Ultraschall Pasteuriséierung vu Liquid Foods

Ultraschall Pasteuriséierung ass en net-thermesche Steriliséierungsprozess fir Mikroben ze inaktivéieren wéi E.coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus ënner villen aneren fir mikrobiell Verschwendung vu Liewensmëttel ze vermeiden a laangfristeg Stabilitéit z'erreechen.

Non-thermesch Pasteuriséierung vu Liewensmëttel & Gedrénks vun Sonication

Ultraschall Pasteuriséierung ass eng net-thermesch alternativ Technologie déi benotzt gëtt fir Organismen an Enzymen ze zerstéieren oder ze deaktivéieren, déi zu Liewensmëttelverschwendung bäidroen. Ultrasonication kann benotzt ginn fir Konserven, Mëllech, Molkerei, Eeër, Jusen, Gedrénks mat nidderegen Alkoholgehalt an aner flësseg Liewensmëttel ze pasteuriséieren. Ultrasonication eleng wéi och Ultraschall kombinéiert mat erhöhten Hëtzt an Drockbedéngungen (bekannt als Thermo-Mano-Sonication) kann effizient Jus, Mëllech, Mëllech, flësseg Eeër an aner Liewensmëttelprodukter pasteuriséieren. Eng raffinéiert Ultraschall Pasteuriséierungsbehandlung iwwerschratt traditionell Pasteuriséierungstechniken well Ultraschall den Nährstoffgehalt a kierperlech Charakteristike vun de behandelte Liewensmëttelprodukter net negativ beaflosst. Mat Ultraschall oder Thermo-Mano-Sonicatioun fir flësseg Liewensmëttelprodukter ze pasteuriséieren kann e nährstoffräiche Produkt mat enger méi héijer Qualitéit ubidden wéi déi traditionell High-Temperature Short Time (HTST) Pasteuriséierungsmethod.
Fuerschungsstudien wéi vu Beslar et al. (2015) fonnt datt d'Ultraschallbehandlung bedeitend Virdeeler fir d'Veraarbechtung vu Jusen ubitt, dorënner verstäerkte Qualitéitsfaktoren, wéi d'Ausbezuelung, d'Extraktioun, d'Wolleken, d'rheologesch Eegeschaften a Faarf wéi och d'Haltzäit.

Iwwerliewenskurven vun Escherichia coli (a) a Staphylococcus aureus (b) an Äppeljus no Ultraschallbehandlung (UT) bei verschiddenen Temperaturen an no Wärmebehandlung (HT) bei de selwechte Temperaturen.Bild an Etude: Baboli et al. 2015

Wéi funktionnéiert Ultraschall Pasteuriséierung?

Ultraschall Inaktivéierung an Zerstéierung vu Mikroben ass eng net-thermesch Technik, dat heescht datt säin Haaptfunktiounsprinzip net op Hëtzt baséiert. Ultraschall Pasteuriséierung gëtt haaptsächlech duerch d'Effekter vun der akustescher Kavitatioun verursaacht. De Phänomen vun der akustescher? Ultraschall Kavitatioun ass bekannt fir seng lokal héich Temperaturen, Drock a jeeweileg Differenzen, déi an a ronderëm d'Minute Kavitatiounsblasen optrieden. Ausserdeem generéiert akustesch Kavitatioun ganz intensiv Schéierkraaft, Flëssegjets a Turbulenzen. Dës destruktiv Kräfte verursaachen extensiv Schued op mikrobiellen Zellen, sou Zellperforatioun a Stéierung. Zellperforatioun a Stéierung sinn eenzegaarteg Effekter, déi an ultraschall behandelt Zellen fonnt ginn, déi haaptsächlech vun de Flëssegjets verursaacht ginn, déi duerch Kavitatioun generéiert ginn.

Ultraschall Pasteuriséierung baséiert op akustescher Kavitatioun a seng hydrodynamesch Schéierkräften

Firwat Sonication ausgezeechent traditionell Pasteuriséierung

D'Liewensmëttel- a Gedrénksindustrie applizéiert konventionell Pasteuriséierung wäit fir Mikroben ze inaktivéieren oder ëmzebréngen wéi Bakterien, Hef, a Pilze fir mikrobiell Verschwendung ze vermeiden an hir Produkter e méi laang Haltbarkeet a Stabilitéit ze ginn. Konventionell Pasteuriséierung funktionnéiert duerch eng kuerz Behandlung bei erhéigen Temperaturen vun normalerweis ënner 100 ° C (212 ° F). Déi exakt Temperatur an Dauer gëtt normalerweis un de spezifesche Liewensmëttelprodukt an de Mikroben ugepasst, déi musse inaktivéiert ginn. D'Effizienz vun engem Pasteuriséierungsprozess gëtt vun der mikrobieller Inaktivéierungsquote festgeluegt, déi als Logreduktioun gemooss gëtt. D'Log Reduktioun moosst de Prozentsaz vun inaktivéierten Mikroben bei enger spezifescher Temperatur iwwer eng spezifesch Zäit. D'Konditioune vun der Temperaturbehandlung an der mikrobieller Inaktivéierungsquote ginn beaflosst vun der Aart vu Mikroben wéi och vun der Zesummesetzung vum Liewensmëttelprodukt. Traditionell Hëtzt-baséiert Pasteuriséierung huet verschidde Nodeeler rangéiert vun net genuch mikrobieller Inaktivéierung, negativ Auswierkungen op d'Liewensmëttelprodukt wéi och ongläich Heizung duerch dat behandelt Produkt. Net genuch Heizung duerch eng kuerz Pasteuriséierungsdauer oder ze niddreg Temperatur féiert zu enger niddereger Logreduktiounsquote a spéider mikrobieller Verschwendung. Ze vill Hëtztbehandlung kann d'Produktverschlechterung verursaachen wéi verbrannt Off-Aromen, a manner Nährstoffdicht wéinst zerstéierten Temperaturempfindlechen Nährstoffer.

Nodeeler vun der konventioneller Pasteuriséierung

• kann wichteg Nährstoffer zerstéieren oder beschiedegen
• kann Aromen verursaachen
• héich Energiefuerderunge
• ineffektiv géint kill Hëtzt-resistente Pathogenen
• net applicabel fir all Liewensmëttelprodukt

Ultraschall Pasteuriséierung vu Molkerei

Sonication, Thermo-Sonication an Thermo-Mano-Sonication hu wäit ënnersicht fir d'Pasteuriséierung vu Mëllech a Mëllechprodukter. Zum Beispill gouf Ultraschall fonnt fir Verschwendung a potenziell Pathogenen op Null ze eliminéieren oder op Niveauen akzeptabel duerch südafrikanesch a britesch Mëllechgesetzgebung, och wann initial Inokulumbelaaschtunge vu 5 × méi héich wéi erlaabt waren virun der Behandlung präsent. Viable Zellzuelen vun E. coli goufen no 10.0 min vun der Ultraschall ëm 100% reduzéiert. Ausserdeem gouf gewisen datt liewensfäeg Zuele vu Pseudomonas fluorescens ëm 100% reduzéiert goufen no 6.0 min an Listeria monocytogenes gouf no 10.0 min ëm 99% reduzéiert. (Cameron et al. 2009)
Fuerschung huet och bewisen datt Thermo-Sonicatioun Listeria innocua a mesophile Bakterien an der rauer ganzer Mëllech inaktivéiere kann. Ultraschall gouf als eng viabel Technologie fir Pasteuriséierung an Homogeniséierung vu Mëllech gewisen, déi méi kuerz Veraarbechtungszäiten ouni wichteg Verännerungen am pH a Milchsäuregehalt weisen, zesumme mat engem besseren Erscheinungsbild a Konsistenz am Verglach mat der konventioneller thermescher Behandlung. Dës Fakte si avantagéis a villen Aspekter vun der Mëllechveraarbechtung. (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)

Ultraschall Pasteuriséierung vu Jusen a Fruuchtpuréen

Ultraschall Pasteuriséierung gouf als effizient a séier alternativ Pasteuriséierungstechnik applizéiert fir Escherichia coli a Staphylococcus aureus am Äppeljus ze inaktivéieren. Wann de Pulp-gratis Äppeljus ultraschall veraarbecht gouf, war d'5-Log-Reduktiounszäit 35 s fir E. coli bei 60degC an 30 s fir S. aureus bei 62degC. Obwuel an der Studie festgestallt gouf datt den héije Pulpgehalt Ultraschall manner fatal fir S. aureus gemaach huet, während et kee signifikante Effekt op E. coli huet, sollt et bemierkt datt keen Drock applizéiert gouf. Sonication ënner erhöhten Drock verstäerkt däitlech d'Ultraschallkavitatioun an doduerch mikrobiell Inaktivéierung a méi viskos Flëssegkeeten. Ultraschallbehandlung hat kee signifikanten Effekt op d'Antioxidantaktivitéit bestëmmt duerch 2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl (DPPH) Radikal-Scavenging Aktivitéit, awer et huet de Gesamtphenolgehalt wesentlech erhéicht. D'Behandlung huet och zu méi stabile Jus mat méi héijer Uniformitéit gefouert. (cf. Baboli et al. 2020)

Ultraschall Inaktivéierung vu Gram-positiven a Gram-negativen Bakterien

Gram-positiv Bakterien, wéi Listeria monocytogenes oder Staphylococcus aureus, sinn allgemeng bekannt als méi resistent wéi gram-negativ Bakterien a widderstoen Pasteuriséierungstechnologien wéi PEF, HPP a Mano-Sonication (MS) fir méi laang Behandlungsperioden wéinst méi décker Zellen Maueren. Gramm-negativ Bakterien hunn zwee – een externen an een zytoplasmesch – lipid cell membranes with a thin layer of peptidoglycan among them, which makes them more susceptible to ultrasonic inactivation. On the other hand, gram-positive bacteria have only a single lipid membrane with a thicker peptidoglycan wall, which gives them more resistance against pasteurization treatments. Scientific investigations compared the effect of power ultrasound on gram-negative and gram-positive bacteria and found that it had a stronger inhibitory effect on gram-negative bacteria. (cf. Monsen et al. 2009) Gram-positive bacteria require more intense ultrasound conditions, i.e. higher amplitudes, higher temperatures, higher pressures and/or longer sonication time. Hielscher Ultrasonics’ power-ultrasound systems can deliver very high amplitudes and can be operated at elevated temperatures and with pressurizable flow-cell reactors. This allows for intense sonication? thermo-mano-sonication in order to inactivate even very resistant bacteria strains.

Ultraschall Inaktivéierung vun Thermoduric Bakterien

Thermoduric bacteria are bacteria which can survive, to varying extents, the pasteurisation process. Thermoduric species of bacteria include Bacillus, Clostridium and Enterococci. “Ultrasonication at 80% amplitude for 10 min however, inactivated the vegetative cells of B. coagulans and A. flavithermus in skim milk by 4.53, and 4.26 logs, respectively. A combined treatment of pasteurization (63 degrees C/30 min) followed by ultrasonication completely eliminated approximately log 6 cfu/mL of these cells in skim milk.” (Khanal et al. 2014)

High-Performance Ultrasonic Pasteuriséierungsausrüstung

Hielscher Ultrasonics ass laang erlieft an der Uwendung vum Kraaft Ultraschall am Iessen & Gedrénksindustrie wéi och vill aner industriell Branchen. Eis Ultraschallprozessoren si mat einfach ze botzen (clean-in-place CIP? sterilize-in-place SIP) Sonotroden a Flow-Zellen (déi naass Deeler). Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultraschallprozessoren kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200µm kënne ganz einfach kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Héich Amplituden si wichteg fir méi resistent Mikroben ze inaktivéieren (zB Gramm-positiv Bakterien). Fir nach méi héich Amplituden sinn personaliséiert Ultraschall Sonotroden verfügbar. All Sonotroden an Ultraschallstroumzellreaktoren kënnen ënner erhöhten Temperaturen an Drock operéiert ginn, wat eng zouverlässeg Thermo-Mano-Sonicatioun an héich effektiv Pasteuriséierung erlaabt.
State-of-the-art Technologie, High-Performance a sophistikéiert Software maachen Hielscher Ultrasonics’ zouverlässeg Aarbecht Päerd an Ärer Liewensmëttel pasteurization Linn. Mat engem klenge Foussofdrock a versatile Installatiounsoptiounen, Hielscher Ultraschaller kënnen einfach integréiert oder retro-fit an existéierend Produktiounslinnen ageriicht ginn.
Kontaktéiert eis w.e.g. fir méi iwwer d'Features an d'Fäegkeet vun eisen Ultraschallpasteuriséierungssystemer ze léieren. Mir géife frou Är Demande mat Iech ze diskutéieren!
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller: