超聲波細胞粉碎機原理詳解及應用

超聲波細胞粉碎機原理：
在微生物學中，超聲波主要用于細胞粉碎或分解。對液體進行高強度超聲處理，傳遞到液體介質中的聲波會導致交替高壓和低壓周期變換（周期隨頻率而定）。在低壓循環中，高強度的超聲波在液體中產生小的真空氣泡或空隙。當氣泡達到無法吸收能量的體積時，它們就會在高壓循環中劇烈地坍塌。這種現象被稱為空化現象。在內爆過程中，產生高溫(大約5000K)，和壓力（大約200atm）。空化氣泡的內爆也會導致高達2.8米/秒的液體噴射。由此產生的剪切力可以打破細胞膜，改善物質轉移。超聲波可以對細胞產生破壞性或結構性的效果，這取決于所使用的超聲參數。
 
超聲波細胞粉碎機詳解：
·細胞破碎：在強烈的超聲波作用下，細胞或亞細胞中的酶或蛋白質會因細胞分裂而釋放。細胞分裂是一個敏感的過程，因為細胞壁能夠承受體內的高滲透壓力，對細胞分裂的力量大小必需受控，以避免細胞內不需要的物質釋放，包括細胞碎片和核酸，或產生變性。超聲波是細胞分裂的一種可控手段。超聲的機械效應能更快更全面地滲透到細胞材料中，并改善物質的轉移。超聲波能使在溶劑對植物組織中有更大的穿透能力，并能改善質量轉移。超聲波產生空化效應破壞細胞壁，促進基質成分的釋放。
·質量轉移：一般來說，超聲能對細胞膜具有滲透性，并能顯著降低細胞膜的選擇性。超聲的機械活動支持溶劑擴散到組織中。當超聲通過空化效應的機械剪切力打破細胞壁時，它促進了從細胞到溶劑的轉移。超聲空化的粒子直徑減小增加了固體與液相接觸的表面積。
·超聲波與溫度和壓力的協同效應：當與其他的抗菌方法結合時，超聲波往往更有效，例如:壓力和超聲 壓力 溫度 超聲
本文建議將超聲與溫度、或壓力相結合的方法，處理枯草芽孢桿菌、芽孢桿菌、釀酒酵母和氧單胞菌。
·過程開發：與其他非熱化過程不同，如高壓水靜壓(HP)、壓縮二氧化碳(cCO2)和超臨界二氧化碳(co2)和高電場脈沖，超聲波試驗可以在實驗室中很容易的得到，強度和空化特性可以很容易地適應特定的提取過程來達到特定的目標。振幅和壓力可以在很大范圍內變化，從而確定zui節能的提取裝置。硬組織應在超聲前進行浸漬、研磨或粉碎。
·氧化：在控制超聲強度下，超聲對生物轉化和發酵的應用可能會導致生物進化的增強，這是由于誘導的生物效應和促進細胞大規模轉移的原因。超聲(20kHz)對膽固醇對膽甾酮的氧化作用的影響。
Cholesterol + O2 = cholest-4-en-3-one + H2O2 
該系統是一種典型的類固醇微生物轉換，基質是水溶性固體。這一系統的獨特之處在于，細胞和固體都可能受到超聲波的影響，在一個足夠低的超聲波強度下，保存了細胞的結構完整性和維持他們的代謝活動，觀察到顯著增強微生物生物轉化的動態利率。
·優越的技術：超聲空化效應對提取和食物保存是一項新的強大的加工工藝，不僅可以安全、環保地應用，而且在控制成本上也非常有效。這種均質化和保存的效果可以很容易地用于果汁和漿料(如橙子、蘋果、葡萄柚、芒果、葡萄、李子)以及蔬菜醬和湯，比如西紅柿醬或蘆筍湯。