Kombucha on kääritatud jook, mis sisaldab lõhna- ja maitseainena teed, suhkrut, baktereid, pärmi ja sageli veidi mahla, puuvilju või vürtse. Kombucha, samuti kääritatud mahl ja köögiviljamahlad on tuntud positiivse mõju poolest tervisele, tugevdades mikrobioota ja immuunsüsteemi. Kontrollitud ultraheli parandab kombucha ja teiste kääritatud jookide tootmist mitmel viisil: ultraheli võib stimuleerida pärmi ja bakterite kasvu kääritamise ajal; eraldada polüfenoole, flavonoide ja maitseid puuviljadest, köögiviljadest ja maitsetaimedest; ja seda kasutatakse ka mittetermilise pastöriseerimismeetodina mikroobide vähendamiseks enne pakendamist. Hielscheri ultraheliatorid on täpselt kontrollitavad ja võivad pakkuda kõige sobivamat ultraheli intensiivsust iga ravietapi jaoks kääritatud jookide tootmisel.

Kombucha ja kääritatud joogid

Kombuchat toodetakse suhkrustatud tee kääritamisel, kasutades "Bakterite ja pärmi sümbiootilist kultuuri" (SCOBY), mida tavaliselt nimetatakse ka "emaks".” või "teeseen”. SCOBY mikroobide populatsioonide mitmekesisus ja suhe võib üsna oluliselt erineda. Pärmi komponent sisaldab üldiselt Saccharomyces cerevisiae koos teiste Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera/Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces/Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces ja Kluyveromyces liikidega; bakterikomponent sisaldab peaaegu alati Komagataeibacter xylinust (endine Gluconacetobacter xylinus), mis fermenteerib pärmide toodetud alkoholi äädikhappeks ja muudeks hapeteks, suurendades happesust ja piirates etanoolisisaldust.
Samamoodi inokuleeritakse bakterite ja pärmiga teisi kääritatud jooke, nagu kääritatud puu- ja köögiviljamahlad.
Ultraheliga töötlemine võib parandada kääritatud joogi kääritamise efektiivsust ja kvaliteediomadusi, sealhulgas toitainete sisaldust ja maitset.

Ultraheli intensiivistunud Kombucha fermentatsioon

Ultraheli lained on hästi teada, et stimuleerida bakterite ja pärmi kasvu. Kombucha kultuuride kontrollitud kerge ultrahelitöötlus (SCOBY, tuntud ka kui tee seene, tee seen või Manchuri seen) võib seega soodustada käärimisprotsessi ja viia kiirendatud käärimisaja jooksul suurema kombucha saagikuseni.
Ultraheli stimuleeritud käärimine näitab täiustatud membraani permeabiliseerimist ja seeläbi suurenenud massiülekannet. Ultraheli lainete sonomehaaniline ravi perforeerib mikroorganismide rakuseinu ja plasmamembraane (protsess, mida nimetatakse sonoboriks). Mõned rakud võivad isegi puruneda. Need häiritud rakud vabastavad kasvu soodustavaid tegureid, nagu vitamiinid, nukleotiidid, aminohapped ja ensüümid, mis võivad stimuleerida rakuliselt tervete ja membraani kahjustatud bakterite kasvu.
Ultraheliravi eelnev käärimine, samuti viivituse ja palgi faasides näitas kõige silmapaistvamat mõju bakterite kasvu stimuleerimisele.

Mikroobide kasvu ultraheli stimuleerimine on kõige tõhusam, kui ultraheli rakendatakse enne kääritamist või viivituse ja palgi faasides.

Apple Mahla kääritamise ultraheli stimuleerimine

Uuringud näitasid, et ultraheli töötlemine viivitus- ja logaritmilistes faasides õunamahla kääritamise ajal soodustas mikroobide kasvu ja õunhappe intensiivsemat biotransformatsiooni piimhappele. Näiteks pärast ultraheliga töödeldud proovide mikroobide arvu ja piimhappe sisaldust 0,5 h juures 0,5 h juures oli ultraheliga töödeldud proovides 7,91 ± 0,01 Log CFU/ml ja 133,70 ± 7,39 mg/L, mis olid oluliselt kõrgemad kui mittehelistatud proovides. Veelgi enam, ultraheliuuringul viivitus- ja logaritmilistes faasides oli keeruline mõju õunafenoolide, nagu klorogeenhape, caffeiinhape, protsüanidiin B2, katehhiin ja galliinhape ainevahetusele. Ultraheli võib positiivselt mõjutada klorogeense happe hüdrolüüsi caffeiinhappele, protsüanidiini B2 transformatsiooni ja galhappe dekarboksülatsiooni. Orgaaniliste hapete ja vabade aminohapete metabolism ultraheliga töödeldud proovides oli statistiliselt korrelatsioonis fenoolse ainevahetusega, mis tähendab, et ultraheli võib kasu saada fenoolsest tulendist, parandades orgaaniliste hapete ja aminohapete mikroobide ainevahetust. (vrd Wang et al., 2021)

Ultraheli täiustatud sojapiima käärimine

Ewe jt uurimisrühm (2012) uuris ultraheli mõju laktobatsillide (Lactobacillus acidophilus BT 1088, L. fermentum BT 8219, L. acidophilus FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131) metaboolsele efektiivsusele sojapiima kääritamise ajal. Täheldati, et ultraheliravi läbis bakterite rakumembraanid. Läbilaskvad rakumembraanid parandasid toitainete internalisatsiooni ja sellele järgnenud kasvu paranemist (P ≺ 0,05). Ultrahelitöötlusravi suuremad amplituudid ja pikemad kestused soodustasid laktobatsillide kasvu sojapiimas, kusjuures elujõuline arv ületas 9 palgi CFU/ml. Laktobakterite rakusisest ja rakuvälist β-glükosidaasi spetsiifilist tegevust suurendati ka (P ≺ 0,05) ultraheliuuringuga, mis tõi kaasa isoflavoonide biokonversiooni suurenemise sojapiimas, eriti genistiinis ja malonüül genistiinis gensiniinile. Selle uuringu tulemused näitavad, et ultraheliravi laktobatsillirakkudel soodustab (P ≺ 0,05) rakkude β-glükosidaasi aktiivsust täiustatud (P ≺ 0,05) kasuks) isoflavoonglükosiidid biokonversiooni bioaktiivsetele aglükonidele sojapiimas. (vrd Ewe et al., 2012)

Laktobatsillide skaneerivad elektronmikrograafid ilma ravita (A) ja ultraheliga töödeldud laktobatsillid 60% amplituudiga 3 minutit (B). Ringid, mis näitavad rebenenud rakke ja pooridega rakke.
(Uuring ja pildid: ©Ewe et al., 2012)

Kombucha ja kääritatud jookide toitainete ja maitsete ekstraheerimine

Kääritatud tee, mahl ja köögiviljajoogid, nt kääritatud õuna- või mooruspuumahl või puuvilja infundeeritud kombuchad, saavad ultrahelitöötlusest oluliselt kasu maitse- ja toitaineliselt. Ultraheli lained häirivad taimsete materjalide rakustruktuure ja vabastavad rakusiseseid ühendeid, nagu maitsed, polüfenoolid, antioksüdandid ja flavonoidid. Samal ajal pakub ultraheli homogeniseerimine ühtlaselt hajutatud ja emulgeeritud jooki, mis takistab faaside eraldamist ja pakub tarbijatele atraktiivset välimust. Näete näidet ultraheliga töödeldud astelpaju marja kombucha ilma faasi eraldamiseta võrreldes allpool oleva töötlemata versiooniga.
Loe lähemalt ultraheli maitse ja toitainete ekstraheerimise kohta!

Ultraheli Kombucha säilitamiseks

Ultraheliravi võib mõjutada mikroobe, stimuleerides või inaktiveerides neid. Ultrahelitöötlus mõjutab ka ensüüme: ultraheli võib muuta ensüümide, substraatide ja nende reaktsioonide omadusi. Neid madala sagedusega ultraheli mõjusid kasutatakse toiduainete töötlemisel mittetermilise alternatiivina toidu ja jookide pastöriseerimisele. Ultrahelitöötlus pakub täpse kontrolli eeliseid protsessi parameetrite üle, nagu amplituud, aeg, temperatuur ja rõhk, mis võimaldab mikroorganismide sihipärast inaktiveerimist. Mikroobse koormuse inaktiveerimine kombuchas ja kääritatud jookides võimaldab suurendada säilivusaega ja toote stabiilsust. Mikroobide ja ensüümide vähendamine hõlbustab kaubanduslikku levikut lõpptoote pikaajalise säilivusaja tõttu. Ultraheliuur on mittetermiline pastöriseerimismeetod, mida kasutatakse juba kaubanduslikus toiduainete töötlemises, näiteks mahlade pastöriseerimisel. Eriti suuremate amplituudide korral inaktiveerib ultraheli baktereid ja pärmi, kahjustades rakuseinu. Selle tulemuseks on aeglasem või peatatud mikroobide kasv. Näiteks uuris Kwaw jt (2018) ultraheli piimhappe kääritatud mooruspuumahla mittetermilise pastöriseerimise strateegiana. Ultraheliga töödeldud kääritatud mooruspuumahlal oli suurem fenoolsete ühendite sisaldus (1700,07 ± 2,44 μg / ml) kui kontroll, töötlemata kääritatud mooruspuu mahl. "Üksikute mittetermiliste ravimeetodite hulgas põhjustas ultraheliuuruur märkimisväärne (p < 0.05) piimhappega kääritatud mooruspuumahla fenoolsete ja antioksüdantsete omaduste tõus võrreldes impulssvalguse töötlemisega." (Kwaw et al., 2018) Kuigi kombucha on jook, mis on tuntud oma elukultuuride poolest, saab kaubanduslikult levitatavate kombucha jookide säilivusaja pikendamiseks kasutada mikroobide kontrollitud vähendamist. Regulaarne termiline pastöriseerimine tapab kõik elavad pärmid ja bakterid, mis tavaliselt esinevad kombuchas ja on selle tervist soodustavate mõjude üks peamisi tegureid. Ultraheli pastöriseerimine on mittetermiline säilitusmeetod, mida saab kasutada mikroobide arvu vähendamiseks või mikroorganismide täielikuks kõrvaldamiseks. See tähendab, et kaubanduslikud tootjad saavad ultraheli rakendada madalamatel amplituudidel ja lühema aja jooksul, et vähendada bakterite ja pärmi arvu ilma täielikult kõrvaldamata. Seega on kombuchas endiselt elukultuurid, kuigi väiksematel arvudel, et säilivusaeg ja säilitusajad paraneks.

Teaduslikult tõestatud tulemused ultraheliga töödeldud Kombuchas

Dornan jt (2020) uurisid madala sagedusega ultraheli mõju merepõhja marjadest valmistatud kombuchale, kasutades ultraheliprotsessor UIP500hdT. Uurimisrühm võiks näidata ultraheliuuringu mitmeid heasoovlikke mõjusid astelpaju marja ettevalmistamisele ja sellele järgnevale kombucha kääritamisele.

Ultraheli astelpaju marja ekstraheerimine

Värskete kogu astelpaju marjade (tuntud ka kui sanddorne) ultrahelitöötlus; H. rhamnoides cv. Sunny) puhastati Vitamixi segisti abil 2 minutit. Lisati ja segati maht dH2O, mis võrdub 30% algse püree mahuga. Ultraheli (90 W, 20 kHz, 10 min) rakendati lahjendatud püree 200 ml-le, kasutades UIP500hdT ultraheliprotsessor (Hielscheri ultraheli, Saksamaa). Raviaeg valiti toitainete optimeerimiseks ja proovi säilitamiseks värskes olekus. Ultraheli ekstraheerimise tulemused näitavad olulist (P ≺ 0,05) suurenemist tselluloosist 10% ekstraheerimise saagikuse võrra (19,04 ± 0,08 kuni 20,97 ± 0,29%) ja 7% seemnete puhul (14,81 ± 0,08 kuni 15,83 ± 0,28%). See õli saagikuse suurenemine rõhutab ultrahelitöötluse funktsionaalsust kui efektiivset ja rohelist tehnoloogiat tooraine väärtuse maksimeerimiseks. Ultraheli ekstraheerimine astelpaju marjadest tõi kaasa suurema õli saagikuse ja vähenenud töötlemisaja, energiatarbimise ja ohtlike lahustite vältimise.

Astelpaju marja Kombucha ultraheli homogeniseerimine

Ultraheliga töödeldud astelpaju (sanddorne) marja kombucha näitas toote oluliselt paremat stabiilsust. Ladustamise 21. päevaks jäi helistatud marja kombucha homogeenseks. Asjaolu, et kogu uuringu jooksul (21 päeva, vt pilti allpool) ei täheldatud ultraheli, näitab, et ultraheli üksi on tõhus emulgeerimistehnika, mis suudab toota toote stabiilsust ja vältida faaside eraldamist.

Seabuckthorni püree (P) ilma ultraheliravita (P+US) 0. ja 21. päeval.
Uuring ja pilt:©Dornan jt, 2020.

Ultraheliuured fermentatsiooni peatamiseks

Tehti neli kombucha proovi: K (kombucha), K+US (kombucha + ultraheli), K+S (kombucha + sahharoos) ja K+S+US (kombucha + sahharoos + ultraheli). Kõik proovid valmistati 200 ml astelpajupüree (P) või P+US ja 12,5 g SCOBY abil. K koosnes P-st ja SCOBY-st. K+US koosnes P+US-ist ja SCOBY-st. K+S koosnes P-st, 15,0 g sahharoosist ja SCOBY-st. K+S+US koosnes P+US-ist, 15,0 g sahharoosist ja SCOBY-st. Kõik proovid jäeti viieks päevaks toatemperatuuril pimedasse kohta käärima. K+US-ile ja K+S+US-ile rakendati teist ultrahelitöötlusravi (90 W, 20 kHz, 10 min), et peatada käärimine 5. päeval.

Ultraheli säilitamise mõju Kombuchale

Astelpaju kombuchas vähendas ultrahelitöötlus esialgset mikroobide koormust 2,6 palgi CFU/ml võrra, peatades seeläbi käärimisprotsessi valitud ajal, et vältida ülekäärimist. Lisaks aitab kontrollitud mikroobide vähendamine suurendada lõpptoote säilivusaega ja stabiilsust, mis hõlbustab kombucha ärilist turustamist.
Loe lähemalt ultraheliuuringu kui mittetermilise mahla pastöriseerimise meetodi kohta!

Ultraheliga töödeldud Kombucha üldised tulemused

Ultraheliuured vähendasid esialgset mikroobide koormust 2,6 palgi CFU / ml võrra, suurendasid ORAC väärtust 3% ja suurendasid vee lahustuvuse indeksit (WSI) 40% (6,64-lt 9,29 g / g- ni) ilma süneesiseta. Selle uuringu tulemused näitavad, et ultraheliuuringu rakendamine võib fermentatsiooni ajal suurendada fenoolset funktsionaalsust ja on võimeline süneesise vähendamine, õli saagikuse suurendamine, mikroobide koormuse vähenemine ja ORAC-i suurendamine minimaalse toiteväärtuse kadumisega. (vrd Dornan jt, 2020)

Ultraheli seadmed täiustatud Kombucha pruulimiseks

Hielscheri ultraheli kujundab, toodab ja levitab suure jõudlusega ultraheliatoreid, ultraheli bioreaktoreid ja tarvikuid toidus kasutatavate fermentatsiooni-, ekstraheerimis- ja pastöriseerimisprotsesside parandamiseks. & jookide tootmine. Hielscheri ultraheli toiduainete töötlemise süsteeme kasutatakse mitmesuguste rakenduste jaoks, mis on ohutu, usaldusväärne ja kulutõhus tehnoloogia kvaliteetsete toitude ja jookide tootmiseks. Kõigi Hielscheri ultraheliprotsessorite paigaldamine ja käitamine on lihtne: need vajavad vaid vähe ruumi, neid saab hõlpsasti moderniseerida olemasolevatesse töötlemisrajatistesse.
Hielscher Ultrasonics on pikaajaline kasutamise võimsus ultraheli toidus & samuti paljud teised tööstusharud. Meie ultraheli protsessorid on varustatud kergesti puhastatava (puhas-in-place CIP / steriliseerida-in-place SIP) sonotrodes ja voolu-rakud (märjad osad). Hielscher ultraheli’ tööstuslikud ultraheliprotsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Kuni 200 μm amplituudi saab 24/7 töös kergesti pidevalt käivitada. Amplituudide täpne häälestamine ja võimalus vahetada madala ja suure amplituudi vahel on olulised mikroorganismide stimuleerimiseks või inaktiveerimiseks. Seega saab sama ultraheliatorit kasutada kas stimuleerida mikroobe, mis suurendavad käärimist või inaktiveerivad mikroorganisme pastöriseerimiseks.
State-of-the-art tehnoloogia, suure jõudlusega ja keerukas tarkvara teha Hielscher Ultrasonics’ usaldusväärsed tööhobused teie toidu kääritamise protsessis. Väikese jalajälje ja mitmekülgsete paigaldusvõimalustega saab Hielscheri ultraheliatoreid hõlpsasti integreerida või moderniseerida olemasolevatesse tootmisliinidesse.

Protsessi standardimise Hielscher Ultrasonics

Toiduainete kvaliteediklassi tooteid tuleks toota vastavalt heale tootmistavale ja standardiseeritud töötlemisspetsifikatsioonidele. Hielscher Ultrasonics ' digitaalne ekstraktsioonisüsteemid tulevad intelligentse tarkvaraga, mistõttu on lihtne ultrahelitöötluse protsessi täpselt määrata ja kontrollida. Automaatne andmete salvestamine kirjutab kõik ultraheli protsessi parameetrid nagu ultraheli energia (kogu ja net energia), amplituud, temperatuur, rõhk (kui temp ja rõhuandurid on paigaldatud) koos kuupäeva ja kellaaja templiga sisseehitatud SD-Card. See võimaldab teil iga ultraheliga töödeldud partii üle vaadata. Samal ajal tagatakse reprodutseeritavus ja pidev kõrge tootekvaliteedi kvaliteet.
Hielscher ULTRASONICS’ Tööstuslikud ultraheli töötlejad suudavad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab kergesti pidevalt joosta 24/7 operatsioon. Isegi suuremate amplituudid, kohandatud ultraheli sonotroodid on saadaval. Hielscheri ultraheli seadmete vastupidavus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja Nõudlikes keskkondades.
Palun võtke meiega ühendust, et saada rohkem teada meie ultraheli pastöriseerimise süsteemide funktsioonidest ja võimetest. Meil oleks hea meel arutada oma taotluse teiega!

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: