کومبوچوا یک نوشیدنی تخمیر شده حاوی چای، شکر، باکتری، مخمر و اغلب مقدار کمی آب میوه یا ادویه جات ترشی جات به عنوان طعم دهنده است. کومبوکا و همچنین آب تخمیر شده و آب سبزیجات به دلیل داشتن اثرات مثبت بر سلامت، تقویت میکروبیوتا و سیستم ایمنی بدن شناخته شده است. امواج فراصوت کنترل شده را بهبود می بخشد تولید کمبوکا و دیگر نوشیدنی های تخمیر شده در راه های مختلف: سونوگرافی می تواند مخمر و رشد باکتری ها در طول تخمیر تحریک; عصاره پلی فنول، فلاونوئیدها و طعم از میوه ها، سبزیجات و گیاهان؛ و همچنین به عنوان روش پاستوریزاسیون غیر حرارتی برای کاهش میکروبی قبل از بسته بندی اعمال می شود. Hielscher ultrasonicators دقیقا قابل کنترل هستند و می تواند مناسب ترین شدت مافوق صوت برای هر مرحله درمان در تولید نوشیدنی های تخمیر ارائه.

نوشیدنی های کومبوکا و تخمیر شده

کومبوچه با تخمیر چای قندی با استفاده از یک «کشت همزیستی باکتری ها و مخمر» (SCOBY) تولید می شود که معمولاً «مادر» نیز نامیده می شود” یا "قارچ چای”. تنوع و نسبت جمعیت های میکروبی در یک SCOBY می تواند کاملاً قابل توجهی متفاوت باشد. جزء مخمر به طور کلی شامل Saccharomyces cerevisiae، همراه با گونه های دیگر از Zygosaccharomyces، کاندیدا، Kloeckera/ Hanseniaspora، تورلاسپاورا، پیچیا، Brettanomyces/Dekkera، ساکارومیس، لاچنسا، ساکارومیکوئدها، Schizosaccharomyces، و Kluyveromyces؛ جزء باکتریایی تقریبا همیشه شامل Komagataeibacter xylinus (قبلا Gluconacetobacter xylinus) ، که تخمیر الکل تولید شده توسط مخمرها را به استیک و اسیدهای دیگر ، افزایش اسیدیته و محدود کردن محتوای اتانول.
به همین ترتیب سایر نوشیدنی های تخمیر شده مانند میوه تخمیر شده و آب سبزیجات با باکتری ها و مخمر ها inoculated می شوند.
درمان با سونوگرافی می تواند بهره وری تخمیر و ویژگی های کیفیت نوشیدنی تخمیر شده از جمله محتوای مواد مغذی و طعم را بهبود بخشد.

تخمیر کومبوکا به صورت مافوق صوت تشدید شد

امواج سونوگرافی به خوبی شناخته شده برای تحریک رشد باکتری ها و مخمر. فراصوت خفیف کنترل شده از کشت کمبوچه (SCOBY، همچنین به عنوان قارچ چای، قارچ چای، و یا قارچ منچوری شناخته می شود) بنابراین می تواند فرایند تخمیر را ترویج و منجر به بازده کومبوچه بالاتر در زمان تخمیر شتاب.
تخمیر اولتراسونیک تحریک نشان می دهد افزایش permeabilization غشا و در نتیجه افزایش انتقال جرم. درمان سونومکانیکی توسط امواج سونوگرافی، دیواره های سلولی و غشاهای پلاسمایی میکروارگانیسم ها را سوراخ می کند (فرایندی به نام سونوپراسیون). بعضي از سلول ها حتي ممکنه پاره بشن این سلول های مختل شده عوامل ترویج رشد مانند ویتامین ها، کلوتیدها، اسیدهای آمینه و آنزیم هایی را آزاد می کنند که می توانند رشد دست نخورده سلولی و همچنین باکتری های به خطر افتاده غشا را تحریک کنند.
درمان اولتراسونیک قبل از تخمیر و همچنین در تاخیر و مراحل ورود به سیستم نشان داد برجسته ترین اثرات بر تحریک رشد باکتریایی.

تحریک مافوق صوت از رشد میکروبی موثر ترین زمانی که سونوگرافی قبل از تخمیر و یا در مراحل تاخیر و ورود به سیستم اعمال می شود.

تحریک مافوق صوت تخمیر آب سیب

تحقیقات نشان داد که درمان مافوق صوت در فازهای تاخیری و لگاریتمیک در طول تخمیر آب سیب باعث ترویج رشد میکروبی و تشدید انتقال زیستی اسید مالیک به اسید لاکتیک شد. به عنوان مثال، پس از فراصوت در فاز تاخیر به مدت ۰٫۵ ساعت، تعداد میکروبی و محتوای اسید لاکتیک در نمونه های تحت درمان سونوگرافی در 58.3 وات / L به 7.91 ± 0.01 ورود CFU / میلی ليتر و 133.70 ± 7.39 میلی گرم در L رسید، که به طور قابل توجهی بالاتر از آن در نمونه های غیر فراصوت. همچنین امواج فراصوت در فازهای تاخیری و لگاریتمیک تأثیرات پیچیده ای بر متابولیسم فنلیک های سیب مانند کلروژنیک اسید، کافئیک اسید، پروسیانیدین B2، کاتچین و اسید گالیک داشت. سونوگرافی می تواند به طور مثبت بر هیدرولیز اسید کلروژنیک به اسید کافئیک، تبدیل پروسیانیدین B2 و دکربوکسیلاسیون اسید گالیک تاثیر می گذارد. سوخت و ساز اسیدهای آلی و اسیدهای آمینه آزاد در نمونه های فراصوت شده از نظر آماری با سوخت و ساز فنلی همبستگی داشت و این نشان می دهد که سونوگرافی ممکن است با بهبود سوخت و ساز میکروبی اسیدهای آلی و اسیدهای آمینه به سود مشتق فنلی باشد. (cf. Wang et al., 2021)

تخمیر شیر سوا به صورت مافوق صوت بهبود یافته

تیم تحقیقاتی Ewe و همکاران. (2012) بررسی اثرات سونوگرافی بر کارایی متابولیک سویه های لاکتوباسیل (لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس BT 1088, L. تخمیر BT 8219, L. اسیدوفیلوس FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131) در طول تخمیر سویا. مشاهده شد که درمان مافوق صوت غشای سلولی باکتری را بی ثبات کرد. غشای سلولی بی ثبات شده منجر به بهبود درونی سازی مواد مغذی و افزایش رشد پس از آن شد (p ≺ 0.05). دامنه های بالاتر و مدت زمان طولانی تر از درمان فراصوت رشد لاکتوباسیل در soymilk ترویج, با تعداد قابل دوام بیش از 9 ورود به سیستم CFU / میلی لیتر. فعالیت های خاص β-گلوکوسیداز داخل سلولی و خارج سلولی لاکتوباسیل ها نیز افزایش یافت (P ≺ 0.05) توسط فراصوت، منجر به افزایش بیوتکنوراسیون از isoflavones در سویا، به خصوص جینیستین و مالونیل جینیستین به جینیستین. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که درمان سونوگرافی بر روی سلول های لاکتوباسیل باعث ترویج (P ≺ 0.05) فعالیت β گلوکوسیدهاز سلول ها به نفع افزایش یافته (P ≺ 0.05) استوفلاوون گلوکوسایدهای بیوکنورچرون به آگلیکون های زیست فعال در سویا. (cf. Ewe et al., 2012)

میکروگراف های الکترونی اسکن لاکتوباسیل بدون درمان (A) و لاکتوباسیل تحت درمان با سونوگرافی در دامنه 60٪ به مدت 3 دقیقه (B). دایره هایی که سلول ها و سلول های پاره شده را با منفذ نشان می دهند.
(مطالعه و تصاویر: ©میش و همکاران، 1391)

استخراج ترکیبات و طعم دهنده های تغذیه ای در کومبوچوکا و نوشیدنی های تخمیری

چای تخمیر شده، آب میوه و نوشیدنی های گیاهی، به عنوان مانند سیب تخمیر شده یا آب توت و یا میوه تزریق kombuchas، طعم سود- و مواد مغذی عاقلانه به طور قابل توجهی از درمان سونوگرافی. امواج سونوگرافی ساختارهای سلولی مواد گیاهی را مختل می کنند و ترکیبات داخل سلولی مانند طعم ها، پلی فنول ها، آنتی اکسیدان ها و فلاونوئیدها را آزاد می کنند. در عین حال، همگن سازی مافوق صوت فراهم می کند یک نوشیدنی به طور یکنواخت پراکنده و تقلید جلوگیری از جدایی فاز و ارائه ظاهر جذاب برای مصرف کنندگان. شما می توانید یک مثال از buckthorns دریا درمان مافوق صوت توت kombucha بدون جدایی فاز در مقایسه با یک نسخه درمان نشده در زیر را ببینید.
اطلاعات بیشتر در مورد طعم مافوق صوت و استخراج مواد مغذی!

سونوگرافی برای حفظ Kombucha

درمان سونوگرافی می تواند میکروب ها را با تحریک یا غیر فعال کردن آن ها تحت تأثیر قرار دهد. همچنین آنزیم ها تحت تاثیر فراصوت قرار می گیرد: سونوگرافی می تواند ویژگی های آنزیم ها، بسترها و واکنش های آن ها را تغییر دهد. این اثرات سونوگرافی با فرکانس پایین در پردازش مواد غذایی به عنوان یک جایگزین غیر حرارتی برای پاستوریزه کردن مواد غذایی و نوشیدنی ها استفاده می شود. فراصوت ارائه می دهد مزیت کنترل دقیق بر پارامترهای فرایند مانند دامنه، زمان، دما، و فشار، که اجازه می دهد تا برای غیر فعال سازی هدفمند از میکروارگانیسم ها. غیر فعال شدن بار میکروبی در کومبوچوکا و نوشیدنی های تخمیر شده اجازه می دهد تا ماندگاری و ثبات محصول را افزایش دهد. کاهش میکروب ها و آنزیم ها توزیع تجاری را به دلیل ماندگاری طولانی مدت محصول نهایی تسهیل می کند. فراصوت یک روش پاستوریزاسیون غیر حرارتی است، که در حال حاضر در پردازش مواد غذایی تجاری مانند پاستوریزاسیون آب میوه ها استفاده می شود. به ویژه در دامنه های بالاتر، سونوگرافی با آسیب رساندن به دیواره های سلولی باکتری ها و مخمر ها را غیر فعال می کند. این امر منجر به کندتر شدن یا متوقف شدن رشد میکروبی می شود. به عنوان مثال، Kwaw و همکاران (2018) بررسی مافوق صوت به عنوان استراتژی پاستوریزاسیون غیر حرارتی برای آب توت اسید لاکتیک تخمیر شده است. اولتراسونیک درمان آب توت تخمیر شده تا به حال محتوای بالاتری از ترکیبات فنلی (1700.07 ± 2.44 میکروگرم در میلی لیتر) نسبت به کنترل، آب توت تخمیر نشده است. "در میان درمان های غیر حرارتی فردی، امواج فراصوت باعث قابل توجهی (05:00p < 0.05) افزایش در خواص فنلی و آنتی اکسیدانی آب توت اسید لاکتیک تخمیر شده در مقایسه با درمان نور پالسی." (Kwaw et al., 2018) در حالی که کومبوچوا نوشیدنی ای است که به خاطر فرهنگ های زندگی اش شناخته می شود، می توان از کاهش کنترل شده میکروب ها به منظور طولانی کردن ماندگاری نوشیدنی های کومبوچوای توزیع شده تجاری استفاده کرد. پاستوریزاسیون حرارتی منظم تمام مخمرها و باکتری های زنده ای را که به طور معمول در کومبوکا وجود دارند و یکی از عوامل اصلی اثرات ترویج کننده سلامت آن هستند، می کشد. پاستوریزاسیون مافوق صوت یک روش حفظ غیر حرارتی است، که می تواند مورد استفاده قرار گیرد یا کاهش شمارش میکروبی و یا از بین بردن میکروارگانیسم ها به طور کامل. این بدان معنی است که تولید کنندگان تجاری می توانند سونوگرافی را در دامنه های پایین تر و برای دوره های کوتاه تر به منظور کاهش تعداد باکتری ها و مخمر بدون حذف کامل اعمال کنند. در نتیجه، فرهنگ های زندگی هنوز در کومبوکا وجود دارند، اگرچه در اعداد پایین تر به طوری که زمان ماندگاری و ذخیره سازی بهبود مییابید.

نتایج علمی اثبات شده در مافوق صوت درمان کومبوکا

درنان و همکاران (2020) بررسی اثرات سونوگرافی با فرکانس پایین بر کمبوکا ساخته شده با توت seabuckthorn با استفاده از پردازنده مافوق صوت UIP500hdT. تیم تحقیقاتی می تواند اثرات خیرین متعدد از فراصوت در دریا آماده سازی توت buckthorn و پس از آن تخمیر kombucha نشان می دهد.

دریای مافوق صوت Buckthorn استخراج بری

فراصوت توت های تازه کل دریا buckthorns (همچنین به عنوان سنددورن شناخته می شود; H. rhamnoides cv. Sunny) با استفاده از مخلوط کن Vitamix به مدت 2 دقیقه puréed شد. حجم dH2O برابر با 30 درصد حجم خالص اصلی اضافه و مخلوط شد. سونوگرافی (90 وات، 20 کیلوهرتز، 10 دقیقه) به 200 میلی ال از پوره رقیق با استفاده از اعمال شد UIP500hdT پردازنده مافوق صوت (Hielscher Ultrasonics, Germany). زمان درمان برای بهینه سازی مواد مغذی و حفظ نمونه در حالت تازه مانند انتخاب شد. نتایج استخراج مافوق صوت نشان می دهد قابل توجهی (P ≺ 0.05) افزایش 10٪ عملکرد استخراج از خمیر (از 19.04 ± 0.08 به 20.. 97 ± 0.29٪) و 7٪ برای دانه (از 14.81 ± 0.08 به 15.83 ± 0.28٪). این افزایش عملکرد نفت قابلیت فراصوت را به عنوان یک فناوری اثربخش و سبز برای به حداکثر رساندن ارزش مواد اولیه برجسته می کند. استخراج مافوق صوت از توت buckthorns دریا منجر به عملکرد نفت بالاتر و کاهش زمان پردازش, مصرف برق, و اجتناب از حلال های خطرناک.

همگن سازی مافوق صوت دریای Buckthorn بری Kombucha

buckthorns دریا تحت درمان مافوق صوت (سنددورن) توت kombucha نشان داد ثبات قابل توجهی بهبود یافته از محصول. در روز 21 ذخیره سازی، کمبوشا توت فراصوت همگن باقی ماند. این واقعیت است که هیچ هم افزایی در kombucha توت فراصوت برای کل مطالعه مشاهده شد (21 روز، نگاه کنید به تصویر زیر) نشان می دهد که سونوگرافی به تنهایی یک تکنیک موثر تقلید قادر به تولید ثبات محصول و برای جلوگیری از جدایی فاز است.

پوره Seabuckthorn (P) بدون و با درمان سونوگرافی (P+US) در روز 0 و 21.
Study and picture:©Dornan et al., 2020.

امواج فراصوت برای جلوگیری از تخمیر

چهار نمونه از کومبوکا ساخته شد: K (kombucha)، K+US (کومبوکا + سونوگرافی)، K+S (کومبوکا + ساکارز)، و K+S+US (کومبوکا + ساکارز + سونوگرافی). تمام نمونه ها با استفاده از 200 میلی ال از پوره باکتورن های دریایی (P) یا P+US و 5/12 گرم SCOBY تهیه شدند. K شامل P و SCOBY بود. K+US شامل P+US و SCOBY بود. K+S شامل P، 15.0 گرم ساکارز و SCOBY بود. K+S+US شامل P+US، 15.0 گرم ساکارز و SCOBY بود. تمام نمونه ها به مدت پنج روز در یک مکان تاریک در دمای اتاق تخمیر شدند. درمان فراصوت دوم (90 وات، 20 کیلوهرتز، 10 دقیقه) به K+US و K+S+US برای متوقف کردن تخمیر در روز 5 اعمال شد.

اثرات حفظ مافوق صوت بر کمبوکا

در buckthorns دریا kombucha، فراصوت کاهش بار میکروبی اولیه توسط 2.6 ورود به سیستم CFU / میلی میلی الکترون و در نتیجه متوقف کردن فرایند تخمیر در یک زمان انتخاب شده به منظور جلوگیری از تخمیر بیش از حد. علاوه بر این، کاهش میکروبی کنترل شده به افزایش ماندگاری و پایداری محصول نهایی کمک می کند که توزیع تجاری کومبوچوکا را تسهیل می کند.
اطلاعات بیشتر در مورد فراصوت به عنوان غیر حرارتی آب روش پاستوریزاسیون!

نتایج کلی در اولتراسونیک درمان کومبوچوکا

امواج فراصوت کاهش بار میکروبی اولیه توسط 2.6 ورود به سیستم CFU / میلی میلی گرم، افزایش ارزش ORAC 3٪ و افزایش شاخص محلول پذیری آب (WSI) 40٪ (از 6.64 به 9.29 گرم در گرم) بدون هم افزایی. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که استفاده از امواج فراصوت می تواند عملکرد فنلی در طول تخمیر را افزایش دهد و قادر به کاهش هم افزایی، افزایش عملکرد روغن، کاهش بار میکروبی و افزایش ORAC با حداقل از دست دادن کیفیت تغذیه ای. (cf. Dornan et al., 2020)

تجهیزات مافوق صوت برای بهبود Brewing Kombucha

Hielscher اولتراسونیک طراحی، تولید و توزیع مافوق صوت با کارایی بالا، بیوراکتور مافوق صوت و لوازم جانبی برای بهبود تخمیر، استخراج، و فرایندهای پاستوریزاسیون مورد استفاده در مواد غذایی & تولید نوشیدنی. Hielscher سیستم های پردازش مواد غذایی مافوق صوت برای برنامه های کاربردی چند برابر استفاده می شود که یک فن آوری امن، قابل اعتماد و مقرون به صرفه برای تولید مواد غذایی با کیفیت بالا و نوشیدنی. نصب و راه اندازی تمام پردازنده های مافوق صوت Hielscher ساده است: آنها نیاز به تنها فضای کمی, می تواند به راحتی به امکانات پردازش موجود مقاوم سازی.
Hielscher مافوق صوت طولانی تجربه در استفاده از سونوگرافی قدرت در مواد غذایی & صنعت نوشیدنی و همچنین بسیاری از شاخه های صنعتی دیگر. پردازنده های مافوق صوت ما با آسان به تمیز مجهز (تمیز در محل CIP / عقیم در محل SIP) sonotrodes و جریان سلول ها (قطعات مرطوب). اولتراسونیک هایلشر’ پردازنده های مافوق صوت صنعتی می تواند دامنه های بسیار بالا ارائه. دامنه تا 200μm به راحتی می تواند به طور مداوم در 24/7 عمل اجرا شود. تنظیم دقیق دامنه ها و گزینه تعویض بین دامنه های کم و بالا برای تحریک یا غیر فعال کردن میکروارگانیسم ها مهم است. در نتیجه، همان فراصوت می تواند مورد استفاده قرار گیرد یا تحریک میکروب افزایش تخمیر و یا به غیر فعال کردن میکروارگانیسم ها برای پاستوریزاسیون.
دولت از هنر فن آوری ، با عملکرد بالا و نرم افزار پیچیده را Hielscher مافوق صوت’ اسب کار قابل اعتماد در فرایند تخمیر مواد غذایی خود را. با رد پای کوچک و گزینه های نصب همه کاره, Hielscher ultrasonicators را می توان به راحتی یکپارچه سازی با سیستمعامل نصب شده به خطوط تولید موجود.

استاندارد سازی فرآیند با Hielscher Ultrasonics

محصولات غذایی درجه باید مطابق با شیوه های تولید خوب (GMP) و تحت مشخصات پردازش استاندارد تولید شود. Hielscher فرا صوت ' سیستم های استخراج دیجیتال با نرم افزار هوشمند آمده ، که باعث می شود آن را آسان به مجموعه و کنترل فرآیند فراصوت دقیقا. ضبط خودکار داده می نویسد: تمام پارامترهای فرایند مافوق صوت مانند انرژی اولتراسوند (کل و خالص انرژی) ، دامنه ، دما ، فشار (زمانی که دما و فشار سنسور نصب شده) با تاریخ و زمان تمبر در کارت SD ساخته شده است در. این اجازه می دهد تا شما را به تجدید نظر هر یک از التراسونیک پردازش زیادی. در همان زمان ، تکرارپذیری و کیفیت محصول به طور مداوم بالا تضمین می شود.
شرکت Hielscher Ultrasonics ’ پردازنده های اولتراسونیک صنعتی می تواند دامنه بسیار بالا را ارائه دهد. دامنه تا ۲۰۰ μm می تواند به راحتی به طور مداوم در اجرا 24/7 عملیات. برای دامنه های حتی بالاتر ، sonotrodes اولتراسونیک سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات سونوگرافی Hielscher اجازه می دهد تا برای 24/7 عملیات در وظیفه سنگین و در محیط های خواستار است.
لطفا با ما تماس بگیرید بدانید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ویژگی ها و قابلیت سیستم های پاستوریزاسیون مافوق صوت ما. ما خوشحال می شود به بحث در مورد درخواست خود را با شما!

جدول زیر به شما می دهد که نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ما: