تحسين تخمير الكومبوتشا بالموجات فوق الصوتية
تعزز المعالجة بالموجات فوق الصوتية التخمير في الأغذية المخمرة بالموجات فوق الصوتية، مثل الكومبوتشا والكيمتشي والخضروات المخمرة الأخرى، من خلال تعزيز انتقال الكتلة، وتفكيك الخلايا الميكروبية، وتنشيط الإنزيمات، وتحسين التجانس، مما يؤدي في النهاية إلى تسريع معدلات التخمير وإنتاج منتج ذي جودة فائقة. وتُحدث المعالجة بالموجات فوق الصوتية تغيرات مفيدة في المركبات النشطة حيويًا أثناء التخمير اللبني، مما يزيد محتوى المركبات الغذائية والمركبات الكيميائية النباتية.
الكومبوتشا والمشروبات المخمرة
تُنتَج الكومبوتشا بتخمير الشاي المحلى بالسكر باستخدام «مزرعة تكافلية من البكتيريا والخميرة» (SCOBY)، تُسمى أيضًا عادةً «الأم» أو «فطر الشاي». ويمكن أن يتفاوت تنوع المجموعات الميكروبية ونسبها في SCOBY تفاوتًا كبيرًا. ويشمل المكون الخميري عمومًا Saccharomyces cerevisiae، إلى جانب أنواع أخرى من Zygosaccharomyces وCandida وKloeckera/Hanseniaspora وTorulaspora وPichia وBrettanomyces/Dekkera وSaccharomyces وLachancea وSaccharomycoides وSchizosaccharomyces وKluyveromyces؛ أما المكون البكتيري فيشمل تقريبًا دائمًا Komagataeibacter xylinus (المعروفة سابقًا باسم Gluconacetobacter xylinus)، التي تخمر الكحولات التي تنتجها الخمائر وتحولها إلى حمض الأسيتيك وأحماض أخرى، مما يزيد الحموضة ويحد من محتوى الإيثانول.
وبالمثل، تُلقَّح مشروبات مخمرة أخرى، مثل عصائر الفواكه والخضروات المخمرة، بالبكتيريا والخميرة.
يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تحسين كفاءة التخمير وخصائص جودة المشروب المخمر، بما في ذلك محتواه من العناصر الغذائية ونكهته.
- تخمير أكثر كفاءة
- استخلاص المركبات الغذائية (مثل البوليفينولات والفلافونويدات وغيرها)
- استخلاص مركبات النكهة
تكثيف تخمير الكومبوتشا بالموجات فوق الصوتية
من المعروف جيدًا أن الموجات فوق الصوتية تحفز نمو البكتيريا والخميرة. لذلك يمكن للمعالجة اللطيفة والمضبوطة بالموجات فوق الصوتية لمزارع الكومبوتشا (SCOBY، المعروفة أيضًا باسم فطر الشاي أو فطر منشوريا) أن تعزز عملية التخمير وتؤدي إلى زيادة مردود الكومبوتشا خلال زمن تخمير أقصر.
يُظهر التخمير المحفَّز بالموجات فوق الصوتية زيادة في نفاذية الأغشية، ومن ثم زيادة انتقال الكتلة. وتُحدث المعالجة الميكانيكية بالموجات فوق الصوتية ثقوبًا في الجدران الخلوية والأغشية البلازمية للكائنات الحية الدقيقة (وهي عملية تُسمى التثقيب بالموجات فوق الصوتية). وقد تتمزق بعض الخلايا أيضًا. وتطلق هذه الخلايا المفككة عوامل محفزة للنمو، مثل الفيتامينات والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية والإنزيمات، التي يمكن أن تحفز نمو البكتيريا السليمة خلويًا وكذلك البكتيريا المتضررة الأغشية.
أظهرت المعالجة بالموجات فوق الصوتية قبل التخمير، وكذلك في طوري الكمون والنمو اللوغاريتمي، أبرز التأثيرات في تحفيز النمو البكتيري.
فوائد المعالجة بالموجات فوق الصوتية لتخمير الكومبوتشا
كيف تعزز الموجات فوق الصوتية عملية التخمير وتساعد على إنتاج كومبوتشا وخضروات مخمرة وكوجي وغيرها بجودة أفضل؟ تكثف المعالجة بالموجات فوق الصوتية التخمير بطرق متعددة، تُوضَّح أدناه في سياق الكومبوتشا المخمرة. الكومبوتشا مشروب مخمر يُحضَّر تقليديًا من الشاي المحلى ومزرعة تكافلية من البكتيريا والخميرة (SCOBY). وتوفر مهروسات الفواكه المخففة قاعدة غنية بالعناصر الغذائية والنكهة لإنتاج الكومبوتشا. ستتعرف أدناه على كيفية تعزيز المعالجة بالموجات فوق الصوتية لإنتاج
- زيادة انتقال الكتلة: تُنشئ الموجات فوق الصوتية فقاعات تجويف مجهرية في السائل، مما يؤدي إلى تكوّن تيارات دقيقة ونفاثات سائلة واضطرابات. وتعزز هذه الحركة انتقال الكتلة من خلال زيادة التلامس بين الكائنات الحية الدقيقة المسؤولة عن التخمير والعناصر الغذائية في الوسط. ونتيجة لذلك، تمتص الكائنات الحية الدقيقة المخمِّرة العناصر الغذائية بكفاءة أكبر، مما يؤدي إلى تسريع معدلات التخمير.
- تفكيك الخلايا: تُعرَف أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية بفعاليتها في التحلل الخلوي والاستخلاص. وفي تخمير الأغذية، تفكك أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية الجدران الخلوية الميكروبية، مطلقةً الإنزيمات والمستقلبات الموجودة داخل الخلايا، التي يمكن أن تزيد تحفيز تفاعلات التخمير. ويعزز هذا التفكيك إطلاق مركبات النكهة والفيتامينات والأحماض العضوية من الخلايا الميكروبية، مما يسهم في تعقيد نكهة المنتج المخمر وغناه بالعناصر الغذائية. ويمكن قياس نسبة أعلى بدرجة ذات دلالة إحصائية من المركبات الفينولية في كومبوتشا النبق البحري المخمرة بالموجات فوق الصوتية. (راجع Dornan et al., 2020)
- تحضير ركائز تخمير غنية بالعناصر الغذائية: يساعد الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية على تحضير ركيزة تخمير توفر العديد من العناصر الغذائية في صورة متاحة للهضم الميكروبي. وهذا يعني أنه في ركائز التخمير المعالجة بالموجات فوق الصوتية (مثل مهروسات الفواكه والخضروات)، تتحرر المركبات النشطة حيويًا، مثل النشويات والسكريات، من المصفوفة داخل خلايا النبات. ويمكن للميكروبات أن تتغذى بسهولة على الركيزة، مما يسرع عملية التخمير ويقصر مدتها. وينطبق الأمر نفسه على البوليفينولات والفلافونويدات والفيتامينات، التي تتحرر من المصفوفات داخل الخلايا وتسهم في القيمة الغذائية الإجمالية للأغذية أو المشروبات المخمرة.
- تعزيز نشاط الإنزيمات: تنشّط المعالجة بالموجات فوق الصوتية بعض الإنزيمات المشاركة في عمليات التخمير أو تعزز نشاطها. فعلى سبيل المثال، تزيد نشاط السليولاز والأميلاز، وهما إنزيمان أساسيان لتفكيك الكربوهيدرات المعقدة إلى سكريات أبسط، تخمرها بعد ذلك الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في مزرعة الكومبوتشا.
- تحسين التجانس: نظرًا إلى أن القوى الناتجة عن المعالجة بالموجات فوق الصوتية تؤدي دائمًا إلى الخلط والمزج، فإن هذه المعالجة تضمن تجانسًا أفضل لمزيج التخمير، مما يؤدي إلى توزيع موحد للعناصر الغذائية والكائنات الحية الدقيقة في جميع أنحاء الوسط. ويعزز هذا التوزيع الموحد اتساق حركية التخمير وإنتاج كومبوتشا عالية الجودة ذات خصائص حسية مرغوبة.
