અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સુધારેલું કોમ્બુચા આથવણ

સોનિકેશન દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધારીને, સૂક્ષ્મજીવોના કોષોનું વિઘટન કરીને, ઉત્સેચકોને સક્રિય કરીને અને સમાનતા સુધારીને કોમ્બુચા, કિમચી અને અન્ય આથવેલાં શાકભાજી જેવા અલ્ટ્રાસોનિક રીતે આથવેલા ખાદ્યપદાર્થોમાં આથવણને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે આખરે આથવણનો દર વધારવામાં અને શ્રેષ્ઠ ગુણવત્તાવાળા ઉત્પાદનના નિર્માણમાં પરિણમે છે. સોનિકેશન લેક્ટિક આથવણ દરમિયાન જૈવસક્રિય સંયોજનોમાં લાભદાયી ફેરફારો શરૂ કરે છે, જેનાથી પોષક સંયોજનો અને વનસ્પતિજન્ય રસાયણોનું પ્રમાણ વધે છે.

કોમ્બુચા અને આથવેલાં પીણાં

કોમ્બુચા ખાંડવાળી ચામાં “બેક્ટેરિયા અને યીસ્ટનું સહજીવી સંવર્ધન” (SCOBY) વાપરીને આથવણ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જેને સામાન્ય રીતે “મધર” અથવા “ચા મશરૂમ” પણ કહેવામાં આવે છે. SCOBYમાં સૂક્ષ્મજીવોની વસ્તીઓની વિવિધતા અને તેમનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે બદલાઈ શકે છે. યીસ્ટ ઘટકમાં સામાન્ય રીતે Saccharomyces cerevisiae સાથે Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera/Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces/Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces અને Kluyveromycesની અન્ય પ્રજાતિઓનો સમાવેશ થાય છે; બેક્ટેરિયલ ઘટકમાં લગભગ હંમેશાં Komagataeibacter xylinus (અગાઉ Gluconacetobacter xylinus)નો સમાવેશ થાય છે, જે યીસ્ટ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા આલ્કોહોલનું આથવણ કરીને તેમને એસિટિક અને અન્ય એસિડમાં ફેરવે છે, જેનાથી અમ્લતા વધે છે અને ઇથેનોલનું પ્રમાણ મર્યાદિત રહે છે.
તેવી જ રીતે, આથવેલા ફળ અને શાકભાજીના રસ જેવા અન્ય આથવેલાં પીણાંમાં બેક્ટેરિયા અને યીસ્ટનું આરોપણ કરવામાં આવે છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી કરાતી પ્રક્રિયા આથવણની કાર્યક્ષમતા અને આથવેલા પીણાનાં પોષક તત્ત્વોના પ્રમાણ તથા સ્વાદ સહિતનાં ગુણવત્તાલક્ષી લક્ષણોને સુધારી શકે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક રીતે તીવ્ર બનાવેલું કોમ્બુચા આથવણ

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો બેક્ટેરિયા અને યીસ્ટની વૃદ્ધિને ઉત્તેજિત કરવા માટે જાણીતા છે. તેથી કોમ્બુચા કલ્ચરનું (SCOBY, જેને ચા મશરૂમ, ચા ફૂગ અથવા મંચુરિયન મશરૂમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) નિયંત્રિત હળવું સોનિકેશન આથવણની પ્રક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે અને આથવણનો સમય ઘટાડીને કોમ્બુચાની વધુ ઉપજ આપી શકે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્તેજિત આથવણમાં કોષપટલની પારગમ્યતામાં વધારો જોવા મળે છે અને તેના પરિણામે દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો દ્વારા થતી ધ્વનિ-યાંત્રિક પ્રક્રિયા સૂક્ષ્મજીવોની કોષભિત્તિઓ અને પ્લાઝ્મા પટલોમાં છિદ્રો પાડે છે (આ પ્રક્રિયાને સોનોપોરેશન કહેવામાં આવે છે). કેટલાક કોષો ફાટી પણ શકે છે. આ વિઘટિત કોષો વિટામિન્સ, ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ, એમિનો એસિડ અને ઉત્સેચકો જેવા વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપતા પરિબળો મુક્ત કરે છે, જે અખંડિત કોષો ધરાવતા તેમજ ક્ષતિગ્રસ્ત કોષપટલ ધરાવતા બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિને ઉત્તેજિત કરી શકે છે.
આથવણ પહેલાં તેમજ લેગ અને લોગ તબક્કાઓમાં કરાતી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાએ બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિને ઉત્તેજિત કરવામાં સૌથી વધુ સ્પષ્ટ અસરો દર્શાવી હતી.

કોમ્બુચાના આથવણમાં સોનિકેશનના લાભો

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ આથવણની પ્રક્રિયાને કેવી રીતે પ્રોત્સાહન આપે છે અને વધુ સારું કોમ્બુચા, આથવેલાં શાકભાજી, કોજી વગેરે બનાવવામાં કેવી રીતે મદદ કરે છે? સોનિકેશન અનેક રીતે આથવણને તીવ્ર બનાવે છે, જે નીચે આથવેલા કોમ્બુચાના સંદર્ભમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. કોમ્બુચા એક આથવેલું પીણું છે, જે પરંપરાગત રીતે મીઠી કરેલી ચા અને બેક્ટેરિયા તથા યીસ્ટના સહજીવી સંવર્ધન (SCOBY)થી બનાવવામાં આવે છે. પાતળી કરેલી ફળોની પ્યુરી કોમ્બુચાના ઉત્પાદન માટે પોષક તત્ત્વોથી સમૃદ્ધ, સ્વાદિષ્ટ આધાર પૂરો પાડે છે. નીચે, તમે જાણશો કે અલ્ટ્રાસોનિકેશન કેવી રીતે એકના ઉત્પાદનને પ્રોત્સાહન આપે છે

• વધેલું દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ: અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો પ્રવાહીમાં સૂક્ષ્મ કેવિટેશન બબૂલા બનાવે છે, જેનાથી સૂક્ષ્મ પ્રવાહો, પ્રવાહી જેટ અને ક્ષુબ્ધ પ્રવાહો ઉત્પન્ન થાય છે. આ હલચલ આથવણ માટે જવાબદાર સૂક્ષ્મજીવો અને માધ્યમમાં રહેલાં પોષક તત્ત્વો વચ્ચેનો સંપર્ક વધારીને દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ વધારે છે. પરિણામે, આથવણ કરતા સૂક્ષ્મજીવો પોષક તત્ત્વોનું વધુ કાર્યક્ષમતાથી શોષણ કરે છે, જેનાથી આથવણનો દર વધે છે.
• કોષ વિઘટન: કોષલયન અને નિષ્કર્ષણમાં તેમની અસરકારકતા માટે સોનિકેટર્સ જાણીતા છે. ખાદ્ય પદાર્થોના આથવણમાં, સોનિકેટર્સ સૂક્ષ્મજીવોની કોષભિત્તિઓ તોડે છે, જેનાથી અંતઃકોષીય ઉત્સેચકો અને ચયાપચયજ પદાર્થો મુક્ત થાય છે, જે આથવણની પ્રતિક્રિયાઓને વધુ ઉત્પ્રેરિત કરી શકે છે. આ વિઘટન સૂક્ષ્મજીવોના કોષોમાંથી સ્વાદદાયક સંયોજનો, વિટામિનો અને કાર્બનિક અમ્લોના મુક્ત થવામાં વધારો કરે છે, જે આથવેલા ઉત્પાદનના સ્વાદની જટિલતા અને પોષક સમૃદ્ધિમાં ફાળો આપે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડની મદદથી આથવેલા સી બકથોર્ન કોમ્બુચામાં ફિનોલિક સંયોજનોનો નોંધપાત્ર રીતે વધુ અંશ માપી શકાય છે. (સરખાવો: Dornan et al., 2020)
• પોષક તત્ત્વોથી સમૃદ્ધ આથવણ સબસ્ટ્રેટ્સની તૈયારી: અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એવું આથવણ સબસ્ટ્રેટ તૈયાર કરવામાં મદદ કરે છે, જે સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા પાચન માટે ઉપલબ્ધ સ્વરૂપમાં અનેક પોષક તત્ત્વો પૂરાં પાડે છે. આનો અર્થ એ છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉપચારિત આથવણ સબસ્ટ્રેટ્સમાં (દા.ત. ફળો અને શાકભાજીની પ્યુરીઓમાં) સ્ટાર્ચ અને શર્કરાઓ જેવાં જૈવસક્રિય સંયોજનો વનસ્પતિ કોષોના અંતઃકોષીય મેટ્રિક્સમાંથી મુક્ત થાય છે. સૂક્ષ્મજીવો સબસ્ટ્રેટમાંથી સહેલાઈથી પોષણ મેળવી શકે છે, જે આથવણની પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે અને તેનો સમય ઘટાડે છે. આ જ બાબત પોલિફિનોલ્સ, ફ્લેવોનોઇડ્સ અને વિટામિનોને પણ લાગુ પડે છે, જે અંતઃકોષીય મેટ્રિક્સમાંથી મુક્ત થાય છે અને આથવેલા ખાદ્ય પદાર્થો અથવા પીણાંના એકંદર પોષણમૂલ્યમાં ફાળો આપે છે.
• ઉત્સેચક પ્રવૃત્તિમાં વધારો: સોનિકેશન આથવણની પ્રક્રિયાઓમાં સામેલ અમુક ઉત્સેચકોને સક્રિય કરે છે અથવા તેમની પ્રવૃત્તિ વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે સેલ્યુલેઝ અને એમાયલેઝની પ્રવૃત્તિ વધારે છે; આ ઉત્સેચકો જટિલ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સને વધુ સરળ શર્કરાઓમાં તોડવા માટે અત્યંત જરૂરી છે, અને ત્યારબાદ કોમ્બુચા સંવર્ધનમાં હાજર સૂક્ષ્મજીવો આ શર્કરાઓનું આથવણ કરે છે.
• સમરૂપતામાં સુધારો: સોનિકેશનનાં બળો હંમેશાં મિશ્રણ અને સંમિશ્રણમાં પરિણમતાં હોવાથી, અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર આથવણના મિશ્રણનું વધુ સારું સમરૂપીકરણ સુનિશ્ચિત કરે છે, જેના પરિણામે સમગ્ર માધ્યમમાં પોષક તત્ત્વો અને સૂક્ષ્મજીવોનું એકસરખું વિતરણ થાય છે. આ એકરૂપતા આથવણની સુસંગત ગતિકીને અને ઇચ્છનીય સંવેદનાત્મક ગુણધર્મો ધરાવતા ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા કોમ્બુચા ઉત્પાદનના નિર્માણને પ્રોત્સાહન આપે છે.

આથવણ પહેલાં અથવા વિલંબ અને લઘુગણકીય તબક્કાઓમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિનું અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્તેજન સૌથી વધુ અસરકારક હોય છે.

કેસ અભ્યાસ: સફરજનના રસના આથવણનું અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્તેજન

સંશોધનમાં દર્શાવવામાં આવ્યું કે સફરજનના રસના આથવણ દરમિયાન વિલંબ અને લઘુગણકીય તબક્કાઓમાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારથી સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન મળ્યું અને મેલિક અમ્લનું લેક્ટિક અમ્લમાં જૈવરૂપાંતરણ વધુ તીવ્ર બન્યું. ઉદાહરણ તરીકે, વિલંબ તબક્કામાં 0.5 h સુધી સોનિકેશન પછી, 58.3 W/L પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉપચારિત નમૂનાઓમાં સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યા અને લેક્ટિક અમ્લનું પ્રમાણ અનુક્રમે 7.91 ± 0.01 Log CFU/mL અને 133.70 ± 7.39 mg/L સુધી પહોંચ્યાં, જે સોનિકેશન ન કરેલા નમૂનાઓ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ હતાં. વધુમાં, વિલંબ અને લઘુગણકીય તબક્કાઓમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનની ક્લોરોજેનિક અમ્લ, કેફેઇક અમ્લ, પ્રોસાયનિડિન B2, કેટેચિન અને ગેલિક અમ્લ જેવા સફરજનના ફિનોલિક સંયોજનોના ચયાપચય પર જટિલ અસરો થઈ હતી. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ક્લોરોજેનિક અમ્લના કેફેઇક અમ્લમાં જલવિભાજન, પ્રોસાયનિડિન B2ના રૂપાંતરણ અને ગેલિક અમ્લના ડીકાર્બોક્સિલેશન પર સકારાત્મક અસર કરી શકે તેમ હતું. સોનિકેશન કરેલા નમૂનાઓમાં કાર્બનિક અમ્લો અને મુક્ત એમિનો અમ્લોનો ચયાપચય ફિનોલિક ચયાપચય સાથે આંકડાકીય રીતે સહસંબંધિત હતો, જે સૂચવે છે કે કાર્બનિક અમ્લો અને એમિનો અમ્લોના સૂક્ષ્મજીવીય ચયાપચયમાં સુધારો કરીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ફિનોલિક વ્યુત્પન્નોના નિર્માણમાં લાભદાયી થઈ શકે છે. (સરખાવો: Wang et al., 2021)

કેસ અભ્યાસ: અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી સુધારેલું સોયા દૂધનું આથવણ

Ewe અને સહલેખકો (2012)ની સંશોધન ટીમે સોયા દૂધની આથવણ દરમિયાન લેક્ટોબેસિલાઇના પ્રભેદો (Lactobacillus acidophilus BT 1088, L. fermentum BT 8219, L. acidophilus FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131)ની ચયાપચય કાર્યક્ષમતા પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડની અસરોની તપાસ કરી હતી. એવું અવલોકન કરવામાં આવ્યું હતું કે અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારથી બેક્ટેરિયાની કોષપટલો પારગમ્ય બની હતી. પારગમ્ય બનેલી કોષપટલોના પરિણામે કોષોમાં પોષક તત્ત્વોનો પ્રવેશ સુધર્યો હતો અને ત્યારબાદ વૃદ્ધિમાં વધારો થયો હતો (P ≺ 0.05). સોનિકેશન ઉપચારના ઊંચા કંપવિસ્તારો અને વધુ લાંબા સમયગાળાઓએ સોયા દૂધમાં લેક્ટોબેસિલાઇની વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપ્યું હતું, જેમાં જીવંત કોષોની સંખ્યા 9 log CFU/mL કરતાં વધી ગઈ હતી. અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી લેક્ટોબેસિલાઇની અંતઃકોષીય અને બાહ્યકોષીય β-ગ્લુકોસિડેઝની વિશિષ્ટ સક્રિયતાઓમાં પણ વધારો થયો હતો (P ≺ 0.05), જેના પરિણામે સોયા દૂધમાં આઇસોફ્લેવોન્સનું જૈવરૂપાંતરણ વધ્યું હતું, ખાસ કરીને જેનિસ્ટિન અને મેલોનાઇલ જેનિસ્ટિનનું જેનિસ્ટીનમાં રૂપાંતરણ વધ્યું હતું. આ અભ્યાસનાં પરિણામો દર્શાવે છે કે લેક્ટોબેસિલાઇના કોષો પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચારથી કોષોની β-ગ્લુકોસિડેઝ સક્રિયતા વધે છે (P ≺ 0.05), જે સોયા દૂધમાં આઇસોફ્લેવોન ગ્લુકોસાઇડ્સનું જૈવસક્રિય એગ્લાઇકોન્સમાં જૈવરૂપાંતરણ વધારવામાં (P ≺ 0.05) લાભદાયી બને છે. (જુઓ Ewe et al., 2012)

ઉપચાર વિનાના લેક્ટોબેસિલાઇ (A) અને 60% કંપવિસ્તારે 3 min સુધી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચાર કરેલા લેક્ટોબેસિલાઇ (B)નાં સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન સૂક્ષ્મચિત્રો. વર્તુળો ફાટેલા કોષો અને છિદ્રો ધરાવતા કોષો દર્શાવે છે.
(અભ્યાસ અને છબીઓ: ©Ewe et al., 2012)

કોમ્બુચા અને આથવેલા પીણાંમાં પોષક સંયોજનો અને સ્વાદદ્રવ્યોનું નિષ્કર્ષણ

આથવેલી ચા, રસ અને શાકભાજીનાં પીણાં, દા.ત. આથવેલો સફરજન કે શેતૂરનો રસ અથવા ફળોના સ્વાદથી સમૃદ્ધ કરેલા કોમ્બુચાને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચારથી સ્વાદ અને પોષક તત્ત્વોની દૃષ્ટિએ નોંધપાત્ર લાભ થાય છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો વનસ્પતિ સામગ્રીની કોષીય રચનાઓને તોડી નાખે છે અને સ્વાદદ્રવ્યો, પોલિફિનોલ્સ, એન્ટીઑક્સિડન્ટ્સ અને ફ્લેવોનોઇડ્સ જેવાં અંતઃકોષીય સંયોજનોને મુક્ત કરે છે. તે જ સમયે, અલ્ટ્રાસોનિક સમરૂપીકરણથી સમાન રીતે વિખેરાયેલું અને પાયસીકૃત પીણું મળે છે, જે પ્રાવસ્થા વિભાજન અટકાવે છે અને ગ્રાહકોને આકર્ષક દેખાવ આપે છે. નીચે તમે અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કરેલા, પ્રાવસ્થા વિભાજન વિનાના સી બકથોર્ન બેરી કોમ્બુચાનું ઉદાહરણ ઉપચાર ન કરેલા સ્વરૂપની સરખામણીમાં જોઈ શકો છો.
અલ્ટ્રાસોનિક સ્વાદદ્રવ્ય અને પોષક તત્ત્વોના નિષ્કર્ષણ વિશે વધુ વાંચો!

કેસ અભ્યાસ: અલ્ટ્રાસોનિક રીતે પરિરક્ષિત કોમ્બુચા

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચાર સૂક્ષ્મજીવોને ઉત્તેજિત કરીને અથવા નિષ્ક્રિય કરીને તેમને અસર કરી શકે છે. સોનિકેશનથી ઉત્સેચકો પણ પ્રભાવિત થાય છે: અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉત્સેચકો, સબસ્ટ્રેટ્સ અને તેમની પ્રતિક્રિયાઓની લાક્ષણિકતાઓ બદલી શકે છે. ઓછી આવૃત્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડની આ અસરોનો ઉપયોગ ખાદ્ય પ્રસંસ્કરણમાં ખાદ્ય પદાર્થો અને પીણાંના પાશ્ચરીકરણ માટે બિનતાપીય વિકલ્પ તરીકે થાય છે. સોનિકેશન કંપવિસ્તાર, સમય, તાપમાન અને દબાણ જેવા પ્રક્રિયા પરિમાણો પર ચોક્કસ નિયંત્રણનો લાભ આપે છે, જે સૂક્ષ્મજીવોને લક્ષિત રીતે નિષ્ક્રિય કરવાનું શક્ય બનાવે છે. કોમ્બુચા અને આથવેલા પીણાંમાં સૂક્ષ્મજીવ ભારને નિષ્ક્રિય કરવાથી સંગ્રહ આયુષ્ય અને ઉત્પાદનની સ્થિરતા વધારી શકાય છે. સૂક્ષ્મજીવો અને ઉત્સેચકોમાં ઘટાડાથી અંતિમ ઉત્પાદનનું સંગ્રહ આયુષ્ય લંબાય છે, જે વ્યાવસાયિક વિતરણને સરળ બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ બિનતાપીય પાશ્ચરીકરણ પદ્ધતિ છે, જેનો રસના પાશ્ચરીકરણ જેવા વ્યાવસાયિક ખાદ્ય પ્રસંસ્કરણમાં પહેલેથી જ ઉપયોગ થાય છે. ખાસ કરીને ઊંચા કંપવિસ્તારો પર, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કોષભિત્તિઓને નુકસાન પહોંચાડીને બેક્ટેરિયા અને યીસ્ટને નિષ્ક્રિય કરે છે. આના પરિણામે સૂક્ષ્મજીવોની વૃદ્ધિ ધીમી પડે છે અથવા અટકી જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, Kwaw અને સહલેખકો (2018)એ લેક્ટિક એસિડથી આથવેલા શેતૂરના રસ માટે બિનતાપીય પાશ્ચરીકરણ વ્યૂહરચના તરીકે અલ્ટ્રાસાઉન્ડની તપાસ કરી હતી. અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કરેલા આથવેલા શેતૂરના રસમાં નિયંત્રણ નમૂના તરીકેના ઉપચાર ન કરેલા આથવેલા શેતૂરના રસ કરતાં ફિનોલિક સંયોજનોનું પ્રમાણ વધુ (1700.07 ± 2.44 μg/mL) હતું. “વ્યક્તિગત બિનતાપીય ઉપચારોમાં, સ્પંદિત પ્રકાશ ઉપચારની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિકેશનથી લેક્ટિક એસિડથી આથવેલા શેતૂરના રસના ફિનોલિક અને એન્ટીઑક્સિડન્ટ ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર (p < 0.05) વધારો થયો હતો.” (Kwaw et al., 2018)
કોમ્બુચા તેના જીવંત સૂક્ષ્મજીવ સંવર્ધનો માટે જાણીતું પીણું છે, તેમ છતાં વ્યાવસાયિક રીતે વિતરિત કોમ્બુચા પીણાંની સંગ્રહયોગ્ય અવધિ લંબાવવા માટે સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યામાં નિયંત્રિત ઘટાડો કરી શકાય છે.
સામાન્ય ઉષ્મીય પાશ્ચુરીકરણ કોમ્બુચામાં સામાન્ય રીતે હાજર રહેતા તમામ જીવંત યીસ્ટ અને બેક્ટેરિયાને મારી નાખે છે, જે તેની આરોગ્યવર્ધક અસરો માટેનાં મુખ્ય પરિબળોમાંનું એક છે. અલ્ટ્રાસોનિક પાશ્ચુરીકરણ એક બિનઉષ્મીય પરિરક્ષણ પદ્ધતિ છે, જેનો ઉપયોગ સૂક્ષ્મજીવોની સંખ્યા ઘટાડવા અથવા સૂક્ષ્મજીવોને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવા માટે કરી શકાય છે. આનો અર્થ એ છે કે વ્યાવસાયિક ઉત્પાદકો બેક્ટેરિયા અને યીસ્ટને સંપૂર્ણપણે દૂર કર્યા વિના તેમની સંખ્યા ઘટાડવા માટે ઓછી કંપનવિસ્તૃતિએ અને ટૂંકા સમયગાળા માટે અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આમ, કોમ્બુચામાં જીવંત સૂક્ષ્મજીવ સંવર્ધનો હજી પણ હાજર રહે છે, જોકે ઓછી સંખ્યામાં, જેથી સંગ્રહયોગ્ય અવધિ અને સંગ્રહ સમય વધે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કરેલા કોમ્બુચામાં વૈજ્ઞાનિક રીતે પ્રમાણિત પરિણામો

Dornan et al. (2020) એ UIP500hdT સોનિકેટરનો ઉપયોગ કરીને સી બકથોર્ન બેરીમાંથી બનાવેલા કોમ્બુચા પર ઓછી આવૃત્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડની અસરોનો અભ્યાસ કર્યો હતો. સંશોધન ટીમ સી બકથોર્ન બેરીની તૈયારી અને ત્યારબાદના કોમ્બુચા આથવણ પર અલ્ટ્રાસોનિકેશનની અનેક લાભદાયી અસરો દર્શાવી શકી હતી.

સી બકથોર્ન બેરીનું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ

સોનિકેશન માટે તાજી આખી સી બકથોર્ન બેરી (સેન્ડડોર્ન તરીકે પણ ઓળખાય છે; H. rhamnoides cv. Sunny) ને Vitamix બ્લેન્ડરનો ઉપયોગ કરીને 2 min સુધી પ્યુરી બનાવવામાં આવી હતી. મૂળ પ્યુરીના કદના 30% જેટલા કદનું dH2O ઉમેરવામાં આવ્યું અને મિશ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. UIP500hdT અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરનો ઉપયોગ કરીને પાતળી કરેલી પ્યુરીના 200 mL પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ (90 W, 20 kHz, 10 min) લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો (ડાબી બાજુનું ચિત્ર જુઓ). પોષક તત્ત્વોને શ્રેષ્ઠ સ્તરે લાવવા અને નમૂનાને તાજા જેવી સ્થિતિમાં જાળવવા માટે ઉપચારનો સમય પસંદ કરવામાં આવ્યો હતો. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણનાં પરિણામો દર્શાવે છે કે ગૂદામાંથી નિષ્કર્ષણની ઉપજમાં 10% (19.04 ± 0.08 થી 20.97 ± 0.29% સુધી) અને બીજ માટે 7% (14.81 ± 0.08 થી 15.83 ± 0.28% સુધી) નો નોંધપાત્ર (P ≺ 0.05) વધારો થયો હતો. તેલની ઉપજમાં આ વધારો કાચા માલનું મૂલ્ય મહત્તમ કરવા માટે અસરકારક અને પર્યાવરણને અનુકૂળ ટેકનોલોજી તરીકે સોનિકેશનની કાર્યક્ષમતા દર્શાવે છે. સી બકથોર્ન બેરીના અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણથી તેલની ઉપજ વધી, પ્રક્રિયાનો સમય અને વીજ વપરાશ ઘટ્યાં તથા જોખમી દ્રાવકોનો ઉપયોગ ટાળી શકાયો હતો.

કેસ અભ્યાસ: સી બકથોર્ન બેરી કોમ્બુચાનું અલ્ટ્રાસોનિક સમાનીકરણ

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર કરેલા સી બકથોર્ન (સેન્ડડોર્ન) બેરી કોમ્બુચામાં ઉત્પાદનની સ્થિરતામાં નોંધપાત્ર સુધારો જોવા મળ્યો હતો. સંગ્રહના 21મા દિવસ સુધી સોનિકેશન કરેલું બેરી કોમ્બુચા સમાનધર્મી રહ્યું હતું. સમગ્ર અભ્યાસ દરમિયાન (21 દિવસ, નીચેનું ચિત્ર જુઓ) સોનિકેશન કરેલા બેરી કોમ્બુચામાં સીનેરેસિસ જોવા મળ્યું નહોતું, જે દર્શાવે છે કે એકલો અલ્ટ્રાસાઉન્ડ જ ઉત્પાદનની સ્થિરતા જાળવવા અને પ્રાવસ્થા વિભાજન અટકાવવા સક્ષમ અસરકારક પાયસીકરણ પદ્ધતિ છે.

દિવસ 0 અને 21 પર અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચાર વિનાની સી બકથોર્ન પ્યુરી (P) અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઉપચાર કરેલી પ્યુરી (P+US).
અભ્યાસ અને ચિત્ર:©Dornan et al., 2020.

આથવણ રોકવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન

કોમ્બુચાના ચાર નમૂના બનાવવામાં આવ્યા હતા: K (કોમ્બુચા), K+US (કોમ્બુચા + અલ્ટ્રાસાઉન્ડ), K+S (કોમ્બુચા + સુક્રોઝ) અને K+S+US (કોમ્બુચા + સુક્રોઝ + અલ્ટ્રાસાઉન્ડ). બધા નમૂના સી બકથોર્ન પ્યુરી (P) અથવા P+US ના 200 mL અને 12.5 g SCOBY નો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા. K માં P અને SCOBY હતાં. K+US માં P+US અને SCOBY હતાં. K+S માં P, 15.0 g સુક્રોઝ અને SCOBY હતાં. K+S+US માં P+US, 15.0 g સુક્રોઝ અને SCOBY હતાં. બધા નમૂનાઓને ઓરડાના તાપમાને અંધારાવાળી જગ્યાએ પાંચ દિવસ સુધી આથવણ માટે રાખવામાં આવ્યા હતા. દિવસ 5 પર આથવણ અટકાવવા માટે K+US અને K+S+US પર બીજો સોનિકેશન ઉપચાર (90 W, 20 kHz, 10 min) લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો.

કોમ્બુચા પર અલ્ટ્રાસોનિક પરિરક્ષણની અસરો

સી બકથોર્ન કોમ્બુચામાં સોનિકેશનથી પ્રારંભિક સૂક્ષ્મજીવ ભારમાં 2.6 log CFU/mL નો ઘટાડો થયો હતો, જેથી અતિશય આથવણ અટકાવવા માટે પસંદ કરેલા સમયે આથવણની પ્રક્રિયા રોકાઈ હતી. વધુમાં, સૂક્ષ્મજીવોમાં નિયંત્રિત ઘટાડો અંતિમ ઉત્પાદનની સંગ્રહયોગ્ય અવધિ અને સ્થિરતા વધારવામાં મદદ કરે છે, જે કોમ્બુચાના વ્યાવસાયિક વિતરણને સરળ બનાવે છે.
રસના બિન-તાપીય પાશ્ચ્યુરીકરણની પદ્ધતિ તરીકે અલ્ટ્રાસોનિકેશન વિશે વધુ વાંચો!

અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચારિત કોમ્બુચામાં એકંદર પરિણામો

અલ્ટ્રાસોનિકેશને પ્રારંભિક સૂક્ષ્મજીવી ભારમાં 2.6 log CFU/mLનો ઘટાડો કર્યો, ORAC મૂલ્યમાં 3%નો વધારો કર્યો અને પ્રવાહી છૂટું પડ્યા વિના જળદ્રાવ્યતા સૂચકાંક (WSI)માં 40%નો વધારો કર્યો (6.64થી 9.29 g/g સુધી). આ અભ્યાસનાં પરિણામો સૂચવે છે કે અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ આથવણ દરમિયાન ફિનોલિક કાર્યક્ષમતા વધારી શકે છે અને તે પોષણની ગુણવત્તામાં ન્યૂનતમ નુકસાન સાથે પ્રવાહી છૂટું પડવાનું ઘટાડવા, તેલની ઉપજ વધારવા, સૂક્ષ્મજીવી ભાર ઘટાડવા અને ORAC વધારવા સક્ષમ છે. (જુઓ Dornan et al., 2020)

કોમ્બુચાની સુધારેલી બનાવટ માટે અલ્ટ્રાસોનિક સાધનો

Hielscher Ultrasonics ખાદ્ય અને પીણાંના ઉત્પાદનમાં વપરાતી સુધારેલી આથવણ, નિષ્કર્ષણ અને પાશ્ચ્યુરીકરણ પ્રક્રિયાઓ માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટરો, અલ્ટ્રાસોનિક બાયોરિએક્ટરો અને સહાયક સાધનોની રચના, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે. ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા ખાદ્ય પદાર્થો અને પીણાંના ઉત્પાદન માટે સલામત, વિશ્વસનીય અને ખર્ચની દૃષ્ટિએ કાર્યક્ષમ તકનીક તરીકે Hielscher ની અલ્ટ્રાસોનિક ખાદ્ય પ્રસંસ્કરણ પ્રણાલીઓનો અનેકવિધ ઉપયોગોમાં ઉપયોગ થાય છે. Hielscher ના તમામ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરોનું સ્થાપન અને સંચાલન સરળ છે: તેમને માત્ર થોડી જગ્યા જોઈએ છે અને હાલની પ્રસંસ્કરણ સુવિધાઓમાં સરળતાથી ઉમેરી શકાય છે.
Hielscher Ultrasonics ખાદ્ય અને પીણાં ઉદ્યોગ તેમજ અન્ય ઘણી ઔદ્યોગિક શાખાઓમાં પાવર અલ્ટ્રાસાઉન્ડના ઉપયોગનો લાંબો અનુભવ ધરાવે છે. અમારા અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો સરળતાથી સાફ કરી શકાય તેવા (સ્થાને જ સફાઈ CIP / સ્થાને જ નિર્જંતુકરણ SIP) સોનોટ્રોડ અને ફ્લો-સેલ (પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવતા ભાગો)થી સજ્જ છે. Hielscher Ultrasonics ના ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર આપી શકે છે. 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર પર 24/7 સંચાલન સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે. સૂક્ષ્મજીવોને ઉત્તેજિત કરવા અથવા નિષ્ક્રિય કરવા માટે કંપનવિસ્તારનું ચોકસાઈપૂર્વક સમાયોજન અને નીચા તથા ઊંચા કંપનવિસ્તાર વચ્ચે ફેરબદલીનો વિકલ્પ મહત્વપૂર્ણ છે. આમ, એક જ અલ્ટ્રાસોનિકેટરનો ઉપયોગ આથવણ વધારવા માટે સૂક્ષ્મજીવોને ઉત્તેજિત કરવા અથવા પાશ્ચ્યુરીકરણ માટે સૂક્ષ્મજીવોને નિષ્ક્રિય કરવા કરી શકાય છે.
અત્યાધુનિક તકનીક, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સુવિકસિત સોફ્ટવેર Hielscher Ultrasonics ના અલ્ટ્રાસોનિકેટરોને તમારી ખાદ્ય આથવણ પ્રક્રિયામાં વિશ્વસનીય રીતે સતત કામ કરતા સાધનો બનાવે છે. ઓછી જગ્યા રોકતા કદ અને સ્થાપનના વિવિધ વિકલ્પોને કારણે Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરોને હાલની ઉત્પાદન લાઇનોમાં સરળતાથી સંકલિત કરી શકાય છે અથવા પાછળથી ઉમેરી શકાય છે.

Hielscher Ultrasonics સાથે પ્રક્રિયાનું માનકીકરણ

ખાદ્ય ઉપયોગ માટેના ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન સારી ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ (GMP) અનુસાર અને માનકીકૃત પ્રસંસ્કરણ વિશિષ્ટતાઓ હેઠળ થવું જોઈએ. Hielscher Ultrasonics ની ડિજિટલ નિષ્કર્ષણ પ્રણાલીઓ બુદ્ધિશાળી સોફ્ટવેર સાથે આવે છે, જે સોનિકેશન પ્રક્રિયાને ચોકસાઈથી ગોઠવવાનું અને નિયંત્રિત કરવાનું સરળ બનાવે છે. સ્વચાલિત ડેટા નોંધણી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઊર્જા (કુલ અને ચોખ્ખી ઊર્જા), કંપનવિસ્તાર, તાપમાન અને દબાણ (જ્યારે તાપમાન અને દબાણના સેન્સર લગાવેલા હોય) જેવા તમામ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા પરિમાણોને તારીખ અને સમયની મુદ્રા સાથે અંદર સ્થાપિત SD-કાર્ડ પર નોંધે છે. આ તમને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે પ્રસંસ્કરણ કરેલા દરેક લોટની સમીક્ષા કરવાની સુવિધા આપે છે. સાથે જ, પુનરુત્પાદકતા અને સતત ઉચ્ચ ઉત્પાદન ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત થાય છે.
Hielscher Ultrasonics ના ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો ખૂબ ઊંચા કંપનવિસ્તાર આપી શકે છે. 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર પર 24/7 સંચાલન સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે. તેનાથી પણ ઊંચા કંપનવિસ્તાર માટે જરૂરિયાત અનુસાર બનાવેલા અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ ઉપલબ્ધ છે. Hielscher ના અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોની મજબૂતાઈ ભારે કાર્યભાર હેઠળ અને કઠિન પરિસ્થિતિઓમાં 24/7 સંચાલન શક્ય બનાવે છે.
અમારી અલ્ટ્રાસોનિક પાશ્ચ્યુરીકરણ પ્રણાલીઓની વિશેષતાઓ અને ક્ષમતા વિશે વધુ જાણવા માટે કૃપા કરીને હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો. તમારા ઉપયોગ વિશે તમારી સાથે ચર્ચા કરવામાં અમને આનંદ થશે!

નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રસંસ્કરણ ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે: