कोम्बुचा एक किण्वित पेय है जिसमें चाय, चीनी, बैक्टीरिया, खमीर और अक्सर स्वाद के रूप में थोड़ी मात्रा में रस, फल या मसाले होते हैं। कोम्बुचा के साथ-साथ किण्वित रस और सब्जियों के रस को स्वास्थ्य पर सकारात्मक प्रभाव डालने, माइक्रोबायोटा और प्रतिरक्षा प्रणाली को मजबूत करने के लिए जाना जाता है। नियंत्रित ultrasonication विभिन्न तरीकों से kombucha और अन्य किण्वित पेय पदार्थों के उत्पादन में सुधार: अल्ट्रासाउंड किण्वन के दौरान खमीर और बैक्टीरिया के विकास को उत्तेजित कर सकते हैं; फलों, सब्जी और जड़ी बूटियों से polyphenols, flavonoids और स्वाद निकालने; और पैकेजिंग से पहले माइक्रोबियल कमी के लिए गैर-थर्मल पास्चुरीकरण विधि के रूप में भी लागू किया जाता है। Hielscher ultrasonicators ठीक नियंत्रणीय हैं और किण्वित पेय पदार्थों के उत्पादन में प्रत्येक उपचार चरण के लिए सबसे उपयुक्त अल्ट्रासोनिक तीव्रता प्रदान कर सकते हैं।

कोम्बुचा और किण्वित पेय पदार्थ

कोम्बुचा का उत्पादन "बैक्टीरिया और खमीर की सहजीवी संस्कृति" (SCOBY) का उपयोग करके चीनी वाली चाय को किण्वित करके किया जाता है, जिसे आमतौर पर "मां" भी कहा जाता है।” या "चाय मशरूम"”. SCOBY में माइक्रोबियल आबादी की विविधता और अनुपात काफी भिन्न हो सकता है। खमीर घटक आम तौर पर Saccharomyces cerevisiae, Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera / Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces / Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces, और Kluyveromyces की अन्य प्रजातियों के साथ शामिल हैं; जीवाणु घटक में लगभग हमेशा कोमागाटाईबैक्टर ज़ाइलिनस (पूर्व में ग्लूकोनासिटोबैक्टर ज़ाइलिनस) शामिल होता है, जो खमीर द्वारा उत्पादित अल्कोहल को एसिटिक और अन्य एसिड में किण्वित करता है, जिससे अम्लता बढ़ जाती है और इथेनॉल सामग्री सीमित हो जाती है।
इसी तरह, अन्य किण्वित पेय पदार्थ जैसे किण्वित फल और सब्जियों के रस बैक्टीरिया और खमीर से संक्रमित होते हैं।
अल्ट्रासाउंड के साथ एक उपचार किण्वन दक्षता और पोषक तत्वों की सामग्री और स्वाद सहित किण्वित पेय की गुणवत्ता सुविधाओं में सुधार कर सकता है।

Ultrasonically तीव्र कोम्बुचा किण्वन

अल्ट्रासाउंड तरंगों को बैक्टीरिया और खमीर के विकास को उत्तेजित करने के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है। कोम्बुचा संस्कृतियों का एक नियंत्रित हल्का sonication (SCOBY, जिसे चाय मशरूम, चाय कवक, या मंचूरियन मशरूम के रूप में भी जाना जाता है) इसलिए किण्वन प्रक्रिया को बढ़ावा दे सकता है और त्वरित किण्वन समय में उच्च कोम्बुचा पैदावार का कारण बन सकता है।
Ultrasonically-प्रेरित किण्वन बढ़ाया झिल्ली permeabilization से पता चलता है और इस तरह बड़े पैमाने पर स्थानांतरण में वृद्धि हुई है. अल्ट्रासाउंड तरंगों द्वारा सोनोमैकेनिकल उपचार कोशिका की दीवारों और सूक्ष्मजीवों की प्लाज्मा झिल्ली (एक प्रक्रिया जिसे सोनोपोरेशन कहा जाता है) को छिद्रित करता है। कुछ कोशिकाएं भी टूट सकती हैं। ये बाधित कोशिकाएं विटामिन, न्यूक्लियोटाइड, अमीनो एसिड और एंजाइम जैसे कारकों को बढ़ावा देने वाले विकास को बढ़ावा देती हैं जो सेलुलर रूप से बरकरार रहने के साथ-साथ झिल्ली से समझौता किए गए बैक्टीरिया के विकास को उत्तेजित कर सकती हैं।
अल्ट्रासोनिक उपचार पूर्व किण्वन के रूप में के रूप में अच्छी तरह से अंतराल और लॉग चरणों में जीवाणु विकास उत्तेजना पर सबसे प्रमुख प्रभाव से पता चला.