يكون تحفيز النمو الميكروبي بالموجات فوق الصوتية أكثر فعالية عند تطبيق الموجات فوق الصوتية قبل التخمير أو في طوري الكمون والنمو اللوغاريتمي.
دراسة حالة: تحفيز تخمير عصير التفاح بالموجات فوق الصوتية
أظهرت الأبحاث أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية في طوري الكمون والنمو اللوغاريتمي أثناء تخمير عصير التفاح عززت النمو الميكروبي وكثفت التحول الحيوي لحمض الماليك إلى حمض اللاكتيك. فعلى سبيل المثال، بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية في طور الكمون لمدة 0.5 h، بلغ العدد الميكروبي ومحتوى حمض اللاكتيك في العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية عند 58.3 W/L مقدار 7.91 ± 0.01 Log CFU/mL و133.70 ± 7.39 mg/L، على التوالي، وكانت هذه القيم أعلى بدرجة ذات دلالة إحصائية من القيم في العينات غير المعالجة بالموجات فوق الصوتية. علاوةً على ذلك، كان للمعالجة بالموجات فوق الصوتية في طوري الكمون والنمو اللوغاريتمي تأثيرات معقدة في استقلاب المركبات الفينولية في التفاح، مثل حمض الكلوروجينيك وحمض الكافئيك والبروسيانيدين B2 والكاتيكين وحمض الغاليك. ويمكن للموجات فوق الصوتية أن تؤثر إيجابيًا في التحلل المائي لحمض الكلوروجينيك إلى حمض الكافئيك، وتحول البروسيانيدين B2، ونزع الكربوكسيل من حمض الغاليك. وكان استقلاب الأحماض العضوية والأحماض الأمينية الحرة في العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية مرتبطًا إحصائيًا باستقلاب المركبات الفينولية، مما يشير إلى أن الموجات فوق الصوتية قد تفيد تكوّن المشتقات الفينولية من خلال تحسين الاستقلاب الميكروبي للأحماض العضوية والأحماض الأمينية. (راجع Wang et al., 2021)
دراسة حالة: تحسين تخمير حليب الصويا بالموجات فوق الصوتية
درس فريق البحث لدى Ewe et al. (2012) تأثيرات الموجات فوق الصوتية في الكفاءة الاستقلابية لسلالات من العصيات اللبنية (Lactobacillus acidophilus BT 1088 وL. fermentum BT 8219 وL. acidophilus FTDC 8633 وL. gasseri FTDC 8131) أثناء تخمير حليب الصويا. ولوحظ أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية زادت نفاذية الأغشية الخلوية للبكتيريا. وأدت زيادة نفاذية الأغشية الخلوية إلى تحسين دخول العناصر الغذائية إلى الخلايا وتعزيز النمو لاحقًا (P ≺ 0.05). وعززت السعات الأعلى والمدد الأطول للمعالجة بالموجات فوق الصوتية نمو العصيات اللبنية في حليب الصويا، مع تجاوز أعداد الخلايا الحية 9 log CFU/mL. كما عززت المعالجة بالموجات فوق الصوتية الأنشطة النوعية لإنزيم β-glucosidase داخل خلايا العصيات اللبنية وخارجها (P ≺ 0.05)، مما أدى إلى زيادة التحول الحيوي للإيزوفلافونات في حليب الصويا، ولا سيما الجينيستين ومالونيل الجينيستين إلى الجينيستئين. وتُظهر نتائج هذه الدراسة أن معالجة خلايا العصيات اللبنية بالموجات فوق الصوتية تعزز (P ≺ 0.05) نشاط إنزيم β-glucosidase في الخلايا، بما يفيد تعزيز (P ≺ 0.05) التحول الحيوي لغلوكوزيدات الإيزوفلافون إلى أغليكونات نشطة حيويًا في حليب الصويا. (راجع Ewe et al., 2012)
صور بالمجهر الإلكتروني الماسح للعصيات اللبنية دون معالجة (A) وللعصيات اللبنية المعالجة بالموجات فوق الصوتية بسعة 60% لمدة 3 min (B). تُظهر الدوائر خلايا متمزقة وخلايا ذات مسام.
(الدراسة والصور: ©Ewe et al., 2012)
استخلاص المركبات الغذائية والنكهات في الكومبوتشا والمشروبات المخمرة
تستفيد مشروبات الشاي والعصائر والخضروات المخمرة، مثل عصير التفاح أو التوت المخمر أو الكومبوتشا المنقوعة بالفواكه، بدرجة كبيرة من المعالجة بالموجات فوق الصوتية من حيث النكهة والعناصر الغذائية. وتفكك الموجات فوق الصوتية البنى الخلوية للمواد النباتية وتطلق المركبات الموجودة داخل الخلايا، مثل مركبات النكهة والبوليفينولات ومضادات الأكسدة والفلافونويدات. وفي الوقت نفسه، يوفر التجانس بالموجات فوق الصوتية مشروبًا موزعًا ومستحلبًا بصورة موحدة، مما يمنع انفصال الأطوار ويوفر مظهرًا جذابًا للمستهلكين. ويمكنك أدناه مشاهدة مثال لكومبوتشا ثمار النبق البحري المعالجة بالموجات فوق الصوتية دون انفصال الأطوار، بالمقارنة مع نسخة غير معالجة.
اقرأ المزيد عن استخلاص النكهات والعناصر الغذائية بالموجات فوق الصوتية!
مفاعل حيوي بالموجات فوق الصوتية مزود بـ 4x UIP4000hdT لتحسين عمليات التخمير
دراسة حالة: حفظ الكومبوتشا بالموجات فوق الصوتية
يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية التأثير في الميكروبات إما بتحفيزها أو بتعطيلها. كما تتأثر الإنزيمات بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية: إذ يمكن للموجات فوق الصوتية تغيير خصائص الإنزيمات والركائز وتفاعلاتها. وتُستخدم هذه التأثيرات للموجات فوق الصوتية منخفضة التردد في معالجة الأغذية بوصفها بديلًا غير حراري لبسترة الأغذية والمشروبات. وتوفر المعالجة بالموجات فوق الصوتية ميزة التحكم الدقيق في معلمات العملية، مثل السعة والزمن ودرجة الحرارة والضغط، مما يسمح بتعطيل موجَّه للكائنات الحية الدقيقة. ويتيح تعطيل الحمل الميكروبي في الكومبوتشا والمشروبات المخمرة إطالة مدة الصلاحية وزيادة ثبات المنتج. ويسهّل خفض الميكروبات والإنزيمات التوزيع التجاري نتيجة إطالة مدة صلاحية المنتج النهائي. والمعالجة بالموجات فوق الصوتية طريقة بسترة غير حرارية، تُستخدم بالفعل في المعالجة التجارية للأغذية، مثل بسترة العصائر. وتُعطِّل الموجات فوق الصوتية البكتيريا والخميرة بإتلاف الجدران الخلوية، ولا سيما عند السعات الأعلى. ويؤدي ذلك إلى إبطاء النمو الميكروبي أو إيقافه. فعلى سبيل المثال، درس Kwaw et al. (2018) الموجات فوق الصوتية بوصفها استراتيجية بسترة غير حرارية لعصير التوت المخمر بحمض اللاكتيك. وكان محتوى المركبات الفينولية في عصير التوت المخمر المعالج بالموجات فوق الصوتية أعلى (1700.07 ± 2.44 μg/mL) من محتواها في العينة الضابطة، وهي عصير توت مخمر غير معالج. «من بين المعالجات غير الحرارية المنفردة، أحدثت المعالجة بالموجات فوق الصوتية زيادة ذات دلالة إحصائية (p < 0.05) في الخصائص الفينولية والمضادة للأكسدة لعصير التوت المخمر بحمض اللاكتيك مقارنةً بالمعالجة بالضوء النبضي.» (Kwaw et al., 2018)
مع أن الكومبوتشا مشروب معروف بمزارعه الحية، يمكن استخدام خفض مضبوط للميكروبات لإطالة مدة صلاحية مشروبات الكومبوتشا الموزعة تجاريًا.
تقتل البسترة الحرارية التقليدية جميع الخمائر والبكتيريا الحية الموجودة عادةً في الكومبوتشا، والتي تُعد أحد العوامل الرئيسية لتأثيراتها المعززة للصحة. والبسترة بالموجات فوق الصوتية طريقة حفظ غير حرارية، يمكن استخدامها إما لخفض الأعداد الميكروبية أو للقضاء على الكائنات الحية الدقيقة تمامًا. وهذا يعني أن المنتجين التجاريين يمكنهم تطبيق الموجات فوق الصوتية بسعات أقل ولمدد أقصر لخفض أعداد البكتيريا والخميرة دون القضاء عليها تمامًا. وبذلك، تبقى المزارع الحية موجودة في الكومبوتشا، وإن كانت بأعداد أقل، مما يحسن مدة الصلاحية وفترات التخزين.
نتائج مثبتة علميًا في الكومبوتشا المعالجة بالموجات فوق الصوتية
درس Dornan et al. (2020) تأثيرات الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد في الكومبوتشا المصنوعة من ثمار النبق البحري باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP500hdT. وتمكن فريق البحث من إثبات تأثيرات مفيدة متعددة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية في تحضير ثمار النبق البحري وتخمير الكومبوتشا اللاحق.
استخلاص ثمار النبق البحري بالموجات فوق الصوتية
للمعالجة بالموجات فوق الصوتية، هُرست ثمار النبق البحري الطازجة الكاملة (المعروفة أيضًا باسم sanddorne؛ H. rhamnoides cv. Sunny) باستخدام خلاط Vitamix لمدة 2 min. وأُضيف حجم من dH2O يعادل 30% من الحجم الأصلي للمهروس، ثم مُزج. وطُبقت الموجات فوق الصوتية (90 W, 20 kHz, 10 min) على 200 mL من المهروس المخفف باستخدام المعالج بالموجات فوق الصوتية UIP500hdT (انظر الصورة على اليسار). واختير زمن المعالجة لتحسين العناصر الغذائية والحفاظ على العينة في حالة مماثلة للطازجة. وتُظهر نتائج الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية زيادة ذات دلالة إحصائية (P ≺ 0.05) بنسبة 10% في مردود الاستخلاص من اللب (من 19.04 ± 0.08 إلى 20.97 ± 0.29%) وبنسبة 7% من البذور (من 14.81 ± 0.08 إلى 15.83 ± 0.28%). وتبرز هذه الزيادة في مردود الزيت فعالية المعالجة بالموجات فوق الصوتية بوصفها تقنية فعالة وصديقة للبيئة لتعظيم قيمة المواد الخام. وأدى الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية من ثمار النبق البحري إلى زيادة مردود الزيت وتقليل زمن المعالجة واستهلاك الطاقة وتجنب المذيبات الخطرة.
دراسة حالة: تجانس كومبوتشا ثمار النبق البحري بالموجات فوق الصوتية
أظهرت كومبوتشا ثمار النبق البحري (sanddorne) المعالجة بالموجات فوق الصوتية تحسنًا ذا دلالة إحصائية في ثبات المنتج. وبحلول اليوم 21 من التخزين، ظلت كومبوتشا الثمار المعالجة بالموجات فوق الصوتية متجانسة. ويُظهر عدم ملاحظة أي نضح للسائل في كومبوتشا الثمار المعالجة بالموجات فوق الصوتية طوال الدراسة (21 يومًا، انظر الصورة أدناه) أن الموجات فوق الصوتية وحدها تقنية استحلاب فعالة قادرة على تحقيق ثبات المنتج ومنع انفصال الأطوار.
مهروس النبق البحري (P) دون المعالجة بالموجات فوق الصوتية ومعها (P+US) في اليومين 0 و21.
الدراسة والصورة:©Dornan et al., 2020.
المعالجة بالموجات فوق الصوتية لإيقاف التخمير
حُضِّرت أربع عينات من الكومبوتشا: K (كومبوتشا)، وK+US (كومبوتشا + موجات فوق صوتية)، وK+S (كومبوتشا + سكروز)، وK+S+US (كومبوتشا + سكروز + موجات فوق صوتية). وحُضِّرت جميع العينات باستخدام 200 mL من مهروس النبق البحري (P) أو P+US و12.5 g من SCOBY. وتألفت K من P وSCOBY. وتألفت K+US من P+US وSCOBY. وتألفت K+S من P و15.0 g من السكروز وSCOBY. وتألفت K+S+US من P+US و15.0 g من السكروز وSCOBY. وتُركت جميع العينات لتتخمر في مكان مظلم عند درجة حرارة الغرفة لمدة خمسة أيام. وطُبقت معالجة ثانية بالموجات فوق الصوتية (90 W, 20 kHz, 10 min) على K+US وK+S+US لإيقاف التخمير في اليوم 5.
تأثيرات الحفظ بالموجات فوق الصوتية في الكومبوتشا
في كومبوتشا النبق البحري، خفضت المعالجة بالموجات فوق الصوتية الحمل الميكروبي الأولي بمقدار 2.6 log CFU/mL، مما أوقف عملية التخمير في وقت مختار لمنع فرط التخمير. علاوةً على ذلك، يساعد الخفض المضبوط للميكروبات على زيادة مدة صلاحية المنتج النهائي وثباته، مما يسهّل التوزيع التجاري للكومبوتشا.
اقرأ المزيد عن المعالجة بالموجات فوق الصوتية بوصفها طريقة غير حرارية لبسترة العصائر!
النتائج الإجمالية في الكومبوتشا المعالجة بالموجات فوق الصوتية
خفضت المعالجة بالموجات فوق الصوتية الحمل الميكروبي الأولي بمقدار 2.6 log CFU/mL، وزادت قيمة ORAC بنسبة 3%، وزادت مؤشر الذوبانية في الماء (WSI) بنسبة 40% (من 6.64 إلى 9.29 g/g) دون نضح للسائل. وتشير نتائج هذه الدراسة إلى أن تطبيق المعالجة بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يعزز الفعالية الوظيفية للمركبات الفينولية أثناء التخمير، وأنه قادر على تقليل نضح السائل، وزيادة مردود الزيت، وخفض الحمل الميكروبي، وزيادة ORAC مع أدنى فقد في الجودة الغذائية. (راجع Dornan et al., 2020)
معدات بالموجات فوق الصوتية لتحسين تحضير الكومبوتشا
تصمم Hielscher Ultrasonics وتصنع وتوزع أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، ومفاعلات حيوية بالموجات فوق الصوتية، وملحقات لتحسين عمليات التخمير والاستخلاص والبسترة المستخدمة في تصنيع الأغذية والمشروبات. وتُستخدم أنظمة Hielscher لمعالجة الأغذية بالموجات فوق الصوتية في تطبيقات عديدة بوصفها تقنية آمنة وموثوقة وفعالة من حيث التكلفة لإنتاج أغذية ومشروبات عالية الجودة. ويتميز تركيب جميع معالجات Hielscher بالموجات فوق الصوتية وتشغيلها بالبساطة: فهي لا تتطلب سوى مساحة صغيرة، ويمكن تركيبها بسهولة في مرافق المعالجة القائمة.
تتمتع Hielscher Ultrasonics بخبرة طويلة في تطبيق الموجات فوق الصوتية عالية القدرة في صناعة الأغذية والمشروبات، وكذلك في العديد من القطاعات الصناعية الأخرى. ومعالجاتنا بالموجات فوق الصوتية مزودة بسونوترودات وخلايا تدفق سهلة التنظيف (التنظيف في المكان CIP / التعقيم في المكان SIP)، وهي الأجزاء الملامسة للسائل. ويمكن لمعالجات Hielscher Ultrasonics الصناعية بالموجات فوق الصوتية توفير سعات عالية جدًا. ويمكن التشغيل المستمر بسهولة بسعات تصل إلى 200µm على مدار 24/7. ويُعد الضبط الدقيق للسعات وخيار التبديل بين السعات المنخفضة والعالية مهمين لتحفيز الكائنات الحية الدقيقة أو تعطيلها. وبذلك، يمكن استخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية نفسه إما لتحفيز الميكروبات وزيادة التخمير أو لتعطيل الكائنات الحية الدقيقة لأغراض البسترة.
تجعل التقنيات الأحدث والأداء العالي والبرمجيات المتطورة معدات Hielscher Ultrasonics أدوات عمل موثوقة في عملية تخمير الأغذية لديك. وبفضل صغر المساحة التي تشغلها وتنوع خيارات التركيب، يمكن دمج أجهزة Hielscher للمعالجة بالموجات فوق الصوتية أو تركيبها بسهولة في خطوط الإنتاج القائمة.
توحيد معايير العملية مع Hielscher Ultrasonics
ينبغي إنتاج المنتجات ذات الدرجة الغذائية وفقًا لممارسات التصنيع الجيدة (GMP) وبموجب مواصفات معالجة موحدة. وتأتي أنظمة الاستخلاص الرقمية من Hielscher Ultrasonics مزودة ببرمجيات ذكية تسهّل ضبط عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية والتحكم فيها بدقة. ويكتب التسجيل التلقائي للبيانات جميع معلمات عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية، مثل طاقة الموجات فوق الصوتية (الطاقة الكلية والصافية)، والسعة، ودرجة الحرارة، والضغط (عند تركيب مستشعرات درجة الحرارة والضغط)، مع ختم التاريخ والوقت على بطاقة SD المدمجة. ويتيح لك ذلك مراجعة كل دفعة معالجة بالموجات فوق الصوتية. وفي الوقت نفسه، يضمن قابلية تكرار النتائج واستمرار جودة المنتج العالية.
يمكن لمعالجات Hielscher Ultrasonics الصناعية بالموجات فوق الصوتية توفير سعات عالية جدًا. ويمكن التشغيل المستمر بسهولة بسعات تصل إلى 200µm على مدار 24/7. وللحصول على سعات أعلى، تتوفر سونوترودات مخصصة للموجات فوق الصوتية. وتتيح متانة معدات Hielscher بالموجات فوق الصوتية التشغيل على مدار 24/7 تحت أحمال تشغيل شديدة وفي بيئات متطلبة.
يرجى الاتصال بنا الآن لمعرفة المزيد عن ميزات أنظمة البسترة بالموجات فوق الصوتية لدينا وقدراتها. يسعدنا مناقشة تطبيقك معك!
يعطيك الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 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 |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من أجهزة UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
المؤلفات / المراجع
- Dornan, Kelly; Gunenc, Aynur; Ferichichi, Azza; Hosseinian, Farah (2020): Low frequency, high power ultrasound: a non-thermal green technique improves phenolic fractions (free, conjugated glycoside, conjugated esters and bound) in fermented seabuckthorn beverage. Journal of Food Bioactives 9, 2020.
- Joo-Ann Ewe, Wan-Nadiah Wan Abdullah, Rajeev Bhat, A.A. Karim, Min-Tze Liong (2012): Enhanced growth of lactobacilli and bioconversion of isoflavones in biotin-supplemented soymilk upon ultrasound-treatment. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 1, 2012. 160-173.
- Aung, Thinzar; Eun, Jong-Bang (2021): Production and characterization of a novel beverage from laver (Porphyra dentata) through fermentation with kombucha consortium. Food Chemistry, 350 (2), 2021.
- Nyhan, L.M.; Lynch, K.M.; Sahin, A.W.; Arendt, E.K. (2022): Advances in Kombucha Tea Fermentation: A Review. Applied Microbiology 2, 2022. 73–103.
- Hongmei Wang, Yang Tao, Yiting Li, Shasha Wu, Dandan Li, Xuwei Liu, Yongbin Han, Sivakumar Manickam, Pau Loke Show (2021): Application of ultrasonication at different microbial growth stages during apple juice fermentation by Lactobacillus plantarum: Investigation on the metabolic response. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
- Joo-Ann Ewe, Wan-Nadiah Wan Abdullah, Rajeev Bhat, A.A. Karim, Min-Tze Liong (2012): Enhanced growth of lactobacilli and bioconversion of isoflavones in biotin-supplemented soymilk upon ultrasound-treatment. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 1, 2012. 160-173.
- Umego, E. C.; He, R.; Huang, G.; Dai, C.; Ma, H. (2021): Ultrasound‐assisted fermentation: Mechanisms, technologies, and challenges. Journal of Food Processing and Preservation, 45(6), 2021.
حقائق جديرة بالمعرفة
ما الكومبوتشا؟
الكومبوتشا مشروب مخمر يحتوي على الشاي والسكر والبكتيريا والخميرة، وغالبًا على كمية قليلة من العصير أو الفواكه أو التوابل لإضفاء النكهة. وتُعرف الكومبوتشا، وكذلك العصائر المخمرة وعصائر الخضروات، بتأثيراتها الإيجابية في الصحة وتعزيز الميكروبيوتا والجهاز المناعي.
كيف تتم عملية تخمير الكومبوتشا؟
لا يخضع مصطلح «الكومبوتشا» ولا عملية إنتاجها لتنظيم قانوني. وهذا يعني أن العديد من المشروبات المخمرة تُباع بوصفها مشروبات كومبوتشا، لكن «الكومبوتشا» بالمعنى التقليدي مشروب شاي مخمر. وتُحضَّر الكومبوتشا بإضافة مزرعة الكومبوتشا إلى وسط من الشاي المحلى بالسكر. ويعمل السكر بوصفه عنصرًا غذائيًا لـ SCOBY، مما يسمح للبكتيريا والخميرة بالنمو في السائل السكري. وبكتيريا حمض الأسيتيك الموجودة في الكومبوتشا هوائية، أي إنها تتطلب الأكسجين لنموها ونشاطها. وأثناء التخمير، يحدث تحول كيميائي حيوي يحول السكروز إلى فركتوز وغلوكوز. ثم يتحول الفركتوز والغلوكوز إلى حمض الغلوكونيك وحمض الأسيتيك. إضافةً إلى ذلك، تحتوي الكومبوتشا على إنزيمات وأحماض أمينية وبوليفينولات وأحماض عضوية أخرى متنوعة تختلف بين المستحضرات. وتشمل المكونات المحددة الأخرى الإيثانول وحمض الغلوكورونيك والغليسرول وحمض اللاكتيك وحمض الأوسنيك وفيتامينات B وفيتامين C. وعادةً ما يكون محتوى الكحول في الكومبوتشا أقل من 0.5%، لأن السلالة البكتيرية Komagataeibacter xylinus تحول الإيثانول إلى أحماض (مثل حمض الأسيتيك). إلا أن إطالة التخمير تزيد محتوى الكحول. وينتج فرط التخمير كميات كبيرة من الأحماض على نحو مماثل للخل. وعادةً ما تكون قيمة pH لمشروبات الكومبوتشا نحو 3.5.
كيف تعزز المعالجة بالموجات فوق الصوتية تخمير الكومبوتشا؟
تحسن المعالجة المضبوطة بالموجات فوق الصوتية إنتاج الكومبوتشا والمشروبات المخمرة الأخرى بطرق متعددة: إذ يمكن للموجات فوق الصوتية تحفيز نمو الخميرة والبكتيريا أثناء التخمير؛ واستخلاص البوليفينولات والفلافونويدات ومركبات النكهة من الفواكه والخضروات والأعشاب؛ كما يمكن تطبيقها بوصفها طريقة بسترة غير حرارية لخفض الميكروبات قبل التعبئة. ويمكن التحكم بدقة في أجهزة Hielscher للمعالجة بالموجات فوق الصوتية، وهي قادرة على توفير شدة الموجات فوق الصوتية الأنسب لكل خطوة معالجة في إنتاج المشروبات المخمرة.
تصنع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء تتراوح أحجامها من الحجم المختبري إلى الحجم الصناعي.

