तरल खाद्य पदार्थों का अल्ट्रासोनिक पाश्चुरीकरण
अल्ट्रासोनिक पाश्चराइजेशन ई.कोलाई, स्यूडोमोनास फ्लोरोसेन्स, लिस्टेरिया मोनोसाइटोजीन, स्टेफिलोकोकस ऑरियस, बैसिलस कोगुलन्स, एनोक्सीबेसिलस फ्लेवथर्मस जैसे रोगाणुओं को निष्क्रिय करने के लिए एक गैर-थर्मल नसबंदी प्रक्रिया है ताकि माइक्रोबियल खराब होने और भोजन और पेय पदार्थों की दीर्घकालिक स्थिरता को रोका जा सके।
खाद्य पदार्थों का गैर-थर्मल पाश्चुरीकरण & सोनीशन द्वारा पेय पदार्थ
अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण एक गैर-थर्मल वैकल्पिक तकनीक है जिसका उपयोग जीवों और एंजाइमों को नष्ट करने या निष्क्रिय करने के लिए किया जाता है जो भोजन खराब करने में योगदान देते हैं। अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग डिब्बाबंद खाद्य पदार्थों, दूध, डेयरी, अंडे, रस, कम अल्कोहल सामग्री वाले पेय पदार्थों और अन्य तरल खाद्य पदार्थों को पाश्चुरीकरण करने के लिए किया जा सकता है। अकेले अल्ट्रासोनिकेशन के साथ-साथ अल्ट्रासाउंड भी ऊंचा गर्मी और दबाव की स्थिति (थर्मो-मनो-सोनिकेशन के रूप में जाना जाता है) के साथ संयुक्त रूप से रस, दूध, डेयरी, तरल अंडे और अन्य खाद्य उत्पादों को कुशलतापूर्वक पाश्चुराइज कर सकता है। एक परिष्कृत अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण उपचार पारंपरिक पाश्चुरीकरण तकनीकों को उत्कृष्टता देता है क्योंकि अल्ट्रासाउंड उपचारित खाद्य उत्पादों की पोषक तत्व सामग्री और भौतिक विशेषताओं पर प्रतिकूल प्रभाव नहीं डालता है। तरल खाद्य उत्पादों को पाश्चुरीकरण करने के लिए अल्ट्रासाउंड या थर्मो-मनो-सोनिकेशन का उपयोग पारंपरिक उच्च तापमान कम समय (एचटीटी) पाश्चरीकरण विधि की तुलना में उच्च गुणवत्ता वाले पोषक तत्वों से भरपूर उत्पाद प्रदान कर सकता है।
इस तरह के Beslar एट अल (2015) से अनुसंधान अध्ययन में पाया गया कि अल्ट्रासोनिक उपचार इस तरह के उपज, निष्कर्षण, बादल, रियोलॉजिकल गुण, और रंग के रूप में के रूप में अच्छी तरह से शेल्फ जीवन के रूप में बढ़ाया गुणवत्ता कारकों सहित रस के प्रसंस्करण के लिए महत्वपूर्ण लाभ प्रदान कर सकते हैं।
अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण तरल भोजन में रोगाणुओं को निष्क्रिय करने के लिए एक गैर-थर्मल तकनीक है। कम प्रसंस्करण तापमान के कारण, पोषक तत्वों और स्वाद थर्मल अपघटन के खिलाफ रोका जाता है। इस प्रकार, अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण के परिणामस्वरूप उच्च गुणवत्ता वाले खाद्य उत्पाद होते हैं।
एक ही तापमान पर अल्ट्रासाउंड उपचार (यूटी) के बाद सेब के रस में एस्चेरिचिया कोलाई (ए) और स्टेफिलोकोकस ऑरियस (बी) के सर्वाइवल घटता है।
चित्र और अध्ययन: बापोली एट अल 2015
अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण कैसे काम करता है?
अल्ट्रासोनिक निष्क्रियता और रोगाणुओं का विनाश एक गैर-थर्मल तकनीक है, जिसका अर्थ है कि इसका मुख्य कार्य सिद्धांत गर्मी पर आधारित नहीं है। अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण मुख्य रूप से ध्वनिक कैविटेशन के प्रभावों के कारण होता है। ध्वनिक/अल्ट्रासोनिक कैविटेशन की घटना अपने स्थानीय रूप से उच्च तापमान, दबाव, और संबंधित अंतर के लिए जाना जाता है, जो मिनट कैविटेशन बुलबुले में और उसके आसपास होते हैं । इसके अलावा, ध्वनिक कैविटेशन बहुत तीव्र कतरनी बलों, तरल जेट विमानों और अशांति उत्पन्न करता है। ये विनाशकारी ताकतें माइक्रोबियल कोशिकाओं, ऐसी कोशिका वेफोरण और व्यवधान पर व्यापक क्षति पहुंचाती हैं। सेल छिद्र और व्यवधान मुख्य रूप से कैविटेशन द्वारा उत्पन्न तरल जेट विमानों के कारण अल्ट्रासोनिक रूप से इलाज कोशिकाओं में पाए जाने वाले अद्वितीय प्रभाव हैं।
अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण ध्वनिक कैविटेशन और इसके हाइड्रोडायनामिक कतरनी बलों पर आधारित है
क्यों सोनीशन पारंपरिक पाश्चुरीकरण एक्सेल
खाद्य और पेय उद्योग माइक्रोबियल खराब होने को रोकने और अपने उत्पादों को लंबे समय तक शेल्फ-लाइफ और स्थिरता देने के लिए बैक्टीरिया, खमीर और कवक जैसे रोगाणुओं को निष्क्रिय करने या मारने के लिए व्यापक रूप से पारंपरिक पाश्चुरीकरण लागू करता है। पारंपरिक पाश्चुरीकरण आमतौर पर 100 डिग्री सेल्सियस (212 डिग्री एफ) से नीचे के ऊंचा तापमान पर एक छोटे उपचार से काम करता है। सटीक तापमान और अवधि आम तौर पर विशिष्ट खाद्य उत्पाद और रोगाणुओं, जो निष्क्रिय किया जाना चाहिए करने के लिए समायोजित किया जाता है । पाश्चुरीकरण प्रक्रिया की प्रभावशीलता माइक्रोबियल निष्क्रियता दर द्वारा निर्धारित की जाती है, जिसे लॉग कमी के रूप में मापा जाता है। लॉग कटौती एक विशिष्ट समय पर एक विशिष्ट तापमान पर निष्क्रिय रोगाणुओं के प्रतिशत को मापता है। तापमान उपचार और माइक्रोबियल निष्क्रियता दर की स्थिति रोगाणुओं के प्रकार के साथ-साथ खाद्य उत्पाद की संरचना से प्रभावित होती है। पारंपरिक गर्मी आधारित पाश्चुरीकरण में अपर्याप्त माइक्रोबियल निष्क्रियता, खाद्य उत्पाद पर नकारात्मक प्रभाव के साथ-साथ इलाज उत्पाद के माध्यम से असमान हीटिंग से लेकर कई नुकसान हैं। कम पाश्चुरीकरण अवधि या बहुत कम तापमान के परिणामस्वरूप कम लॉग रिडक्शन दर और बाद में माइक्रोबियल खराब होने के परिणामस्वरूप अपर्याप्त हीटिंग। बहुत अधिक गर्मी उपचार उत्पाद गिरावट जैसे जला दिया बंद स्वाद, और नष्ट तापमान के प्रति संवेदनशील पोषक तत्वों के कारण कम पोषक तत्व घनत्व पैदा कर सकता है ।
पारंपरिक पाश्चरीकरण के नुकसान
- महत्वपूर्ण पोषक तत्वों को नष्ट या नुकसान पहुंचा सकता है
- ऑफ-फ्लेवर का कारण बन सकता है
- उच्च ऊर्जा आवश्यकताएं
- मारने गर्मी प्रतिरोधी रोगजनकों के खिलाफ अप्रभावी
- हर खाद्य उत्पाद पर लागू नहीं
द UIP16000 खाद्य और पेय पदार्थों के इनलाइन पाश्चरीकरण के लिए एक पूर्ण औद्योगिक अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइजर है।
डेयरी का अल्ट्रासोनिक पाश्चुरीकरण
दूध और डेयरी उत्पादों के पाश्चुरीकरण के लिए सोनिकेशन, थर्मो-सोनिकेशन और थर्मो-मानो-सोनिकेशन हब पर व्यापक रूप से शोध किया गया है। उदाहरण के लिए, अल्ट्रासाउंड को खराब होने और संभावित रोगजनकों को शून्य या दक्षिण अफ्रीकी और ब्रिटिश दूध कानून द्वारा स्वीकार्य स्तर तक खत्म करने के लिए पाया गया था, तब भी जब उपचार से पहले अनुमति से अधिक 5× का प्रारंभिक इनोकुलम भार मौजूद था। अल्ट्रासोनिकेशन के 10.0 मिनट के बाद ई कोलाई की व्यवहार्य सेल गिनती 100% कम हो गई थी। इसके अलावा दिखाया गया था कि स्यूडोमोनास फ्लोरेसेंस की व्यवहार्य गणना 6.0 मिनट के बाद 100% कम हो गई थी और लिस्टेरिया मोनोसाइटोजेन्स को 10.0 मिनट के बाद 99% तक कम कर दिया गया था।
शोध से यह भी पता चला कि थर्मो-सोनिकेशन कच्चे पूरे दूध में लिस्टेरिया इनोक्यू और मेसोफिलिक बैक्टीरिया को निष्क्रिय कर सकता है । अल्ट्रासाउंड को दूध के पाश्चुरीकरण और समरूपता के लिए एक व्यवहार्य तकनीक दिखाई गई थी, जो पारंपरिक थर्मल उपचार की तुलना में बेहतर उपस्थिति और स्थिरता के साथ-साथ पीएच और लैक्टिक एसिड सामग्री में महत्वपूर्ण बदलावों के बिना कम प्रसंस्करण समय का प्रदर्शन करते थे। ये तथ्य डेयरी प्रसंस्करण के कई पहलुओं में लाभप्रद हैं। (बर्मुडेज़-अगुइरे एट अल 2009)
रस और फल प्यूरी के अल्ट्रासोनिक पाश्चराइजेशन
सेब के रस में एस्चेरिचिया कोलाई और स्टेफिलोकोकस ऑरियस को निष्क्रिय करने के लिए अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण को एक कुशल और तेजी से वैकल्पिक पाश्चुरीकरण तकनीक के रूप में लागू किया गया था। जब लुगदी मुक्त सेब का रस अल्ट्रासोनिक रूप से संसाधित किया गया था, 5-लॉग रिडक्शन समय ई कोलाई के लिए 60degC पर 35 एस और 62degC पर एस ऑरियस के लिए 30 एस था। हालांकि अध्ययन में पाया गया कि उच्च लुगदी सामग्री अल्ट्रासाउंड एस ऑरियस के लिए कम घातक बना दिया है, जबकि यह ई कोलाई पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कोई दबाव लागू किया गया था । ऊंचा दबाव के तहत सोनीशन अल्ट्रासोनिक कैविटेशन को काफी तेज करता है और इस तरह अधिक चिपचिपा तरल पदार्थ में माइक्रोबियल निष्क्रियता। अल्ट्रासाउंड उपचार का एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ा जो 2,2-डिफेनिल-1-पिरिलहाइड्राज़िल (डीपीपीएच) कट्टरपंथी मैला ढोने की गतिविधि से निर्धारित होता है, लेकिन इससे कुल फेनोलिक सामग्री में काफी वृद्धि हुई। उपचार के परिणामस्वरूप उच्च एकरूपता के साथ अधिक स्थिर रस भी हुआ। (cf. Baboli एट अल 2020)
ग्राम-पॉजिटिव और ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की अल्ट्रासोनिक निष्क्रियता
ग्राम सकारात्मक बैक्टीरिया, जैसे लिस्टेरिया मोनोसाइटोजीन या स्टेफिलोकोकस ऑरियस, सामान्य रूप से ग्राम-नकारात्मक बैक्टीरिया की तुलना में अधिक प्रतिरोधी होने के लिए जाना जाता है और मोटे सेप की दीवारों के कारण लंबे समय तक उपचार अवधि के लिए पीईएफ, एचपीपी और मनो-सोनिकेशन (एमएस) जैसी पाश्चुरीकरण प्रौद्योगिकियों का सामना करता है। चने-नकारात्मक बैक्टीरिया में दो होते हैं – एक बाहरी और एक साइटोप्लाज्मिक – लिपिड कोशिका झिल्ली उनके बीच पेप्टिडोगलाइकन की एक पतली परत के साथ होती है, जो उन्हें अल्ट्रासोनिक निष्क्रियता के लिए अधिक संवेदनशील बनाती है। दूसरी ओर, ग्राम-सकारात्मक बैक्टीरिया में एक मोटा पेप्टिडोगलाइकन दीवार के साथ केवल एक लिपिड झिल्ली होती है, जो उन्हें पाश्चरीकरण उपचार के खिलाफ अधिक प्रतिरोध देती है। वैज्ञानिक जांच में ग्राम-नकारात्मक और ग्राम-सकारात्मक बैक्टीरिया पर पावर अल्ट्रासाउंड के प्रभाव की तुलना की गई और पाया गया कि इसका चने-नकारात्मक बैक्टीरिया पर मजबूत अवरोधक प्रभाव पड़ा । (cf. Monsen एट अल 2009) ग्राम-सकारात्मक बैक्टीरिया को अधिक तीव्र अल्ट्रासाउंड स्थितियों की आवश्यकता होती है, यानी उच्च आयाम, उच्च तापमान, उच्च दबाव और/या लंबे समय तक सोनीशन समय । Hielscher अल्ट्रासोनिक्स ' पावर अल्ट्रासाउंड सिस्टम बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते है और ऊंचा तापमान पर और दबाव प्रवाह सेल रिएक्टरों के साथ संचालित किया जा सकता है । यह तीव्र सोनीशन/थर्मो-मनो-सोनिकेशन के लिए भी बहुत प्रतिरोधी बैक्टीरिया उपभेदों को निष्क्रिय करने की अनुमति देता है।
थर्मोडुरिक बैक्टीरिया की अल्ट्रासोनिक निष्क्रियता
थर्मोडुरिक बैक्टीरिया बैक्टीरिया हैं जो अलग-अलग सीमा तक, पाश्चुरीकरण प्रक्रिया से बच सकते हैं। बैक्टीरिया की थर्मोडुरिक प्रजातियों में बैसिलस, क्लोस्ट्रिडियम और एंटेरोकोसी शामिल हैं। "10 मिनट के लिए 80% आयाम पर अल्ट्रासोनिकेशन हालांकि, स्किम दूध में बी कोगुलन्स और ए फ्लेविथर्मस की वनस्पति कोशिकाओं को क्रमशः 4.53 और 4.26 लॉग द्वारा निष्क्रिय कर दिया गया। पाश्चुरीकरण का एक संयुक्त उपचार (६३ डिग्री सी/30 मिनट) अल्ट्रासोनिकेशन के बाद पूरी तरह से स्किम दूध में इन कोशिकाओं के लगभग लॉग 6 cfu/mL समाप्त हो गया । (खानल एट अल 2014)
- उच्च दक्षता
- थर्मोडुरिक बैक्टीरिया को मारता है
- विभिन्न रोगाणुओं के खिलाफ प्रभावी
- कई गुना तरल खाद्य पदार्थों पर लागू
- सहक्रियात्मक प्रभाव
- पोषक तत्वों की निकासी
- ऊर्जा से भरपूर
- आसान और सुरक्षित संचालित करने के लिए
- खाद्य ग्रेड उपकरण
- सीआईपी / एसआईपी
अल्ट्रासोनिक सेटअप UIP4000hdT खाद्य उत्पादों के गैर-थर्मल इनलाइन पाश्चराइजेशन के लिए (उदाहरण के लिए, डेयरी, दूध, रस, तरल अंडा, पेय पदार्थ)
उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण उपकरण
Hielscher Ultrasonics लंबे समय से भोजन में बिजली अल्ट्रासाउंड के आवेदन में अनुभवी है & पेय उद्योग के साथ-साथ कई अन्य औद्योगिक शाखाएं। हमारे अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर आसानी से साफ (क्लीन-इन-प्लेस सीआईपी/स्टरलाइज-इन-प्लेस एसआईपी) सोनोटरोड्स और फ्लो-सेल्स (गीले पार्ट्स) से लैस हैं । हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स’ औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर बहुत उच्च आयाम प्रदान कर सकते हैं। 200μm तक के आयामों को 24/7 ऑपरेशन में आसानी से लगातार चलाया जा सकता है। उच्च आयाम अधिक प्रतिरोधी रोगाणुओं (जैसे, ग्राम-सकारात्मक बैक्टीरिया) को निष्क्रिय करने के लिए महत्वपूर्ण हैं। यहां तक कि उच्च आयामों के लिए, अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोटरोड उपलब्ध हैं। सभी सोनोटरोड और अल्ट्रासोनिक फ्लो सेल रिएक्टरों को ऊंचा तापमान और दबाव के तहत संचालित किया जा सकता है, जो एक विश्वसनीय थर्मो-मनो-सोनीशन और अत्यधिक प्रभावी पाश्चुरीकरण के लिए अनुमति देता है।
अत्याधुनिक तकनीक, उच्च प्रदर्शन और परिष्कृत सॉफ्टवेयर हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स बनाते हैं’ विश्वसनीय अपने भोजन pasteurization लाइन में घोड़ों काम करते हैं । एक छोटे पदचिह्न और बहुमुखी स्थापना विकल्पों के साथ, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर आसानी से एकीकृत या रेट्रो मौजूदा उत्पादन लाइनों में फिट किया जा सकता है ।
कृपया हमसे संपर्क करें कि हमारे अल्ट्रासोनिक पाश्चरीकरण प्रणालियों की विशेषताओं और क्षमता के बारे में अधिक जानें। हम आप के साथ अपने आवेदन पर चर्चा करने के लिए खुश हो जाएगा!
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच वॉल्यूम | प्रवाह की दर | अनुशंसित उपकरणों |
|---|---|---|
| 1 से 500 एमएल | 10 से 200 मील / मिनट | UP100H |
| 10 से 2000 मील | 20 से 400 एमएल / मिनट | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20 एल | 0.2 से 4 एल / मिनट | UIP2000hdT |
| 10 से 100 एल | 2 से 10 एल / मिनट | UIP4000hdT |
| एन.ए. | 10 से 100 एल / मिनट | UIP16000 |
| एन.ए. | बड़ा | के समूह UIP16000 |
हमसे संपर्क करें! / हमसे पूछें!
Hielscher Ultrasonics प्रयोगशाला, पायलट और औद्योगिक पैमाने पर अनुप्रयोगों, फैलाव, पायसीकरण और निष्कर्षण मिश्रण के लिए उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक समरूपता का निर्माण करता है ।
साहित्य/संदर्भ
- S.Z. Salleh-Mack, J.S. Roberts (2007): Ultrasound pasteurization: The effects of temperature, soluble solids, organic acids and pH on the inactivation of Escherichia coli ATCC 25922. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 14, Issue 3, 2007. 323-329.
- Bermúdez-Aguirre, Daniela; Corradini, Maria G.; Mawson, Raymond; Barbosa-Cánovas, Gustavo V. (2009): Modeling the inactivation of Listeria innocua in raw whole milk treated under thermo-sonication. Innovative Food Science and Emerging Technologies 10, 2009. 172–178.
- Michelle Cameron, Lynn D. Mcmaster, Trevor J. Britz (2009): Impact of ultrasound on dairy spoilage microbes and milk components. Dairy Science & Technology, EDP sciences/Springer, 2009, 89 (1), pp.83-98.
- Som Nath Khanal; Sanjeev Anand; Kasiviswanathan Muthukumarappan; MeganHuegli (2014): Inactivation of thermoduric aerobic sporeformers in milk by ultrasonication. Food Control 37(1), 2014. 232-239.
- Balasubramanian Ganesan; Silvana Martini; Jonathan Solorio; Marie K. Wals (2015): Determining the Effects of High Intensity Ultrasound on the Reduction of Microbes in Milk and Orange Juice Using Response Surface Methodology. International Journal of Food Science Volume 2015.
- Baboli, Z.M.; Williams, L.; Chen, G. (2020): Rapid Pasteurization of Apple Juice Using a New Ultrasonic Reactor. Foods 2020, 9, 801.
- Mehmet Başlar, Hatice Biranger Yildirim, Zeynep Hazal Tekin, Mustafa Fatih Ertugay (2015): Ultrasonic Applications for Juice Making. In: M. Ashokkumar (ed.), Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry, Springer Science+Business Media Singapore 2015.
- T. Monsen, E. Lövgren, M. Widerström, L. Wallinder (2009): In vitro effect of ultrasound on bacteria and suggested protocol for sonication and diagnosis of prosthetic infections. Journal of Clinical Microbiology 47 (8), 2009. 2496–2501.
जानने के योग्य तथ्य
मेसोफिलिक बैक्टीरिया क्या हैं?
मेसोफिलिक बैक्टीरिया बैक्टीरिया के एक समूह को परिभाषित करता है जो 20 डिग्री सेल्सियस और 45 डिग्री सेल्सियस के बीच मध्यम तापमान पर बढ़ता है और 30-39 डिग्री सेल्सियस की सीमा में इष्टतम वृद्धि तापमान के साथ होता है। मेसोफिलिक बैक्टीरिया ई. कोलाई, प्रोपियोनिबैक्टीरियम फ्रेडेनेरिची, पी एसिडिप्रोपोनिइची, पी जेनसेनी, पी थोनी, पी साइक्लोहेक्सानिकम, पी माइक्रोएरोफिलम, लैक्टोबेसिलस प्लांटार्मम के लिए उदाहरण कई अन्य लोगों के बीच।
बैक्टीरिया जो उच्च तापमान पसंद करते हैं, थर्मोफिलिक के रूप में जाना जाता है। थर्मोफिलिक बैक्टीरिया 30 डिग्री सेल्सियस से ऊपर होने पर सबसे अच्छा किण्वित करते हैं।