Ultrasonically Meningkatkan Fermentasi Kombucha

Kombucha adalah minuman fermentasi yang mengandung teh, gula, bakteri, ragi dan seringkali sejumlah kecil jus, buah atau rempah-rempah sebagai penyedap. Kombucha serta jus fermentasi dan jus sayuran dikenal memiliki efek positif pada kesehatan, memperkuat mikrobiota dan sistem kekebalan tubuh. Ultrasonication terkontrol meningkatkan produksi kombucha dan minuman fermentasi lainnya dengan berbagai cara: Ultrasound dapat merangsang pertumbuhan ragi dan bakteri selama fermentasi; ekstrak polifenol, flavonoid dan rasa dari buah-buahan, sayuran dan rempah-rempah; dan juga diterapkan sebagai metode pasteurisasi non-termal untuk pengurangan mikroba sebelum pengemasan. Hielscher ultrasonicators tepat dikendalikan dan dapat memberikan intensitas ultrasonik yang paling cocok untuk setiap langkah pengobatan dalam produksi minuman fermentasi.

Kombucha dan Minuman Fermentasi

Kombucha diproduksi dengan memfermentasi teh berg gula menggunakan "Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast" (SCOBY), juga biasa disebut "ibu” atau "jamur teh”. Variasi dan rasio populasi mikroba dalam SCOBY dapat bervariasi cukup signifikan. Komponen ragi umumnya termasuk Saccharomyces cerevisiae, bersama dengan spesies lain dari Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera / Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces / Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces, dan Kluyveromyces; komponen bakteri hampir selalu termasuk Komagataeibacter xylinus (sebelumnya Gluconacetobacter xylinus), yang memfermentasi alkohol yang diproduksi oleh ragi menjadi asetat dan asam lainnya, meningkatkan keasaman dan membatasi kandungan etanol.
Demikian pula, minuman fermentasi lainnya seperti jus buah dan sayuran fermentasi diinokulasi dengan bakteri dan ragi.
Perawatan dengan ultrasound dapat meningkatkan efisiensi fermentasi dan fitur kualitas minuman fermentasi termasuk kandungan nutrisi dan rasa.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Bioreaktor ultrasonik dengan probe ultrasonik 2000 watt untuk proses fermentasi yang lebih baik, misalnya untuk produksi kombucha dan minuman fermentasi lainnya.

Bioreaktor ultrasonik untuk stimulasi pertumbuhan bakteri dan ragi. Stimulasi ultrasonik mikroorganisme menghasilkan proses fermentasi yang lebih baik.

Bagaimana Ultrasound Meningkatkan Fermentasi Kombucha?

  • Fermentasi yang lebih efisien
  • Ekstraksi senyawa nutrisi (misalnya, polifenol, flavonoid dll))
  • Ekstraksi senyawa rasa
  • Pengawetan, stabilisasi mikroba

Ultrasonically Intensif Fermentasi Kombucha

Gelombang ultrasound dikenal untuk merangsang pertumbuhan bakteri dan ragi. Sonikasi ringan yang terkontrol dari budaya kombucha (SCOBY, juga dikenal sebagai jamur teh, jamur teh, atau jamur Manchuria) oleh karena itu dapat mempromosikan proses fermentasi dan menyebabkan hasil kombucha yang lebih tinggi dalam waktu fermentasi yang dipercepat.
Fermentasi ultrasonically-merangsang menunjukkan peningkatan permeabilisasi membran dan dengan demikian meningkatkan transfer massa. Perawatan sonomekanik oleh gelombang ultrasound melubangi dinding sel dan membran plasma mikroorganisme (proses yang disebut sonoporation). Beberapa sel bahkan mungkin pecah. Sel-sel yang terganggu ini melepaskan faktor-faktor yang mempromosikan pertumbuhan seperti vitamin, nukleotida, asam amino dan enzim yang dapat merangsang pertumbuhan bakteri yang utuh secara seluler serta membran yang terganggu.
Pengobatan ultrasonik fermentasi sebelumnya serta dalam fase lag dan log menunjukkan efek yang paling menonjol pada stimulasi pertumbuhan bakteri.

Pengobatan ultrasonik mikroorganisme dapat merangsang pertumbuhan mereka, sehingga meningkatkan proses fermentasi berikutnya. (Dialihkan dari Michal Komoniczak)

Stimulasi ultrasonik pertumbuhan mikroba paling efektif ketika USG diterapkan fermentasi sebelumnya atau dalam fase lag dan log.

Stimulasi Ultrasonik Fermentasi Jus Apel

Probe-jenis ultrasonicator untuk ekstraksi jus buah dan sayuran dan fermentasi.Penelitian menunjukkan bahwa pengobatan ultrasonik pada fase lag dan logaritmik selama fermentasi jus apel mendorong pertumbuhan mikroba dan mengintensifkan biotransformasi asam malat ke asam laktat. Misalnya, setelah sonikasi pada fase lag selama 0,5 jam, jumlah mikroba dan kandungan asam laktat dalam sampel yang diobati ultrasound pada 58,3 W / L mencapai 7,91 ± 0,01 Log CFU / mL dan 133,70 ± 7,39 mg / L, yang secara signifikan lebih tinggi daripada pada sampel non-sonikasi. Selain itu, ultrasonikasi pada fase lag dan logaritmik memiliki pengaruh kompleks pada metabolisme fenolat apel seperti asam klorogenat, asam caffeic, procyanidin B2, katekin dan asam galat. Usg dapat secara positif mempengaruhi hidrolisis asam klorogenat menjadi asam caffeic, transformasi procyanidin B2 dan dekarboksilasi asam galat. Metabolisme asam organik dan asam amino bebas dalam sampel sonikasi secara statistik berkorelasi dengan metabolisme fenolik, menyiratkan bahwa USG dapat bermanfaat bagi derivasi fenolik dengan meningkatkan metabolisme mikroba asam organik dan asam amino. (lih. Wang et al., 2021)

Ultrasonically Meningkatkan Fermentasi Susu Kedelai

Tim peneliti Ewe et al. (2012) menyelidiki efek ultrasound pada efisiensi metabolisme strain lactobacilli (Lactobacillus acidophilus BT 1088, L. fermentum BT 8219, L. acidophilus FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131) selama fermentasi kedelai. Diamati bahwa pengobatan ultrasonik menembus membran seluler bakteri. Membran seluler permeabilized menghasilkan internalisasi nutrisi yang lebih baik dan peningkatan pertumbuhan berikutnya (P ≺ 0,05). Amplitudo yang lebih tinggi dan durasi yang lebih lama dari perawatan sonikasi mendorong pertumbuhan lactobacilli dalam susu kedelai, dengan jumlah yang layak melebihi 9 log CFU / mL. Kegiatan spesifik intraseluler dan ekstraseluler β-glukosidase lactobacilli juga ditingkatkan (P ≺ 0,05) oleh ultrasonikasi, yang mengarah ke peningkatan biokonversi isoflavon dalam soymilk, terutama genistin dan malonil genistin ke genistein. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa pengobatan ultrasound pada sel lactobacilli mempromosikan (P ≺ 0,05) aktivitas β-glukosidase sel untuk kepentingan peningkatan (P ≺ 0,05) isoflavon glucosides biokonversi ke aglycones bioaktif dalam soymilk. (lih. Ewe et al., 2012)

Ultrasonication melubangi membran seluler lactobacilli, yang mempromosikan penyerapan nutrisi dan pertumbuhan lactobacilli dalam susu kedelai. Hal ini mengakibatkan peningkatan aktivitas enzim b-glukosidase setelah fermentasi.

Memindai mikrograf elektron lactobacilli tanpa pengobatan (A) dan lactobacilli yang diobati dengan ultrasound pada amplitudo 60% selama 3 menit (B). Lingkaran menunjukkan sel dan sel yang pecah dengan pori-pori.
(Studi dan gambar: ©Ewe et al., 2012)

Ekstraksi Senyawa Nutrisi dan Rasa dalam Kombucha dan Minuman Fermentasi

Teh fermentasi, jus dan minuman nabati, misalnya apel fermentasi atau jus mulberry atau kombuchas yang diinfuskan buah, manfaat rasa dan nutrisi secara signifikan dari perawatan ultrasound. Gelombang ultrasound mengganggu struktur seluler bahan tanaman dan melepaskan senyawa intraseluler seperti rasa, polifenol, antioksidan dan flavonoid. Pada saat yang sama, homogenisasi ultrasonik menyediakan minuman yang tersebar secara seragam dan emulsi yang mencegah pemisahan fase dan menawarkan penampilan yang menarik bagi konsumen. Anda dapat melihat contoh buckthorns laut yang diobati secara ultrasonik berry kombucha tanpa pemisahan fase dibandingkan dengan versi yang tidak diobati di bawah ini.
Baca lebih lanjut tentang rasa ultrasonik dan ekstraksi nutrisi!

Ultrasonikasi intensitas tinggi dimasukkan ke dalam reaktor biokimia untuk meningkatkan proses fermentasi.

Bioreaktor ultrasonik dengan 4x UIP4000hdT untuk proses fermentasi yang lebih baik

Ultrasound untuk Pengawetan Kombucha

Homogenizer inline ultrasonik untuk jus, susu dan pasteurisasi telur cairPerawatan ultrasound dapat mempengaruhi mikroba dengan merangsang atau menonaktifkannya. Juga enzim dipengaruhi oleh sonikasi: Ultrasound dapat mengubah karakteristik enzim, substrat dan reaksinya. Efek ultrasound frekuensi rendah ini digunakan dalam pengolahan makanan sebagai alternatif non-termal untuk pasteurisasi makanan dan minuman. Sonikasi menawarkan keuntungan dari kontrol yang tepat atas parameter proses seperti amplitudo, waktu, suhu, dan tekanan, yang memungkinkan inaktivasi mikroorganisme yang ditargetkan. Inaktivasi beban mikroba dalam kombucha dan minuman fermentasi memungkinkan untuk meningkatkan umur simpan dan stabilitas produk. Pengurangan mikroba dan enzim memfasilitasi distribusi komersial karena umur simpan yang berkepanjangan dari produk akhir. Ultrasonication adalah metode pasteurisasi non-termal, yang sudah digunakan dalam pengolahan makanan komersial seperti pasteurisasi jus. Terutama pada amplitudo yang lebih tinggi, ultrasound menonaktifkan bakteri dan ragi dengan merusak dinding sel. Hal ini menyebabkan pertumbuhan mikroba yang lebih lambat atau berhenti. Misalnya, Kwaw et al. (2018) menyelidiki ultrasonik sebagai strategi pasteurisasi non-termal untuk jus mulberry fermentasi asam laktat. Ultrasonically diperlakukan fermentasi jus mulberry memiliki kandungan yang lebih tinggi dari senyawa fenolik (1700,07 ± 2,44 μg / mL) dari kontrol, jus mulberry fermentasi yang tidak diobati. "Di antara perawatan non-termal individu, ultrasonikasi menyebabkan signifikan (p < 0.05) peningkatan sifat fenolik dan antioksidan dari jus mulberry fermentasi asam laktat dibandingkan dengan pengobatan cahaya berdenyut. (Kwaw et al., 2018) Sementara kombucha adalah minuman yang dikenal karena budaya hidupnya, pengurangan mikroba yang terkontrol dapat digunakan untuk memperpanjang umur simpan minuman kombucha yang didistribusikan secara komersial. Pasteurisasi termal secara teratur membunuh semua ragi dan bakteri hidup yang biasanya ada dalam kombucha dan merupakan salah satu faktor utama untuk efek yang meningkatkan kesehatannya. Pasteurisasi ultrasonik adalah metode pelestarian non-termal, yang dapat digunakan untuk mengurangi jumlah mikroba atau menghilangkan mikroorganisme sepenuhnya. Ini berarti bahwa produsen komersial dapat menerapkan ultrasound pada amplitudo yang lebih rendah dan untuk periode yang lebih pendek untuk menurunkan jumlah bakteri dan ragi tanpa menghilangkan sepenuhnya. Dengan demikian, budaya kehidupan masih ada di kombucha, meskipun pada jumlah yang lebih rendah sehingga umur simpan dan waktu penyimpanan ditingkatkan.

Hasil yang Terbukti Secara Ilmiah dalam Kombucha Ultrasonically-Treated

Dornan et al. (2020) menyelidiki efek ultrasound frekuensi rendah pada kombucha yang dibuat dengan buah seabuckthorn menggunakan prosesor ultrasonik UIP500hdT. Tim peneliti dapat menunjukkan beberapa efek benefical ultrasonikasi pada persiapan berry buckthorn laut dan fermentasi kombucha berikutnya.

Ekstraksi Buckthorn Berry Laut Ultrasonik

Sonikasi buah buckthorns laut utuh segar (juga dikenal sebagai sanddorne; H. rhamnoides cv. Sunny) diberi puréed menggunakan blender Vitamix selama 2 menit. Volume dH2O sama dengan 30% dari volume purée asli ditambahkan dan dicampur. Ultrasound (90 W, 20 kHz, 10 menit) diterapkan pada 200 mL purée encer menggunakan Prosesor ultrasonik UIP500hdT (Hielscher Ultrasonics, Jerman). Waktu perawatan dipilih untuk mengoptimalkan nutrisi dan mempertahankan sampel dalam keadaan segar. Hasil ekstraksi ultrasonik menunjukkan peningkatan yang signifikan (P ≺ 0,05) sebesar 10% hasil ekstraksi dari pulp (dari 19,04 ± 0,08 menjadi 20,97 ± 0,29%) dan sebesar 7% untuk benih (dari 14,81 ± 0,08 menjadi 15,83 ± 0,28%). Peningkatan hasil minyak ini menyoroti fungsi sonikasi sebagai teknologi yang berkhasiat dan hijau untuk memaksimalkan nilai bahan baku. Ekstraksi ultrasonik dari buckthorns laut menghasilkan hasil minyak yang lebih tinggi dan mengurangi waktu pemrosesan, konsumsi daya, dan menghindari pelarut berbahaya.

Permintaan Informasi




Perhatikan Kebijakan pribadi.


Homogenisasi Ultrasonik Laut Buckthorn Berry Kombucha

Buckthorns laut yang dirawat secara ultrasonik (sanddorne) berry kombucha menunjukkan stabilitas produk yang meningkat secara signifikan. Pada hari ke-21 penyimpanan, kombucha berry sonikasi tetap homogen. Fakta bahwa tidak ada sinergise yang diamati dalam kombucha berry sonikasi untuk seluruh penelitian (21 hari, lihat gambar di bawah) menunjukkan bahwa USG saja adalah teknik emulsifikasi yang efektif yang mampu menghasilkan stabilitas produk dan untuk mencegah pemisahan fase.

Ultrasonication meningkatkan stabilitas seabuckthorne berry kombucha.

Seabuckthorn puree (P) tanpa dan dengan perawatan ultrasound (P + US) pada hari 0 dan 21.
Studi dan gambar:©Dornan et al., 2020.

Ultrasonication untuk Menghentikan Fermentasi

Empat sampel kombucha dibuat: K (kombucha), K + US (kombucha + ultrasound), K + S (kombucha + sukrosa), dan K + S + US (kombucha + sukrosa + ultrasound). Semua sampel disiapkan menggunakan 200 mL pure buckthorns laut (P) atau P + US dan 12,5 g SCOBY. K terdiri dari P dan SCOBY. K+US terdiri dari P+US dan SCOBY. K +S terdiri dari P, 15,0 g sukrosa dan SCOBY. K +S +US terdiri dari P + US, 15,0 g sukrosa dan SCOBY. Semua sampel dibiarkan berfermentasi di tempat gelap pada suhu kamar selama lima hari. Perawatan sonikasi kedua (90 W, 20 kHz, 10 menit) diterapkan pada K + US dan K + S + US untuk menghentikan fermentasi pada hari ke 5.

Efek Pelestarian Ultrasonik pada Kombucha

Dalam buckthorns kombucha laut, sonikasi menurunkan beban mikroba awal sebesar 2,6 log CFU / mL, sehingga menghentikan proses fermentasi pada waktu yang dipilih untuk mencegah fermentasi berlebihan. Selain itu, pengurangan mikroba terkontrol membantu meningkatkan umur simpan dan stabilitas produk akhir, yang memfasilitasi distribusi komersial kombucha.
Baca lebih lanjut tentang ultrasonikasi sebagai metode pasteurisasi jus non-termal!

Hasil Keseluruhan dalam Kombucha Ultrasonically Diperlakukan

Ultrasonication menurunkan beban mikroba awal sebesar 2,6 log CFU / mL, meningkatkan nilai ORAC sebesar 3% dan meningkatkan indeks kelarutan air (WSI) sebesar 40% (dari 6,64 menjadi 9,29 g / g) tanpa sinergis. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa penerapan ultrasonikasi dapat meningkatkan fungsi fenolik selama fermentasi dan mampu mengurangi sinergis, meningkatkan hasil minyak, mengurangi beban mikroba, dan meningkatkan ORAC dengan hilangnya kualitas gizi minimal. (lih. Dornan et al., 2020)

Peralatan Ultrasonik untuk Pembuatan Bir Kombucha yang Ditingkatkan

Hielscher Ultrasonics merancang, memproduksi dan mendistribusikan ultrasonicators berkinerja tinggi, bioreaktor ultrasonik dan aksesoris untuk meningkatkan proses fermentasi, ekstraksi, dan pasteurisasi yang digunakan dalam makanan & pembuatan minuman. Sistem pengolahan makanan ultrasonik Hielscher digunakan untuk aplikasi manifold menjadi teknologi yang aman, andal dan hemat biaya untuk menghasilkan makanan dan minuman berkualitas tinggi. Instalasi dan pengoperasian semua prosesor ultrasonik Hielscher sederhana: Mereka hanya membutuhkan sedikit ruang, dapat dengan mudah dipasang ke fasilitas pemrosesan yang ada.
Hielscher Ultrasonics sudah lama berpengalaman dalam penerapan ultrasound daya dalam makanan & industri minuman serta banyak cabang industri lainnya. Prosesor ultrasonik kami dilengkapi dengan sonotrodes dan flow-cell (bagian basah) yang mudah dibersihkan (bersih di tempat). Hielscher Ultrasonics’ prosesor ultrasonik industri dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah terus berjalan dalam operasi 24/7. Penyetelan amplitudo yang tepat dan opsi untuk beralih antara amplitudo rendah dan tinggi penting untuk merangsang atau menonaktifkan mikroorganisme. Dengan demikian, ultrasonicator yang sama dapat digunakan untuk merangsang mikroba meningkatkan fermentasi atau untuk menonaktifkan mikroorganisme untuk pasteurisasi.
Teknologi canggih, kinerja tinggi dan perangkat lunak canggih membuat Hielscher Ultrasonics’ kuda kerja yang andal dalam proses fermentasi makanan Anda. Dengan jejak kecil dan opsi instalasi serbaguna, ultrasonikator Hielscher dapat dengan mudah diintegrasikan atau dipasang retro ke jalur produksi yang ada.

Proses standardisasi dengan Hielscher Ultrasonics

Hielscher ultrasonicators dapat dikendalikan dari jarak jauh melalui kontrol browser. Parameter sonikasi dapat dipantau dan disesuaikan secara tepat dengan persyaratan proses.Produk makanan-grade harus diproduksi sesuai dengan baik manufaktur Practices (GMP) dan di bawah standar pengolahan spesifikasi. Hielscher Ultrasonics ' sistem ekstraksi digital datang dengan perangkat lunak cerdas, yang membuatnya mudah untuk mengatur dan mengontrol proses sonikasi tepat. Perekaman data otomatis menulis semua parameter proses ultrasonik seperti energi ultrasound (Total dan energi bersih), amplitudo, suhu, tekanan (saat sensor Temp dan tekanan dipasang) dengan stempel tanggal dan waktu pada SD-Card built-in. Hal ini memungkinkan Anda untuk merevisi setiap banyak ultrasonically diproses. Pada saat yang sama, reproduktifitas dan terus menerus kualitas produk yang tinggi terjamin.
Hielscher Ultrasonics’ prosesor ultrasonik industri dapat memberikan amplitudo sangat tinggi. Amplitudo hingga 200 μm dapat dengan mudah terus berjalan di 24/7 operasi. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrodes ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan untuk 24/7 operasi pada tugas berat dan dalam lingkungan menuntut.
Silakan hubungi kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang fitur dan kemampuan sistem pasteurisasi ultrasonik kami. Kami akan dengan senang hati mendiskusikan aplikasi Anda dengan Anda!

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:

Batch Volume Flow Rate Direkomendasikan perangkat
1 hingga 500mL 10-200mL/min UP100H
10-2000mL 20 hingga 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 hingga 20L 0.2 sampai 4L/min UIP2000hdT
10 sampai 100L 2-10L/min UIP4000hdT
n.a. 10 sampai 100L/menit UIP16000
n.a. kristal yang lebbig cluster UIP16000

Hubungi Kami! / Tanya Kami!

Meminta informasi lebih lanjut

Silakan gunakan formulir di bawah ini untuk meminta informasi tambahan tentang prosesor ultrasonik, aplikasi dan harga. Kami akan senang untuk mendiskusikan proses Anda dengan Anda dan menawarkan sistem ultrasonik yang memenuhi kebutuhan Anda!









Harap dicatat bahwa Kebijakan pribadi.


Homogenizers geser tinggi ultrasonik digunakan di laboratorium, bangku-top, pilot dan pengolahan industri.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi untuk aplikasi pencampuran, dispersi, emulsifikasi dan ekstraksi pada laboratorium, pilot dan skala industri.



Literatur/referensi

Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Fermentasi Kombucha

Istilah “kombucha” serta proses produksi kombucha tidak diatur secara hukum. Ini berarti bahwa banyak minuman fermentasi dijual sebagai minuman kombucha, tetapi dalam arti tradisional. “kombucha” adalah minuman teh fermentasi. Kombucha dibuat dengan menambahkan kultur kombucha ke dalam kaldu teh manis. Gula berfungsi sebagai nutrisi untuk SCOBY yang memungkinkan bakteri dan ragi tumbuh dalam cairan gula. Bakteri asam asetat dalam kombucha bersifat aerobik, yang berarti bahwa mereka membutuhkan oksigen untuk pertumbuhan dan aktivitas mereka. Selama fermentasi, konversi biokimia terjadi, yang mengubah sukrosa menjadi fruktosa dan glukosa. Fruktosa dan glukosa kemudian diubah menjadi asam glukonat dan asam asetat. Selain itu, kombucha mengandung enzim dan asam amino, polifenol, dan berbagai asam organik lainnya yang bervariasi antara persiapan. Komponen spesifik lainnya termasuk etanol, asam glukuronat, gliserol, asam laktat, asam usnat, vitamin B, dan vitamin C. Kandungan alkohol kombucha biasanya kurang dari 0,5% karena strain bakteri Komagataeibacter xylinus mengubah etanol menjadi asam (seperti asam asetat). Namun, fermentasi yang diperpanjang meningkatkan kandungan alkohol. Fermentasi berlebihan menghasilkan jumlah asam yang tinggi mirip dengan cuka. Minuman kombucha biasanya memiliki nilai pH sekitar 3,5.


Ultrasonics kinerja tinggi! Rangkaian produk Hielscher mencakup spektrum penuh dari ultrasonicator laboratorium kompak di atas unit bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizers ultrasonik kinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.