الاستخلاص والحفظ بالموجات فوق الصوتية
يستخدم الاستخلاص والحفظ بالموجات فوق الصوتية الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لتفكيك البنى الخلوية (التحلل الخلوي). ويؤدي تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية إلى استخلاص المركبات داخل الخلايا بكفاءة عالية، فضلاً عن تعطيل الكائنات الحية الدقيقة. ونظراً إلى المزايا العديدة، تُستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع للاستخلاص والحفظ في صناعة الأغذية. تعرّف على المزيد حول فوائد الاستخلاص ومعالجة الأغذية بالموجات فوق الصوتية!
الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لاستخلاص الأغذية والمواد النباتية وحفظها
الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية: الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية هو عملية تستخدم موجات صوتية عالية التردد لاستخلاص المركبات من مجموعة متنوعة من المواد، مثل النباتات والفواكه والخضروات. وتتضمن العملية استخدام الموجات فوق الصوتية لتكوين فقاعات عالية الضغط في مادة سائلة أو شبه صلبة، تنهار بسرعة مولّدةً حرارة وضغطاً شديدين يؤديان إلى تفكيك جدران خلايا المادة وإطلاق المركبات المطلوبة.
مبدأ عمل الاستخلاص والحفظ بالموجات فوق الصوتية
يعتمد المبدأ الأساسي للاستخلاص بالموجات فوق الصوتية على الظاهرة المعروفة باسم التجويف الصوتي. فعندما يتعرض سائل لموجات فوق صوتية عالية الشدة ومنخفضة التردد (نحو 20 kHz)، تتولد موجات ضغط تُنشئ فقاعات فراغية دقيقة في السائل. ويزداد حجم هذه الفقاعات مع زيادة شدة الموجات فوق الصوتية، وعندما تبلغ حجماً معيناً، تنهار فجأة وبعنف، مولّدةً موجة صدمية ومطلقةً طاقة على هيئة حرارة وضغط.
تؤدي هذه العملية إلى تفكيك ميكانيكي لجدران الخلايا، مما يطلق المركبات المطلوبة من المادة إلى المذيب السائل. ويمكن بعد ذلك فصل المركبات المُطلقة عن المذيب باستخدام تقنيات الفصل القياسية، مثل الترشيح أو الطرد المركزي.
جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UP400St للاستخلاص غير الحراري الفعّال من المواد النباتية.
الحفظ بالموجات فوق الصوتية: يعتمد الحفظ بالموجات فوق الصوتية على تأثيرات التجويف نفسها المستخدمة في الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية. وللحفظ، تُستخدم الموجات فوق الصوتية عالية القدرة لإطالة مدة صلاحية الأغذية سريعة التلف، وذلك باستخدام موجات صوتية عالية التردد لتثبيط نمو الكائنات الحية الدقيقة التي تسبب الفساد. وتتضمن العملية تعريض الغذاء لموجات فوق صوتية تفكك جدران خلايا البكتيريا والخمائر والعفن، مما يؤدي إلى تدميرها أو تثبيطها.
تسبب هذه العملية تفكيكاً ميكانيكياً لجدران خلايا الكائنات الحية الدقيقة، مما يؤدي إلى تدميرها أو تثبيطها. ويمكن للموجات فوق الصوتية أيضاً زيادة نفاذية أغشية الخلايا، مما يسمح للمواد الحافظة وغيرها من العوامل المضادة للميكروبات بالنفاذ وقتل الكائنات الحية الدقيقة بفعالية أكبر.
يُفضَّل الحفظ بالموجات فوق الصوتية على طرق الحفظ التقليدية لأنه يوفر مزايا عديدة، مثل قِصر زمن المعالجة، وزيادة الكفاءة، والقدرة على الحفاظ على الخصائص والنكهات الطبيعية للغذاء. ويُستخدم في مجموعة واسعة من المنتجات الغذائية، مثل الصلصات والعصائر ومنتجات الألبان والبيض واللحوم، لإطالة مدة صلاحيتها وضمان سلامتها.
تُفضَّل تقنية الاستخلاص والحفظ بالموجات فوق الصوتية على طرق الاستخلاص والحفظ التقليدية لأنها توفر مزايا عديدة، مثل معدلات استخلاص أسرع، وجودة ممتازة للمنتج، ومردود أعلى، ومعالجة غير حرارية ميكانيكية بحتة، والقدرة على استخلاص نطاق أوسع من المركبات. وتُستخدم في مجموعة واسعة من الصناعات، مثل الأغذية والمشروبات والمستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل.
تجويف قوي بالموجات فوق الصوتية عند Hielscher UIP1000hdT Cascatrode
استخلاص البروتينات والإنزيمات بالموجات فوق الصوتية
يُعدّ استخلاص الإنزيمات والبروتينات المخزنة في الخلايا والجسيمات تحت الخلوية، على وجه الخصوص، تطبيقاً فريداً وفعّالاً للموجات فوق الصوتية عالية الشدة، إذ يمكن تحسين استخلاص المركبات العضوية الموجودة داخل أنسجة النباتات والبذور باستخدام مذيب تحسيناً كبيراً. لذلك، يمكن أن تكون للموجات فوق الصوتية فائدة في استخلاص وعزل مكونات جديدة يُحتمل أن تكون نشطة حيوياً، مثلاً من تدفقات المنتجات الثانوية غير المستغلة الناتجة عن العمليات الحالية. ويمكن للموجات فوق الصوتية أيضاً أن تساعد على تعزيز تأثيرات المعالجة بالإنزيمات، وبالتالي تقليل كمية الإنزيم اللازمة أو زيادة مردود المركبات المعنية القابلة للاستخلاص.
استخلاص الدهون والبروتينات بالموجات فوق الصوتية
تُستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية غالباً لتحسين استخلاص الدهون والبروتينات من بذور النباتات، مثل فول الصويا (مثلاً دقيقه أو فول الصويا منزوع الدهن) أو البذور الزيتية الأخرى. وفي هذه الحالة، يسهّل تدمير جدران الخلايا عملية العصر (البارد أو الساخن)، ويقلل بذلك الزيت أو الدهن المتبقي في كُسب العصر.
أثبت Moulton وآخرون تأثير الاستخلاص المستمر بالموجات فوق الصوتية في مردود البروتين المشتت. فقد زادت المعالجة بالموجات فوق الصوتية استرداد البروتين المشتت تدريجياً مع تغير نسبة الرقائق إلى المذيب من 1:10 إلى 1:30. وأظهرت النتائج قدرة الموجات فوق الصوتية على تحويل بروتين الصويا إلى مشتت غرواني عند أي معدل معالجة تجاري تقريباً، وأن الطاقة اللازمة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية كانت في أدنى مستوياتها عند استخدام معلقات كثيفة أكثر تركيزاً.
عزل المركبات الفينولية والأنثوسيانينات بالموجات فوق الصوتية
تُستخدم إنزيمات مثل البكتينازات والسليولازات والهيميسليولازات على نطاق واسع في معالجة العصائر لتفكيك جدران الخلايا وتحسين قابلية استخلاص العصير. كما يؤدي تفكيك مصفوفة جدار الخلية إلى إطلاق مكونات، مثل المركبات الفينولية، إلى العصير. وتحسّن الموجات فوق الصوتية عملية الاستخلاص، ولذلك يمكن أن تزيد استرداد المركبات الفينولية والقلويدات ومردود العصير، التي عادةً ما تبقى في كُسب العصر.
درست VTT Biotechnology في فنلندا التأثيرات المفيدة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية في إطلاق المركبات الفينولية والأنثوسيانينات من مصفوفة العنب والتوت إلى العصير، ولا سيما من التوت الأزرق الأوروبي (Vaccinium myrtillus) والكشمش الأسود (>Ribes nigrum)، باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP2000hd بعد إذابة التجميد والهرس والحضانة مع الإنزيمات. وتحسّن تفكيك جدران الخلايا بالمعالجة الإنزيمية (Pectinex BE-3L للتوت الأزرق الأوروبي وBiopectinase CCM للكشمش الأسود) عند دمجها مع الموجات فوق الصوتية. “تزيد المعالجة بالموجات فوق الصوتية (US) تركيز المركبات الفينولية في عصير التوت الأزرق الأوروبي بأكثر من 15%. […] كان تأثير US (الموجات فوق الصوتية) أكثر وضوحاً مع الكشمش الأسود، الذي تمثل معالجة عصيره تحدياً أكبر من التوت الأزرق الأوروبي بسبب محتواه العالي من البكتين واختلاف بنية جدار الخلية. […] زاد تركيز المركبات الفينولية في العصير بنسبة 15–25% باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية (US) بعد الحضانة مع الإنزيمات.” (راجع Mokkila et al., 2004)
جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP6000hdT في منشأة صناعية للاستخلاص المستمر.
تعطيل الكائنات الحية الدقيقة والإنزيمات
يُعدّ تعطيل الكائنات الحية الدقيقة والإنزيمات (الحفظ)، مثلاً في عصائر الفاكهة والصلصات، تطبيقاً آخر للموجات فوق الصوتية في معالجة الأغذية. ولا يزال الحفظ برفع درجة الحرارة لفترات قصيرة (البسترة) اليوم أكثر طرق المعالجة شيوعاً لتعطيل الكائنات الحية الدقيقة أو الإنزيمات، مما يؤدي إلى إطالة مدة الصلاحية (الحفظ). وبسبب التعرض لدرجات حرارة مرتفعة، غالباً ما تنطوي البسترة الحرارية التقليدية على عيوب للمنتجات الغذائية.
قد يؤدي تكوّن مواد جديدة نتيجة تفاعلات محفَّزة بالحرارة، وتعديل الجزيئات الكبيرة، وتشوه البنى النباتية والحيوانية، إلى تراجع الجودة. ولذلك قد تسبب المعالجة الحرارية تغيرات غير مرغوبة في الخصائص الحسية، أي القوام والنكهة واللون والرائحة، وفي الصفات الغذائية، أي الفيتامينات والبروتينات. وتُعدّ الموجات فوق الصوتية بديلاً فعّالاً للمعالجة غير الحرارية (الدنيا).
على خلاف المعالجات الحرارية التقليدية، يستخدم الحفظ بالموجات فوق الصوتية طاقة التجويف الصوتي وقوى القص الناتجة عنه لتعطيل الإنزيمات. وعند مستويات منخفضة بما يكفي من المعالجة بالموجات فوق الصوتية، يمكن أن تحدث تغيرات بنيوية وأيضية في الخلايا دون تدميرها. ويمكن باستخدام الموجات فوق الصوتية خفض نشاط إنزيم البيروكسيداز بدرجة كبيرة، وهو يوجد في معظم الفواكه والخضروات النيئة وغير المعالجة بالسلق الخاطف، وقد يرتبط بصورة خاصة بتكوّن نكهات غير مرغوبة وأصباغ الاسمرار. ويمكن تعطيل الإنزيمات المقاومة للحرارة، مثل الليباز والبروتياز، التي تتحمل المعالجة بدرجات حرارة فائقة الارتفاع وقد تقلل جودة الحليب المعالج حرارياً وغيره من منتجات الألبان ومدة صلاحيتها، بفعالية أكبر من خلال التطبيق المتزامن للموجات فوق الصوتية والحرارة والضغط (MTS).
أظهرت الموجات فوق الصوتية قدرتها على تدمير مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء، مثل E.coli وSalmonellae وAscaris وGiardia وأكياس Cryptosporidium وفيروس Poliovirus.
يمكن تطبيقها على: حفظ المربى ومربى الحمضيات أو إضافات التزيين، وعصائر الفاكهة والصلصات، ومنتجات اللحوم، ومنتجات الألبان والمثلجات.
التآزر بين الموجات فوق الصوتية ودرجة الحرارة والضغط
غالباً ما تكون المعالجة بالموجات فوق الصوتية أكثر فعالية عند دمجها مع طرق أخرى مضادة للميكروبات، مثل:
- المعالجة الحرارية بالموجات فوق الصوتية، أي الحرارة والموجات فوق الصوتية
- المعالجة بالموجات فوق الصوتية تحت الضغط، أي الضغط والموجات فوق الصوتية
- المعالجة الحرارية بالموجات فوق الصوتية تحت الضغط، أي الضغط والحرارة والموجات فوق الصوتية
يُوصى بالتطبيق المشترك للموجات فوق الصوتية مع الحرارة و/أو الضغط للتعامل مع Bacillus subtilis وBacillus coagulans وBacillus cereus وBacillus sterothermophilus وSaccharomyces cerevisiae وAeromonas hydrophila.
الموجات فوق الصوتية مقارنة بتقنيات حفظ الأغذية الأخرى
على خلاف العمليات الحرارية وغير الحرارية الأخرى، مثل التجنيس بالضغط العالي، والبسترة الحرارية، والمعالجة بالضغط العالي (HPP)، وثاني أكسيد الكربون المضغوط (cCO2) وثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (ScCO2)، ونبضات المجال الكهربائي العالي (HELP) أو الموجات الدقيقة، يمكن اختبار الموجات فوق الصوتية بسهولة على النطاق المختبري أو باستخدام أجهزة توضع على طاولة العمل – مما يولّد نتائج قابلة للتكرار عند توسيع نطاق المعالجة. ويمكن بسهولة تكييف الشدة وخصائص التجويف مع عملية الاستخلاص المحددة لتحقيق أهداف معينة. ويمكن تغيير السعة والضغط ضمن نطاق واسع، مثلاً لتحديد إعداد الاستخلاص الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
تشمل المزايا الأخرى المرتبطة باستخدام الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار سهولة التعامل مع المستخلص، وسرعة التنفيذ، وعدم وجود بقايا، وارتفاع المردود، ومراعاة البيئة، وتحسين الجودة، ومنع تدهور المستخلص.
(راجع Chemat et al., 2011)
- استخلاص أكثر اكتمالاً
- حفظ غير حراري
- مردود أعلى
- محتوى عالٍ من العناصر الغذائية، وجودة غذائية فائقة
- عملية سريعة
- عملية باردة / غير حرارية
- سهولة التشغيل وأمانه
- متطلبات صيانة منخفضة
أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء للاستخلاص والحفظ
تصمم Hielscher Ultrasonics أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء وتصنعها وتوزعها للاستخلاص والحفظ بكفاءة. ويُعدّ استخدام معدات Hielscher للموجات فوق الصوتية في الاستخلاص وحفظ الأغذية تقنية معالجة قوية يمكن تطبيقها بأمان وبطريقة تراعي البيئة، وبكفاءة وجدوى اقتصادية أيضاً. ويمكن بسهولة استخدام تأثير التجنيس والحفظ لأي منتج غذائي سائل أو شبيه بالمعجون، بما في ذلك عصائر الفاكهة ومهروسها (مثل البرتقال والتفاح والجريب فروت والمانجو والعنب والخوخ)، وكذلك صلصات الخضروات وحساؤها (مثل صلصة الطماطم أو حساء الهليون)، ومنتجات الألبان والبيض واللحوم.
تتراوح مجموعتنا من المجانسات وأجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بين أجهزة محمولة تُمسك باليد وأنظمة إنتاج صناعية بالكامل لمعالجة أحجام كبيرة ضمن خط الإنتاج على نطاق تجاري.
التصميم والتصنيع والاستشارات – جودة صُنعت في ألمانيا
تشتهر أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بأعلى معايير الجودة والتصميم. وتتيح المتانة وسهولة التشغيل دمج أجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية بسلاسة في المنشآت الصناعية. وتتعامل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بسهولة مع الظروف القاسية والبيئات ذات المتطلبات الصعبة.
Hielscher Ultrasonics شركة حاصلة على شهادة ISO، وتولي اهتماماً خاصاً لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تتميز بأحدث التقنيات وسهولة الاستخدام. وبالطبع، تتوافق أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher مع CE وتستوفي متطلبات UL وCSA وRoHs.
يعطيك الجدول أدناه فكرة عن سعة المعالجة التقريبية لأجهزتنا للمعالجة بالموجات فوق الصوتية:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 0.5 إلى 1.5mL | n.a. | VialTweeter | 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150L | 3 إلى 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من أجهزة UIP16000 |
تواصل معنا! / اسألنا!
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لتطبيقات الخلط والتشتيت والاستحلاب والاستخلاص على النطاق المختبري والتجريبي والصناعي.
المؤلفات / المراجع
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International Journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Farid Chemat, Zill-e-Huma, Muhammed Kamran Khan (2011): Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 18, Issue 4, 2011. 813-835.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
- Casiraghi A., Gentile A., Selmin F., Gennari C.G.M., Casagni E., Roda G., Pallotti G., Rovellini P., Minghetti P. (2022): Ultrasound-Assisted Extraction of Cannabinoids from Cannabis Sativa for Medicinal Purpose. Pharmaceutics. 14(12), 2022.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Allinger, H. (1975): American Laboratory, 7 (10), 75 (1975). Bar, R. (1987): Ultrasound Enhanced Bioprocesses, in: Biotechnology and Engineering, Vol. 32, Pp. 655-663 (1987).
- El’piner, I.E. (1964): Ultrasound: Physical, Chemical, and Biological Effects (Consultants Bureau, New York, 1964), 53-78.
- Kim, S.M. und Zayas, J.F. (1989): Processing parameter of chymosin extraction by ultrasound; in J. Food Sci. 54: 700.
- Mokkila, M., Mustranta, A., Buchert, J., Poutanen, K (2004): Combining power ultrasound with enzymes in berry juice processing, at: 2nd Int. Conf. Biocatalysis of Food and Drinks, 19-22.9.2004, Stuttgart, Germany.
- Moulton, K.J., Wang, L.C. (1982): A Pilot-Plant Study of Continuous Ultrasonic Extraction of Soybean Protein, in: Journal of Food Science, Volume 47, 1982.
- Mummery, C.L. (1978): The effect of ultrasound on fibroblasts in vitro, in: Ph.D. Thesis, University of London, London, England, 1978.
حقائق تستحق المعرفة
تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية
عند المعالجة المكثفة بالموجات فوق الصوتية، يمكن إطلاق الإنزيمات أو البروتينات من الخلايا أو العُضيّات تحت الخلوية نتيجة تفكيك الخلايا. وفي هذه الحالة، يكون المركب المراد إذابته في مذيب محصوراً داخل بنية غير قابلة للذوبان. ولاستخلاصه، يجب تدمير غشاء الخلية. ويُعدّ تفكيك الخلايا عملية حساسة نظراً إلى قدرة جدار الخلية على تحمل الضغط الأسموزي المرتفع داخلها. ويلزم التحكم الجيد في تفكيك الخلايا لتجنب الإطلاق غير المنضبط لجميع المنتجات داخل الخلايا، بما في ذلك الحطام الخلوي والأحماض النووية، أو تمسّخ المنتج.
تُعدّ المعالجة بالموجات فوق الصوتية وسيلة يمكن التحكم فيها جيداً لتفكيك الخلايا. ولهذا الغرض، توفر التأثيرات الميكانيكية للموجات فوق الصوتية نفاذاً أسرع وأكثر اكتمالاً للمذيب إلى المواد الخلوية وتحسّن انتقال الكتلة. وتحقق الموجات فوق الصوتية نفاذاً أكبر للمذيب إلى الأنسجة النباتية وتحسّن انتقال الكتلة. وتفكك الموجات فوق الصوتية المولِّدة للتجويف جدران الخلايا وتسهّل إطلاق مكونات المصفوفة.
تحسين انتقال الكتلة بالموجات فوق الصوتية يعزز الاستخلاص
بوجه عام، يمكن أن تؤدي الموجات فوق الصوتية إلى زيادة نفاذية أغشية الخلايا للأيونات، ويمكنها تقليل انتقائية أغشية الخلايا بدرجة كبيرة. ويدعم النشاط الميكانيكي للموجات فوق الصوتية انتشار المذيبات في الأنسجة. ولأن الموجات فوق الصوتية تفكك جدار الخلية ميكانيكياً بفعل قوى القص الناتجة عن التجويف، فإنها تسهّل الانتقال من الخلية إلى المذيب. ويزيد تقليل حجم الجسيمات بفعل التجويف بالموجات فوق الصوتية مساحة السطح المتلامس بين الطور الصلب والطور السائل.
تحلل E.coli وتعطيلها بالموجات فوق الصوتية
تُعدّ E.coli البكتيريا المفضلة لإنتاج كميات صغيرة من البروتينات المؤتلفة لدراسة خصائصها البيولوجية وتوصيفها. وعادةً ما تُربط وسوم التنقية، مثل ذيل متعدد الهيستيدين أو بيتا-غالاكتوزيداز أو البروتينات الرابطة للمالتوز، بالبروتينات المؤتلفة لجعلها قابلة للفصل من مستخلصات الخلايا بنقاوة كافية لمعظم الأغراض التحليلية. وتتيح المعالجة بالموجات فوق الصوتية تعظيم إطلاق البروتين، لا سيما عندما يكون مردود الإنتاج منخفضاً، والحفاظ على بنية البروتين المؤتلف ونشاطه.
الأكسدة بالموجات فوق الصوتية
عند شدات مضبوطة، قد يؤدي تطبيق الموجات فوق الصوتية في التحول الحيوي والتخمير إلى تحسين المعالجة الحيوية، بفضل التأثيرات البيولوجية المستحثة وتسهيل انتقال الكتلة الخلوي. وقد درس Bar (1987) تأثير التطبيق المضبوط للموجات فوق الصوتية (20kHz) في أكسدة الكوليسترول إلى كوليستينون بواسطة خلايا ساكنة من Rhodococcus erythropolis ATCC 25544 (المعروفة سابقاً باسم Nocardia erythropolis).
يمثل هذا النظام نموذجاً للتحولات الميكروبية للستيرولات والستيرويدات، إذ إن الركيزة والمنتجات مواد صلبة غير قابلة للذوبان في الماء. ولذلك، يُعدّ هذا النظام فريداً إلى حد ما، إذ يمكن أن تتعرض كلٌّ من الخلايا والمواد الصلبة لتأثير الموجات فوق الصوتية. وعند شدة منخفضة بما يكفي من الموجات فوق الصوتية حافظت على السلامة البنيوية للخلايا وأبقت على نشاطها الأيضي، لاحظ Bar تحسناً كبيراً في المعدلات الحركية للتحول الحيوي في معلقات ميكروبية تحتوي على الكوليسترول بتركيزَي 1.0 و2.5 g/L، عند معالجتها بالموجات فوق الصوتية لمدة 5s كل 10mn بقدرة خرج قدرها 0.2W/cm². ولم تُظهر الموجات فوق الصوتية أي تأثير في الأكسدة الإنزيمية للكوليسترول (2.5g/L) بواسطة إنزيم أوكسيداز الكوليسترول.
ما المعالجة بالضغط العالي في حفظ الأغذية؟
المعالجة بالضغط العالي (HPP) هي تقنية غير حرارية لحفظ الأغذية تعمل على تعطيل الكائنات الحية الدقيقة والإنزيمات مع الحفاظ على الخصائص الحسية والغذائية للمنتج. وتتضمن تعريض الغذاء المعبأ لضغوط هيدروستاتيكية تتراوح عادةً بين 300 و600 MPa (ميغاباسكال) لمدة تتراوح من ثوانٍ إلى دقائق. ويُعدّ استهلاكها المرتفع جداً للطاقة أحد التحديات الرئيسية للمعالجة بالضغط العالي. اقرأ المزيد حول كيفية مساهمة المعالجة بالموجات فوق الصوتية في تقليل احتياجات الطاقة للمعالجة بالضغط العالي (HPP)!
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء تتراوح أحجامها من النطاق المختبري إلى الحجم الصناعي.