ראשי מאמרים אוטוקלאבים וסטריליזטורים ייבוש בטמפרטורה נמוכה - ידידותי יותר לחיידקים ולסביבה

ייבוש בטמפרטורה נמוכה - ידידותי יותר לחיידקים ולסביבה

ייבוש בהקפאה, האמצעי הנפוץ ביותר של ייבוש תרביות התחלתיות וחיידקים פרוביוטיים, הינו תהליך הצורך כמות אנרגיה גדולה. בתהליך זה, זנים מסוימים של חיידקים אינם שורדים את תהליך ההקפאה.

כיום, הולכת וגוברת הדרישה בקרב הצרכנים לחומרים טבעיים המחזקים את מערכת החיסון, מוסיפים מרץ בחיי היומיום, וגורמים להפחתה של כולסטרול. קיים זינוק ניכר בדרישה לפרוביוטיקה ולתרביות חיידקים טובים וידידותיים המסייעים לטיפוח ולבריאות "למשך כל החיים".

בדרך כלל, זנים של חידקיי פרוביוטיקה ותרביות התחלתיות מיובשים בהקפאה כדי לשומרם עד השימוש. כלומר, תחילה זנים אלו מוקפאים בהקפאה עמוקה ולאחר מכן הם עוברים ייבוש וואקום. אולם בפועל, להליך זה ישנם שני חסרונות עיקריים: ראשית, הוא צורך כמות גבוהה מאוד של אנרגיה ושנית, זני חיידקים מסוימים אינם שורדים בטמפרטורות מתחת לאפס. ד"ר פטרה פורסט, פרופסור אולריך קולוזיק וצוות המחקר שלהם במחלקה להנדסת עיבוד מזון וטכנולוגיה של חלב באוניברסיטה הטכנית של מינכן מתמקדים בפיתוח ייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה לתהליכים תעשייתיים.

בדרך כלל, זנים של חידקיי פרוביוטיקה ותרביות התחלתיות מיובשים בהקפאה כדי לשומרם עד השימוש. כלומר, תחילה זנים אלו מוקפאים בהקפאה עמוקה ולאחר מכן הם עוברים ייבוש וואקום. אולם בפועל, להליך זה ישנם שני חסרונות עיקריים: ראשית, הוא צורך כמות גבוהה מאוד של אנרגיה ושנית, זני חיידקים מסוימים אינם שורדים בטמפרטורות מתחת לאפס.

ד"ר פטרה פורסט, פרופסור אולריך קולוזיק וצוות המחקר שלהם במחלקה להנדסת עיבוד מזון וטכנולוגיה של חלב באוניברסיטה הטכנית של מינכן מתמקדים בפיתוח ייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה (LTVD) לתהליכים תעשייתיים. תהליך ייבוש זה מאפשר לייבש חומרים בלתי יציבים בטמפרטורות מתונות מעל אפס, מבלי לגרום  נזק רב מדי למבנה התא

מהנדס הפרויקט האחראי, אינג'ניר סיימון באוואר, צופה עתיד מבטיח לייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה בתעשיית המזון והפרמצבטיקה. בנוסף לטיפול העדין בתרביות תאים, בימים של מחסור במשאבים, חיסכון של עד 40% בהוצאות האנרגיה, לעומת הייבוש בהקפאה, הינו ללא ספק אחד הנימוקים החשובים ביותר לשימוש בייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה. יתר על כן, עלות ההשקעה הראשונית נמוכה יותר, התהליך גוזל פחות זמן, וחיידקים פרוביוטיים שיובשו בוואקום ניתנים לאחסון  לפרק זמן ארוך יותר (בהשוואה לתרביות חיידקים שיובשו בהקפאה), אפילו בטמפרטורות גבוהות
לשם ביצוע מחקרים נוספים פותח למעבדה תנור מקורר לייבוש בוואקום, עם טווח טמפרטורות בין 5 מעלות צלסיוס ל-80 מעלות צלסיוס.

התנור פותח בשיתוף פעולה עם חברת ממרט (Memmert) השוכנת בשוואבך, והוא מבוסס על תנור הוואקום VO200 של ממרט. מטרת היסוד של סדרת ניסויים זו היא לקבוע מה יהווה שילוב  מושלם בין טמפרטורה לבין לחץ. במחקר מבוצעים ניסויים בלחצים הנעים בין 10 ל- 30 מגה-באר (mbar) וטמפרטורת משטח הנעה בין 15 ל-35 מעלות צלסיוס, וכתוצאה מכך מתקבלות טמפרטורות מדגם מינימאליות של כ-0 מעלות צלסיוס.

תנור ממרט (Memmert) לייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה מאפשר יישומים חדשים בתעשיית המזון והפרמצבטיקה. לדוגמא, ניתן ליישם תרחישים של הובלה ואחסון מבוקרים וניתנים לתכנות, במטרה לקבוע התנהגות חומרים פעילים או נפחים בתנאים שונים של לחץ וטמפרטורה.
במעבדה של האוניברסיטה הטכנית של מינכן מבוצעים ניסויים לביצוע ייבוש בהקפאה באמצעות תנור וואקום מקורר של חברת ממרט (Memmert). ניסויים אלו תורמים לפיתוח טכנולוגיות ייבוש בהקפאה, שהינן מתונות יותר וצורכות פחות אנרגיה.

פרוביוטיקה מחייבת תהליכי ייצור חדשים

חיידקים לַקטיִים (חיידקים הגורמים לתסיסה שבה ממולקולת גלוקוז אחת נוצרות שתי מולקולות של חומצת חָלָב), וחיידקי ביפידוס (ביפידובקטריה – חיידקים המסוגלים לפרק לקטוז לחומצת חלב וכך מעלים את החומציות בסביבתם), מועילים במיוחד לבריאות המעי, וכך מחזקים את המערכת החיסונית.

בנוסף בתרביות חיידקים נעשה שימוש לייצור נקניקיות, מחמצות או מוצרי חלב וכן בתסיסה, ייצוב או תיבול. ישנם מספר שלבים בתהליך, עוד לפני שמוצרים אלו נארזים, שהפרוביוטיקה עדיין משפיעה על יציבותם ועל היכולת לממשם. שלבים אלו עלולים במיוחד להיות מושפעים מייבוש, אחסון בצורת אבקה ומן האינטראקציה עם המוצר עצמו.

ייבוש עדין בוואקום בטמפרטורות נמוכות:

בכתב העת Journal of Biotechnology  פרסמו מדענים מפרייזינג פירסמו את התוצאות הראשונות של מחקרם, שבו נעשה שימוש בשלושה זני חיידקים. תמצית תוצאות המחקר מסוכמת בקצרה במשפט אחד בהודעה לעיתונות: תהליך הייבוש האופטימלי תלוי בזן חיידקים ספציפי. למשל, הטיפול בזן לקטובצילוס בולגריקוס (חיידק המגביר סינטזה של האנזים לקטאז ומסייע לעיכול של סוכר חלב (לקטוז), ובכך מסייע למנוע גזים ונפיחות בבטן שנובעים מהצטברות של לקטוז לא מעוכל במעי הגס), הניב תוצאות טובות פי עשרה לאחר ייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה (LTVD) מאשר לאחר ייבוש בהקפאה. בנוסף נכתב כי העובדה שזני חיידקים אחרים מפגינים התנהגות שונה נעוצה בהרכבים השונים של חומצת השומן בקרום התא החיידקי.

חיסכון של עד 40%  בהוצאות אנרגיה, הודות לייבוש בהקפאה בטמפרטורה נמוכה.

תנור וואקום מקורר לייבוש מעבדתי

התנור לייבוש בוואקום מצויד בבקר לחץ דיגיטלי ניתן לתכנות. בעתיד ניתן יהיה למדוד את שינוי הטמפרטורה לאורך זמן בוואקום, וכך לקבוע באיזו מידה יש להוריד את הטמפרטורה בדגימה כדי להשיג פעילות מטבולית מושלמת של תרביות התאים, ובאיזו לחות שיורית תושג פעילות מושלמת כזו. חיישן המוצב בדגימה מודד ורושם את הטמפרטורה של זני חיידקים במהלך הייבוש בוואקום.

תרחישים מבוקרים במעבדה

מערכת הצינון הקומפקטית (Peltier) שולבה בטכנולוגיית בקרה ובתכניות רבות ופונקציות תיעודיות של תנור הוואקום VO הסטנדרטי. בזכות תכונה זו, תנור הייבוש בוואקום בטמפרטורה נמוכה יכול  לשמש גם לשימור תרביות מאסטר רגישות. את הפרמטרים של הייבוש והטמפרטורה ותרבית  החיידקים ניתן לרשום ישירות, לאוגר הנתונים הפנימי, או להעביר למחשב חיצוני באמצעות תוכנה מיוחדת. כמובן, עד כמה שהדבר אפשרי מבחינה טכנית, ניתן לממש גם טמפרטורות הנמצאות מחוץ לטווח שצוין קודם – מ-5 עד 80 מעלות צלזיוס.
 

לצפיה בתנורי הוואקום באתר לחץ כאן

 

גלריית תמונות ייבוש בטמפרטורה נמוכה - ידידותי יותר לחיידקים ולסביבה , תמונה 1
גלריית תמונות ייבוש בטמפרטורה נמוכה - ידידותי יותר לחיידקים ולסביבה , תמונה 2
גלריית תמונות ייבוש בטמפרטורה נמוכה - ידידותי יותר לחיידקים ולסביבה , תמונה 3
2020 © כל הזכויות שמורות לאלקטרוטרם שיווק בע"מ, אין להעתיק, לשכפל טקסטים, תמונות וכל חומר אחר באתר זה ללא אישור בעלי החברה.
נבנה על ידי @ לוגייט טכנולוגיות    |    עיצוב על ידי: TROI