كومبوتشا هو مشروب مخمر يحتوي على الشاي والسكر والبكتيريا والخميرة وغالبا ما يكون القليل من العصير أو الفاكهة أو التوابل كنكهة. ومن المعروف كومبوتشا وكذلك عصير المخمرة وعصائر الخضروات لها آثار إيجابية على الصحة، وتعزيز الميكروبات والجهاز المناعي. Ultrasonication تسيطر يحسن إنتاج الكومبوتشا والمشروبات المخمرة الأخرى بطرق مختلفة: الموجات فوق الصوتية يمكن أن تحفز نمو الخميرة والبكتيريا أثناء التخمير. استخراج البوليفينول والفلافونويدات والنكهات من الفواكه والخضروات والأعشاب. وتطبيقها أيضا كطريقة البسترة غير الحرارية للحد من الميكروبات قبل التعبئة والتغليف. Hielscher ultrasonicators هي بالضبط يمكن السيطرة عليها ويمكن تقديم كثافة الموجات فوق الصوتية الأنسب لكل خطوة العلاج في إنتاج المشروبات المخمرة.

كومبوتشا والمشروبات المخمرة

يتم إنتاج كومبوتشا عن طريق تخمير الشاي السكري باستخدام "ثقافة التكافل من البكتيريا والخميرة" (سكوبي)، وتسمى أيضا "الأم"” أو "فطر الشاي”. يمكن أن يختلف تنوع ونسبة المجموعات الميكروبية في سكوبي بشكل كبير جدا. ويشمل عنصر الخميرة عموما Saccharomyces cerevisiae، جنبا إلى جنب مع أنواع أخرى من زيغوساكاكروميس، كانديدا، كلويكيرا / هانسنياسبورا، تورولاسبورا، بيتشيا، بريتانوميسيس / ديكرا، Saccharomyces، لاشانسا، Saccharomycoides، شيزوساكتشاروميس، وكلوفيروميس؛ المكون البكتيري يشمل دائما تقريبا Komagataeibacter xylinus (سابقا Gluconacetobacter xylinus) ، الذي يخمر الكحول التي تنتجها الخمائر في الخليك وغيرها من الأحماض ، وزيادة الحموضة والحد من محتوى الإيثانول.
وبالمثل، يتم تلقيح المشروبات المخمرة الأخرى مثل الفواكه المخمرة وعصائر الخضروات بالبكتيريا والخميرة.
يمكن للعلاج بالموجات فوق الصوتية تحسين كفاءة التخمير وميزات الجودة للمشروبات المخمرة بما في ذلك محتوى المغذيات والنكهة.

التخمير المكثف بالموجات فوق الصوتية كومبوتشا

ومن المعروف جيدا الموجات فوق الصوتية لتحفيز نمو البكتيريا والخميرة. سونيكيشن خفيفة تسيطر عليها من الثقافات كومبوتشا (سكوبي، المعروف أيضا باسم فطر الشاي، فطر الشاي، أو فطر منشوريا) وبالتالي يمكن أن تعزز عملية التخمير ويؤدي إلى غلة كومبوتشا أعلى في وقت التخمير المتسارع.
Ultrasonically حفز التخمير يظهر تعزيز الغشاء permeabilization وبالتالي زيادة نقل الكتلة. العلاج سونوميكانيكال بواسطة موجات الموجات فوق الصوتية يثقب جدران الخلايا وأغشية البلازما من الكائنات الحية الدقيقة (عملية تسمى سونوبوبينيشن). قد تمزق بعض الخلايا حتى. هذه الخلايا المعطلة إطلاق النمو تعزيز عوامل مثل الفيتامينات, النيوكليوتيدات, الأحماض الأمينية والإنزيمات التي يمكن أن تحفز نمو البكتيريا سليمة خلويا وكذلك الغشاء للخطر.
العلاج بالموجات فوق الصوتية قبل التخمير وكذلك في مراحل التأخر وسجل أظهرت الآثار الأبرز على تحفيز النمو البكتيري.

التحفيز بالموجات فوق الصوتية للنمو الميكروبي هو الأكثر فعالية عند تطبيق الموجات فوق الصوتية التخمير السابق أو في مراحل التأخر والسجل.

التحفيز بالموجات فوق الصوتية من عصير التفاح التخمير

أظهرت الأبحاث أن العلاج بالموجات فوق الصوتية في مراحل التأخر واللوغاريتم خلال تخمير عصير التفاح عزز النمو الميكروبي وتكثيف التحول الحيوي لحمض اللحامض إلى حمض اللاكتيك. على سبيل المثال، بعد سونيكيشن في مرحلة التأخر لمدة 0.5 ساعة، وصل عدد الميكروبات ومحتوى حمض اللبنيك في العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية في 58.3 W/L 7.91 ± 0.01 سجل CFU/mL و 133.70 ± 7.39 ملغم /لتر، والتي كانت أعلى بكثير من تلك الموجودة في العينات غير سونيكاتيد. وعلاوة على ذلك، كان ultrasonication في مراحل تأخر واللوغاريتم تأثيرات معقدة على التمثيل الغذائي للفينوليكس التفاح مثل حمض الكلوروجينيك، حمض الكافيك، بروسيانيدين B2، catechin وحمض الغاليك. الموجات فوق الصوتية يمكن أن تؤثر بشكل إيجابي على التحلل المائي لحمض الكلوروجينيك إلى حمض الكافيك ، وتحويل البروكسيانيدين B2 وإزالة الكربوكسيليك من حمض الغاليك. كان التمثيل الغذائي للأحماض العضوية والأحماض الأمينية الحرة في العينات الصوتية مرتبطا إحصائيا بالاستقلاب الفينولي ، مما يعني أن الموجات فوق الصوتية قد تفيد اشتقاق الفينول من خلال تحسين التمثيل الغذائي الميكروبي للأحماض العضوية والأحماض الأمينية. (را. وانغ وآخرون، 2021)

Ultrasonically تحسين فول الصويا الحليب التخمير

بحث فريق البحث من إيوي وآخرون (2012) آثار الموجات فوق الصوتية على الكفاءة الأيضية لسلالات اللاكتوباكيلي (Lactobacillus acidophilus BT 1088، L. fermentum BT 8219، L. acidophilus FTDC 8633، L. gasseri FTDC 8131) أثناء تخمير حليب الصويا. ولوحظ أن العلاج بالموجات فوق الصوتية permeabilized الأغشية الخلوية للبكتيريا. أدت الأغشية الخلوية المتبلة إلى تحسين استيعاب المغذيات وتعزيز النمو اللاحق (P ≺ 0.05). السعة العالية والمدد الأطول لعلاج سونيكيشن عززت نمو lactobacilli في حليب الصويا، مع عدد قابل للتطبيق تتجاوز 9 سجل CFU / مل. كما تم تعزيز الأنشطة المحددة داخل الخلايا وخارج الخلية β الجلوكوزيداز من lactobacilli (P ≺ 0.05) عن طريق الموجات فوق الصوتية ، مما أدى إلى زيادة التحول البيولوجي من الايسوفلافون في حليب الصويا ، وخاصة جينيستين ومالونيل جينيستين إلى جينيستين. تظهر نتائج هذه الدراسة أن العلاج بالموجات فوق الصوتية على خلايا اللاكتوباسيلي يعزز (P ≺ 0.05) نشاط β الجلوكوزيداز للخلايا لصالح تعزيز (P ≺ 0.05) الايسوفلافون الجلوكوزيدات التحول البيولوجي إلى aglycones النشطة بيولوجيا في حليب الصويا. (راجع Ewe وآخرون، 2012)

مسح ميكروجرافات الإلكترون من lactobacilli دون علاج (A) وlactobacilli تعامل بالموجات فوق الصوتية في 60٪ السعة لمدة 3 دقائق (B). دوائر تظهر تمزق الخلايا والخلايا مع المسام.
(دراسة وصور: ©Ewe et al., 2012)

استخراج المركبات الغذائية والنكهات في كومبوتشا والمشروبات المخمرة

الشاي المخمرة والعصير والمشروبات النباتية، مثل التفاح المخمرة أو عصير التوت أو الفاكهة غرست kombuchas، تستفيد نكهة والمواد المغذية الحكمة بشكل كبير من العلاج بالموجات فوق الصوتية. تعطل الموجات فوق الصوتية الهياكل الخلوية للمواد النباتية وتطلق مركبات داخل الخلايا مثل النكهات والبوليفينول ومضادات الأكسدة والفلافونويدات. في الوقت نفسه، يوفر التجانس بالموجات فوق الصوتية المشروبات المنتشرة والمستحلب بشكل موحد منع فصل المرحلة وتقديم مظهر جذاب للمستهلكين. يمكنك أن ترى مثالا على البحر المعالجة بالموجات فوق الصوتية النبق التوت كومبوتشا دون فصل المرحلة بالمقارنة مع نسخة غير المعالجة أدناه.
اقرأ المزيد عن نكهة الموجات فوق الصوتية واستخراج المواد الغذائية!

الموجات فوق الصوتية للحفاظ على كومبوتشا

يمكن أن يؤثر العلاج بالموجات فوق الصوتية على الميكروبات إما عن طريق تحفيزها أو تعطيلها. كما تتأثر الإنزيمات بال sonication: يمكن أن تغير الموجات فوق الصوتية خصائص الإنزيمات والركائز وردود أفعالهم. وتستخدم هذه الآثار من الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد في تجهيز الأغذية كبديل غير الحرارية ل باستورة الأغذية والمشروبات. Sonication يوفر ميزة التحكم الدقيق على المعلمات العملية مثل السعة والوقت ودرجة الحرارة والضغط ، والذي يسمح لعطل المستهدفة من الكائنات الحية الدقيقة. تعطيل الحمل الميكروبي في كومبوتشا والمشروبات المخمرة يسمح بزيادة العمر الافتراضي واستقرار المنتج. إن تقليل الميكروبات والإنزيمات يسهل التوزيع التجاري بسبب العمر الافتراضي الطويل للمنتج النهائي. Ultrasonication هو أسلوب البسترة غير الحرارية، والذي يستخدم بالفعل في تجهيز الأغذية التجارية مثل البسترة من العصائر. خاصة في السعة العالية ، والموجات فوق الصوتية تعطيل البكتيريا والخميرة عن طريق إتلاف جدران الخلية. وهذا يؤدي إلى تباطؤ أو توقف النمو الميكروبي. على سبيل المثال، حقق كواو وآخرون (2018) في الموجات فوق الصوتية كاستراتيجية بسترة غير حرارية لعصير التوت المخمر بحمض اللبنيك. كان عصير التوت المخمر المعالج بالموجات فوق الصوتية محتوى أعلى من المركبات الفينولية (1700.07 ± 2.44 ميكروغرام / مل) من عنصر التحكم ، وهو عصير التوت المخمر غير المعالج. "من بين العلاجات الفردية غير الحرارية ، تسبب ultrasonication كبيرة (ع < 0.05) طفرة في الخصائص الفينولية ومضادات الأكسدة من عصير التوت حمض اللبنيك المخمرة بالمقارنة مع العلاج ضوء نبضي". (كواو وآخرون، 2018) في حين أن كومبوتشا هو مشروب معروف بثقافاته الحياتية ، يمكن استخدام تقليل مسيطر عليه من الميكروبات من أجل إطالة العمر الافتراضي لمشروبات كومبوتشا الموزعة تجاريا. البسترة الحرارية العادية يقتل جميع الخمائر الحية والبكتيريا التي عادة ما تكون موجودة في كومبوتشا وهي واحدة من العوامل الرئيسية لآثارها تعزيز الصحة. البسترة بالموجات فوق الصوتية هو أسلوب الحفاظ غير الحرارية، والتي يمكن استخدامها إما للحد من التهم الميكروبية أو القضاء على الكائنات الحية الدقيقة تماما. وهذا يعني أن المنتجين التجاريين يمكن تطبيق الموجات فوق الصوتية في السعة أقل ولفترات أقصر من أجل خفض عدد البكتيريا والخميرة دون القضاء تماما. وبالتالي، لا تزال ثقافات الحياة موجودة في كومبوتشا، وإن كان ذلك بأعداد أقل بحيث يتم تحسين العمر الافتراضي وأوقات التخزين.

نتائج مثبتة علميا في كومبوتشا المعالجة بالموجات فوق الصوتية

دورنان وآخرون (2020) التحقيق في آثار الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد على كومبوتشا المصنوعة من التوت seabuckthorn باستخدام المعالج بالموجات فوق الصوتية UIP500hdT. يمكن لفريق البحث إظهار آثار متعددة benefical من ultrasonication على إعداد التوت نبق البحر والتخمير كومبوتشا اللاحقة.

الموجات فوق الصوتية البحر نبق بيري استخراج

سونيكيشن من التوت القرون البحرية الكاملة الطازجة (المعروف أيضا باسم سانددورن; H. rhamnoides السيرة الذاتية. مشمس) تم تنقيتها باستخدام خلاط Vitamix لمدة 2 دقيقة. تمت إضافة حجم dH2O يساوي 30٪ من حجم بوريه الأصلي ومزجه. تم تطبيق الموجات فوق الصوتية (90 واط، 20 كيلوهرتز، 10 دقائق) على 200 مل من البيوريه المخفف باستخدام UIP500hdT المعالج بالموجات فوق الصوتية (Hielscher الفوق صوتيات، ألمانيا). تم اختيار وقت العلاج لتحسين العناصر الغذائية والحفاظ على العينة في حالة تشبه الطازجة. نتائج استخراج بالموجات فوق الصوتية يدل على زيادة كبيرة (P ≺ 0.05) بنسبة 10٪ استخراج العائد من اللب (من 19.04 ± 0.08 إلى 20.97 ± 0.29٪، وبنسبة 7٪ للبذور (من 14.81 ± 0.08 إلى 15.83 ± 0.28٪). هذه الزيادة في إنتاج النفط يسلط الضوء على وظيفة سونيكيشن كتكنولوجيا فعالة وخضراء لتحقيق أقصى قدر من قيمة المواد الخام. أدى استخراج بالموجات فوق الصوتية من التوت النبق البحر في ارتفاع غلة النفط وانخفاض وقت المعالجة، واستهلاك الطاقة، وتجنب المذيبات الخطرة.

التجانس بالموجات فوق الصوتية من البحر نبق بيري كومبوتشا

وأظهرت القرون النبق البحر المعالجة بالموجات فوق الصوتية (سانددورن) التوت كومبوتشا استقرار تحسن كبير في المنتج. بحلول اليوم 21 من التخزين ، ظلت كومبوتشا التوت سونيكاتيد متجانسة. حقيقة أنه لم يلاحظ أي syneresis في kombucha التوت sonicated للدراسة بأكملها (21 يوما، انظر الصورة أدناه) يظهر أن الموجات فوق الصوتية وحدها هي تقنية مستحلب فعالة قادرة على إنتاج استقرار المنتج ومنع فصل المرحلة.

Seabuckthorn هريس (P) دون ومع العلاج بالموجات فوق الصوتية (P + الولايات المتحدة) في اليوم 0 و 21.
دراسة وصورة: ©دورنان وآخرون، 2020.

Ultrasonication لوقف التخمير

تم إجراء أربع عينات من كومبوتشا: K (كومبوتشا)، K + الولايات المتحدة (كومبوتشا + الموجات فوق الصوتية)، K + S (كومبوتشا + السكروز)، وK + S + الولايات المتحدة (كومبوتشا + السكروز + الموجات فوق الصوتية). تم إعداد جميع العينات باستخدام 200 مل من هريس القرون النبق البحرية (P) أو P + US و 12.5 غرام من SCOBY. وتتألف K من P وSCOBY. تألفت K + الولايات المتحدة من P + الولايات المتحدة وSCOBY. K + S تتكون من P، 15.0 غرام من السكروز وSCOBY. تألفت K + S + US من P + US ، 15.0 غرام من السكروز وSCOBY. وتركت جميع العينات لتخمر في مكان مظلم في درجة حرارة الغرفة لمدة خمسة أيام. تم تطبيق علاج سونيكيشن الثاني (90 واط، 20 كيلوهرتز، 10 دقائق) على K + US و K + S + US لوقف التخمير في اليوم 5.

آثار الحفظ بالموجات فوق الصوتية على كومبوتشا

في النبق البحر كومبوتشا، سونيكيشن انخفض الحمل الميكروبي الأولي من قبل 2.6 سجل CFU / مل، وبالتالي وقف عملية التخمير في وقت محدد من أجل منع الإفراط في التخمير. وعلاوة على ذلك، يساعد الحد من الميكروبات الخاضعة للرقابة على زيادة العمر الافتراضي للمنتج النهائي واستقراره، مما يسهل التوزيع التجاري للكومبوتشا.
اقرأ المزيد عن ultrasonication كطريقة البسترة عصير غير الحرارية!

النتائج الإجمالية في كومبوتشا المعالجة بالموجات فوق الصوتية

Ultrasonication انخفض الحمل الميكروبي الأولي بنسبة 2.6 سجل CFU / مل، وزيادة قيمة ORAC بنسبة 3٪ وزيادة مؤشر قابلية الذوبان المياه (WSI) بنسبة 40٪ (من 6.64 إلى 9.29 غرام / غرام) دون syneresis. نتائج هذه الدراسة تشير إلى أن تطبيق ultrasonication يمكن أن تعزز وظائف الفينولية أثناء التخمير وقادرة على تقليل داء القرنية، وزيادة غلة الزيت، وتقليل الحمل الميكروبي، وزيادة ORAC مع الحد الأدنى من فقدان الجودة الغذائية. (راجع دورنان وآخرون، 2020)

معدات بالموجات فوق الصوتية لتحسين كومبوتشا تختمر

Hielscher Ultrasonics تصاميم وتصنيع وتوزيع الموجات فوق الصوتية عالية الأداء، المفاعلات الحيوية بالموجات فوق الصوتية والملحقات لتحسين عمليات التخمير والاستخراج والمبسترة المستخدمة في الغذاء & صناعة المشروبات. Hielscher تستخدم أنظمة معالجة الأغذية بالموجات فوق الصوتية لتطبيقات متعددة كونها تكنولوجيا آمنة وموثوق بها وفعالة من حيث التكلفة لإنتاج الأطعمة والمشروبات عالية الجودة. تركيب وتشغيل جميع المعالجات بالموجات فوق الصوتية Hielscher بسيط: أنها تتطلب مساحة صغيرة فقط، يمكن تحديثها بسهولة في مرافق المعالجة القائمة.
Hielscher الفوق صوتيات طويل من ذوي الخبرة في تطبيق الموجات فوق الصوتية السلطة في الغذاء & صناعة المشروبات وكذلك العديد من الفروع الصناعية الأخرى. لدينا المعالجات بالموجات فوق الصوتية مجهزة سهلة التنظيف (نظيفة في مكان CIP / تعقيم في مكان SIP) سونوتروديس وتدفق الخلايا (الأجزاء الرطبة). Hielscher الفوق صوتيات’ يمكن معالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم السعة عالية جدا. يمكن تشغيل السعة التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. ضبط دقيق من السعة وخيار للتبديل بين السعة المنخفضة والعالية مهمة لتحفيز أو تعطيل الكائنات الحية الدقيقة. وبالتالي ، يمكن استخدام نفس ultrasonicator إما لتحفيز الميكروبات زيادة التخمير أو تعطيل الكائنات الحية الدقيقة للمبسترة.
أحدث التقنيات، والبرمجيات عالية الأداء ومتطورة جعل Hielscher الفوق صوتيات’ الخيول العمل موثوق بها في عملية تخمير الطعام الخاص بك. مع بصمة صغيرة وخيارات التثبيت تنوعا، يمكن دمجها بسهولة Hielscher ultrasonicators أو الرجعية تركيبها في خطوط الإنتاج القائمة.

عملية التوحيد القياسي مع الموجات فوق الصوتية Hielscher

وينبغي إنتاج المنتجات من الدرجة الغذائية وفقا لممارسات التصنيع الجيدة (GMP) وفي إطار مواصفات المعالجة الموحدة. تأتي أنظمة الاستخراج الرقمي ة لـ Hielscher Ultrasonics مع برامج ذكية ، مما يجعل من السهل تعيين عملية سونيكيشن والتحكم فيها بدقة. تسجيل البيانات التلقائي يكتب جميع معلمات عملية الموجات فوق الصوتية مثل الطاقة بالموجات فوق الصوتية (إجمالي وصافي الطاقة)، والسعة، ودرجة الحرارة، والضغط (عندما يتم تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط) مع التاريخ والطابع الزمني على المدمج في بطاقة SD. هذا يسمح لك لمراجعة كل الكثير المعالجة بالموجات فوق الصوتية. في الوقت نفسه ، يتم ضمان إعادة الإنتاج وجودة المنتج عالية باستمرار.
HIELSCHER الفوق’ يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم السعة عالية جدا. السعة تصل إلى 200μm يمكن تشغيلها بسهولة بشكل مستمر في 24/7 العملية. لسعة أعلى، sonotrodes بالموجات فوق الصوتية مخصصة متوفرة. قوة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح للتشغيل 24/7 في الثقيلة وفي البيئات الصعبة.
يرجى الاتصال بنا معرفة المزيد عن الميزات والقدرة من أنظمة البسترة بالموجات فوق الصوتية لدينا. سنكون سعداء لمناقشة طلبك معك!

الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا: