ულტრაბგერით გაუმჯობესებული კომბუჩას ფერმენტაცია

ულტრაბგერითი დამუშავება აძლიერებს ფერმენტაციას ულტრაბგერით ფერმენტირებულ საკვებში, როგორიცაა კომბუჩა, კიმჩი და სხვა ფერმენტირებული ბოსტნეული, მასათა გადატანის გაუმჯობესებით, მიკრობული უჯრედების დაშლით, ფერმენტების აქტივაციით და ერთგვაროვნების გაუმჯობესებით, რაც საბოლოოდ იწვევს ფერმენტაციის სიჩქარის ზრდას და უმაღლესი ხარისხის პროდუქტის მიღებას. ულტრაბგერითი დამუშავება იწვევს სასარგებლო ცვლილებებს ბიოაქტიურ ნაერთებში რძემჟავა ფერმენტაციის დროს და ზრდის საკვები ნაერთებისა და ფიტოქიმიკატების შემცველობას.

კომბუჩა და ფერმენტირებული სასმელები

კომბუჩა მზადდება შაქრიანი ჩაის ფერმენტაციით „ბაქტერიებისა და საფუარის სიმბიოზური კულტურის“ (SCOBY) გამოყენებით, რომელსაც ასევე ხშირად უწოდებენ „დედას“ ან „ჩაის სოკოს“. SCOBY-ში მიკრობული პოპულაციების მრავალფეროვნება და თანაფარდობა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს. საფუარის კომპონენტი, როგორც წესი, მოიცავს Saccharomyces cerevisiae-ს, ასევე Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera/Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces/Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces და Kluyveromyces გვარების სხვა სახეობებს; ბაქტერიული კომპონენტი თითქმის ყოველთვის მოიცავს Komagataeibacter xylinus-ს (ადრე ცნობილი როგორც Gluconacetobacter xylinus), რომელიც საფუარის მიერ წარმოქმნილ სპირტებს ძმარმჟავად და სხვა მჟავებად გარდაქმნის, ზრდის მჟავიანობას და ზღუდავს ეთანოლის შემცველობას.
მსგავსად, სხვა ფერმენტირებული სასმელები, როგორიცაა ფერმენტირებული ხილისა და ბოსტნეულის წვენები, ინოკულირდება ბაქტერიებითა და საფუარით.
ულტრაბგერითმა დამუშავებამ შეიძლება გააუმჯობესოს ფერმენტაციის ეფექტურობა და ფერმენტირებული სასმელის ხარისხის მახასიათებლები, მათ შორის საკვები ნივთიერებების შემცველობა და გემო.

ულტრაბგერით გაძლიერებული კომბუჩას ფერმენტაცია

ულტრაბგერითი ტალღები ცნობილია ბაქტერიებისა და საფუარის ზრდის სტიმულირების თვისებით. კომბუჩას კულტურების (SCOBY, ასევე ცნობილი როგორც ჩაის სოკო ან მანჯურიული სოკო) კონტროლირებადმა მსუბუქმა ულტრაბგერითმა დამუშავებამ, შესაბამისად, შეიძლება ხელი შეუწყოს ფერმენტაციის პროცესს და გაზარდოს კომბუჩას გამოსავლიანობა ფერმენტაციის დროის შემცირებით.
ულტრაბგერით სტიმულირებული ფერმენტაციის დროს იზრდება მემბრანების გამტარობა და, შესაბამისად, მასათა გადატანა. ულტრაბგერითი ტალღებით სონომექანიკური დამუშავება ხვრეტს მიკროორგანიზმების უჯრედის კედლებსა და პლაზმურ მემბრანებს (პროცესი, რომელსაც სონოპორაცია ეწოდება). ზოგიერთი უჯრედი შესაძლოა დაიშალოს კიდეც. ეს დაშლილი უჯრედები გამოყოფენ ზრდის ხელშემწყობ ფაქტორებს, როგორიცაა ვიტამინები, ნუკლეოტიდები, ამინომჟავები და ფერმენტები, რომლებმაც შეიძლება ხელი შეუწყონ როგორც დაუზიანებელი უჯრედების მქონე, ისე დაზიანებული მემბრანის მქონე ბაქტერიების ზრდას.
ულტრაბგერითმა დამუშავებამ ფერმენტაციამდე, ასევე ლაგ- და ლოგ-ფაზებში ყველაზე გამოხატული გავლენა აჩვენა ბაქტერიების ზრდის სტიმულირებაზე.

ულტრაბგერითი დამუშავების სარგებელი კომბუჩას ფერმენტაციაში

როგორ უწყობს ხელს ულტრაბგერა ფერმენტაციის პროცესს და უკეთესი კომბუჩას, ფერმენტირებული ბოსტნეულის, კოჯის და ა.შ. მიღებას? ულტრაბგერითი დამუშავება აძლიერებს ფერმენტაციას რამდენიმე გზით, რაც ქვემოთ არის დემონსტრირებული ფერმენტირებული კომბუჩას კონტექსტში. კომბუჩა არის ფერმენტირებული სასმელი, რომელიც ტრადიციულად მზადდება შაქრიანი ჩაისა და ბაქტერიებისა და საფუარის სიმბიოზური კულტურის (SCOBY) გამოყენებით. განზავებული ხილის პიურეები უზრუნველყოფენ საკვები ნივთიერებებით მდიდარ, გემრიელ საფუძველს კომბუჩას წარმოებისთვის. ქვემოთ გაიგებთ, თუ როგორ უწყობს ხელს ულტრაბგერითი დამუშავება წარმოებას

• მასათა გადატანის გაუმჯობესება: ულტრაბგერითი ტალღები სითხეში ქმნიან მიკროსკოპულ კავიტაციურ ბუშტუკებს, რაც იწვევს მიკრონაკადების, სითხის ჭავლებისა და ტურბულენტობის წარმოქმნას. ეს აღრევა აძლიერებს მასათა გადატანას ფერმენტაციაზე პასუხისმგებელ მიკროორგანიზმებსა და საკვებ არეში არსებულ საკვებ ნივთიერებებს შორის კონტაქტის გაზრდით. შედეგად, საკვები ნივთიერებები უფრო ეფექტურად შეითვისება ფერმენტაციის განმახორციელებელი მიკროორგანიზმების მიერ, რაც იწვევს ფერმენტაციის სიჩქარის ზრდას.
• უჯრედების დაშლა: სონიკატორები ცნობილია უჯრედების ლიზისისა და ექსტრაქციის ეფექტურობით. საკვების ფერმენტაციის დროს სონიკატორები არღვევენ მიკრობული უჯრედების კედლებს და ათავისუფლებენ უჯრედშიდა ფერმენტებსა და მეტაბოლიტებს, რომლებსაც შეუძლიათ ფერმენტაციის რეაქციების შემდგომი კატალიზება. ეს დაშლა აძლიერებს არომატული ნაერთების, ვიტამინებისა და ორგანული მჟავების გამოყოფას მიკრობული უჯრედებიდან, რაც ხელს უწყობს ფერმენტირებული პროდუქტის გემოს მრავალფეროვნებასა და საკვები ნივთიერებებით სიმდიდრეს. ულტრაბგერით ფერმენტირებულ ქაცვის კომბუჩაში შესაძლებელია ფენოლური ნაერთების მნიშვნელოვნად მაღალი წილის გაზომვა. (იხ. Dornan et al., 2020)
• საკვები ნივთიერებებით მდიდარი ფერმენტაციის სუბსტრატების მომზადება: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ხელს უწყობს ფერმენტაციის სუბსტრატის მომზადებას, რომელიც უზრუნველყოფს ბევრ ნუტრიენტს მიკრობული გადამუშავებისთვის ხელმისაწვდომ ფორმაში. ეს ნიშნავს, რომ ულტრაბგერით დამუშავებულ ფერმენტაციის სუბსტრატებში (მაგ. ხილისა და ბოსტნეულის პიურე) ბიოაქტიური ნაერთები, როგორიცაა სახამებელი და შაქრები, თავისუფლდება მცენარეული უჯრედების უჯრედშიდა მატრიქსიდან. მიკრობებს შეუძლიათ მარტივად იკვებონ სუბსტრატით, რაც აჩქარებს და ამცირებს ფერმენტაციის პროცესს. იგივე ეხება პოლიფენოლებს, ფლავონოიდებსა და ვიტამინებს, რომლებიც თავისუფლდება უჯრედშიდა მატრიქსებიდან და ზრდის ფერმენტირებული საკვების ან სასმელების ჯამურ კვებით ღირებულებას.
• ფერმენტული აქტივობის გაძლიერება: ულტრაბგერითი დამუშავება ააქტიურებს ან აძლიერებს ფერმენტაციის პროცესებში მონაწილე ზოგიერთი ფერმენტის აქტივობას. მაგალითად, ის ზრდის ცელულაზისა და ამილაზის აქტივობას. ეს ფერმენტები გადამწყვეტ როლს ასრულებენ რთული ნახშირწყლების უფრო მარტივ შაქრებად დაშლაში, რომლებსაც შემდეგ კომბუჩას კულტურაში არსებული მიკროორგანიზმები აფერმენტირებენ.
• ჰომოგენურობის გაუმჯობესება: რადგან ულტრაბგერითი დამუშავების ძალები ყოველთვის იწვევს შერევასა და ბლენდინგს, ულტრაბგერითი დამუშავება უზრუნველყოფს ფერმენტაციის ნარევის უკეთეს ჰომოგენიზაციას, რაც იწვევს ნუტრიენტებისა და მიკროორგანიზმების თანაბარ განაწილებას მთელ გარემოში. ეს თანაბრობა ხელს უწყობს მუდმივ ფერმენტაციის კინეტიკასა და მაღალი ხარისხის კომბუჩას პროდუქტის წარმოებას სასურველი სენსორული მახასიათებლებით.

მიკრობული ზრდის ულტრაბგერითი სტიმულირება ყველაზე ეფექტურია, როდესაც ულტრაბგერა გამოიყენება ფერმენტაციამდე ან ლაგ- და ლოგ-ფაზებში.

კვლევითი მაგალითი: ვაშლის წვენის ფერმენტაციის ულტრაბგერითი სტიმულირება

კვლევამ აჩვენა, რომ ვაშლის წვენის ფერმენტაციის დროს ლაგ- და ლოგარითმულ ფაზებში ულტრაბგერითი დამუშავება ხელს უწყობდა მიკრობულ ზრდას და აძლიერებდა ვაშლმჟავას რძემჟავად ბიოტრანსფორმაციას. მაგალითად, ლაგ-ფაზაში 0,5 h განმავლობაში ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ, 58,3 W/L-ზე დამუშავებულ ნიმუშებში მიკროორგანიზმების რაოდენობამ და რძემჟავას შემცველობამ მიაღწია, შესაბამისად, 7,91 ± 0,01 Log CFU/mL-სა და 133,70 ± 7,39 mg/L-ს, რაც მნიშვნელოვნად აღემატებოდა ულტრაბგერით დაუმუშავებელი ნიმუშების მაჩვენებლებს. გარდა ამისა, ლაგ- და ლოგარითმულ ფაზებში ულტრაბგერითმა დამუშავებამ კომპლექსური გავლენა მოახდინა ვაშლის ფენოლური ნაერთების, როგორიცაა ქლოროგენის მჟავა, კოფეინის მჟავა, პროციანიდინი B2, კატექინი და გალუსის მჟავა, მეტაბოლიზმზე. ულტრაბგერას შეეძლო დადებითად ემოქმედა ქლოროგენის მჟავას კოფეინის მჟავად ჰიდროლიზზე, პროციანიდინი B2-ის გარდაქმნასა და გალუსის მჟავას დეკარბოქსილაციაზე. ულტრაბგერით დამუშავებულ ნიმუშებში ორგანული მჟავებისა და თავისუფალი ამინომჟავების მეტაბოლიზმი სტატისტიკურად კორელირებდა ფენოლური ნაერთების მეტაბოლიზმთან, რაც მიუთითებს, რომ ულტრაბგერამ შეიძლება ხელი შეუწყოს ფენოლური წარმოებულების წარმოქმნას ორგანული მჟავებისა და ამინომჟავების მიკრობული მეტაბოლიზმის გაუმჯობესებით. (იხ. Wang et al., 2021)

კვლევითი მაგალითი: სოიოს რძის ფერმენტაციის ულტრაბგერითი გაუმჯობესება

Ewe et al. (2012)-ის სამეცნიერო ჯგუფმა შეისწავლა ულტრაბგერის გავლენა ლაქტობაცილების შტამების (Lactobacillus acidophilus BT 1088, L. fermentum BT 8219, L. acidophilus FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131) მეტაბოლურ ეფექტურობაზე სოიოს რძის ფერმენტაციის დროს. დადგინდა, რომ ულტრაბგერითი დამუშავება ზრდიდა ბაქტერიების უჯრედული მემბრანების გამტარობას. გაზრდილი გამტარობის მქონე უჯრედული მემბრანები უზრუნველყოფდა საკვები ნივთიერებების უკეთეს შეღწევას უჯრედებში და შემდგომ ზრდის გაძლიერებას (P ≺ 0,05). ულტრაბგერითი დამუშავების უფრო მაღალი ამპლიტუდები და ხანგრძლივობა ხელს უწყობდა ლაქტობაცილების ზრდას სოიოს რძეში, ხოლო სიცოცხლისუნარიანი უჯრედების რაოდენობა აღემატებოდა 9 log CFU/mL-ს. ულტრაბგერითი დამუშავების შედეგად ასევე გაიზარდა ლაქტობაცილების უჯრედშიდა და უჯრედგარე β-გლუკოზიდაზის სპეციფიკური აქტივობა (P ≺ 0,05), რამაც გამოიწვია სოიოს რძეში იზოფლავონების ბიოკონვერსიის გაძლიერება, კერძოდ, გენისტინისა და მალონილ გენისტინის გენისტეინად გარდაქმნა. ამ კვლევის შედეგები აჩვენებს, რომ ლაქტობაცილების უჯრედების ულტრაბგერითი დამუშავება აძლიერებს (P ≺ 0,05) უჯრედების β-გლუკოზიდაზის აქტივობას, რაც ხელს უწყობს სოიოს რძეში იზოფლავონების გლუკოზიდების ბიოაქტიურ აგლიკონებად ბიოკონვერსიის გაძლიერებას (P ≺ 0,05). (იხ. Ewe et al., 2012)

ლაქტობაცილების სკანირების ელექტრონული მიკროგრაფიები დამუშავების გარეშე (A) და ლაქტობაცილები, დამუშავებული ულტრაბგერით 60% ამპლიტუდით 3 წთ-ის განმავლობაში (B). წრეები აჩვენებს დაზიანებულ უჯრედებს და უჯრედებს ფორებით.
(კვლევა და სურათები: ©Ewe et al., 2012)

ნუტრიენტული ნაერთებისა და არომატების ექსტრაქცია კომბუჩასა და ფერმენტირებულ სასმელებში

ფერმენტირებული ჩაის, წვენისა და ბოსტნეულის სასმელები, მაგ. ფერმენტირებული ვაშლის ან თუთის წვენი ან ხილით გაჯერებული კომბუჩა, მნიშვნელოვნად იღებენ სარგებელს ულტრაბგერითი დამუშავებისგან არომატისა და ნუტრიენტების თვალსაზრისით. ულტრაბგერითი ტალღები არღვევენ მცენარეული მასალების უჯრედულ სტრუქტურებს და გამოთავისუფლებენ უჯრედშიდა ნაერთებს, როგორიცაა არომატები, პოლიფენოლები, ანტიოქსიდანტები და ფლავონოიდები. ამავდროულად, ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაცია უზრუნველყოფს ერთგვაროვნად დისპერგირებულ და ემულსირებულ სასმელს, რაც ხელს უშლის ფაზური დაყოფას და მომხმარებლისთვის მიმზიდველ გარეგნობას ქმნის. ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ მაგალითი ულტრაბგერით დამუშავებული ზღვის აკვერქმის მარცვლის კომბუჩისა და დაუმუშავებელი ვერსიის შესადარებლად, სადაც ფაზური დაყოფა არ არის.
გაიგეთ მეტი ულტრაბგერითი არომატისა და ნუტრიენტების ექსტრაქციის შესახებ!

კვლევის მაგალითი: ულტრაბგერითი დამუშავებული კომბუჩა

ულტრაბგერითი დამუშავება შეუძლია გავლენა იქონიოს მიკრობებზე, მათი აქტივაციით ან ინაქტივაციით. ასევე, ულტრაბგერითი დამუშავება გავლენას ახდენს ფერმენტებზეც: ულტრაბგერა შეუძლია შეცვალოს ფერმენტების, სუბსტრატების და მათი რეაქციების მახასიათებლები. დაბალი სიხშირის ულტრაბგერის ეს ეფექტები გამოიყენება საკვების დამუშავებაში, როგორც არათერმული ალტერნატივა საკვებისა და სასმელების პასტერიზაციისთვის. ულტრაბგერითი დამუშავება უზრუნველყოფს პროცესის პარამეტრების ზუსტ კონტროლს, როგორიცაა ამპლიტუდა, დრო, ტემპერატურა და წნევა, რაც საშუალებას იძლევა მიკროორგანიზმების მიზნობრივი ინაქტივაცია მოხდეს. მიკრობული დატვირთვის ინაქტივაცია კომბუჩასა და ფერმენტირებულ სასმელებში საშუალებას იძლევა გაიზარდოს შენახვის ვადა და პროდუქტის სტაბილურობა. მიკრობებისა და ფერმენტების შემცირება ხელს უწყობს კომერციულ რეალიზაციას საბოლოო პროდუქტის გახანგრძლივებული შენახვის ვადის გამო. ულტრაბგერითი დამუშავება არათერმული პასტერიზაციის მეთოდია, რომელიც უკვე გამოიყენება კომერციულ საკვების დამუშავებაში, მაგალითად, წვენების პასტერიზაციისას. განსაკუთრებით მაღალ ამპლიტუდებზე, ულტრაბგერა აინაქტიურებს ბაქტერიებს და საფუნგებს უჯრედის კედლების დაზიანებით. ეს იწვევს მიკრობული ზრდის შენელებას ან შეჩერებას. მაგალითად, Kwaw et al. (2018) შეისწავლეს ულტრაბგერა, როგორც არათერმული პასტერიზაციის სტრატეგია რძის მჟავით ფერმენტირებული თუთის წვენისთვის. ულტრაბგერით დამუშავებულ ფერმენტირებულ თუთის წვენში ფენოლური ნაერთების შემცველობა (1700,07 ± 2,44 μg/mL) უფრო მაღალი იყო, ვიდრე კონტროლში, დამუშავებელ ფერმენტირებულ თუთის წვენში. “ცალკეული არათერმული დამუშავებებიდან, ულტრაბგერითმა დამუშავებამ მნიშვნელოვნად (p < 0,05) გაზარდა რძის მჟავით ფერმენტირებული თუთის წვენის ფენოლური და ანტიოქსიდანტური თვისებები იმპულსური სინათლის დამუშავებასთან შედარებით.” (Kwaw et al., 2018)
მიუხედავად იმისა, რომ კომბუჩა ცნობილია, როგორც სასმელი ცოცხალი კულტურებით, მიკრობების კონტროლირებადი შემცირება შეიძლება გამოყენებულ იქნას კომერციულად გავრცელებული კომბუჩას სასმელების შენახვის ვადის გასაგრძელებლად.
რეგულარული თერმული პასტერიზაცია კლავს ყველა ცოცხალ საფუარსა და ბაქტერიას, რომლებიც ჩვეულებრივ არსებობენ კომბუჩაში და არის მისი ჯანმრთელობისთვის სასარგებლო ეფექტების ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი. ულტრაბგერითი პასტერიზაცია არათერმული შენახვის მეთოდია, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მიკრობული რაოდენობის შესამცირებლად, ისე მიკროორგანიზმების სრულად აღმოფხვრისთვის. ეს ნიშნავს, რომ კომერციული მწარმოებლებს შეუძლიათ გამოიყენონ ულტრაბგერა უფრო დაბალ ამპლიტუდებზე და უფრო მოკლე პერიოდის განმავლობაში, რათა შეამცირონ ბაქტერიებისა და საფუარის რაოდენობა სრული აღმოფხვრის გარეშე. ამრიგად, ცოცხალი კულტურები კვლავ არსებობენ კომბუჩაში, თუმცა უფრო მცირე რაოდენობით, რაც აუმჯობესებს შენახვის ვადასა და შენახვის დროს.

ულტრაბგერით დამუშავებულ კომბუჩაში მეცნიერულად დადასტურებული შედეგები

Dornan et al. (2020) შეისწავლეს დაბალი სიხშირის ულტრაბგერის გავლენა ზღვის ნაძვის მარცვლებით დამზადებულ კომბუჩაზე UIP500hdT სონიკატორის გამოყენებით. სამეცნიერო ჯგუფმა შეძლო აჩვენა ულტრაბგერითი დამუშავების მრავალი სასარგებლო ეფექტი ზღვის ნაძვის მარცვლების მომზადებასა და შემდგომ კომბუჩას ფერმენტაციის პროცესზე.

ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ზღვის ნაძვის მარცვლებიდან

ახალი მთლიანი ზღვის ნაძვის მარცვლები (ასევე ცნობილი, როგორც sanddorne; H. rhamnoides cv. Sunny) დაფქულ იქნა Vitamix ბლენდერში 2 წთ-ის განმავლობაში. დაემატა dH2O-ის ისეთი მოცულობა, რომელიც ტოლი იყო საწყისი პიურეს მოცულობის 30%-ისა და შერეული იქნა. ულტრაბგერა (90 W, 20 kHz, 10 წთ) გამოყენებულ იქნა 200 mL გაზავებული პიურეს მიმართ UIP500hdT ულტრაბგერითი პროცესორის გამოყენებით (იხ. სურათი მარცხნივ). დამუშავების დრო შერჩეულ იქნა ნუტრიენტების ოპტიმიზაციისთვის და ნიმუშის ახალი მდგომარეობის შენარჩუნებისთვის. ულტრაბგერითი ექსტრაქციის შედეგები აჩვენებს მნიშვნელოვან (P ≺ 0,05) ზრდას 10%-ით რბილობიდან ექსტრაქციის სიმძლავრეში (19,04 ± 0,08-დან 20,97 ± 0,29%-მდე) და 7%-ით თესლიდან (14,81 ± 0,08-დან 15,83 ± 0,28%-მდე). ზეთის სიმძლავრის ეს ზრდა ხაზს უსვამს ულტრაბგერითი დამუშავების ფუნქციონალურობას, როგორც ეფექტურ და „მწვანე“ ტექნოლოგიას, რომელიც მაქსიმალურად ზრდის საწყისი მასალის ღირებულებას. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ზღვის ნაძვის მარცვლებიდან უზრუნველყოფდა უფრო მაღალ ზეთის სიმძლავრეს და ამცირებდა დამუშავების დროს, ენერგიის ხარჯვას და საშიში გამხსნელების გამოყენებას.

კვლევითი მაგალითი: ზღვის ნაძვის მარცვლების კომბუჩას ულტრაბგერითი ჰომოგენიზაცია

ულტრაბგერით დამუშავებულმა ზღვის ნაძვის (sanddorne) მარცვლების კომბუჩამ აჩვენა პროდუქტის მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებული სტაბილურობა. შენახვის მე-21 დღისთვის, ულტრაბგერით დამუშავებული მარცვლების კომბუჩა დარჩა ჰომოგენური. ის ფაქტი, რომ ულტრაბგერით დამუშავებულ მარცვლების კომბუჩაში არ დაფიქსირებულა სინერეზისი მთელი კვლევის განმავლობაში (21 დღე, იხ. ქვემოთ მოცემული სურათი), აჩვენებს, რომ ულტრაბგერა მარტოც არის ეფექტური ემულსიფიკაციის ტექნიკა, რომელიც უზრუნველყოფს პროდუქტის სტაბილურობას და ხელს უშლის ფაზური დაყოფას.

ზღვის ნაძვის პიურე (P) ულტრაბგერითი დამუშავების გარეშე და ულტრაბგერითი დამუშავებით (P+US) მე-0 და მე-21 დღეს.
კვლევა და სურათი: ©Dornan et al., 2020.

ულტრაბგერითი დამუშავება ფერმენტაციის შესაჩერებლად

დამზადდა კომბუჩას ოთხი ნიმუში: K (კომბუჩა), K+US (კომბუჩა + ულტრაბგერა), K+S (კომბუჩა + სუქროზა) და K+S+US (კომბუჩა + სუქროზა + ულტრაბგერა). ყველა ნიმუში მომზადდა 200 mL ზღვის ნაძვის პიურეს (P) ან P+US-ის და 12,5 g SCOBY-ის გამოყენებით. K შედგებოდა P-სა და SCOBY-ისგან. K+US შედგებოდა P+US-ისა და SCOBY-ისგან. K+S შედგებოდა P-ს, 15,0 g სუქროზისა და SCOBY-ისგან. K+S+US შედგებოდა P+US-ის, 15,0 g სუქროზისა და SCOBY-ისგან. ყველა ნიმუში დატოვებულ იქნა ფერმენტაციისთვის მუქ ადგილას, ოთახის ტემპერატურაზე, ხუთი დღის განმავლობაში. მეორე ულტრაბგერითი დამუშავება (90 W, 20 kHz, 10 წთ) გამოყენებულ იქნა K+US და K+S+US ნიმუშებზე ფერმენტაციის შესაჩერებლად მე-5 დღეს.

ულტრაბგერითი შენახვის ეფექტები კომბუჩაზე

ზღვის ნაძვის კომბუჩაში, ულტრაბგერითმა დამუშავებამ შეამცირა საწყისი მიკრობული დატვირთვა 2,6 log CFU/mL-ით, რითაც შეაჩერა ფერმენტაციის პროცესი შერჩეულ დროს, რათა თავიდან აეცილებინა ზეფერმენტაცია. გარდა ამისა, მიკრობების კონტროლირებადი შემცირება ხელს უწყობს საბოლოო პროდუქტის შენახვის ვადისა და სტაბილურობის გაზრდას, რაც აადვილებს კომბუჩას კომერციულ გავრცელებას.
გაიგეთ მეტი ულტრაბგერითი დამუშავების შესახებ, როგორც არათერმული წვენის პასტერიზაციის მეთოდის შესახებ!

ზოგადი შედეგები ულტრაბგერით დამუშავებულ კომბუჩაში

ულტრაბგერითმა დამუშავებამ საწყისი მიკრობული დატვირთვა შეამცირა 2,6 log CFU/mL-ით, გაზარდა ORAC მაჩვენებელი 3%-ით და გაზარდა წყალში ხსნადობის ინდექსი (WSI) 40%-ით (6,64-დან 9,29 g/g-მდე) სინერეზის გარეშე. ამ კვლევის შედეგები მიუთითებს, რომ ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენება შეუძლია გააუმჯობესოს ფენოლური ფუნქციონირება ფერმენტაციის დროს და არის შესაძლებელი სინერეზის შემცირება, ზეთის გამოსავლიანობის გაზრდა, მიკრობული დატვირთვის შემცირება და ORAC-ის გაზრდა კვებითი ხარისხის მინიმალური დაკარგვით. (იხ. Dornan et al., 2020)

ულტრაბგერითი აპარატურა გაუმჯობესებული კომბუჩას დასამზადებლად

Hielscher Ultrasonics აპროექტებს, აწარმოებს და ავრცელებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს, ულტრაბგერით ბიორეაქტორებს და აქსესუარებს გაუმჯობესებული ფერმენტაციის, ექსტრაქციის და პასტერიზაციის პროცესებისთვის, რომლებიც გამოიყენება საკვები და სასმელი პროდუქციის წარმოებაში. Hielscher-ის ულტრაბგერითი საკვების დამუშავების სისტემები გამოიყენება მრავალფეროვანი დანიშნულებისთვის, რადგან ისინი წარმოადგენენ უსაფრთხო, საიმედო და ეკონომიურ ტექნოლოგიას მაღალი ხარისხის საკვები და სასმელი პროდუქციის წარმოებისთვის. ყველა Hielscher-ის ულტრაბგერითი პროცესორის მონტაჟი და ექსპლუატაცია მარტივია: მათ სჭირდებათ მხოლოდ მცირე სივრცე და მარტივად შეიძლება ჩაშენდეს არსებულ დამუშავების ობიექტებში.
Hielscher Ultrasonics-ს აქვს მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენების მრავალწლიანი გამოცდილება სურსათისა და სასმელების მრეწველობაში, ასევე მრავალ სხვა სამრეწველო დარგში. ჩვენი ულტრაბგერითი პროცესორები აღჭურვილია ადვილად გასაწმენდი სონოტროდებითა და გამდინარე კამერებით (სითხესთან კონტაქტში მყოფი ნაწილებით), რომელთა გაწმენდა და სტერილიზაცია ადგილზეა შესაძლებელი (CIP / SIP). Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერით პროცესორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდების უზრუნველყოფა. 200µm-მდე ამპლიტუდით უწყვეტი მუშაობა მარტივად არის შესაძლებელი 24/7 რეჟიმში. ამპლიტუდების ზუსტი რეგულირება და დაბალ და მაღალ ამპლიტუდებს შორის გადართვის შესაძლებლობა მნიშვნელოვანია მიკროორგანიზმების სტიმულირებისთვის ან ინაქტივაციისთვის. ამრიგად, ერთი და იგივე ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი შეიძლება გამოიყენებოდეს როგორც მიკრობების სტიმულირებისა და ფერმენტაციის გაძლიერებისთვის, ისე მიკროორგანიზმების ინაქტივაციისთვის პასტერიზაციის მიზნით.
თანამედროვე ტექნოლოგია, მაღალი წარმადობა და დახვეწილი პროგრამული უზრუნველყოფა Hielscher Ultrasonics-ის მოწყობილობებს საკვების ფერმენტაციის პროცესში საიმედო სამუშაო საშუალებებად აქცევს. მცირე დაკავებული ფართობისა და მონტაჟის მრავალფეროვანი ვარიანტების წყალობით, Hielscher-ის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ადვილად შეიძლება ინტეგრირდეს ან დამატებით დამონტაჟდეს არსებულ საწარმოო ხაზებში.

პროცესის სტანდარტიზაცია Hielscher Ultrasonics-ით

სასურსათო პროდუქტები უნდა იწარმოებოდეს კარგი საწარმოო პრაქტიკის (GMP) შესაბამისად და დამუშავების სტანდარტიზებული სპეციფიკაციების დაცვით. Hielscher Ultrasonics-ის ციფრული ექსტრაქციის სისტემები აღჭურვილია ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფით, რომელიც აადვილებს ულტრაბგერითი დამუშავების პროცესის ზუსტ დაყენებასა და კონტროლს. მონაცემთა ავტომატური ჩაწერის სისტემა ჩაშენებულ SD-ბარათზე თარიღისა და დროის აღნიშვნით იწერს ულტრაბგერითი პროცესის ყველა პარამეტრს, როგორიცაა ულტრაბგერითი ენერგია (ჯამური და ნეტო ენერგია), ამპლიტუდა, ტემპერატურა და წნევა (როდესაც ტემპერატურისა და წნევის სენსორები დამონტაჟებულია). ეს საშუალებას გაძლევთ შეამოწმოთ ულტრაბგერით დამუშავებული თითოეული პარტიის მონაცემები. ამავდროულად, უზრუნველყოფილია შედეგების განმეორებადობა და პროდუქტის მუდმივად მაღალი ხარისხი.
Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერით პროცესორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდების უზრუნველყოფა. 200µm-მდე ამპლიტუდით უწყვეტი მუშაობა მარტივად არის შესაძლებელი 24/7 რეჟიმში. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია ინდივიდუალური მოთხოვნებით დამზადებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატურის გამძლეობა უზრუნველყოფს 24/7 რეჟიმში მუშაობას მაღალი დატვირთვისა და რთული საექსპლუატაციო პირობების დროს.
გთხოვთ, ახლავე დაგვიკავშირდეთ, რათა მეტი გაიგოთ ჩვენი ულტრაბგერითი პასტერიზაციის სისტემების ფუნქციებისა და შესაძლებლობების შესახებ. სიამოვნებით განვიხილავთ თქვენთან თქვენი გამოყენების კონკრეტულ ამოცანას!

ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დაახლოებითი დამუშავების სიმძლავრეზე: