إلى البروتينات المؤتلف بغية جعلها تنفصل عن مقتطفات الخلية مع نقاء كافية لمعظم الأغراض التحليلية. Ultrasonication يسمح لتعظيم الافراج عن البروتين ، وبخاصة عندما يكون المحصول وانخفاض الإنتاج للحفاظ على بنية ونشاط البروتين المؤتلف.
تعطل e.coli خلايا لاستخراج البروتين الكلي ، Chymosin استخراج كان يدرسها كيم وزاياس.
الأكسدة
في كثافات تسيطر عليها ، قد طلب من الموجات فوق الصوتية لأحيائي والتخمير بشكل جيد يؤدي إلى تعزيز التجهيز البيولوجي ، وذلك بسبب الآثار الناجمة البيولوجية ونظرا لتسهيل نقل الجماعي الخلوية. تأثير تطبيق رقابة الموجات فوق الصوتية (20kHz) على أكسدة الكولسترول لcholestenone من الراحة للخلايا Rhodococcus erythropolis 25544 آي تي سي سي) سابقا النوكارديا erythropolis(تم التحقيق فيها من قبل شريط.
- يا الكولسترول2 = cholest - 4 - أون - 3 - احدة + ه2يا2
هذا النظام هو نموذجي من التحولات الميكروبية الجامدة والمنشطات في أن الركازة ومنتجات مواد صلبة غير قابلة للذوبان في الماء. ولذلك ، فإن هذا النظام بل هي فريدة من نوعها في أن كلا من الخلايا والمواد الصلبة يمكن أن تخضع لتأثير الموجات فوق الصوتية)شريط ، 1987). في كثافة منخفضة بما يكفي بالموجات فوق الصوتية التي تحافظ على السلامة الهيكلية للخلايا والحفاظ على النشاط الأيضي ، بار وحظ وجود زيادة كبيرة في معدلات الحركية للأحيائي في عجائن الميكروبية من 1.0 و 2.5 غرام / لتر الكولسترول عند sonicated ل5s مع كل 10mn لانتاج الطاقة من 0.2W/cm ². الموجات فوق الصوتية لم يظهر أي تأثير على الأكسدة الإنزيمية من الكوليسترول (2.5g / لتر) من أوكسيديز الكولسترول.
مزايا التكنولوجيا
الاستفادة من التجويف بالموجات فوق الصوتية لاستخراج وحفظ الأغذية هو جديد وقوي تجهيز التكنولوجيا التي لا يمكن إلا أن تطبق بصورة آمنة وصديقة للبيئة ولكنها أيضا فعالة واقتصادية. ويمكن الحفاظ على التجانس وتأثير استخدامها بسهولة لعصائر الفواكه والأطعمة المهروسة (مثل البرتقال والتفاح والجريب فروت والمانجو والعنب والبرقوق) فضلا عن الخضار والحساء والصلصات ، مثل صلصة الطماطم أو حساء الهليون.
[/b][/size][/color]
Hielscher بالموجات فوق الصوتية التي تستخدم في تعبئة وملء آلات للحاويات على الخط تسرب اختبار الزجاجات والعلب. الافراج الفوري من ثاني أكسيد الكربون هو تأثير حاسم من تسرب اختبارات بالموجات فوق الصوتية للحاويات مليئة المشروبات الغازية.
المشروبات الغازية ، مثل المشروبات الغازية والبيرة وجود نسبة عالية من غاز ثاني أكسيد الكربون المذاب. والموجات فوق الصوتية وزيادة سرعة التفريغ إلى حد كبير. في حالة المشروبات الغازية من ثاني أكسيد الكربون2 ويكاد يكون فوريا شكل فقاعات وتطفو على السطح.
مزايا
المضغوط
الموفرة للطاقة
سهل التحديثية
موثوق
المستمر العملية
يصل الى 36،000 زجاجات ساعة بواسطة فقط 1KW (على سبيل المثال UIP1000)
جاف
على الخط
sonication حاوية في حين يتحرك
هذه النتائج تأثير في ارتفاع سريع في الضغط داخل العلبة أو الزجاجة مغلقة. ارتفاع الضغط يؤدي إلى الهروب فورا من السائل ، وإذا كانت الحاوية ليست مانعة للتسرب. مع أو أنظمة التحكم في مستوى ضغط على علب تسريب أو زجاجات يمكن إزالتها بعد ذلك. ل تسرب اختبار بالموجات فوق الصوتية على معالج مع شريط فريد sonotrode هو متكامل في جهاز التعبئة وبتلك الطريقة ، أن العلب أو الزجاجات يتم نقل على طول sonotrode. وتصاعدت الضغوط الجهاز المعاكس لsonotrode يولد الضغط على العلب أو الزجاجات إلى sonotrode ، ما هو ضروري من أجل إثارة بالموجات فوق الصوتية.
هذا الجهاز الضغط ويمكن أن تتكون من فرش ورغوة بلاستيكية وأوراق الينابيع إلخ. المشروبات هو متحمس بشكل غير مباشر عبر الجدار من يستطيع أو زجاجة. كل الملء آلة يمكن بسهولة التعديلي على حساب من هذا البناء البسيط للنظم بالموجات فوق الصوتية. مع تصميمات مخصصة للsonotrode نظام الموجات فوق الصوتية يمكن أن تتكيف مع الظروف الفضائية المختلفة. وهذه ليست حمام بالموجات فوق الصوتية ، وسوف الحاوية لا تبتل. وبالتالي ليس هناك مشكلة من التجفيف. وsonotrode بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يكون إما مستقيمة أو منحنية لتناسب جهازك. الرجاء الضغط على الصور أدناه لمعرفة مبادئ مختلفة.
بالموجات فوق الصوتية Sonotrode مقابل بالموجات فوق الصوتية للدبابات
بالموجات فوق الصوتية ويشيع استخدام الدبابات اختبار سلامة الحاويات. في مثل هذا الإعداد ، في زجاجات أو علب يجري منغمسة في دبابة بالموجات فوق الصوتية مملوءة بالماء. والذبذبات فوق الصوتية وتحال الى الجدار حاوية عن طريق المياه المحيطة بها. واحد النتائج الرئيسية من مشكلة التسرب والانسكابات المشروبات. المشروبات سوف المزيج في الماء ، وتلوث الأسطح الخارجية للجميع الحاويات مغمورة. إلى جانب تأثير على المظهر البصري من الحاويات ، وهناك جدية تأثير على سلامة المستهلك. المشروبات المخلفات في حاوية سيؤدي الى نمو الجراثيم والعفن أثناء التخزين والنقل. مياه الشطف واضحة على الرغم من أن يقلل من هذه المشكلة ، والتلوث في أسفل الحاويات عادة لا مشطوف. ومن ثم فإن المشكلة ما زالت مستمرة.
استخدام شريط sonotrode يلغي الغمر للحاويات داخل صهريج. لذلك ، فإنه يتجنب تلوث الحاويات. هذا يؤدي إلى تحسين سلامة المنتجات.
صانعي القطع الأصلية التكامل
Hielscher يقدم لك أجهزة الموجات فوق الصوتية مع sonotrodes ل الاندماج على الخط الحاويات تسرب معدات الاختبار. سوف تحتاج وسائل إضافية للكشف عن التسرب ، على سبيل المثال الكشف عن مستوى السائل أو رذاذ الكشف. Hielscher لا تقدم كامل الكشف عن تسرب نظم. إذا كنت صانع آلة يمكنك الحصول على وحدات تصنيع المعدات الأصلية لنظام التكامل.