Մեղրի ուլտրաձայնային մշակում
Մեղրը մեծ պահանջարկ ունի որպես սնունդ և դեղամիջոց։ Ուլտրաձայնային մշակումը մեղրի մեջ անցանկալի բաղադրիչները, օրինակ՝ բյուրեղներն ու մանրէային բջիջները քայքայելու արդյունավետ միջոց է։ Որպես ոչ ջերմային մշակման տեխնոլոգիա՝ մեղրի ուլտրաձայնային բյուրեղազերծումը կանխում է HFM-ի անցանկալի ավելացումը, ինչպես նաև ապահովում դիաստազի, բույրի և համի ավելի լավ պահպանումը։
Մեղրի ուլտրաձայնային բյուրեղազերծման առավելությունները
Ուլտրաձայնային բյուրեղազերծումը մեղրի բյուրեղազերծման համար կիրառվող ավանդական տաքացման մեթոդների արդյունավետ այլընտրանք է։ Մեղրի ուլտրաձայնային բյուրեղազերծումը սովորական տաքացման մեթոդի համեմատ բազմաթիվ առավելություններ ունի, ինչի շնորհիվ մեղրի ուլտրաձայնային մշակումը գերազանց միջոց է մեղրի հեղուկացման, բյուրեղազերծման և կայունացման համար.
Ուլտրաձայնային բյուրեղազերծումն ունի մի շարք առավելություններ և կարող է հարմարեցվել մեղրի բոլոր տեսակներին ու արտադրության բոլոր մասշտաբներին։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հնարավոր է ճշգրիտ կառավարել և կարգավորել՝ հաշվի առնելով այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են մեղրի մածուցիկությունը, բյուրեղների չափը և որակի չափանիշները։ Այդպիսով, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերն ապահովում են բարձր արդյունավետություն և պարզ ու անվտանգ շահագործում։
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարք՝ մեղրի բյուրեղազերծման և կայունացման համար՝ հոսքագծում խիստ հավասարաչափ մշակմամբ։
Մշակված մեղրի մանրադիտակային պատկերներ.
(a) Ստուգիչ նմուշ։ Մշակումից առաջ մեղրը ներկայանում է ասեղնաձև բյուրեղների ցանցի տեսքով։ Մուգ շրջաններն օդային պղպջակներ են։ (b) 40°C ջերմաստիճանում ջերմային մշակման ենթարկված նմուշներ՝ 20 min ջերմային մշակումից հետո; (c) 40°C+ ուլտրաձայնով մշակված նմուշներ՝ 20 min մշակումից հետո։
(Գիտական հոդված և պատկեր՝ ©Deora et al., 2013)
Մեղրի ուլտրաձայնային մշակում
Ուլտրաձայնային մշակումը բազմաթիվ հեղուկ սննդամթերքների մշակման ոչ ջերմային այլընտրանք է։ Դրա մեխանիկական հզորությունն օգտագործվում է մանրէների մեղմ, բայց արդյունավետ ապաակտիվացման և մասնիկների չափերի փոքրացման համար։ Երբ մեղրը ենթարկվում է ուլտրաձայնային մշակման, խմորասնկային բջիջների մեծ մասը ոչնչանում է։ Ուլտրաձայնային մշակումից հետո գոյատևած խմորասնկային բջիջները սովորաբար կորցնում են աճելու ունակությունը։ Սա էապես նվազեցնում է մեղրի խմորման արագությունը։
Ուլտրաձայնային մշակումը նաև հեղուկացնում է մեղրը՝ վերացնելով առկա բյուրեղները և արգելակելով մեղրի հետագա բյուրեղացումը։ Այս առումով այն համեմատելի է մեղրի տաքացման հետ։ Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ հեղուկացումը կարող է իրականացվել գործընթացի զգալիորեն ավելի ցածր՝ մոտ 35°C ջերմաստիճանում և կարող է հեղուկացման տևողությունը կրճատել մինչև 30 վայրկյանից պակաս։ Kai (2000)-ն ուսումնասիրել է ավստրալական մեղրերի (Brush box, Stringy bark, Yapunyah և Yellow box) ուլտրաձայնային հեղուկացումը։ Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ 20kHz հաճախականությամբ ուլտրաձայնային մշակումն ամբողջությամբ հեղուկացրել է մեղրի բյուրեղները։ Ուլտրաձայնով մշակված նմուշները հեղուկ վիճակում են մնացել մոտ 350 օր (+20%՝ ջերմային մշակման համեմատ)։ Ջերմային նվազագույն ազդեցության շնորհիվ ուլտրաձայնային հեղուկացումն ապահովում է բույրի և համի ավելի լավ պահպանում։ Ուլտրաձայնով մշակված նմուշներում նկատվում է HMF-ի միայն շատ փոքր աճ և դիաստազի ակտիվության փոքր նվազում։ Քանի որ ավելի քիչ ջերմային էներգիա է անհրաժեշտ, ուլտրաձայնի կիրառումն օգնում է նվազեցնել մշակման ծախսերը՝ սովորական տաքացման և հովացման համեմատ։
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարք UIP6000hdT ՝ մեղրի հեղուկացման և մանրէաբանական կայունացման համար։
Kai (2000)-ի ուսումնասիրությունները նաև ցույց են տվել, որ մեղրի տարբեր տեսակների համար պահանջվում են ուլտրաձայնային մշակման տարբեր ինտենսիվություններ և տևողություններ։ Այդ պատճառով խորհուրդ ենք տալիս փորձարկումներ կատարել սեղանի վրա տեղադրվող չափերի ուլտրաձայնային մշակման համակարգով։ Նախնական փորձարկումները պետք է իրականացվեն խմբաքանակային ռեժիմով, մինչդեռ մշակման հետագա փորձարկումների համար անհրաժեշտ է հոսքային բջիջ՝ ճնշման տակ վերաշրջանառության կամ հոսքագծում փորձարկումների համար։
Ինչ են ասում հետազոտությունները մեղրի ուլտրաձայնային ապաբյուրեղացման մասին
Մեղրը գլյուկոզի գերհագեցած լուծույթ է և սենյակային ջերմաստիճանում գլյուկոզի մոնոհիդրատի ձևով ինքնաբերաբար բյուրեղանալու հակում ունի։ Ավանդաբար ջերմային մշակում է կիրառվել՝ մեղրի մեջ D-գլյուկոզի մոնոհիդրատի բյուրեղները լուծելու և բյուրեղացումը հետաձգելու համար։ Սակայն այս մոտեցումը բացասաբար է ազդում մեղրի նուրբ համի վրա։ Բազմաթիվ հետազոտողներ հաղորդել են մեղրի մշակման մեջ հզոր ուլտրաձայնի օգտակար կիրառության մասին։ Ցույց է տրվել, որ ուլտրաձայնի կիրառումը վերացնում է առկա բյուրեղները և նաև դանդաղեցնում բյուրեղացման գործընթացը՝ ապահովելով ծախսարդյունավետ տեխնոլոգիա։ Բյուրեղացման գործընթացի վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ուլտրաձայնով մշակված մեղրի նմուշներն ավելի երկար են մնացել հեղուկ վիճակում, քան ջերմային մշակման ենթարկված մեղրը։ Բացի այդ, մեղրի որակի այնպիսի ցուցանիշների վրա, ինչպիսիք են խոնավության պարունակությունը, էլեկտրահաղորդականությունը կամ pH-ը, նշանակալի ազդեցություններ չեն դիտվել։ Հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ընդհանուր առմամբ ուլտրաձայնային մշակումը (օրինակ՝ UP400St մոդելի 24 kHz ուլտրաձայնային զոնդով՝ խմբաքանակային մշակման դեպքում) հանգեցնում է բյուրեղների ավելի արագ լուծման, քան ջերմային մշակումը։
(հմմտ. Deora և համահեղինակներ, 2013)
Basmacı-ն (2010) համեմատել է ուլտրաձայնային մշակումը և բարձր հիդրոստատիկ ճնշումը՝ որպես մեղրի հեղուկացման մշակման տարբերակներ։ Մինչ բարձր հիդրոստատիկ ճնշմամբ մշակումը գնահատվել է որպես չափազանց թանկ և անարդյունավետ, ուլտրաձայնը տվել է շատ լավ արդյունքներ։ Ուստի ուլտրաձայնային մշակումը առաջարկվել է որպես մեղրի ավանդական ջերմային մշակման այլընտրանք։
Önur-ը և համահեղինակները (2018) հանգել են նույն եզրակացությանը՝ համեմատելով 50ºC-ում ավանդական ջերմային մշակումը, ուլտրաձայնային հեղուկացումը և… Նրանք խորհուրդ են տալիս մեղրի ուլտրաձայնային մշակումը՝ ջերմային մշակման և ճնշմամբ մշակման համեմատ, դրա հարմարության, մշակման ավելի կարճ տևողության և որակի ավելի փոքր կորստի շնորհիվ։
Sidor-ը և համահեղինակները (2021) համեմատել են ուլտրաձայնային հեղուկացումը միկրոալիքային տաքացման հետ՝ լորենու, ակացիայի և բազմածաղիկ մեղրերում շաքարի բյուրեղները լուծելու նպատակով։ Միկրոալիքային տաքացման հիմնական թերություններից էին HMF-ի ցուցանիշների զգալի բարձրացումը, ֆերմենտային ակտիվության փոփոխությունները և դիաստազային թվի մեծ նվազումը։ Ի տարբերություն դրա՝ ուլտրաձայնային հեղուկացումը մեղրի հատկություններում առաջացրել է միայն ամենափոքր փոփոխությունները, ուստի հետազոտական խումբը հստակորեն խորհուրդ է տվել մեղրի ուլտրաձայնային մշակումը՝ բյուրեղացման գործընթացը հետաձգելու համար։
Ուլտրաձայնային մշակումը կրճատում է պինդ մեղրերի հեղուկացման տևողությունը՝ առանց դրանց որակը վատթարացնելու։
Վերևից տեղադրվող ուլտրաձայնային սարք UIP2000hdT ՝ շարժական հենարանի վրա տեղադրված cascatrode-ով՝ մեղրի հեղուկացման և շաքարի լուծման համար՝ խմբաքանակային և հոսքագծային ռեժիմներում։
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր՝ մեղրի ապաբյուրեղացման և կայունացման համար
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում և մատակարարում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային սարքեր՝ հեղուկ սննդամթերքի մշակման համար, օրինակ՝ մեղրի հեղուկացման, բյուրեղների քանակի նվազեցման (շաքարի լուծման, ապաբյուրեղացման) և մանրէաբանական կայունացման նպատակով։ Մեղրի մշակման համար հատուկ մշակված ուլտրաձայնային սարքավորումները հնարավորություն են տալիս ապահովելու համաչափ և հուսալի մշակում։ Սա ապահովում է գերազանց որակի մեղրի արտադրություն՝ պահպանելով որակի չափանիշները։ Մեղրի մշակման համար Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է հատուկ սոնոտրոդներ (ուլտրաձայնային զոնդեր), որոնք իդեալական են մեղրի նման մածուցիկ հեղուկների շատ համաչափ մշակման համար։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման արտադրողականության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալը | Ծավալային հոսքի արագությունը | Առաջարկվող սարքերը |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| 15–150L | 3–15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – Գերմանիայում ստեղծված որակ
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են իրենց որակի և նախագծման ամենաբարձր չափանիշներով։ Ամրությունն ու շահագործման պարզությունը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերը սահուն ինտեգրել արդյունաբերական կայանքներում։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ աշխատում են ծանր պայմաններում և բարձր պահանջներ ներկայացնող միջավայրերում։
Hielscher Ultrasonics-ը ISO հավաստագրված ընկերություն է և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են գերժամանակակից տեխնոլոգիայով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE-ին և բավարարում են UL, CSA և RoHs պահանջները։
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն և ամրություն
- պարբերական և հոսքային մշակում
- ցանկացած ծավալի համար՝ փոքր խմբաքանակներից մինչև ժամում մեծ հոսքեր
- գիտականորեն ապացուցված
- խելացի ծրագրային ապահովում
- պարզ, գծային մասշտաբավորում
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ տվյալների գրանցում)
- CIP (մաքրում տեղում)
Hielscher Ultrasonics-ն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներով խառնման, դիսպերսման, էմուլգացման և արդյունահանման համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Basmacı, İpek (2010): Effect of Ultrasound and High Hydrostatic Pressure (Hhp) on Liquefaction and Quality Parameters of Selected Honey Varieties. Master of Science Thesis, Middle East Technical University, 2010.
- D’Arcy, Bruce R. (2017): High-power Ultrasound to Control of Honey Crystallisation. Rural Industries Research and Development Corporation 2007.
- İpek Önür, N.N. Misra, Francisco J. Barba, Predrag Putnik, Jose M. Lorenzo, Vural Gökmen, Hami Alpas (2018): Effects of ultrasound and high pressure on physicochemical properties and HMF formation in Turkish honey types. Journal of Food Engineering, Volume 219, 2018. 129-136.
- Deora, Navneet S.; Misra, N.N.; Deswal, A.; Mishra, H.N.; Cullen, P.J.; Tiwari, B.K. (2013): Ultrasound for Improved Crystallisation in Food Processing. Food Engineering Reviews, 5(1), 2013. 36-44.
- Sidor, Ewelina; Tomczyk, Monika; Dżugan, Małgorzata (2021): Application Of Ultrasonic Or Microwave Radiation To Delay Crystallization And Liquefy Solid Honey. Journal of Apicultural Science, Volume 65, Issue 2, December 2021.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Subramanian, R., Umesh Hebbar, H., Rastogi, N.K. (2007): Processing of Honey: A Review. in: International Journal of Food Properties 10, 2007. 127-143.
- Kai, S. (2000): Investigation into Ultrasonic Liquefaction of Australian Honeys. The University of Queensland (Australia), Department of Chemical Engineering.
- National Honey Board (2007): Fact Sheets.
Արժե իմանալ
Ընդհանուր տեղեկություններ մեղրի մշակման մասին
Մեղրը բարձր մածուցիկությամբ մթերք է՝ բնորոշ համով ու բույրով, գույնով և կառուցվածքով։
Մեղրը բաղկացած է գլյուկոզից, ֆրուկտոզից, ջրից, մալտոզից, triaccharides-ից և այլ ածխաջրերից, սախարոզից, հանքանյութերից, սպիտակուցներից, վիտամիններից ու ֆերմենտներից, խմորասնկերից և այլ ջերմակայուն միկրոօրգանիզմներից, ինչպես նաև փոքր քանակությամբ օրգանական թթուներից (տես ստորև բերված գծապատկերը)։ Մեղրում տետրացիկլինների, ֆենոլային միացությունների և ջրածնի պերօքսիդի բարձր պարունակությունը նրան հաղորդում է հակամանրէային հատկություններ։
Մեղրի սննդային բնութագիրը և շաքարների կազմը (©www.honey.com)
Մեղրի ֆերմենտները
Մեղրը պարունակում է օսլան մարսող ֆերմենտներ։ Ֆերմենտները զգայուն են ջերմության նկատմամբ և, հետևաբար, ծառայում են որպես մեղրի որակի և ջերմային մշակման աստիճանի ցուցանիշ։ Հիմնական ֆերմենտներն են ինվերտազը (α-գլյուկոզիդազ), դիաստազը (α-ամիլազ) և գլյուկոզօքսիդազը։ Սրանք սննդային առումով կարևոր ֆերմենտներ են։ Դիաստազը հիդրոլիզում է ածխաջրերը՝ հեշտացնելով դրանց մարսումը։ Ինվերտազը հիդրոլիզում է սախարոզը և մալտոզը՝ առաջացնելով գլյուկոզ և ֆրուկտոզ։ Գլյուկոզօքսիդազը կատալիզում է գլյուկոզի փոխակերպումը՝ գլյուկոնաթթվի և ջրածնի պերօքսիդի առաջացմամբ։ Մեղրը պարունակում է նաև կատալազ և թթվային ֆոսֆատազ։ Ֆերմենտային ակտիվությունը սովորաբար չափվում է որպես դիաստազային ակտիվություն և արտահայտվում է դիաստազային թվով (DN)։ Մեղրի ստանդարտները մշակված մեղրի համար սահմանում են նվազագույն դիաստազային թիվ՝ 8։
Խմորասնկերը և միկրոօրգանիզմները մեղրում
Քամված մեղրը պարունակում է անցանկալի բաղադրիչներ, օրինակ՝ խմորասնկեր (սովորաբար օսմոֆիլ՝ շաքարի նկատմամբ հանդուրժող) և այլ ջերմակայուն միկրոօրգանիզմներ։ Դրանք պատասխանատու են պահեստավորման ընթացքում մեղրի փչացման համար։ Խմորասնկերի մեծ քանակը հանգեցնում է մեղրի արագ խմորման։ Մեղրի խմորման արագությունը փոխկապակցված է նաև ջրի/խոնավության պարունակության հետ։ Խոնավության 17% պարունակությունը համարվում է անվտանգ մակարդակ՝ խմորասնկերի ակտիվությունը դանդաղեցնելու համար։ Մյուս կողմից, խոնավության պարունակության նվազման հետ բյուրեղացման հավանականությունը մեծանում է։ Խմորասնկերի 500cfu/mL կամ ավելի ցածր քանակը համարվում է առևտրային առումով ընդունելի մակարդակ։
Մեղրի բյուրեղացում / Հատիկավորում
Մեղրը բնականորեն բյուրեղանում է, քանի որ այն շաքարի գերհագեցած լուծույթ է՝ ավելի քան 70% շաքարի և մոտ 18% ջրի պարունակությամբ։ Գլյուկոզն ինքնաբերաբար նստվածք է առաջացնում գերհագեցած վիճակից՝ կորցնելով ջուրը և անցնելով գլյուկոզի մոնոհիդրատի ավելի կայուն հագեցած վիճակի։ Սա հանգեցնում է երկու ֆազի ձևավորմանը՝ վերևում հեղուկ ֆազի և ներքևում ավելի պինդ բյուրեղային ձևի։ Բյուրեղները ձևավորում են ցանց, որն անշարժացնում է կախույթի մեջ գտնվող մեղրի մյուս բաղադրիչները՝ այդպիսով ստեղծելով կիսապինդ վիճակ (National Honey Board, 2007)։ Բյուրեղացումը կամ հատիկավորումն անցանկալի է, քանի որ լուրջ խնդիր է մեղրի մշակման և իրացման համար։ Բացի այդ, բյուրեղացումը սահմանափակում է չմշակված մեղրի արտահոսքը պահեստավորման տարաներից։
Ջերմային մշակումը մեղրի վերամշակման ընթացքում
Քամելուց և զտելուց հետո մեղրը ենթարկվում է ջերմային մշակման՝ խոնավության մակարդակը նվազեցնելու և խմորասնկերը ոչնչացնելու նպատակով։ Տաքացումն իսկապես օգնում է հեղուկացնել մեղրի բյուրեղները։ Թեև ջերմային մշակումը կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել խոնավության նվազումը, նվազեցնել և հետաձգել բյուրեղացումը և ամբողջությամբ ոչնչացնել խմորասնկերի բջիջները, այն նաև հանգեցնում է արտադրանքի որակի վատթարացման։ Տաքացումը զգալիորեն բարձրացնում է հիդրօքսիմեթիլֆուրֆուրալի (HMF) մակարդակը։ HMF-ի՝ օրենքով սահմանված առավելագույն թույլատրելի մակարդակը 40mg/kg է։ Բացի այդ, տաքացումը նվազեցնում է ֆերմենտների (օրինակ՝ դիաստազի) ակտիվությունը, ազդում է զգայորոշման հատկանիշների վրա և նվազեցնում մեղրի թարմությունը։ Ջերմային մշակումը նաև մգացնում է մեղրի բնական գույնը (առաջացնում է շագանակագույն երանգ)։ Մասնավորապես, 90°C-ից բարձր տաքացումը հանգեցնում է շաքարի կարամելացման։ Ջերմության անհավասար փոխանցման և անհավասար ջերմային ազդեցության պատճառով ջերմային մշակումը բավարար չէ ջերմակայուն միկրոօրգանիզմների ոչնչացման համար։
Ջերմային մշակման սահմանափակումների պատճառով հետազոտական աշխատանքները կենտրոնանում են ոչ ջերմային այլընտրանքների վրա, ինչպիսիք են միկրոալիքային ճառագայթումը, ինֆրակարմիր տաքացումը, ուլտրազտումը և ուլտրաձայնային մշակումը։ Ուլտրաձայնային մշակումը՝ որպես ոչ ջերմային մշակում, մեծ առավելություններ է տալիս մեղրի մշակման այլընտրանքային մեթոդների համեմատ։
Hielscher Ultrasonics-ն արտադրում է բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։