Ultraschall Pasteuriséierung vu flëssege Liewensmëttel
Ultraschall Pasteuriséierung ass en net-thermesche Sterilisatiounsprozess fir Mikroben wéi E.coli, Pseudomonas Fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus ënner villen aneren ze inaktivéieren fir mikrobiell Verduerwen ze vermeiden a laangfristeg Stabilitéit vu Liewensmëttel ze erreechen.
Net-Thermal Pasteuriséierung vu Liewensmëttel & Gedrénks duerch Sonication
Ultraschall Pasteuriséierung ass eng net-thermesch Alternativ Technologie déi benotzt gëtt fir Organismen an Enzymen ze zerstéieren oder ze deaktivéieren déi zu Nahrungsschued bäidroen. Ultraschall ka benotzt ginn fir Konserven, Mëllech, Mëllechwirtschaft, Eeër, Jusen, Gedrénks mat nidderegen Alkoholgehalt, an aner flësseg Liewensmëttel ze pasteuriséieren. Ultrasonikatioun eleng wéi och Ultraschall kombinéiert mat erhéitem Hëtzt an Drockbedéngungen (bekannt als Thermo-Mano-Sonikatioun) kënne Jusen, Mëllech, Mëllechwirtschaft, flësseg Eeër an aner Liewensmëttelprodukter effizient pasteuriséieren. Eng sophistikéiert Ultraschall-Pasteuriséierungsbehandlung iwwerschreift traditionell Pasteuriséierungstechniken well Ultraschall den Nährstoffinhalt a kierperlech Charakteristike vun de behandelte Liewensmëttelprodukter net negativ beaflosst. Benotzt Ultraschall oder Thermo-Mano-Opléisung fir flësseg Nahrungsprodukter ze pasteuriséieren kann en nährstoffräich Produkt mat enger héijer Qualitéit ubidden wéi déi traditionell Pasteuriséierungsmethod mat héijer Temperatur kuerz (HTST).
Fuerschungsstudien wéi vu Beslar et al. (2015) huet festgestallt datt d'Ultraschallbehandlung bedeitend Virdeeler fir d'Veraarbechtung vu Jusen ubitt, abegraff verbesserte Qualitéitsfaktoren, wéi Rendement, Extraktioun, Bewölkung, rheologesch Eegeschaften a Faarf wéi och d'Haltbarkeet.
Ultraschall Pasteuriséierung ass eng net-thermesch Technik fir Mikroben a flëssegt Iessen z'aktivéieren. Wéinst der gerénger Veraarbechtungstemperatur sinn Nährstoffer a Goûte géint thermesch Zersetzung verhënnert. Dofir ergëtt Ultraschall-Pasteuriséierung héichwäerteg Liewensmëttelprodukter.
Survival Curves vun Escherichia coli (a) a Staphylococcus aureus (b) am Äppeljus no Ultraschallbehandlung (UT) bei verschiddenen Temperaturen an no Heat Treatment (HT) bei de selwechten Temperaturen.
Bild a Studie: Baboli et al. 2015
Wéi funktionnéiert Ultraschall Pasteuriséierung?
Ultraschall Inaktivéierung an Zerstéierung vu Mikroben ass eng net-thermesch Technik, dat heescht datt säin Haaptaarbechtsprinzip net op Hëtzt baséiert. Ultraschall Pasteuriséierung gëtt haaptsächlech duerch d'Effekter vun der akustescher Kavitation verursaacht. De Phänomen vun der akustescher / Ultraschallkavitation ass bekannt fir seng lokal héich Temperaturen, Drock, a jeweileg Differentialen, déi an a ronderëm d'Minutt Kavitation Bubbles optrieden. Ausserdeem akustesch Kavitation generéiert ganz intensiv Schéierkräften, flësseg Jets an Turbulenzen. Dës destruktiv Kräfte verursaachen extensiv Schued op mikrobiellen Zellen, sou Zellperforatioun a Stéierungen. Zellperforatioun a Stéierunge sinn eenzegaarteg Effekter déi an ultrasonesch behandelt Zellen fonnt ginn, déi haaptsächlech duerch flësseg Jets entstinn duerch Kavitation.
Ultraschall Pasteuriséierung baséiert op akustescher Kavitation a seng hydrodynamesch Schéierkräften
Firwat Sonication exceléiert traditionell Pasteuriséierung
D'Iessen an d'Gedrénksindustrie applizéiert konventionell Pasteuriséierung breet fir Mikroben wéi Bakterien, Hef a Fungi z'inaktivéieren oder ëmzebréngen fir mikrobiell Verduerwen ze vermeiden an hire Produkter eng méi laang Haltbarkeet a Stabilitéit ze ginn. Konventionell Pasteuriséierung funktionnéiert duerch eng kuerz Behandlung bei héijen Temperaturen normalerweis ënner 100 ° C (212 ° F). Déi exakt Temperatur an Dauer gëtt normalerweis dem spezifesche Liewensmëttelprodukt an de Mikroben ugepasst, déi mussen inaktivéiert ginn. D'Effektivitéit vun engem Pasteuriséierungsprozess gëtt festgeluecht vum mikrobiellen Inaktivéierungstaux, deen als Protokollreduktioun gemooss gëtt. D'Logreduktioun moosst de Prozentsaz vun inaktivéierte Mikroben bei enger spezieller Temperatur iwwer eng spezifesch Zäit. D'Konditioune vun der Temperaturbehandlung an der mikrobieller Inaktivatiounsquote si beaflosst vun der Aart vu Mikroben souwéi der Zesummesetzung vum Liewensmëttelprodukt. Traditionell Hëtztbaséierter Pasteuriséierung huet e puer Nodeeler vun net genuch mikrobieller Inaktivéierung, negativ Auswierkungen op d'Liewensmëttelprodukt wéi och ongläich Heizung duerch dat behandelt Produkt. Net genuch Erhëtzung duerch eng kuerz Pasteuriséierungsdauer oder ze niddreg Temperatur resultéiert zu engem nidderegen Protokollreduktiounsquote a spéiderem mikrobieller Verduerwen. Zevill Hëtztbehandlung kann Produktverschlechterung verursaachen wéi verbrannt Off-Aromen, a manner Nährstoffdicht duerch zerstéiert temperaturempfindlech Nährstoffer.
Nodeeler vun der konventioneller Pasteuriséierung
- kënne wichteg Nährstoffer zerstéieren oder beschiedegen
- kann Off-Aromen verursaachen
- héich Energiebedarf
- ineffektiv géint Hëtzresistente Pathogenen ëmzebréngen
- net applicabel fir all Liewensmëttelprodukt
De UIP16000 ass e vollindustriellen Ultraschall Homogeniséierer fir d'Inline Pasteuriséierung vu Liewensmëttel a Gedrénks.
Ultraschall Pasteuriséierung vu Mëllechwirtschaft
Sonikatioun, Thermo-Opléisung an Thermo-Mano-Opléisung gouf wäit fir d'Pasteuriséierung vu Mëllech a Mëllechprodukter researched. Zum Beispill gouf Ultraschall fonnt fir Schued a potenziell Pathogenen op Null ze eliminéieren oder op Niveauen akzeptabel duerch südafrikanesch a britesch Mëllechgesetzgebung, och wann initial Impfungslaaschten vu 5 × méi héich wéi erlaabt vir der Behandlung präsent waren. Liewensfäeg Zellzuelen vun E. coli goufen no 10,0 min Ultraschall ëm 100% reduzéiert. Ausserdeem gouf gewisen datt liewensfäeg Zuele vu Pseudomonas Fluorescens no 6.0 min ëm 100% reduzéiert goufen a Listeria Monocytogenes no 99,0 Minutte vun 99% reduzéiert gouf. (Cameron et al. 2009)
Fuerschung huet och bewisen datt Thermo-Sonikatioun Listeria innocua a mesophile Bakterien a réi Vollmëllech kann inaktivéieren. Ultraschall gouf gewisen eng liewensfäeg Technologie fir Pasteuriséierung an Homogeniséierung vu Mëllech ze ginn, déi méi kuerz Veraarbechtungszäiten ouni wichteg Ännerungen am pH an der Mëllechsaiergehalt ze weisen, zesumme mat bessert Erscheinungsbild a Konsistenz am Verglach mat der konventioneller thermescher Behandlung. Dës Fakte si vu ville Aspekter vun der Molkereiveraarbechtung avantagéis. (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)
Ultraschall Pasteuriséierung vu Jusen an Uebstpuréen
Ultraschall Pasteuriséierung gouf als effizient a séier alternativ Pasteuriséierungstechnik ugewannt fir Escherichia coli a Staphylococcus aureus am Äppeljus z'aktivéieren. Wann de Pulp gratis Äppeljus ultrasonesch veraarbecht gouf, war d'5-Log Reduktiounszäit 35 s fir E. coli bei 60degC an 30 s fir S. aureus bei 62degC. Och wann an der Studie festgestallt gouf datt héije Pulpgehalt Ultraschall manner déidlech fir S. aureus gemaach huet, wärend et kee wesentlechen Effekt op E. coli hat, sollt et feststellen datt keen Drock ugewannt gouf. Sonikatioun ënner erhéijen Drock verstäerkt d'Ultraschallkavitation wesentlech an doduerch mikrobiell Inaktivéierung a méi viskose Flëssegkeeten. Ultraschallbehandlung hat kee wesentlechen Effekt op antioxidative Aktivitéit bestëmmt duerch 2,2-Diphenyl-1-Pikrylhydrazyl (DPPH) radikal Läschaktivitéit, awer et huet de ganzen phenoleschen Inhalt wesentlech erhéicht. D'Behandlung huet och zu méi stabilem Jus mat méi héijer Uniformitéit gefouert. (vgl. Baboli et al. 2020)
Ultraschall Inaktivéierung vu Gramm-Positiven a Gram-Negativen Bakterien
Grampositiv Bakterien, wéi Listeria monocytogenes oder Staphylococcus aureus, sinn allgemeng bekannt méi resistent wéi Gramm-negativ Bakterien a besti Pasteuriséierungstechnologien wéi PEF, HPP an Mano-Sonication (MS) fir eng méi laang Behandlungszäit wéinst méi décker Zell Maueren. Gram-negativ Bakterien hunn zwee – een externen an een zytoplasmatesch – Lipidzellmembranen mat enger dënner Schicht vu Peptidoglykan dorënner, wat se méi ufälleg fir Ultraschallaktivéierung mécht. Op der anerer Säit hu gramm-positiv Bakterien nëmmen eng eenzeg Lipidmembran mat enger méi décker Peptidoglykanwand, wat hinnen méi Resistenz géint Pasteurisatiounsbehandlunge gëtt. Wëssenschaftlech Ermëttlungen verglach den Effekt vum Kraaft Ultraschall op Gram-negativ a Gramm-Positiv Bakterien a fonnt datt et e méi staarken hemmende Effekt op Gramm-negativ Bakterien huet. (vgl. Monsen et al. 2009) Grampositiv Bakterie erfuerderen méi intensiv Ultraschallbedingungen, dh méi héich Amplituden, méi héich Temperaturen, méi héich Drock an / oder méi laang Sonikatiounszäit. Hielscher Ultrasonics 'Power-Ultraschall Systemer kënne ganz héich Amplituden liwweren a kënne bei erhéijen Temperaturen a mat dréckbare Stroumzellreaktore bedriwwe ginn. Dëst erlaabt eng intensiv Opléisung / Thermo-Mano-Opléisung fir och ganz resistent Bakteriestämm z'aktivéieren.
Ultraschall Inaktivéierung vun Thermoduric Bakterien
Thermoduresch Bakterie si Bakterien déi iwwerliewe kënnen, a variéierender Ausmooss, de Pasteuriséierungsprozess. Thermoduresch Spezies vu Bakterien enthalen Bacillus, Clostridium an Enterococci. “Ultrasonikatioun bei 80% Amplitude fir 10 min awer, hunn déi vegetativ Zelle vu B. coagulans an A. flavithermus an der Magermëllech ëm 4,53 respektiv 4,26 Protokollen inaktivéiert. Eng kombinéiert Behandlung vu Pasteuriséierung (63 Grad C / 30 min) gefollegt vun Ultraschall eliminéiert ongeféier log 6 cfu / ml vun dësen Zellen a Magermëllech komplett eliminéiert. " (Khanal et al. 2014)
- Méi héich Effizienz
- Kills thermoduresch Bakterien
- Effektiv géint verschidde Mikroben
- Applicabel fir villfälteg flësseg Liewensmëttel
- Synergistesch Effekter
- Extraktioun vun Nährstoffer
- Energieeffizienz
- Einfach a sécher ze bedreiwen
- Ausrüstung fir Liewensmëttel
- CIP / SIP
Ultraschall Setup UIP4000hdT fir net thermesch Inline Pasteuriséierung vu Liewensmëttelprodukter (z. B. Mëllechwirtschaft, Mëllech, Jusen, flëssegt Ee, Gedrénks)
High-Performance Ultraschall Pasteuriséierung Ausrüstung
Hielscher Ultrasonics ass laang erlieft an der Uwendung vu Kraaft Ultraschall am Iessen & Gedrénksindustrie wéi och vill aner Industriezweige. Eis Ultraschallveraarbechter si mat einfach ze botzen (propper-an-Plaz CIP / steriliséieren-an-Plaz SIP) Sonotroden a Stroumzellen (déi naass Deeler) ausgestatt. Hielscher Ultrasonics’ industriell Ultraschallveraarbechter kënne ganz héich Amplituden liwweren. Amplituden vu bis zu 200 µm kënne ganz kontinuéierlech a 24/7 Operatioun lafen. Héich Amplituden si wichteg fir méi resistent Mikroben z'aktivéieren (z. B. Grampositiv Bakterien). Fir nach méi héich Amplituden, personaliséiert Ultraschall-Sonotrode si verfügbar. All Sonotroden an Ultraschall-Stroumzellreaktore kënnen ënner erhéijen Temperaturen an Drock bedriwwe ginn, wat eng zouverléisseg Thermo-Mano-Opléisung an héich effektiv Pasteuriséierung erlaabt.
State-of-the-art Technologie, performant a sophistikéiert Software maachen Hielscher Ultrasonics’ zouverléisseg Aarbechtspäerd an Ärer Liewenspasteuriséierungslinn. Mat engem klenge Foussofdrock a villsäiteger Installatiounsoptioune kënnen Hielscher Ultraschaller einfach integréiert oder retro-agebaut ginn an existent Produktiounslinnen.
W.e.g. kontaktéiert eis wësse fir méi iwwer d'Features an d'Fäegkeet vun eisen Ultraschall pasteuriséierungssystemer ze léieren. Mir wiere frou Är Uwendung mat Iech ze diskutéieren!
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall:
| Konte gefouert QShortcut | Duerchflossrate | recommandéiert Comments |
|---|---|---|
| 1 bis 500mL | 10 bis 200mL / min | UP100H |
| 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL / min | UP200Ht, An UP400St |
| 0.1 bis 20L | 0.2 bis 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100L | 2 bis 10L / min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100L / min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert performant Ultraschall-Homogeniséierer fir Uwendungen, Dispersioun, Emulgatioun an Extraktioun am Labo, Pilot an industrieller Skala ze vermëschen.
Literatur / Referenzen
- 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.
Fakten Wësse wat weess
Wat sinn Mesophil Bakterien?
Mesophil Bakterien definéiert eng Grupp vu Bakterien déi bei moderaten Temperaturen tëscht 20 ° C a 45 ° C wuessen a mat enger optimaler Wuestemperatur am Beräich vun 30-39 ° C. Beispiller fir mesophile Bakterien E. coli, Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. jensenii, P. thoenii, P. cyclohexanicum, P. microaerophilum, Lactobacillus plantarum ënner villen aneren.
Bakterien déi méi héich Temperaturen léiwer hunn, sinn als thermophil bekannt. Thermophile Bakterien fermentéieren am Beschten wann se iwwer 30 ° C sinn.