Ուլտրաձայնային մշակում՝ հյութի պահպանման և սննդանյութերի պարունակության բարձրացման համար
Ժամանակակից սննդամթերքի վերամշակման մեջ թարմության պահպանումը՝ սննդային արժեքի միաժամանակյա բարձրացմամբ, առանցքային խնդիր է։ Բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային մշակումը՝ զոնդային տիպի ուլտրաձայնային սարքերի կիրառմամբ, լայն տարածում է գտել որպես ոչ ջերմային մշակման հզոր մեթոդ։ Այս հոդվածը ներկայացնում է գիտական ուսումնասիրության արդյունքները, որն ուսումնասիրում է, թե ինչպես են Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները բարելավում Stevia rebaudiana բույսով քաղցրացված ելակի հյութի սննդային կազմը։
Հիմնական եզրահանգումներ. Ուլտրաձայնային մշակումը բարձրացնում է ֆենոլային միացությունների և ֆլավոնոիդների պարունակությունը, ինչպես նաև հակաօքսիդանտային կարողությունը՝ արդյունաբերական ներդրման համար հարմար, մասշտաբը մեծացնելու հնարավորություն ունեցող պայմաններում։
Ինչո՞ւ ջերմային մշակումը փոխարինել ուլտրաձայնով։
Ավանդական պաստերացումը կարող է քայքայել ջերմազգայուն միացությունները, ինչպիսիք են պոլիֆենոլները և ֆլավոնոիդները։ Ի տարբերություն դրա՝ ուլտրաձայնային մշակումը ոչ ջերմային մշակման տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է ակուստիկ կավիտացիան՝ բջիջների քայքայումն ու մոլեկուլային դիֆուզիան ուժեղացնելու համար՝ առանց ջերմային վնասման։
Հյութի ուլտրաձայնային պահպանում և սննդանյութերի արդյունահանում
Šic Žlabur և համահեղինակների (2019) վերջին գրախոսված ուսումնասիրությունը, որը հրապարակվել է “Molecules” ամսագրում, համոզիչ ապացույցներ է ներկայացնում բարձր ինտենսիվությամբ ուլտրաձայնի արդյունավետության մասին՝ Stevia rebaudiana բույսով քաղցրացված ելակի հյութի մշակման համար Hielscher ապրանքանիշի UP400St մոդելի ուլտրաձայնային սարքի կիրառմամբ։ Արդյունքները նշանակալի հետևանքներ ունեն հյութերի արդյունաբերական վերամշակման համար՝ հաշվի առնելով, որ օգտագործված Hielscher ուլտրաձայնային համակարգերով փորձարարական պայմանների մասշտաբը կարելի է գծայնորեն մեծացնել։
Հյութի ուլտրաձայնային մշակման առավելությունները.
- Կենսաակտիվ միացությունների ուժեղացված արդյունահանում
- Համի և գույնի պահպանում
- Մանրէային բեռնվածության նվազեցում
- Մասշտաբը մեծացնելու հնարավորությամբ և էներգաարդյունավետ
- Առանց հավելումների գործընթաց՝ պարզ բաղադրակազմի մակնշմամբ
Փորձարարական համակարգը. հյութի ուլտրաձայնային մշակում
Ուսումնասիրության մեջ կիրառվել է Hielscher UP400St ուլտրաձայնային պրոցեսոր (400 W, 24 kHz)՝ կանաչ ստևիայի փոշու առկայությամբ ելակի հյութը մշակելու համար։
Հետազոտողները գնահատել են զոնդային տիպի ուլտրաձայնային մշակման ազդեցությունը տարբեր ամպլիտուդների (50%, 75%, 100%), զոնդերի տրամագծերի (S24d7 սոնոտրոդ՝ 7 mm և S24d22՝ 22 mm ծայրի չափով) և ուլտրաձայնային մշակման տևողությունների (15, 20 և 25 րոպե) դեպքում։ Փորձարկված բոլոր պայմաններից ամենաինտենսիվ մշակումը՝ 100% ամպլիտուդ, 22 mm զոնդ, 25 րոպե, տվել է ամենաարտահայտված արդյունքները։
Արդյունքների ակնարկ – հյութի ուլտրաձայնային մշակում
Ընդհանուր ֆենոլային պարունակության (TPC) բարձրացում
Ուլտրաձայնով մշակված հյութերում TPC ցուցանիշը մեղմ ուլտրաձայնային մշակման համեմատ մինչև 23% ավելի բարձր էր, իսկ ստևիայով, ուլտրաձայնով չմշակված հյութերի համեմատ՝ 18% ավելի բարձր։
| Նմուշ | TPC (mg GAE/L) | Ֆլավոնոիդներ (mg GAE/L) | Հակաօքսիդանտային կարողություն (mmol TE/L) |
|---|---|---|---|
| Ստուգիչ նմուշ | 927,3 ± 55,6 | 659,0 ± 39,6 | 3,77 ± 0,28 |
| JGSP | 1003,2 ± 13,6 | 685,2 ± 40,7 | 3,84 ± 0,09 |
| C18 | 1185,6 ± 0,2 | 791,5 ± 1,1 | 3,89 ± 1,15 |
C18. ուլտրաձայնով մշակված՝ 22 mm զոնդով, 100% ամպլիտուդով, 25 րոպե
Աղյուսակ. ուլտրաձայնային մշակման ազդեցությունը ֆենոլային պարունակության և հակաօքսիդանտային ակտիվության վրա
Ընդհանուր ֆենոլային պարունակությունը (TPC) բարձրացել է 23%՝ ամենամեղմ ուլտրաձայնային մշակման համեմատ, և 18%՝ ստևիայով, ուլտրաձայնով չմշակված նմուշների համեմատ։
Պարունակության աճ արձանագրվել է այնպիսի հիմնական ֆենոլային միացությունների համար, ինչպիսիք են լյուտեոլինը, ապիգենինը, կվերցետինը, միրիցետինը և կեմպֆերոլը՝ 3–7 անգամ աճով։
Հակաօքսիդանտային կարողությունը (ABTS փորձարկմամբ) նույնպես բարձրացել է՝ արտացոլելով կենսաակտիվ նյութերի ավելացումը։
Ֆենոլաթթուներ և ֆլավոնոիդային կազմ
Ուլտրաձայնն ապահովել է այնպիսի ֆենոլաթթուների առավել արդյունավետ արդյունահանում, ինչպիսիք են պիրոգալոլը և 4-մեթիլկատեխոլը. ամենաինտենսիվ ուլտրաձայնային մշակման ենթարկված հյութում պիրոգալոլի պարունակությունը հասել է գրեթե 2 mg/g՝ ավելի քան 3,5× բարձր լինելով ուլտրաձայնով չմշակված համարժեք հյութերի համեմատ։
Ակուստիկ կավիտացիայի ընթացքում հիդրօքսիլային ռադիկալների առաջացումը, հավանաբար, նպաստում է ֆենոլային միացությունների ուժեղացված հիդրօքսիլացմանն ու ազատմանը, ինչը համահունչ է ուլտրաձայնային արդյունահանման մեխանիզմների վերաբերյալ նախորդ ուսումնասիրություններին։
Բարելավված քաղցրություն՝ ֆունկցիոնալ առավելություններով
Հատկանշական է, որ ուսումնասիրությունն անդրադարձել է ստևիոլի գլիկոզիդներին, մասնավորապես՝ ստևիոզիդին և ռեբաուդիոզիդ A միացությանը (Reb A), որոնք Stevia rebaudiana բույսի հիմնական քաղցրացնող նյութերն են։ Ուլտրաձայնային մշակումը զգալիորեն բարձրացրել է դրանց կոնցենտրացիաները.
- Ստևիոզիդի պարունակությունն աճել է 61%։
- Reb A միացության պարունակությունը կրկնապատկվել է (+114%)։
Այս աճը օգտակար է ոչ միայն քաղցրության, այլև զգայաբանական և նյութափոխանակային տեսանկյունից։ Reb A միացության ավելի բարձր մակարդակները բարելավում են համային ընդունելիությունը՝ նվազեցնելով ստևիոզիդի հետ հաճախ կապված դառնությունը։
Հյութի ուլտրաձայնային մշակում. արդյունաբերական նշանակություն և մասշտաբի մեծացման հնարավորություն
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը թույլ են տալիս ճշգրիտ վերահսկել գործընթացի բոլոր կարևոր պարամետրերը։ Դրա շնորհիվ բոլոր արդյունքները կարող են գծայնորեն վերարտադրվել ավելի մեծ մասշտաբով՝ շնորհիվ Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորների կառուցվածքի, որը մասշտաբի մեծացման ընթացքում պահպանում է էներգիայի ինտենսիվությունը հաստատուն։ Սա սեղանային սարքերից անընդհատ գործող արդյունաբերական համակարգերի անցումը դարձնում է և՛ տեխնիկապես իրագործելի, և՛ տնտեսապես գրավիչ։
Այս ուսումնասիրությունն ավելացնում է բարձր ինտենսիվությամբ ուլտրաձայնը որպես կայուն և ոչ ջերմային մշակման մեթոդ հիմնավորող ապացույցների աճող ծավալը։ Դիտարկված համակցված առավելությունները՝ սննդանյութերի պարունակության բարձրացումը, հակաօքսիդանտային կարողության բարելավումը և զգայաբանական հատկությունների օպտիմալացումը, ընդգծում են դրա արժեքը ֆունկցիոնալ ըմպելիքների մշակման գործում։
Այսպիսով, ի՞նչ է սա նշանակում արդյունաբերության համար։
Hielscher ընկերության առաջարկածների նման՝ մասշտաբը մեծացնելու հնարավորություն ունեցող տեխնոլոգիական հարթակների շնորհիվ հյութ արտադրողներն այժմ կարող են ուլտրաձայնային մշակումը դիտարկել ոչ միայն որպես այլընտրանք, այլև որպես բարելավում՝ թե՛ արտադրանքի որակի, թե՛ սպառողների առողջության տեսանկյունից։
- բարձր արդյունավետություն
- գերժամանակակից տեխնոլոգիա
- հուսալիություն և ամրություն
- գործընթացի կարգավորվող, ճշգրիտ վերահսկում
- խմբաքանակային և հոսքագծային մշակում
- ցանկացած ծավալի համար
- խելացի ծրագրային ապահովում
- խելացի գործառույթներ (օրինակ՝ ծրագրավորման հնարավորություն, տվյալների արձանագրում, հեռակառավարում)
- պարզ և անվտանգ շահագործում
- տեխնիկական սպասարկման փոքր պահանջ
- CIP (տեղում մաքրում)
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին.
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 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 |
| կիրառելի չէ | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| կիրառելի չէ | ավելի մեծ | սարքերի խումբ՝ UIP16000hdT |
Նախագծում, արտադրություն և խորհրդատվություն – Գերմանիայում ստեղծված որակ
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հայտնի են որակի և նախագծման իրենց բարձրագույն չափանիշներով։ Ամրությունն ու շահագործման պարզությունը թույլ են տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերը սահուն ինտեգրել արդյունաբերական օբյեկտներում։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հեշտությամբ են աշխատում ծանր պայմաններում և բարձր պահանջներ ներկայացնող միջավայրերում։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն ունի ISO հավաստագրում և հատուկ ուշադրություն է դարձնում բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքերին, որոնք առանձնանում են գերժամանակակից տեխնոլոգիայով և օգտագործման հարմարավետությամբ։ Իհարկե, Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը համապատասխանում են CE պահանջներին և բավարարում են UL, CSA և RoHs պահանջները։
Սննդամթերքի ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր UIP16000 սննդամթերքի և ըմպելիքների արդյունաբերական մշակման համար։
Գրականություն / Հղումներ
- Šic Žlabur, J.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Barba, F.J.; Lorenzo, J.M.; Franco, D.; Atanasov, A.G.; Voća, S.; Rimac Brnčić, S. (2019): Evaluation of the Behavior of Phenolic Compounds and Steviol Glycosides of Sonicated Strawberry Juice Sweetened with Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Molecules 2019, 24, 1202.
- 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.
- Mehmet Başlar, Mustafa F. Ertugay (2013): The effect of ultrasound and photosonication treatment on polyphenoloxidase (PPO) activity, total phenolic component and colour of apple juice. International Journal of Food Science and Technology, Volume 48, Issue 4, April 2013. 886–892.
- Morteza Rouhani (2019): Modeling and optimization of ultrasound-assisted green extraction and rapid HPTLC analysis of stevioside from Stevia Rebaudiana. Industrial Crops and Products, Volume 132, 2019. 226-235.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Հաճախ տրվող հարցեր
Ինչպե՞ս են պահպանում հյութերը։
Հյութերը սովորաբար պահպանում են ջերմային պաստերացման միջոցով, որի ժամանակ ջերմությունն ապաակտիվացնում է փչացում առաջացնող միկրոօրգանիզմներն ու ֆերմենտները։ Այլընտրանքային մեթոդները ներառում են բարձր ճնշմամբ մշակումը (HPP), ուլտրաձայնային մշակումը, իմպուլսային էլեկտրական դաշտերը (PEF) և քիմիական կոնսերվանտները, ինչպիսիք են սորբատները կամ բենզոատները։ Այս մոտեցումները նպատակ ունեն երկարացնել պահպանման ժամկետը՝ միաժամանակ պահպանելով անվտանգությունն ու զգայաբանական որակը։
Կարդացեք ավելին հյութի ուլտրաձայնային պահպանման մասին։
Ինչո՞ւ է օգտակար հյութի ոչ ջերմային մշակումը։
Ոչ ջերմային մշակումը, օրինակ՝ HPP, PEF կամ ուլտրաձայնային մշակումը, նվազագույնի է հասցնում ջերմազգայուն սննդանյութերի, համային նյութերի և կենսաակտիվ միացությունների ջերմային քայքայումը։ Այն հնարավորություն է տալիս ապաակտիվացնել միկրոօրգանիզմները՝ միաժամանակ պահպանելով սննդային որակը և զգայաբանական բնութագրերը՝ ավանդական ջերմային մշակումների համեմատ առաջարկելով ավելի պարզ բաղադրակազմի մակնշում ապահովող այլընտրանք։ Իմացեք ավելին ուլտրաձայնի օժանդակությամբ HPP մեթոդով հյութի պահպանման առավելությունների մասին։
Արդյո՞ք ստևիայով ըմպելիքներն առողջարար են։
Ստևիան՝ Stevia rebaudiana բույսից ստացվող բնական, սննդային արժեք չապահովող քաղցրացուցիչը, FDA գործակալության կողմից ընդհանուր առմամբ ճանաչված է որպես անվտանգ (GRAS)։ Այն ունի աննշան կալորիականություն և չի բարձրացնում արյան գլյուկոզի կամ ինսուլինի մակարդակը՝ լինելով հարմար այլընտրանք շաքարային դիաբետ ունեցող անձանց կամ շաքարի ընդունումը նվազեցնել ցանկացողների համար։ Սակայն առողջության համար օգուտները կախված են ըմպելիքի ընդհանուր բաղադրությունից. ստևիայով քաղցրացված ըմպելիքները կարող են, այնուամենայնիվ, պարունակել հավելումներ կամ չունենալ սննդային արժեք։
Կարդացեք ավելին ստևիայի ուլտրաձայնային արդյունահանման մասին։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։