Şirələrin saxlanma müddətini uzatmaq və qida maddələrinin miqdarını artırmaq üçün ultrasəs emalı
Müasir qida emalında qida dəyərini artırmaqla yanaşı təravəti qorumaq əsas çətinliklərdən biridir. Yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs emalı – zond tipli sonikatorlardan istifadə etməklə – güclü qeyri-termik emal üsulu kimi geniş tətbiq olunmağa başlamışdır. Bu məqalədə Stevia rebaudiana ilə şirinləşdirilmiş çiyələk şirəsinin qida tərkibinin Hielscher ultrasəs prosessorları vasitəsilə necə yaxşılaşdırıldığını araşdıran elmi tədqiqatın nəticələri təqdim olunur.
Əsas nəticələr: Ultrasəs emalı fenol birləşmələrinin miqdarını, flavonoidlərin səviyyəsini və antioksidant tutumunu artırır – bunların hamısı sənayedə tətbiq üçün uyğun, miqyası artırıla bilən şəraitdə əldə olunur.
Nə üçün istiliyi ultrasəslə əvəz etmək lazımdır?
Ənənəvi pasterizasiya polifenollar və flavonoidlər kimi termolabil birləşmələri parçalaya bilər. Ultrasəs emalı isə istilik zədələnməsi olmadan hüceyrələrin parçalanmasını və molekulyar diffuziyanı gücləndirmək üçün akustik kavitasiyadan istifadə edən qeyri-termik emal üsuludur.
Ultrasəslə şirələrin saxlanma müddətinin uzadılması və qida maddələrinin ekstraksiyası
Šic Žlabur və həmmüəlliflərinin (2019) bu yaxınlarda resenziyadan keçmiş elmi tədqiqatı “Molecules” jurnalında dərc edilmişdir və Stevia rebaudiana ilə şirinləşdirilmiş çiyələk şirəsinin emalı üçün Hielscher sonikatorunun UP400St modelindən istifadə etməklə yüksək intensivlikli ultrasəsin effektivliyinə dair güclü sübutlar təqdim edir. İstifadə edilən Hielscher ultrasəs sistemləri ilə təcrübə şəraitinin miqyasını xətti şəkildə artırmaq mümkün olduğundan, bu nəticələr şirələrin sənaye emalı üçün mühüm əhəmiyyət daşıyır.
Şirələrin ultrasəslə emalının üstünlükləri:
- Bioaktiv birləşmələrin ekstraksiyasının gücləndirilməsi
- Dadın və rəngin qorunması
- Mikrob yükünün azaldılması
- Miqyası artırıla bilən və enerji baxımından səmərəli
- Sadə tərkibli məhsul əldə etməyə imkan verən, qatqısız proses
Təcrübə quruluşu: şirənin ultrasəslə emalı
Tədqiqatda yaşıl steviya tozu olan çiyələk şirəsini emal etmək üçün Hielscher UP400St ultrasəs prosessorundan (400 W, 24 kHz) istifadə edilmişdir.
Tədqiqatçılar müxtəlif amplitudalarda (50%, 75%, 100%), zond diametrlərində (uc ölçüsü 7 mm olan S24d7 sonotrodu və uc ölçüsü 22 mm olan S24d22 sonotrodu) və ultrasəs emalı müddətlərində (15, 20 və 25 dəqiqə) zond tipli ultrasəs emalının təsirlərini qiymətləndirmişlər. Sınaqdan keçirilmiş bütün şəraitlər arasında ən intensiv emal – 100% amplituda, 22 mm zond, 25 dəqiqə – ən nəzərəçarpan nəticələri vermişdir.
Nəticələrin icmalı – şirələrin ultrasəslə emalı
Ümumi fenol birləşmələrinin miqdarının (TPC) artması
Ultrasəslə emal edilmiş şirələrdə TPC zəif intensivlikli ultrasəs emalı ilə müqayisədə 23%-ə qədər, ultrasəslə emal edilməmiş steviyalı şirələrlə müqayisədə isə 18% yüksək olmuşdur.
| Nümunə | TPC (mg GAE/L) | Flavonoidlər (mg GAE/L) | Antioksidant tutumu (mmol TE/L) |
|---|---|---|---|
| Nəzarət nümunəsi | 927,3 ± 55,6 | 659,0 ± 39,6 | 3,77 ± 0,28 |
| JGSP | 1003,2 ± 13,6 | 685,2 ± 40,7 | 3,84 ± 0,09 |
| C18 | 1185,6 ± 0,2 | 791,5 ± 1,1 | 3,89 ± 1,15 |
C18: 22 mm zondla, 100% amplitudada, 25 dəqiqə ultrasəslə emal edilmişdir
Cədvəl: ultrasəs emalının fenol birləşmələrinin miqdarına və antioksidant aktivliyinə təsiri
Ümumi fenol birləşmələrinin miqdarı (TPC) ən zəif intensivlikli ultrasəs emalı ilə müqayisədə 23%, ultrasəslə emal edilməmiş steviyalı nümunələrlə müqayisədə isə 18% artmışdır.
Miqdarı artan əsas fenol birləşmələrinə luteolin, apigenin, kversetin, mirisetin və kempferol daxil olmuşdur; artımlar 3–7 dəfə arasında dəyişmişdir.
Antioksidant tutumu da (ABTS analizi ilə ölçülmüş) artmış və bioaktiv maddələrin miqdarındakı artımı göstərmişdir.
Fenol turşuları və flavonoid profili
Ultrasəs piroqallol və 4-metil-katexol kimi fenol turşularının daha yüksək səviyyədə ekstraksiyasına imkan vermişdir; ən intensiv ultrasəs emalına məruz qalmış şirədə piroqallolun miqdarı təxminən 2 mg/g səviyyəsinə çatmışdır – bu, ultrasəslə emal edilməmiş müvafiq şirələrdəkindən 3,5× dəfədən çox yüksəkdir.
Akustik kavitasiya zamanı hidroksil radikallarının əmələ gəlməsi, ehtimal ki, hidroksilləşmənin güclənməsinə və fenol birləşmələrinin sərbəstləşməsinə töhfə verir; bu isə ultrasəs ekstraksiyasının mexanizmlərinə dair əvvəlki tədqiqatlarla uyğun gəlir.
Funksional faydalarla yanaşı şirinliyin yaxşılaşdırılması
Xüsusilə, tədqiqatda steviol qlikozidləri, əsasən steviosid və rebaudiozid A (Reb A) – Stevia rebaudiana bitkisindəki əsas şirinləşdirici maddələr – araşdırılmışdır. Ultrasəs emalı onların konsentrasiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə artırmışdır:
- Steviosidin miqdarı 61% artmışdır.
- Reb A-nın miqdarı ikiqat artmışdır (+114%).
Bu artım yalnız şirinlik baxımından deyil, həm də sensor və metabolik baxımdan faydalıdır. Reb A-nın daha yüksək səviyyələri steviosidlə tez-tez əlaqələndirilən acılığı azaltmaqla dadın xoşagəlimliliyini artırır.
Şirələrin ultrasəslə emalı: sənaye əhəmiyyəti və miqyasın artırılması
Hielscher sonikatorları bütün mühüm proses parametrlərini dəqiq idarə etməyə imkan verir. Beləliklə, miqyas artırılarkən enerji intensivliyini sabit saxlayan Hielscher ultrasəs prosessorlarının konstruksiyası sayəsində bütün nəticələrin miqyasını xətti şəkildə artırmaq mümkündür. Bu, laboratoriya masası üzərində istifadə olunan sistemlərdən fasiləsiz işləyən sənaye sistemlərinə keçidi həm texniki baxımdan mümkün, həm də iqtisadi baxımdan cəlbedici edir.
Bu tədqiqat yüksək intensivlikli ultrasəsin dayanıqlı, qeyri-termik emal üsulu olduğunu dəstəkləyən və getdikcə artan sübutlar toplusuna əlavə olunur. Müşahidə olunan birgə faydalar – qida maddələrinin miqdarının artırılması, antioksidant tutumunun yaxşılaşdırılması və sensor xüsusiyyətlərin optimallaşdırılması – funksional içkilərin hazırlanmasında onun dəyərini vurğulayır.
Bəs bu, sənaye üçün nə deməkdir?
Hielscher tərəfindən təqdim olunanlar kimi miqyası artırıla bilən texnoloji platformalar sayəsində şirə istehsalçıları indi ultrasəs emalını yalnız alternativ kimi deyil, həm məhsulun keyfiyyətini, həm də istehlakçıların sağlamlığını yaxşılaşdıran bir təkmilləşdirmə kimi nəzərdən keçirə bilərlər.
- yüksək səmərəlilik
- ən müasir texnologiya
- etibarlılıq və möhkəmlik
- tənzimlənən, dəqiq proses idarəetməsi
- partiyalarla və axın xəttində emal
- istənilən həcm üçün
- ağıllı proqram təminatı
- ağıllı funksiyalar (məsələn, proqramlaşdırılma imkanı, məlumatların protokollaşdırılması, məsafədən idarəetmə)
- asan və təhlükəsiz istifadə
- az texniki qulluq tələbi
- CIP (yerində təmizləmə)
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal məhsuldarlığı barədə təsəvvür yaradır:
| Partiyanın həcmi | Axın sürəti | Tövsiyə olunan cihazlar |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | daha yüksək | cihazlar klasteri: UIP16000hdT |
Layihələndirmə, istehsal və məsləhət xidmətləri – Almaniya istehsalı olan keyfiyyət
Hielscher ultrasəs cihazları ən yüksək keyfiyyət və dizayn standartları ilə tanınır. Möhkəmlik və asan istifadə ultrasəs cihazlarımızın sənaye müəssisələrinə problemsiz inteqrasiyasına imkan verir. Hielscher ultrasəs cihazları ağır şəraitdə və yüksək tələblər qoyan mühitlərdə asanlıqla işləyir.
Hielscher Ultrasonics ISO sertifikatına malik şirkətdir və ən müasir texnologiya ilə istifadə rahatlığını birləşdirən yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs cihazlarına xüsusi önəm verir. Əlbəttə, Hielscher ultrasəs cihazları CE tələblərinə uyğundur və UL, CSA və RoHs tələblərinə cavab verir.
Ultrasəsli qida homogenizatoru UIP16000 qida və içkilərin sənaye emalı üçün.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Šic Žlabur, J.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Barba, F.J.; Lorenzo, J.M.; Franco, D.; Atanasov, A.G.; Voća, S.; Rimac Brnčić, S. (2019): Evaluation of the Behavior of Phenolic Compounds and Steviol Glycosides of Sonicated Strawberry Juice Sweetened with Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Molecules 2019, 24, 1202.
- 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.
- Mehmet Başlar, Mustafa F. Ertugay (2013): The effect of ultrasound and photosonication treatment on polyphenoloxidase (PPO) activity, total phenolic component and colour of apple juice. International Journal of Food Science and Technology, Volume 48, Issue 4, April 2013. 886–892.
- Morteza Rouhani (2019): Modeling and optimization of ultrasound-assisted green extraction and rapid HPTLC analysis of stevioside from Stevia Rebaudiana. Industrial Crops and Products, Volume 132, 2019. 226-235.
- 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.
Tez-tez verilən suallar
Şirələrin saxlanma müddəti necə uzadılır?
Şirələrin saxlanma müddəti adətən termik pasterizasiya ilə uzadılır; bu zaman istilik xarab olmaya səbəb olan mikroorqanizmləri və fermentləri inaktivləşdirir. Alternativ üsullara yüksək təzyiqlə emal (HPP), ultrasəs emalı, impuls elektrik sahələri (PEF) və sorbatlar və ya benzoatlar kimi kimyəvi konservantlar daxildir. Bu yanaşmalar təhlükəsizliyi və sensor keyfiyyəti qorumaqla saxlanma müddətini uzatmaq məqsədi daşıyır.
Ultrasəslə şirələrin saxlanma müddətinin uzadılması haqqında daha ətraflı oxuyun!
Şirələrin qeyri-termik emalı nə üçün faydalıdır?
HPP, PEF və ya ultrasəs emalı kimi qeyri-termik emal üsulları istiliyə həssas qida maddələrinin, dad və ətir maddələrinin və bioaktiv birləşmələrin termik parçalanmasını minimuma endirir. Bu üsullar qida keyfiyyətini və sensor xüsusiyyətləri qoruyaraq mikrobların inaktivləşdirilməsinə imkan verir və ənənəvi istilik emalına daha sadə tərkibli məhsullar əldə etməyə imkan verən alternativ təqdim edir. Ultrasəsin köməyi ilə HPP tətbiq edərək şirələrin saxlanma müddətinin uzadılmasının üstünlükləri haqqında daha çox məlumat əldə edin!
Steviyalı içkilər sağlamlıq üçün faydalıdırmı?
Stevia rebaudiana bitkisindən əldə edilən təbii, qida enerjisi verməyən şirinləşdirici steviya FDA tərəfindən ümumən təhlükəsiz hesab olunur (GRAS). Onun kalori miqdarı cüzidir və qanda qlükoza və ya insulin səviyyələrini artırmır; buna görə də diabetli şəxslər və ya şəkər qəbulunu azaltmaq istəyənlər üçün uyğun alternativdir. Lakin sağlamlıq üçün faydaları içkinin ümumi tərkibindən asılıdır – steviya ilə şirinləşdirilmiş içkilərdə yenə də qatqılar ola bilər və ya onların qida dəyəri olmaya bilər.
Steviyanın ultrasəslə ekstraksiyası haqqında daha ətraflı oxuyun!
Hielscher Ultrasonics yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorları istehsal edir: laboratoriya ölçülərindən başlayaraq sənaye ölçülərinədək.