माइक्रोबियल विकास के अल्ट्रासोनिक उत्तेजना सबसे प्रभावी है जब अल्ट्रासाउंड पूर्व किण्वन या अंतराल और लॉग चरणों में लागू किया जाता है।

सेब का रस किण्वन के अल्ट्रासोनिक उत्तेजना

अनुसंधान से पता चला है कि सेब के रस के किण्वन के दौरान अंतराल और लॉगरिदमिक चरणों में अल्ट्रासोनिक उपचार ने माइक्रोबियल विकास को बढ़ावा दिया और लैक्टिक एसिड के लिए मैलिक एसिड के बायोट्रांसफॉर्मेशन को तेज कर दिया। उदाहरण के लिए, 0.5 h के लिए अंतराल चरण में sonication के बाद, 58.3 W / L पर अल्ट्रासाउंड-उपचारित नमूनों में माइक्रोबियल गिनती और लैक्टिक एसिड सामग्री 7.91 ± 0.01 लॉग CFU / mL और 133.70 ± 7.39 मिलीग्राम / एल तक पहुंच गई, जो गैर-sonicated नमूनों की तुलना में काफी अधिक थी। इसके अलावा, अंतराल और लॉगरिदमिक चरणों में ultrasonication इस तरह के क्लोरोजेनिक एसिड, कैफेइक एसिड, procyanidin B2, कैटेचिन और गैलिक एसिड के रूप में सेब phenolics के चयापचय पर जटिल प्रभाव पड़ा था। अल्ट्रासाउंड सकारात्मक रूप से कैफेइक एसिड के लिए क्लोरोजेनिक एसिड के हाइड्रोलिसिस को प्रभावित कर सकता है, प्रोसयानिडिन बी 2 का परिवर्तन और गैलिक एसिड के डिकार्बोक्सिलेशन। sonicated नमूनों में कार्बनिक एसिड और मुक्त अमीनो एसिड के चयापचय सांख्यिकीय रूप से phenolic चयापचय के साथ सहसंबद्ध था, जिसका अर्थ है कि अल्ट्रासाउंड कार्बनिक एसिड और अमीनो एसिड के माइक्रोबियल चयापचय में सुधार करके phenolic व्युत्पत्ति लाभ हो सकता है। (सीएफ वांग एट अल, 2021)

Ultrasonically सुधार सोया दूध किण्वन

Ewe et al. (2012) की शोध टीम ने सोया मिल्क किण्वन के दौरान लैक्टोबैसिली (लैक्टोबैसिलस एसिडोफिलस बीटी 1088, एल किण्वन बीटी 8219, एल एसिडोफिलस एफटीडीसी 8633, एल गैसेरी एफटीडीसी 8131) के उपभेदों की चयापचय दक्षता पर अल्ट्रासाउंड के प्रभावों की जांच की। यह देखा गया कि अल्ट्रासोनिक उपचार ने बैक्टीरिया के सेलुलर झिल्ली को प्रभावित किया। permeabilized सेलुलर झिल्ली के परिणामस्वरूप एक बेहतर पोषक तत्व internalization और बाद में विकास वृद्धि (पी ≺ 0.05) में परिणाम हुआ। उच्च amplitudes और sonication उपचार की लंबी अवधि सोयाmilk में लैक्टोबैसिली के विकास को बढ़ावा दिया, व्यवहार्य गिनती के साथ 9 लॉग CFU / mL से अधिक है। लैक्टोबैसिली की इंट्रासेल्युलर और एक्स्ट्रासेल्युलर β-ग्लूकोसिडेस विशिष्ट गतिविधियों को भी अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा बढ़ाया गया था (पी ≺ 0.05), जिससे सोया मिल्क में आइसोफ्लेवोन्स के बायोकनवर्ज़न में वृद्धि हुई, विशेष रूप से जेनिस्टिन और मैलोनिल जेनिस्टिन जेनिस्टिन को जेनिस्टीन। इस अध्ययन के परिणामों से पता चलता है कि लैक्टोबैसिली कोशिकाओं पर अल्ट्रासाउंड उपचार (पी ≺ 0.05) को बढ़ावा देता है (पी ≺ 0.05) संवर्धित (पी ≺ 0.05) के लाभ के लिए कोशिकाओं की β-ग्लूकोसिडेस गतिविधि को बढ़ावा देता है, सोयामिल्क में बायोएक्टिव एग्लिकोन के लिए आइसोफ्लेवोन ग्लूकोसाइड्स बायोकनवर्ज़न। (cf. Ewe et al., 2012)

उपचार (ए) के बिना लैक्टोबैसिली के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ को स्कैन करना और लैक्टोबैसिली को 3 मिनट (बी) के लिए 60% आयाम पर अल्ट्रासाउंड के साथ इलाज किया जाता है। छिद्रों के साथ टूटी हुई कोशिकाओं और कोशिकाओं को दिखाने वाले वृत्त।
(अध्ययन और छवियों: ©Ewe et al., 2012)

कोम्बुचा और किण्वित पेय पदार्थों में पोषण यौगिकों और स्वादों का निष्कर्षण

किण्वित चाय, रस और वनस्पति पेय पदार्थ, जैसे कि किण्वित सेब या शहतूत का रस या फल संक्रमित कोम्बुचा, एक अल्ट्रासाउंड उपचार से स्वाद और पोषक तत्व-वार काफी लाभ उठाते हैं। अल्ट्रासाउंड तरंगें पौधे की सामग्रियों की सेलुलर संरचनाओं को बाधित करती हैं और स्वाद, पॉलीफेनोल्स, एंटीऑक्सिडेंट और फ्लेवोनोइड्स जैसे इंट्रासेल्युलर यौगिकों को जारी करती हैं। एक ही समय में, अल्ट्रासोनिक homogenization एक समान रूप से बिखरे हुए और emulsified पेय चरण अलगाव को रोकने और उपभोक्ताओं के लिए एक आकर्षक उपस्थिति की पेशकश प्रदान करता है। आप नीचे एक अनुपचारित संस्करण की तुलना में चरण अलगाव के बिना एक ultrasonically इलाज समुद्री buckthorns बेरी kombucha का एक उदाहरण देख सकते हैं।
अल्ट्रासोनिक स्वाद और पोषक तत्व निष्कर्षण के बारे में और अधिक पढ़ें!

Kombucha संरक्षण के लिए अल्ट्रासाउंड

अल्ट्रासाउंड उपचार रोगाणुओं को या तो उत्तेजित या निष्क्रिय करके प्रभावित कर सकता है। इसके अलावा एंजाइम sonication से प्रभावित कर रहे हैं: अल्ट्रासाउंड एंजाइमों, substrates और उनकी प्रतिक्रियाओं की विशेषताओं को बदल सकते हैं. कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड के इन प्रभावों का उपयोग खाद्य प्रसंस्करण में खाद्य और पेय पदार्थों को पास्चुरीकृत करने के लिए एक गैर-थर्मल विकल्प के रूप में किया जाता है। Sonication इस तरह के आयाम, समय, तापमान, और दबाव, जो सूक्ष्मजीवों के एक लक्षित निष्क्रियता के लिए अनुमति देता है के रूप में प्रक्रिया मापदंडों पर सटीक नियंत्रण का लाभ प्रदान करता है। कोम्बुचा और किण्वित पेय पदार्थों में माइक्रोबियल लोड की निष्क्रियता शेल्फ-लाइफ और उत्पाद स्थिरता को बढ़ाने की अनुमति देती है। रोगाणुओं और एंजाइमों की कमी अंतिम उत्पाद के लंबे समय तक शेल्फ-जीवन के कारण वाणिज्यिक वितरण की सुविधा प्रदान करती है। Ultrasonication एक गैर थर्मल pasteurization विधि है, जो पहले से ही वाणिज्यिक खाद्य प्रसंस्करण जैसे रस के pasteurization में उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से उच्च आयामों पर, अल्ट्रासाउंड कोशिका की दीवारों को नुकसान पहुंचाकर बैक्टीरिया और खमीर को निष्क्रिय कर देता है। इसके परिणामस्वरूप धीमी या बंद माइक्रोबियल वृद्धि होती है। उदाहरण के लिए, Kwaw et al. (2018) ने लैक्टिक एसिड-किण्वित शहतूत के रस के लिए गैर-थर्मल पास्चुरीकरण रणनीति के रूप में अल्ट्रासोनिक की जांच की। Ultrasonically इलाज किण्वित शहतूत रस phenolic यौगिकों की एक उच्च सामग्री थी (1700.07 ± 2.44 μg / mL) नियंत्रण की तुलना में, एक अनुपचारित किण्वित शहतूत रस. "व्यक्तिगत गैर-थर्मल उपचारों के बीच, ultrasonication एक महत्वपूर्ण (पी) का कारण बना < 0.05) स्पंदित प्रकाश उपचार की तुलना में लैक्टिक एसिड-किण्वित शहतूत के रस के फेनोलिक और एंटीऑक्सिडेंट गुणों में वृद्धि। (Kwaw et al., 2018) जबकि कोम्बुचा एक पेय है जो अपने जीवन संस्कृतियों के लिए जाना जाता है, रोगाणुओं की एक नियंत्रित कमी का उपयोग व्यावसायिक रूप से वितरित कोम्बुचा पेय पदार्थों के शेल्फ-जीवन को लम्बा खींचने के लिए किया जा सकता है। नियमित थर्मल pasteurization सभी जीवित खमीर और बैक्टीरिया जो आमतौर पर kombucha में मौजूद हैं और अपने स्वास्थ्य को बढ़ावा देने के प्रभाव के लिए मुख्य कारकों में से एक हैं मारता है। अल्ट्रासोनिक pasteurization एक गैर थर्मल संरक्षण विधि है, जो या तो माइक्रोबियल गिनती को कम करने या सूक्ष्मजीवों को पूरी तरह से खत्म करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि वाणिज्यिक उत्पादक पूरी तरह से समाप्त किए बिना बैक्टीरिया और खमीर की संख्या को कम करने के लिए कम आयामों पर और कम अवधि के लिए अल्ट्रासाउंड लागू कर सकते हैं। इस प्रकार, जीवन संस्कृतियां अभी भी कोम्बुचा में मौजूद हैं, हालांकि कम संख्या में हैं ताकि शेल्फ जीवन और भंडारण समय में सुधार हो सके।

Ultrasonically इलाज Kombucha में वैज्ञानिक रूप से सिद्ध परिणाम

Dornan et al. (2020) ने सीबकथॉर्न जामुन के साथ बनाए गए कोम्बुचा पर कम आवृत्ति अल्ट्रासाउंड के प्रभावों की जांच की अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UIP500hdT. अनुसंधान टीम समुद्र हिरन बेरी तैयारी और बाद में kombucha किण्वन पर ultrasonication के कई लाभकारी प्रभाव प्रदर्शित कर सकता है।

अल्ट्रासोनिक सागर बकथॉर्न बेरी निष्कर्षण

ताजा पूरे समुद्र buckthorns जामुन के sonication (भी sanddorne के रूप में जाना जाता है; H. rhamnoides cv. सनी) 2 मिनट के लिए एक Vitamix ब्लेंडर का उपयोग कर puréed थे. मूल प्यूरी वॉल्यूम के 30% के बराबर dH2O की मात्रा को जोड़ा और मिश्रित किया गया था। अल्ट्रासाउंड (90 डब्ल्यू, 20 kHz, 10 मिनट) एक का उपयोग करके पतला प्यूरी के 200 मिलीलीटर के लिए लागू किया गया था UIP500hdT अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर (Hielscher Ultrasonics, जर्मनी). उपचार का समय पोषक तत्वों के अनुकूलन और ताजा जैसी स्थिति में नमूने को बनाए रखने के लिए चुना गया था। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के परिणाम एक महत्वपूर्ण (पी ≺ 0.05) लुगदी से 10% निष्कर्षण उपज (19.04 से 0.08 ± 20.97 ± 0.29%) और बीज के लिए 7% (14.81 से 0.81 ± 0.08 से 15.83 ± 0.28%) की वृद्धि को दर्शाता है। तेल उपज में इस वृद्धि एक प्रभावी और हरी प्रौद्योगिकी के रूप में sonication की कार्यक्षमता पर प्रकाश डाला गया है कच्चे माल मूल्य को अधिकतम करने के लिए. समुद्री buckthorns जामुन से अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण उच्च तेल उपज और कम प्रसंस्करण समय, बिजली की खपत, और खतरनाक सॉल्वैंट्स से बचने में जिसके परिणामस्वरूप।

अल्ट्रासोनिक समुद्र Buckthorn बेरी Kombucha के homogenization

Ultrasonically इलाज समुद्र buckthorns (sanddorne) बेरी kombucha उत्पाद की एक काफी बेहतर स्थिरता से पता चला. भंडारण के दिन 21 तक, sonicated बेरी kombucha समरूप बना रहा। तथ्य यह है कि पूरे अध्ययन के लिए sonicated बेरी कोम्बुचा में कोई syneresis नहीं देखा गया था (21 दिन, नीचे चित्र देखें) से पता चलता है कि अकेले अल्ट्रासाउंड एक प्रभावी पायसीकरण तकनीक है जो उत्पाद स्थिरता का उत्पादन करने और चरण अलगाव को रोकने में सक्षम है।

Seabuckthorn प्यूरी (पी) के बिना और अल्ट्रासाउंड उपचार (पी + यूएस) के साथ दिन 0 और 21 पर।
अध्ययन और चित्र: ©Dornan et al., 2020.

किण्वन को रोकने के लिए Ultrasonication

कोम्बुचा के चार नमूने बनाए गए थे: K (kombucha), K + US (kombucha + अल्ट्रासाउंड), K + S (kombucha + सुक्रोज), और K + S + US (kombucha + सुक्रोज + अल्ट्रासाउंड)। सभी नमूनों को 200 मिलीलीटर समुद्री बकथॉर्न प्यूरी (पी) या पी + यूएस और 12.5 ग्राम एससीओबीवाई का उपयोग करके तैयार किया गया था। K में P और SCOBY शामिल थे। K+ US में P+ US और SCOBY शामिल थे। K+ S में P, 15.0 g सुक्रोज और SCOBY शामिल थे। K+ S+ US में P+ US, 15.0 g सुक्रोज और SCOBY शामिल थे। सभी नमूनों को पांच दिनों के लिए कमरे के तापमान पर एक अंधेरे स्थान पर किण्वित करने के लिए छोड़ दिया गया था। एक दूसरा sonication उपचार (90 W, 20 kHz, 10 मिनट) K + US और K + S + US पर लागू किया गया था ताकि दिन 5 पर किण्वन को रोका जा सके।

अल्ट्रासोनिक संरक्षण Kombucha पर प्रभाव

समुद्री buckthorns kombucha में, sonication 2.6 लॉग CFU / mL द्वारा प्रारंभिक माइक्रोबियल लोड को कम कर दिया, जिससे अधिक किण्वन को रोकने के लिए एक चयनित समय में किण्वन प्रक्रिया को रोक दिया गया। इसके अलावा, नियंत्रित माइक्रोबियल कमी शेल्फ-लाइफ और अंतिम उत्पाद की स्थिरता को बढ़ाने में मदद करती है, जो कोम्बुचा के वाणिज्यिक वितरण की सुविधा प्रदान करती है।
गैर थर्मल रस pasteurization विधि के रूप में ultrasonication के बारे में और अधिक पढ़ें!

Ultrasonically इलाज Kombucha में समग्र परिणाम

Ultrasonication 2.6 लॉग CFU / mL द्वारा प्रारंभिक माइक्रोबियल लोड में कमी आई, 3% से ORAC मूल्य में वृद्धि हुई और 40% (6.64 से 9.29 g / g तक) द्वारा पानी की घुलनशीलता सूचकांक (WSI) में वृद्धि हुई। इस अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि ultrasonication के आवेदन किण्वन के दौरान phenolic कार्यक्षमता को बढ़ा सकते हैं और के सक्षम है syneresis में कमी, तेल की उपज में वृद्धि, माइक्रोबियल लोड को कम करने, और पोषण गुणवत्ता के न्यूनतम नुकसान के साथ ORAC में वृद्धि. (cf. Dornan et al., 2020)

अल्ट्रासोनिक उपकरण बेहतर Kombucha ब्रूइंग के लिए

Hielscher Ultrasonics डिजाइन, विनिर्माण और उच्च प्रदर्शन ultrasonicators, अल्ट्रासोनिक bioreactors और बेहतर किण्वन, निष्कर्षण, और pasteurization भोजन में इस्तेमाल किया प्रक्रियाओं के लिए सामान वितरित करता है & पेय विनिर्माण। Hielscher अल्ट्रासोनिक खाद्य प्रसंस्करण प्रणालियों का उपयोग कई गुना अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जो उच्च गुणवत्ता वाले खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों का उत्पादन करने के लिए एक सुरक्षित, विश्वसनीय और लागत कुशल तकनीक है। सभी Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर की स्थापना और संचालन सरल है: वे केवल थोड़ा स्थान की आवश्यकता है, आसानी से मौजूदा प्रसंस्करण सुविधाओं में retrofitted किया जा सकता है।
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हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स के साथ प्रक्रिया मानकीकरण

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