Հեղուկ սննդի ուլտրաձայնային պաստերիզացում
Ուլտրաձայնային պաստերիզացիան ոչ ջերմային մանրէազերծման գործընթաց է `մանրէների` «E.coli», «Pseudomonas fluorescens», «Listeria monocytogenes», «Staphylococcus aureus», «Bacillus coagulans», «Anoxybacillus flavitermus» - ի ակտիվացման համար `մի շարք այլ մանրէների համար` կանխելու մանրէների փչացումը և սննդի երկարատև կայունությունը:
Սննդամթերքի ոչ ջերմային պաստերացում & Խմիչքներ ՝ Sonication- ով
Ուլտրաձայնային պաստերիզացումը ոչ ջերմային այլընտրանքային տեխնոլոգիա է, որն օգտագործվում է սննդի փչացմանը նպաստող օրգանիզմների և ֆերմենտների ոչնչացման կամ ապաակտիվացման համար: Ուլտրաձայնացումը կարող է օգտագործվել պահածոներ, կաթ, կաթնամթերք, ձու, հյութեր, խմիչքներ ցածր ալկոհոլ պարունակությամբ և այլ հեղուկ սնունդ պաստերիզացնելու համար: Միայն ուլտրաձայնացումը, ինչպես նաև ուլտրաձայնը `զուգակցված բարձր ջերմության և ճնշման պայմաններում (հայտնի է որպես թերմո-մանիո-մոնտաժ), կարող են արդյունավետորեն պաստերիզացնել հյութերը, կաթը, կաթնամթերքը, հեղուկ ձվերը և այլ սննդամթերքներ: Ուլտրաձայնային պաստերիզացման բարդ բուժումը գերազանցում է պաստերիզացման ավանդական տեխնիկան, քանի որ ուլտրաձայնը չի բացասաբար անդրադառնում բուժվող սննդամթերքի սննդանյութերի պարունակության և ֆիզիկական հատկությունների վրա: Ուլտրաձայնային կամ ջերմամանո-մոնոտացման օգտագործումը հեղուկ սննդամթերքի պաստերիզացման համար կարող է ապահովել սննդանյութերով հարուստ արտադրանք ավելի բարձր որակով, քան ավանդական բարձր ջերմաստիճանի կարճ ժամանակում (HTST) պաստերիզացման մեթոդը:
Հետազոտական ուսումնասիրություններ, ինչպիսիք են Beslar et al. (2015) -ը պարզեց, որ ուլտրաձայնային բուժումը կարող է զգալի առավելություններ ապահովել հյութերի վերամշակման համար, ներառյալ բարձր որակի գործոնները, ինչպիսիք են բերքը, արդյունահանումը, ամպամածությունը, ռեոլոգիական հատկությունները և գույնը, ինչպես նաև պահպանման ժամկետը:
Ուլտրաձայնային պաստերիզացումը հեղուկ սննդի մեջ մանրէները ոչ ակտիվացնելու ոչ ջերմային տեխնիկա է: Մշակման ցածր ջերմաստիճանի պատճառով սննդանյութերը և համային տեսականին կանխվում են ջերմային քայքայման դեմ: Դրանով իսկ ուլտրաձայնային պաստերիզացիան հանգեցնում է բարձրորակ սննդամթերքի:
Escherichia coli (a) և Staphylococcus aureus (b) գոյատևի կորերը Ուլտրաձայնային բուժումից հետո (UT) տարբեր ջերմաստիճաններում և նույն ջերմաստիճանում ջերմային բուժումից հետո (HT) խնձորի հյութում:
նկար և ուսումնասիրություն. Բաբոլին և այլք: 2015 թ
Ինչպե՞ս է գործում ուլտրաձայնային պաստերիզացումը:
Մանրէների ուլտրաձայնային պաստիվացումը և ոչնչացումը ոչ ջերմային տեխնիկա է, ինչը նշանակում է, որ դրա հիմնական աշխատանքային սկզբունքը հիմնված չէ ջերմության վրա: Ուլտրաձայնային պաստերիզացիան հիմնականում պայմանավորված է ակուստիկ խոռոչի ազդեցությամբ: Ակուստիկ / ուլտրաձայնային խոռոչի երեւույթը հայտնի է իր տեղական բարձր ջերմաստիճաններով, ճնշումներով և համապատասխան դիֆերենցիալներով, որոնք տեղի են ունենում րոպեային խոռոչի փուչիկներում և դրանց շուրջ: Ավելին, ակուստիկ խոռոչը առաջացնում է կտրուկ ուժերի կտրվածքներ, հեղուկ շիթեր և խռովություններ: Այս կործանարար ուժերը մեծ վնաս են հասցնում մանրէաբանական բջիջներին, ինչպիսիք են բջիջների շաղափելը և խափանումը: Բջիջների ծակումն ու խանգարումը եզակի էֆեկտներ են, որոնք հայտնաբերվում են ուլտրաձայնային մշակմամբ բուժվող բջիջներում, որոնք առաջանում են հիմնականում խոռոչի միջոցով առաջացած հեղուկ շիթերով:
Ուլտրաձայնային պաստերիզացիան հիմնված է ակուստիկ խոռոչի և դրա հիդրոդինամիկ կտրման ուժերի վրա
Ինչու է Sonication- ը գերազանցում ավանդական պաստերիզացումը
Սննդամթերքի և ըմպելիքների արդյունաբերությունը լայնորեն կիրառում է սովորական պաստերիզացիան մանրէների, խմորիչների և սնկերի պակտիվացնելու կամ ոչնչացնելու համար ՝ մանրէների փչացումը կանխելու և նրանց արտադրանքին ավելի երկար պահպանման և կայունություն տալու համար: Պայմանական պաստերիզացիան աշխատում է կարճատև մշակմամբ, սովորաբար 100 ° C- ից ցածր (212 ° F) բարձր ջերմաստիճանում: Theշգրիտ ջերմաստիճանը և տևողությունը սովորաբար ճշգրտվում են հատուկ սննդամթերքի և մանրէների վրա, որոնք պետք է անակտիվ լինեն: Պաստերիզացման գործընթացի արդյունավետությունը որոշվում է մանրէաբանական անգործունակության մակարդակով, որը չափվում է որպես գերանի կրճատում: Արձանի կրճատումը չափում է ոչ ակտիվացված միկրոբների տոկոսը որոշակի ջերմաստիճանում որոշակի ժամանակահատվածում: Theերմաստիճանի բուժման և մանրէների անգործունակության մակարդակի վրա ազդում են մանրեների տեսակը, ինչպես նաև սննդամթերքի կազմը: Ավանդական ջերմության վրա հիմնված պաստերիզացիան մի քանի թերություններ ունի ՝ սկսած անբավարար մանրէների պասիվացումից, սննդամթերքի վրա բացասական ազդեցությունից, ինչպես նաև բուժված արտադրանքի միջոցով անհավասար տաքացումից: Անբավարար ջեռուցումը պաստերիզացիայի կարճ տևողությամբ կամ չափազանց ցածր ջերմաստիճանը հանգեցնում է գերանի կրճատման արագության և հետագա մանրէաբանական փչացման: Չափից շատ ջերմային բուժումը կարող է առաջացնել արտադրանքի վատթարացում, ինչպիսիք են այրված անուշաբույր նյութերը և պակաս սննդանյութերի խտությունը `ոչնչացված ջերմաստիճանի նկատմամբ զգայուն սննդանյութերի պատճառով:
Պայմանական պաստերիզացիայի թերությունները
- կարող է ոչնչացնել կամ վնասել կարեւոր սննդանյութերը
- կարող է առաջացնել անուշաբույրեր
- էներգիայի բարձր պահանջներ
- անարդյունավետ ջերմային դիմացկուն հարուցիչների ոչնչացման դեմ
- կիրառելի չէ յուրաքանչյուր սննդամթերքի նկատմամբ
է UIP16000 լիարժեք արդյունաբերական ուլտրաձայնային համասեռացուցիչ է սննդի և ըմպելիքների ներքին պաստերիզացման համար:
Կաթնամթերքի ուլտրաձայնային պաստերացում
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 ջերմամեկուսացումը կարող է անջատել անթերի ամբողջական կաթի մեջ Listeria innocua- ն և mesophilic բակտերիաները: Ultույց է տրվել, որ ուլտրաձայնը կաթի պաստերիզացման և համասեռացման կենսունակ տեխնոլոգիա է, որն ավելի կարճ ժամանակներ է ցուցադրում ՝ առանց pH- ի և կաթնաթթվի պարունակության կարևոր փոփոխությունների, ինչպես նաև ավելի լավ տեսք և հետևողականություն, համեմատած սովորական ջերմային բուժման հետ: Այս փաստերը ձեռնտու են կաթնամթերքի վերամշակման շատ ասպեկտներում: (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)
Հյութերի և մրգային պյուրեների ուլտրաձայնային պաստերացում
Ուլտրաձայնային պաստերիզացիան կիրառվել է որպես արդյունավետ և արագ այլընտրանքային պաստերիզացման տեխնիկա ՝ Escherichia coli- ն և Staphylococcus aureus- ը խնձորի հյութում անակտիվացնելու համար: Երբ ուլտրաձայնային եղանակով մշակվում էր pulp ազատ խնձորի հյութը, 5-կոճանի կրճատման ժամանակը կազմել է 35 վ E.coli- ի համար 60degC- ով և 30 s S. aureus- ի համար 62degC- ով: Չնայած ուսումնասիրության արդյունքում պարզվել է, որ պալպի բարձր պարունակությունը ուլտրաձայնը պակաս մահացու է դարձնում S. aureus- ի համար, մինչդեռ այն էական ազդեցություն չի ունեցել E. coli- ի վրա, հարկ է նշել, որ ճնշում չի գործադրվել: Բարձրացված ճնշումների ներքո կատարվող sonication- ը զգալիորեն ուժեղացնում է ուլտրաձայնային խոռոչը և դրանով իսկ մանրեների պասիվացումը ավելի մածուցիկ հեղուկներում: Ուլտրաձայնային բուժումը նշանակալի ազդեցություն չի ունեցել հակաօքսիդիչ գործունեության վրա, որը որոշվել է 2,2-դիֆենիլ-1-պիկրիլհիդրազիլ (DPPH) արմատական մաքրման գործողությամբ, բայց դա էապես մեծացրել է ֆենոլինի ընդհանուր պարունակությունը: Բուժման արդյունքում ստացվեց նաև ավելի կայուն հյութ `ավելի բարձր միատարրությամբ: (տես ՝ Բաբոլի և այլք. 2020)
Գրամ-դրական և գրամ-բացասական մանրէների ուլտրաձայնային ակտիվացում
Գրամ դրական բակտերիաները, ինչպիսիք են Listeria monocytogenes- ը կամ Staphylococcus aureus- ը, ընդհանուր առմամբ, հայտնի են որպես ավելի դիմացկուն, քան գրամ-բացասական բակտերիաները և ավելի խիտ բջիջի պատճառով ավելի երկար են դիմանում պաստերիզացման տեխնոլոգիաներին, ինչպիսիք են PEF, HPP և mano-sonication (MS): պատերը Գրամ-բացասական մանրէներն ունեն երկուս – մեկ արտաքին և մեկ ցիտոպլազմիկ – լիպիդային բջիջների թաղանթներ, որոնց մեջ կա պեպտիդոգլիկանի բարակ շերտ, ինչը նրանց ավելի զգայուն է դարձնում ուլտրաձայնային պասիվացումից: Մյուս կողմից, գրամ-դրական բակտերիաները ունեն միայն մեկ լիպիդային թաղանթ `ավելի խիտ պեպտիդոգլիկանի պատով, ինչը նրանց ավելի շատ դիմադրություն է տալիս պաստերիզացման բուժման դեմ: Գիտական ուսումնասիրությունները համեմատել են ուժային ուլտրաձայնի ազդեցությունը գրամ-բացասական և գրամ-դրական բակտերիաների վրա և պարզել, որ այն ավելի ուժեղ արգելակող ազդեցություն ունի գրամ-բացասական բակտերիաների վրա: (տես Մոնսեն և այլք. 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 մթնեցման ժամանակ: Hielscher Ultrasonics- ի էներգա-ուլտրաձայնային համակարգերը կարող են շատ բարձր ամպլիտուդներ հաղորդել և շահագործել բարձր ջերմաստիճաններում և ճնշման տակ գտնվող հոսքային բջիջների ռեակտորներով: Սա թույլ է տալիս իրականացնել ինտենսիվ մթնոլորտային վերամշակում / ջերմամանո-մոնտաժում `նույնիսկ շատ դիմացկուն մանրէների շտամներն անգործունակ դարձնելու համար:
Ուլտրաձայնային թերմոդուրիկ մանրէների անգործարկում
Թերմոդուրային բակտերիաները մանրէներ են, որոնք կարող են գոյատևել, տարբեր չափերով, պաստերիզացման գործընթացը: Բակտերիաների թերմոդուրական տեսակներից են ՝ Bacillus, Clostridium և Enterococci: «Ուլտրաձայնացումը 80% ամպլիտուդում 10 րոպեի ընթացքում, այնուամենայնիվ, անջատել է B. coagulans- ի և A. flavithermus- ի վեգետատիվ բջիջները յուղազերծված կաթում` համապատասխանաբար 4,53 և 4,26 գերաններով: Պաստերիզացիայի համակցված բուժումը (63 աստիճան C / 30 րոպե), որին հաջորդում է ուլտրաձայնացումը, ամբողջովին վերացնում է այդ բջիջների մոտավորապես 6 կգ cfu / ml անյուղ կաթում: (Khanal et al. 2014)
- Ավելի բարձր արդյունավետություն
- Ոչնչացնում է թերմոդուրիկ մանրէները
- Արդյունավետ է տարբեր մանրէների դեմ
- Կիրառվում է բազմակի հեղուկ սննդի համար
- Սիներգետիկ էֆեկտներ
- Սննդանյութերի արդյունահանում
- էներգաարդյունավետ
- Հեշտ և անվտանգ գործելու համար
- Սննդամթերքի համար անհրաժեշտ սարքավորումներ
- CIP / SIP
Ուլտրաձայնային տեղադրում UIP4000hdT պարենային ապրանքների ոչ ջերմային գծային պաստերիզացման համար (օրինակ ՝ կաթնամթերք, կաթ, հյութեր, հեղուկ ձու, ըմպելիքներ)
Բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային պաստերիզացման սարքավորում
Hielscher Ultrasonics- ը վաղուց փորձառու է սննդի մեջ ուժային ուլտրաձայնային կիրառման հարցում & ըմպելիքների արդյունաբերությունը, ինչպես նաև արդյունաբերական շատ այլ ճյուղեր: Մեր ուլտրաձայնային պրոցեսորները հագեցած են հեշտ մաքրվող (տեղում մաքրված CIP / տեղում մանրէազերծող SIP) սոնոտրոդներով և հոսքային բջիջներով (թաց մասերով): Hielscher Ultrasonics’ արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են շատ բարձր ամպլիտուդներ հաղորդել: 24/7 գործողության ընթացքում հեշտությամբ շարունակաբար աշխատեցվում են մինչև 200 μm ամպլիտուդներ: Բարձր ամպլիտուդիաները կարևոր են առավել դիմացկուն մանրեների (օրինակ ՝ գրամ-դրական բակտերիաներ) պասիվացման համար: Նույնիսկ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար կան հարմարեցված ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ: Բոլոր սոնոտրոդները և ուլտրաձայնային հոսքի բջիջների ռեակտորները կարող են շահագործվել բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման ներքո, ինչը թույլ է տալիս ապահովել հուսալի ջերմա-մանիո-մոնտաժ և բարձր արդյունավետ պաստերիզացում:
Stateամանակակից տեխնոլոգիաները, բարձրակարգ և բարդ ծրագրակազմը Hielscher Ultrasonics- ն են դարձնում’ հուսալի աշխատանքային ձիեր ձեր սննդի պաստերիզացիայի գծում: Փոքր ոտնահետքերով և բազմակողմանի տեղադրման ընտրանքներով, Hielscher ուլտրաձայնիչները կարող են հեշտությամբ ինտեգրվել կամ ռետրո տեղադրվել առկա արտադրական գծերի մեջ:
Խնդրում ենք կապվել մեզ հետ `իմանալու համար մեր ուլտրաձայնային պաստերիզացման համակարգերի առանձնահատկությունների և հնարավորությունների մասին: Ուրախ կլինենք քննարկել ձեր դիմումը ձեզ հետ:
Ստորեւ ներկայացված աղյուսակը ձեզ ցույց է տալիս մեր ultrasonicators- ի մոտավոր մշակման հզորությունը:
| խմբաքանակի Volume | Ծախսի Rate | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1-ից 500 մլ | 10-ից մինչեւ 200 մլ / վրկ | UP100H |
| 10-ից մինչեւ 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / վրկ | Uf200 ः տ,, UP400St |
| 01-ից մինչեւ 20 լ | 02-ից 4 լ / րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| na | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000 |
| na | ավելի մեծ | Կլաստերի UIP16000 |
Կապ մեզ հետ | / Հարցրեք մեզ!
Hielscher Ultrasonics- ը արտադրում է բարձրորակ ուլտրաձայնային համասեռացուցիչներ `լաբորատոր, պիլոտային և արդյունաբերական մասշտաբով ծրագրերը խառնելու, ցրելու, էմուլգացման և արդյունահանման համար:
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 Worth Իմանալով
Ի՞նչ են Mesophilic մանրէները:
Mesophilic բակտերիաները սահմանում են բակտերիաների մի խումբ, որոնք աճում են միջին ջերմաստիճանում 20 ° C- ից մինչև 45 ° C և աճի օպտիմալ ջերմաստիճան 30-39 ° C սահմաններում: Մեսոֆիլ բակտերիաների օրինակներ E. coli, Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. jensenii, P. thoenii, P. cyclohexanicum, P. microaerophilum, Lactobacillus plantarum շատերի մեջ:
Բակտերիաները, որոնք նախընտրում են ավելի բարձր ջերմաստիճան, հայտնի են որպես ջերմապաշտական: Rmերմոֆիլային մանրէները լավագույնս խմորում են, երբ 30 ° C- ից բարձր են: