超音波改善昆布茶発酵

昆布茶は、お茶、砂糖、細菌、酵母、そしてしばしば味料としてジュース、果物またはスパイスの少量を含む発酵飲料です。昆布茶だけでなく、発酵ジュースや野菜ジュースは、健康にプラスの効果を持っていることで知られています, 微生物叢と免疫システムを強化.制御された超音波は、様々な方法で昆布茶や他の発酵飲料の生産を改善します: 超音波は、発酵中に酵母や細菌の成長を刺激することができます;ポリフェノール、フラボノイド、果物、野菜、ハーブからフレーバーを抽出します。また、包装前の微生物還元のための非熱低温殺菌法として適用される。ヒールシャー超音波装置は正確に制御可能であり、発酵飲料の生産における各処理ステップに最も適した超音波強度を提供することができます。

昆布茶と発酵飲料

昆布茶は「細菌と酵母の共生培養」(SCOBY)を用いて糖茶を発酵させることで生産され、別名「母」とも呼ばれる” または「お茶のキノコ”.SCOBYの微生物集団の多様性と比率は、かなり大きく変化する可能性があります。酵母成分には、一般的にサッカロマイセス・セレビシエが含まれており、他の種のザイゴサッカロミセス、カンジダ、クリエケラ/チェネイアスポラ、トルラスポラ、ピキア、ブレタノミセス/デッカロミセス、ラチャンサ、サッカロミコイド、シキソサッカチ、シキソサクチャロ、シュキソサクチャロミセス、シキソサッカチェス、シュキソサッカチェーゼ、シキソサッカチェ細菌成分は、ほとんど常にコマガタイバクターキシリヌス(旧グルコナセトバクターキシリヌス)を含み、酵母によって産生されるアルコールを酢酸および他の酸に発酵させ、酸味を増加させ、エタノール含有量を制限する。
同様に、発酵した果物や野菜ジュースなどの他の発酵飲料にも、細菌や酵母を接種します。
超音波による治療は、発酵効率と栄養成分や風味を含む発酵飲料の品質特性を向上させることができます。

超音波強化昆布茶発酵

超音波は、細菌や酵母の成長を刺激するためによく知られています。したがって、コンブチャ培養物の穏やかな超音波処理(SCOBY、茶マッシュルーム、茶真菌、または満州キノコとも呼ばれる)は、発酵プロセスを促進し、加速発酵時間でより高い昆布茶収量につながることができます。
超音波刺激発酵は、膜透過性を高め、それによって質量移動を増加させることを示す。超音波によるソノメカニカル処理は、微生物の細胞壁および形質膜を穿穿する(ソノポレーションと呼ばれるプロセス)。一部の細胞は破裂する可能性があります。これらの破壊細胞は、ビタミン、ヌクレオチド、アミノ酸および酵素などの成長促進因子を放出し、細胞内の無傷の増殖を刺激し、膜が損なわれた細菌と同様に刺激する。
超音波処理前発酵は、同様に、ラグおよび対数相で細菌増殖刺激に最も顕著な効果を示した。

微生物の成長の超音波刺激は、超音波が前の発酵またはラグと対数相に適用されたときに最も効果的です。

リンゴジュース発酵の超音波刺激

研究は、リンゴジュースの発酵中にラグと対数相での超音波処理が微生物の成長を促進し、リンゴ酸から乳酸への生物転移を促進することを示した。例えば、0.5時間のラグ相での超音波処理の後、58.3 W/Lの超音波処理サンプル中の微生物数および乳酸含有量は、7.91±0.01 Log CFU/mLおよび133.70±7.39mg/Lに達し、非超音波処理サンプルのそれよりも有意に高かった。さらに、ラグおよび対数相における超音波は、クロロゲン酸、カフェ酸、プロシアニジンB2、カテキンおよびガリン酸などのリンゴフェノール類の代謝に複雑な影響を及ぼした。超音波は、クロロゲン酸のカフェイン酸への加水分解、プロシアニジンB2の変換およびガリ酸の脱炭酸化にプラスの影響を及ぼす可能性がある。超音波処理されたサンプル中の有機酸および遊離アミノ酸の代謝は、有機酸およびアミノ酸の微生物代謝を改善することによって超音波がフェノール誘導に利益をもたらす可能性があることを示唆する、フェノール代謝と統計的に相関していた。(2021年王らら)

超音波改善大豆乳発酵

Ewe et al. (2012) 研究チームは、乳酸菌の菌株の代謝効率に対する超音波の影響を調べた (乳酸菌アシドフィルス BT 1088, L. 発酵 BT 8219, L. アシドフィルス FTDC 8633, L. ガッセリ FTDC 8133, L.超音波処理は細菌の細胞膜を透過させたことが観察された。透過性細胞膜は、改善された栄養の内在化とその後の成長増強をもたらした (P ≺ 0.05).超音波処理の高い振幅と長い持続時間は、9ログCFU / mLを超える実行可能なカウントで、豆乳中の乳酸菌の成長を促進しました。細胞内および乳酸菌の細胞外βグルコシダーゼ特異的な活性も超音波処理によって増強された(P≺0.05)、ダイミルク、特にゲニスタチンおよびマロニルゲニスタチンからゲニステインへのイソフラボンの生体変換の増加につながった。この研究の結果は、乳酸菌細胞に対する超音波処理が促進することを示す(P≺0.05)活性化された細胞のβ-グルコシダーゼ活性(P≺0.05)イソフラボングルコシドは、豆乳中の生理活性なアグリコンへの生物変換を促進する。(cf. Eweら, 2012)

処理を行わないラクトバチル(A)と乳酸菌の走査電子顕微鏡写真を、3分間(B)の60%振幅で超音波処理した。破裂した細胞と毛穴を持つ細胞を示す円。
(研究と画像:©Eweら、2012)

昆布茶と発酵飲料における栄養化合物とフレーバーの抽出

発酵茶、ジュースおよび野菜飲料、例えば発酵リンゴまたは桑ジュースまたは果物注入コンブチャは、超音波処理から風味と栄養的に有意に利益を得る。超音波は、植物材料の細胞構造を破壊し、フレーバー、ポリフェノール、抗酸化物質およびフラボノイドなどの細胞内化合物を放出する。同時に、超音波均質化は、均一に分散し、乳化飲料は、相分離を防止し、消費者に魅力的な外観を提供します。超音波処理されたシーバックソーンベリー昆布茶の例を、以下の未処理バージョンと比較して相分離なしで見ることができます。
超音波の風味と栄養抽出についての詳細をお読みください!

昆布茶保存のための超音波

超音波治療は、それらを刺激または不活性化することによって微生物に影響を与えることができます。また、酵素は超音波処理の影響を受ける:超音波は、酵素、基質およびその反応の特性を変更することができます。低周波超音波のこれらの効果は、食品および飲料を低温殺菌する非熱代替として食品加工に使用されます。超音波処理は、振幅、時間、温度、圧力などのプロセスパラメータを正確に制御する利点を提供し、微生物の標的不活性化を可能にします。昆布茶や発酵飲料の微生物負荷の不活性化は、貯蔵寿命および製品の安定性を高めます。微生物と酵素の減少は最終製品の長期の貯蔵寿命による商業的な配分を促進する。超音波は、ジュースの低温殺菌などの市販食品加工に既に使用されている非熱低温殺菌方法です。 特に高い振幅では、超音波は細胞壁を損傷することによって細菌および酵母を不活性化する。これは、遅いまたは停止した微生物の成長をもたらす。例えば、Kwawら(2018)は、乳酸発酵桑ジュースの非熱低温殺菌戦略として超音波を調査した。超音波処理された発酵桑ジュースは、コントロールよりもフェノール系化合物(1700.07±2.44 μg/mL)の含有量が高く、未処理の発酵桑ジュースである。「個々の非熱治療の中で、超音波処理は有意な(p < 0.05) パルス光処理と比較して乳酸発酵桑ジュースのフェノールと抗酸化特性の盛り上がり。(2018年、クワウら) 昆布茶は生活文化で知られる飲料ですが、商業的に流通した昆布茶飲料の貯蔵寿命を延ばすために、微生物の管理された還元を使用することができます。定期的な熱低温殺菌は、昆布茶に通常存在し、その健康促進効果の主な要因の一つであるすべての生きている酵母および細菌を殺す。超音波低温殺菌は、微生物の数を減らすか、または完全に微生物を排除するために使用することができる非熱保存方法です。これは、商業生産者が完全に排除することなく、細菌や酵母の数を減らすために、より低い振幅で、より短い期間のために超音波を適用できることを意味します。それにより、生活文化は今でも昆布茶に存在するが、より低い数では貯蔵寿命と貯蔵時間が改善される。

超音波処理コンブチャにおける科学的実証結果

Dornanら(2020)は、シーバックソーンベリーで作られた昆布茶に低周波超音波の影響を調査しました。 超音波プロセッサ UIP500hdT.研究チームは、海のバックソーンベリー調製とその後の昆布茶発酵に対する超音波の複数のベネフィカルな効果を実証することができた。

超音波シーバックソーンベリー抽出

新鮮な海全体のバックソーンベリーの超音波処理(サンドドルンとしても知られています。H. ラムノイデス cv.サニー)を2分間Vitamixブレンダーを用いて精製した。元のピューレの体積の30%に等しいdH2Oのボリュームを加え、ブレンドしました。超音波(90 W、20 kHz、10分)を希釈ピューレの200mLに塗布した。 UIP500hdT超音波プロセッサ (ヒールシャー超音波、ドイツ)。栄養素の最適化と新鮮な状態でサンプルを維持するために、処理時間を選択しました。超音波抽出の結果は、パルプ(19.04 ± 0.08から20.97 ±0.29%)、種子の7%(0.08から15.± 83±0.28%)から10%の抽出収率(P≺0.05)の有意な増加を示しています。この油収量の増加は、材料価値を最大化するための効果的でグリーンな技術として超音波処理の機能性を強調しています。シーバックソーンの果実からの超音波抽出は、より高い油収率をもたらし、処理時間、電力消費量、および危険な溶媒の回避を減らしました。

シーバックソーンベリー昆布茶の超音波均質化

超音波処理されたシーバックソーン(サンドドルン)ベリー昆布茶は、製品の安定性を有意に改善した。21日目の貯蔵によって、超音波処理されたベリー昆布茶は均質なままでした。全体の研究のための超音波化ベリー昆布茶で観察されなかったという事実(21日間、下の図を参照)は、超音波だけで製品の安定性を生成し、相分離を防ぐことができる効果的な乳化技術であることを示しています。

シーバックソーンピューレ(P)は、0日目と21日目に超音波治療(P+US)を伴わずに行う。
研究と絵:©ドーナンら、2020年。

発酵を止める超音波処理

コンブチャの4つのサンプルが作られました:K(昆布茶)、K+US(昆布茶+超音波)、K+S(昆布茶+ショ糖)、K+ S + US(昆布茶+ショ糖+超音波)。すべてのサンプルは、200 mLのシーバックソーンピューレ(P)またはP+USおよび12.5 gのSCOBYを使用して調製した。KはPとスコビーで構成されていました。K+USはP+USとスコビーで構成されていました。K+Sは、P、15.0 gのスクロースおよびSCOBYで構成されていました。K+S+USはP+US、15.0 gのスクロースとスコビーで構成されていました。すべてのサンプルは、室温で暗い場所で5日間発酵させるために残された。2回目の超音波処理処理(90 W、20 kHz、10分)をK+USとK+S+USに適用し、5日目に発酵を停止しました。

昆布茶に対する超音波保存効果

シーバックソーンコンブチャでは、超音波処理は初期微生物負荷を2.6 log CFU/mL減少し、過剰発酵を防ぐために選択された時間に発酵プロセスを停止した。さらに、制御された微生物の減少は、昆布茶の商業的流通を容易にする最終製品の貯蔵寿命および安定性を高めるのに役立つ。
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超音波処理コンブチャの全体的な結果

超音波処理は、初期微生物負荷を2.6 log CFU/mL減少させ、ORAC値を3%増加させ、水溶性指数(WSI)を40%増加させ(6.64から9.29 g/gまで)、相乗効果を伴わずに減少した。この研究の結果は、超音波の適用は、発酵中にフェノール機能を高めることができ、その能力を示唆しています 栄養の減少、油収量の増加、微生物負荷の減少、および栄養品質の損失を最小限に抑えたORACの増加.(2020年)ドーナンら)

昆布茶醸造改善のための超音波機器

ヒールシャー超音波設計、製造し、食品に使用される改善された発酵、抽出、および低温殺菌プロセスのための高性能超音波装置、超音波バイオリアクターやアクセサリーを配布 & 飲料製造。ヒールシャー超音波食品加工システムは、高品質の食品や飲料を生産するために安全、信頼性とコスト効率の高い技術であるマニホールドアプリケーションのために使用されています。すべてのヒールシャー超音波プロセッサのインストールと操作は簡単です:彼らは少しのスペースを必要とし、既存の処理施設に簡単に改造することができます。
ヒールシャー超音波は、食品中のパワー超音波の適用に長い経験があります & 飲料産業だけでなく、他の多くの産業の支店。私達の超音波プロセッサはきれい(きれいな場所CIP/場所の殺菌のSIP)ソトロードおよびフローセル(湿った部品)が装備されている。ヒールシャー超音波’ 産業超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。振幅の正確な調整と、低振幅と高振幅を切り替えるオプションは、微生物を刺激または不活性化するために重要です。それにより、同じ超音波器は、発酵を増加させる微生物を刺激するか、または低温殺菌のために微生物を不活性化するために使用することができる。
最先端の技術、高性能で洗練されたソフトウェアはヒールシャー超音波を作ります’ あなたの食品発酵プロセスで信頼性の高い作業馬。小さな足跡および多目的なインストールの選択によって、ヒールシャー超音波装置は容易に統合されるか、または既存の生産ラインにレトロフィットすることができる。

ヒールシャー超音波によるプロセス標準化

食品グレードの製品は、グッドマニュファクチャリングプラクティス(GMP)に従い、標準化された加工仕様の下で製造する必要があります。ヒールシャー超音波のデジタル抽出システムは、それが設定し、正確に超音波処理プロセスを制御することが容易になり、インテリジェントなソフトウェアが付属しています。自動データ記録は、超音波エネルギー(総エネルギーと正味エネルギー)、振幅、温度、圧力(温度センサーと圧力センサーが取り付けられている場合)などの超音波プロセスパラメータを、内蔵のSDカードに日付とタイムスタンプを書き込みます。これにより、超音波処理ロットを改訂することができます。同時に、再現性と継続的に高い品質が保証されます。
ヒールシャー超音波’ 産業超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。200μmまでの振幅は24/7操作で容易に連続的に動くことができる。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトローデが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の強さは頑丈で、要求の厳しい環境で24/7操作を可能にする。
超音波低温殺菌システムの特徴と能力についての詳細は、私たちに連絡してください。私たちはあなたとあなたのアプリケーションを議論して喜んでいるだろう!

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：