Հեղուկ մթերքների ուլտրաձայնային պաստերիզացում
Ուլտրաձայնային պաստերիզացումը ոչ ջերմային մանրէազերծման գործընթաց է, որն անգործունակ է դարձնում այնպիսի մանրէներ, ինչպիսիք են E.coli-ն, Pseudomonas fluorescens-ը, Listeria monocytogenes-ը, Staphylococcus aureus-ը, Bacillus coagulans-ը, Anoxybacillus flavithermus-ը, ի թիվս շատերի՝ կանխելու մանրէների փչացումն ու երկարաժամկետ փչացումը:
Սննդի ոչ ջերմային պաստերիզացում & Խմիչքներ Sonication-ով
Ուլտրաձայնային պաստերիզացումը ոչ ջերմային այլընտրանքային տեխնոլոգիա է, որն օգտագործվում է սննդամթերքի փչացմանը նպաստող օրգանիզմների և ֆերմենտների ոչնչացման կամ ապաակտիվացման համար: Ultrasonication-ը կարող է օգտագործվել պահածոյացված մթերքների, կաթի, կաթնամթերքի, ձվի, հյութերի, ալկոհոլի ցածր պարունակությամբ ըմպելիքների և այլ հեղուկ մթերքների պաստերիզացման համար: Միայն ուլտրաձայնային հետազոտությունը, ինչպես նաև ուլտրաձայնը, որը զուգորդվում է բարձր ջերմության և ճնշման հետ (հայտնի է որպես ջերմա-մանո-ձայնավորում) կարող է արդյունավետորեն պաստերիզացնել հյութերը, կաթը, կաթնամթերքը, հեղուկ ձվերը և այլ սննդամթերք: Ուլտրաձայնային պաստերիզացման բարդ բուժումը գերազանցում է ավանդական պաստերիզացման տեխնիկան, քանի որ ուլտրաձայնը բացասաբար չի ազդում մշակված սննդամթերքի սննդանյութերի պարունակության և ֆիզիկական բնութագրերի վրա: Հեղուկ սննդամթերքը պաստերիզացնելու համար ուլտրաձայնային կամ ջերմա-մանո-ձայնավորման օգտագործումը կարող է ապահովել սննդանյութերով հարուստ արտադրանք ավելի բարձր որակով, քան ավանդական բարձր ջերմաստիճանի կարճ ժամանակում (HTST) պաստերիզացման մեթոդը:
Հետազոտական հետազոտություններ, ինչպիսիք են Beslar et al. (2015) պարզել է, որ ուլտրաձայնային բուժումը կարող է զգալի առավելություններ տալ հյութերի մշակման համար, ներառյալ որակի բարձրացված գործոնները, ինչպիսիք են բերքատվությունը, արդյունահանումը, ամպամածությունը, ռեոլոգիական հատկությունները և գույնը, ինչպես նաև պահպանման ժամկետը:

Escherichia coli (a) և Staphylococcus aureus (b) գոյատևման կորերը խնձորի հյութում ուլտրաձայնային բուժումից հետո (UT) տարբեր ջերմաստիճաններում և ջերմային բուժումից հետո (HT) նույն ջերմաստիճաններում:
նկար և ուսումնասիրություն՝ Բաբոլի և այլք։ 2015 թ
Ինչպե՞ս է աշխատում ուլտրաձայնային պաստերիզացումը:
Մանրէների ուլտրաձայնային ապաակտիվացումը և ոչնչացումը ոչ ջերմային տեխնիկա է, ինչը նշանակում է, որ դրա աշխատանքի հիմնական սկզբունքը հիմնված չէ ջերմության վրա: Ուլտրաձայնային պաստերիզացումը պայմանավորված է հիմնականում ակուստիկ կավիտացիայի հետևանքով: Ակուստիկ/ուլտրաձայնային կավիտացիայի երևույթը հայտնի է իր տեղային բարձր ջերմաստիճաններով, ճնշումներով և համապատասխան դիֆերենցիալներով, որոնք առաջանում են կավիտացիայի րոպեների ընթացքում և դրա շուրջ: Ավելին, ակուստիկ կավիտացիան առաջացնում է շատ ինտենսիվ կտրող ուժեր, հեղուկ շիթեր և տուրբուլենտներ: Այս կործանարար ուժերը մեծ վնաս են հասցնում մանրէաբանական բջիջներին, ինչպիսիք են բջիջների պերֆորացիան և խանգարումը: Բջջի պերֆորացիան և խանգարումը եզակի էֆեկտներ են, որոնք հայտնաբերված են ուլտրաձայնային եղանակով մշակված բջիջներում, որոնք առաջանում են հիմնականում կավիտացիայի հետևանքով առաջացած հեղուկ շիթերի պատճառով:
Ինչու՞ է Sonication-ը գերազանցում ավանդական պաստերիզացումը
Սննդի և ըմպելիքների արդյունաբերությունը լայնորեն կիրառում է սովորական պաստերիզացում՝ մանրէների, ինչպիսիք են բակտերիաները, խմորիչները և սնկերը ապաակտիվացնելու կամ սպանելու համար՝ կանխելու մանրէների փչացումը և նրանց արտադրանքին ավելի երկար պահպանման ժամկետ և կայունություն հաղորդելու համար: Սովորական պաստերիզացումն աշխատում է կարճ մշակմամբ՝ սովորաբար 100°C-ից ցածր բարձր ջերմաստիճանում (212°F): Ճշգրիտ ջերմաստիճանը և տեւողությունը սովորաբար ճշգրտվում է կոնկրետ սննդամթերքի և մանրէների հետ, որոնք պետք է ապաակտիվացվեն: Պաստերիզացման գործընթացի արդյունավետությունը որոշվում է մանրէների ապաակտիվացման արագությամբ, որը չափվում է որպես լոգարիթմների կրճատում: Գրանցման կրճատումը չափում է անակտիվացված մանրէների տոկոսը որոշակի ջերմաստիճանում որոշակի ժամանակի ընթացքում: Ջերմաստիճանի մշակման պայմանները և մանրէների անակտիվացման արագությունը կախված են մանրէների տեսակից, ինչպես նաև սննդամթերքի բաղադրությունից: Ավանդական ջերմության վրա հիմնված պաստերիզացումն ունի մի քանի թերություններ՝ սկսած մանրէների անբավարար ապաակտիվացումից, սննդամթերքի վրա բացասական ազդեցություններից, ինչպես նաև մշակված արտադրանքի միջոցով անհավասար տաքացումից: Անբավարար ջեռուցումը մինչև պաստերիզացման կարճ տեւողությունը կամ չափազանց ցածր ջերմաստիճանը հանգեցնում է լոգերի կրճատման ցածր արագության և հետագայում մանրէաբանական փչացման: Չափազանց շատ ջերմային մշակումը կարող է հանգեցնել արտադրանքի վատթարացմանը, ինչպիսիք են այրված համը, և սննդանյութերի խտությունը՝ ոչնչացված ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն սննդանյութերի պատճառով:
Սովորական պաստերիզացման թերությունները
- կարող է ոչնչացնել կամ վնասել կարևոր սննդանյութերը
- կարող է տհաճ հոտ առաջացնել
- էներգիայի բարձր պահանջներ
- անարդյունավետ է ջերմակայուն պաթոգենների ոչնչացման դեմ
- կիրառելի չէ յուրաքանչյուր սննդամթերքի համար

Այն UIP16000 լրիվ արդյունաբերական ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր է սննդամթերքի և խմիչքների ներկառուցված պաստերիզացման համար:
Կաթնամթերքի ուլտրաձայնային պաստերիզացում
Կաթի և կաթնամթերքի պաստերիզացման համար լայնորեն հետազոտվել են կաթի և կաթնամթերքի պաստերիզացման, թերմո-ձայնացումը և ջերմամանո-ձայնացումը: Օրինակ, պարզվել է, որ ուլտրաձայնը վերացնում է փչացումը և պոտենցիալ պաթոգենները մինչև զրոյի կամ Հարավային Աֆրիկայի և բրիտանական կաթի օրենսդրությամբ ընդունելի մակարդակի, նույնիսկ այն դեպքում, երբ նախնական պատվաստումը թույլատրվածից 5× ավելի բարձր է եղել մինչև բուժումը: E. coli-ի կենսունակ բջիջների քանակը 100%-ով կրճատվել է ուլտրաձայնային 10,0 րոպեից հետո: Ավելին, ցույց է տրվել, որ Pseudomonas fluorescens-ի կենսունակ քանակները կրճատվել են 100%-ով 6.0 րոպեից հետո, իսկ Listeria monocytogenes-ը կրճատվել է 99%-ով 10.0 րոպե հետո: (Cameron et al. 2009 թ.)
Հետազոտությունները նաև ցույց են տվել, որ ջերմաձայնային ազդեցությունը կարող է ապաակտիվացնել Listeria innocua-ն և մեզոֆիլ բակտերիաները հում ամբողջական կաթում: Ցույց է տրվել, որ ուլտրաձայնը կենսունակ տեխնոլոգիա է կաթի պաստերիզացման և համասեռացման համար՝ ցուցադրելով մշակման ավելի կարճ ժամանակներ՝ առանց pH-ի և կաթնաթթվի պարունակության կարևոր փոփոխությունների, ինչպես նաև ավելի լավ տեսքի և հետևողականության՝ համեմատած սովորական ջերմային բուժման հետ: Այս փաստերը ձեռնտու են կաթնամթերքի վերամշակման բազմաթիվ ասպեկտներում: (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)
Հյութերի և մրգային խյուսերի ուլտրաձայնային պաստերիզացիա
Ուլտրաձայնային պաստերիզացումը կիրառվել է որպես արդյունավետ և արագ այլընտրանքային պաստերիզացման տեխնիկա՝ խնձորի հյութում Escherichia coli-ն և Staphylococcus aureus-ն ապաակտիվացնելու համար: Երբ առանց միջուկի խնձորի հյութը մշակվել է ուլտրաձայնային եղանակով, 5-լոգի կրճատման ժամանակը եղել է 35 վրկ E. coli-ի համար 60°C-ում և 30 վրկ S. aureus-ի համար 62°C-ում: Չնայած հետազոտության ընթացքում պարզվել է, որ միջուկի բարձր պարունակությունը ուլտրաձայնը դարձնում է ավելի քիչ մահացու S. aureus-ի համար, մինչդեռ այն էական ազդեցություն չի ունեցել E. coli-ի վրա, հարկ է նշել, որ ճնշում չի կիրառվել: Բարձր ճնշման տակ ձայնագրումը զգալիորեն ուժեղացնում է ուլտրաձայնային կավիտացիան և դրանով իսկ մանրէաբանական ապաակտիվացումը ավելի մածուցիկ հեղուկներում: Ուլտրաձայնային բուժումը էական ազդեցություն չի ունեցել հակաօքսիդանտ ակտիվության վրա, որը որոշվել է 2,2-դիֆենիլ-1-պիկրիլհիդրազիլ (DPPH) արմատական մաքրող ակտիվությամբ, սակայն այն զգալիորեն մեծացրել է ընդհանուր ֆենոլային պարունակությունը: Բուժման արդյունքում ստացվեց նաև ավելի կայուն հյութ՝ ավելի բարձր միատեսակությամբ: (տես Baboli et al. 2020 թ.)
Գրամ-դրական և գրամ-բացասական բակտերիաների ուլտրաձայնային ապաակտիվացում
Գրամ դրական բակտերիաները, ինչպիսիք են Listeria monocytogenes-ը կամ Staphylococcus aureus-ը, ընդհանուր առմամբ հայտնի են որպես ավելի դիմացկուն, քան գրամ-բացասական բակտերիաները և դիմակայում են պաստերիզացման տեխնոլոգիաներին, ինչպիսիք են PEF-ը, HPP-ը և մանո-ձայնացումը (MS) ավելի երկար բուժման ժամանակահատվածում՝ ավելի հաստ բջջի պատճառով: պատերը. Գրամ-բացասական բակտերիաները երկուսն ունեն – մեկ արտաքին և մեկ ցիտոպլազմիկ – լիպիդային բջիջների մեմբրաններ, որոնց թվում է պեպտիդոգլիկանի բարակ շերտը, ինչը նրանց ավելի ենթակա է ուլտրաձայնային ապաակտիվացմանը: Մյուս կողմից, գրամ-դրական բակտերիաները ունեն միայն մեկ լիպիդային թաղանթ՝ ավելի հաստ պեպտիդոգլիկան պատով, ինչը նրանց ավելի մեծ դիմադրություն է տալիս պաստերիզացման բուժմանը: Գիտական հետազոտությունները համեմատեցին ուժային ուլտրաձայնի ազդեցությունը գրամ-բացասական և գրամ-դրական բակտերիաների վրա և պարզեցին, որ այն ավելի ուժեղ արգելակող ազդեցություն ունի գրամ-բացասական բակտերիաների վրա: (տես Monsen et al. 2009 թ.) Գրամ-դրական բակտերիաները պահանջում են ավելի ինտենսիվ ուլտրաձայնային պայմաններ, այսինքն՝ ավելի բարձր ամպլիտուդներ, ավելի բարձր ջերմաստիճաններ, ավելի բարձր ճնշումներ և/կամ ավելի երկար ձայնագրման ժամանակ: Hielscher Ultrasonics-ի ուժային-ուլտրաձայնային համակարգերը կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ և կարող են շահագործվել բարձր ջերմաստիճաններում և ճնշվող հոսքի բջիջների ռեակտորներով: Սա թույլ է տալիս ինտենսիվ sonication / thermo-mano-sonication՝ նույնիսկ շատ դիմացկուն բակտերիաների շտամներն ապաակտիվացնելու համար:
Թերմոդուրիկ բակտերիաների ուլտրաձայնային ապաակտիվացում
Ջերմոդուրիկ բակտերիաները բակտերիաներ են, որոնք տարբեր չափերով կարող են գոյատևել պաստերիզացման գործընթացում: Ջերմոդուրիկ բակտերիաների տեսակները ներառում են Bacillus, Clostridium և Enterococci: «Ուլտրաձայնային 80% ամպլիտուդով 10 րոպեի ընթացքում, սակայն, յուղազերծված կաթում B. coagulans-ի և A. flavithermus-ի վեգետատիվ բջիջները համապատասխանաբար 4.53 և 4.26 լոգարիան են անջատվել: Պաստերիզացիայի համակցված բուժումը (63 աստիճան C/30 րոպե), որին հաջորդում է ուլտրաձայնային ախտորոշումը, ամբողջությամբ վերացրել է այս բջիջների մոտավորապես log 6 cfu/mL յուղազերծված կաթում»: (Khanal et al. 2014)
- Ավելի բարձր արդյունավետություն
- Սպանում է թերմոդուրիկ բակտերիաները
- Արդյունավետ է տարբեր մանրէների դեմ
- Կիրառելի է բազմակի հեղուկ մթերքների համար
- Սիներգիստիկ էֆեկտներ
- Սննդանյութերի արդյունահանում
- էներգաարդյունավետ
- հեշտ և անվտանգ գործելու համար
- Սննդի համար նախատեսված սարքավորումներ
- CIP / SIP

Ուլտրաձայնային կարգավորում UIP4000hdT սննդամթերքի ոչ ջերմային ներդիրային պաստերիզացման համար (օրինակ՝ կաթնամթերք, կաթ, հյութեր, հեղուկ ձու, ըմպելիքներ)
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային պաստերիզացման սարքավորում
Hielscher Ultrasonics-ը երկար փորձ ունի սննդի մեջ ուժային ուլտրաձայնի կիրառման գործում & խմիչքների արդյունաբերությունը, ինչպես նաև արդյունաբերական շատ այլ ճյուղեր: Մեր ուլտրաձայնային պրոցեսորները հագեցած են հեշտ մաքրվող (մաքուր տեղում CIP / ստերիլիզացված տեղում SIP) sonotrodes և հոսքային բջիջներով (խոնավ մասեր): Hielscher ուլտրաձայնային’ Արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ: Մինչև 200 մկմ ամպլիտուդները հեշտությամբ կարող են շարունակաբար աշխատել 24/7 աշխատանքի ընթացքում: Բարձր ամպլիտուդները կարևոր են ավելի դիմացկուն միկրոբների (օրինակ՝ գրամ դրական բակտերիաների) ակտիվացման համար: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար մատչելի են հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Բոլոր sonotrodes-ը և ուլտրաձայնային հոսքի բջիջների ռեակտորները կարող են աշխատել բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման տակ, ինչը թույլ է տալիս հուսալի ջերմա-մանո-ձայնացում և բարձր արդյունավետ պաստերիզացում:
Ժամանակակից տեխնոլոգիաները, բարձր արդյունավետությունը և բարդ ծրագրակազմը դարձնում են Hielscher Ultrasonics-ը’ հուսալի աշխատանքային ձիեր ձեր սննդի պաստերիզացման գծում: Փոքր ոտնահետքով և տեղադրման բազմակողմանի տարբերակներով Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը կարող են հեշտությամբ ինտեգրվել կամ ռետրո-տեղադրվել առկա արտադրական գծերում:
Խնդրում ենք կապնվել մեզ հետ՝ իմանալու համար մեր ուլտրաձայնային պաստերիզացման համակարգերի առանձնահատկությունների և հնարավորությունների մասին: Մենք ուրախ կլինենք քննարկել ձեր դիմումը ձեզ հետ:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
---|---|---|
1-ից 500 մլ | 10-ից 200 մլ / րոպե | UP100H |
10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP200Ht, UP400 Փ |
0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ: / Հարցրեք մեզ:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ի՞նչ են մեզոֆիլային բակտերիաները:
Մեզոֆիլ բակտերիաները սահմանում են բակտերիաների խումբ, որոնք աճում են միջին ջերմաստիճանում 20 °C-ից 45 °C և օպտիմալ աճի ջերմաստիճանում 30-39 °C միջակայքում: Մեզոֆիլ բակտերիաների օրինակներ E. coli, Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. jensenii, P. thoenii, P. cyclohexanicum, P. microaerophilum, Lactobacillus plantarum, ի թիվս այլոց:
Բակտերիաները, որոնք նախընտրում են ավելի բարձր ջերմաստիճան, հայտնի են որպես ջերմաֆիլ: Ջերմասեր բակտերիաները լավագույնս խմորվում են 30°C-ից բարձր ջերմաստիճանում: