Ulepszona ultradźwiękowo fermentacja Kombuchy
Sonikacja wspomaga fermentację w ultradźwiękowo fermentowanej żywności, takiej jak kombucha, kimchi i inne fermentowane warzywa, poprzez zwiększenie transferu masy, zakłócanie komórek drobnoustrojów, aktywację enzymów i poprawę jednorodności, co ostatecznie prowadzi do przyspieszenia tempa fermentacji i produkcji produktu najwyższej jakości. Sonikacja inicjuje korzystne zmiany w związkach bioaktywnych podczas fermentacji mlekowej, zwiększając zawartość związków odżywczych i fitochemicznych.
Kombucha i napoje fermentowane
Kombucha jest produkowana poprzez fermentację słodzonej herbaty przy użyciu "Symbiotycznej Kultury Bakterii i Drożdży" (SCOBY), zwanej również potocznie "matką".” lub "grzyb herbaciany”. Różnorodność i stosunek populacji drobnoustrojów w SCOBY może się znacznie różnić. Składnik drożdżowy zazwyczaj obejmuje Saccharomyces cerevisiae, wraz z innymi gatunkami Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera/Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces/Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces i Kluyveromyces; składnik bakteryjny prawie zawsze obejmuje Komagataeibacter xylinus (dawniej Gluconacetobacter xylinus), który fermentuje alkohole wytwarzane przez drożdże do kwasu octowego i innych kwasów, zwiększając kwasowość i ograniczając zawartość etanolu.
Podobnie, inne napoje fermentowane, takie jak sfermentowane soki owocowe i warzywne, są zaszczepiane bakteriami i drożdżami.
Leczenie ultradźwiękami może poprawić wydajność fermentacji i cechy jakościowe sfermentowanego napoju, w tym zawartość składników odżywczych i smak.
- Bardziej wydajna fermentacja
- Ekstrakcja związków odżywczych (np. polifenoli, flawonoidów itp.)
- Ekstrakcja związków aromatycznych
Ultradźwiękowo zintensyfikowana fermentacja Kombuchy
Wiadomo, że fale ultradźwiękowe stymulują wzrost bakterii i drożdży. Kontrolowana łagodna sonikacja kultur kombuchy (SCOBY, znana również jako grzyb herbaciany, grzyb herbaciany lub grzyb mandżurski) może zatem promować proces fermentacji i prowadzić do wyższych plonów kombuchy w przyspieszonym czasie fermentacji.
Fermentacja stymulowana ultradźwiękami wykazuje zwiększoną permeabilizację błony, a tym samym zwiększony transfer masy. Obróbka sonomechaniczna za pomocą fal ultradźwiękowych powoduje perforację ścian komórkowych i błon plazmatycznych mikroorganizmów (proces zwany sonoporacją). Niektóre komórki mogą nawet zostać rozerwane. Te uszkodzone komórki uwalniają czynniki promujące wzrost, takie jak witaminy, nukleotydy, aminokwasy i enzymy, które mogą stymulować wzrost nienaruszonych komórek, jak również bakterii z uszkodzoną błoną.
Obróbka ultradźwiękowa przed fermentacją, jak również w fazie lag i log wykazała najbardziej znaczący wpływ na stymulację wzrostu bakterii.
Korzyści płynące z sonikacji podczas fermentacji Kombuchy
W jaki sposób ultradźwięki promują proces fermentacji i pomagają w produkcji lepszej kombuchy, fermentów roślinnych, koji itp. Sonikacja wspomaga fermentację na kilka sposobów, które zostały przedstawione poniżej w kontekście sfermentowanej kombuchy. Kombucha to sfermentowany napój tradycyjnie wytwarzany ze słodzonej herbaty i symbiotycznej kultury bakterii i drożdży (SCOBY). Rozcieńczone przeciery owocowe stanowią bogatą w składniki odżywcze, aromatyczną bazę do produkcji kombuchy. Poniżej dowiesz się, w jaki sposób ultradźwięki promują produkcję kombuchy.
- Zwiększony transfer masy: Fale ultradźwiękowe tworzą mikroskopijne pęcherzyki kawitacyjne w cieczy, prowadząc do powstawania mikrostrumieni, strumieni cieczy i turbulencji. To mieszanie zwiększa transfer masy poprzez zwiększenie kontaktu między mikroorganizmami odpowiedzialnymi za fermentację a składnikami odżywczymi w pożywce. W rezultacie składniki odżywcze są skuteczniej wchłaniane przez fermentujące mikroorganizmy, co prowadzi do przyspieszenia tempa fermentacji.
- Zakłócenie działania komórek: Sonikatory są dobrze znane ze swojej skuteczności w lizie i ekstrakcji komórek. W fermentacji żywności sonikatory rozbijają ściany komórkowe drobnoustrojów, uwalniając wewnątrzkomórkowe enzymy i metabolity, które mogą dalej katalizować reakcje fermentacji. To zakłócenie zwiększa uwalnianie związków smakowych, witamin i kwasów organicznych z komórek drobnoustrojów, przyczyniając się do złożoności smaku i bogactwa składników odżywczych sfermentowanego produktu. W ultradźwiękowo fermentowanej kombuczy z rokitnika można zmierzyć znacznie wyższą frakcję związków fenolowych. (por. Dornan et al., 2020)
- Przygotowanie bogatych w składniki odżywcze substratów fermentacyjnych: Ekstrakcja ultradźwiękowa pomaga przygotować podłoże fermentacyjne, które dostarcza wielu składników odżywczych w dostępnej formie do trawienia mikrobiologicznego. Oznacza to, że w poddanych obróbce ultradźwiękowej substratach fermentacyjnych (np. przeciery owocowe i warzywne) związki bioaktywne, takie jak skrobia i cukry, są uwalniane z macierzy wewnątrzkomórkowej komórek roślinnych. Drobnoustroje mogą łatwo odżywiać się substratem, co przyspiesza i skraca proces fermentacji. To samo dotyczy polifenoli, flawonoidów i witamin, które są uwalniane z macierzy wewnątrzkomórkowej i przyczyniają się do ogólnej wartości odżywczej sfermentowanej żywności lub napojów.
- Zwiększona aktywność enzymatyczna: Sonikacja aktywuje lub zwiększa aktywność niektórych enzymów biorących udział w procesach fermentacji. Na przykład zwiększa aktywność celulazy i amylazy, enzymów kluczowych dla rozkładu złożonych węglowodanów na prostsze cukry, które są następnie fermentowane przez mikroorganizmy obecne w kulturze kombuchy.
- Ulepszona jednorodność: Ponieważ sonikacja zawsze powoduje mieszanie i miksowanie, obróbka ultradźwiękowa zapewnia lepszą homogenizację mieszaniny fermentacyjnej, co skutkuje równomiernym rozprowadzeniem składników odżywczych i mikroorganizmów w pożywce. Ta jednorodność promuje spójną kinetykę fermentacji i produkcję wysokiej jakości produktu kombucha o pożądanych cechach sensorycznych.
Studium przypadku: Ultradźwiękowa stymulacja fermentacji soku jabłkowego
Badania wykazały, że obróbka ultradźwiękowa w fazie opóźnionej i logarytmicznej podczas fermentacji soku jabłkowego sprzyja wzrostowi drobnoustrojów i intensyfikuje biotransformację kwasu jabłkowego do kwasu mlekowego. Na przykład, po sonikacji w fazie lag przez 0,5 godziny, liczba drobnoustrojów i zawartość kwasu mlekowego w próbkach poddanych działaniu ultradźwięków przy 58,3 W/L osiągnęła 7,91 ± 0,01 Log CFU/mL i 133,70 ± 7,39 mg/L, które były znacznie wyższe niż w próbkach nie poddanych sonikacji. Ponadto, ultradźwięki w fazie lag i logarytmicznej miały złożony wpływ na metabolizm fenoli jabłkowych, takich jak kwas chlorogenowy, kwas kawowy, procyjanidyna B2, katechina i kwas galusowy. Ultradźwięki mogą pozytywnie wpływać na hydrolizę kwasu chlorogenowego do kwasu kawowego, transformację procyjanidyny B2 i dekarboksylację kwasu galusowego. Metabolizm kwasów organicznych i wolnych aminokwasów w sonikowanych próbkach był statystycznie skorelowany z metabolizmem fenolowym, co sugeruje, że ultradźwięki mogą korzystnie wpływać na pochodną fenolową poprzez poprawę mikrobiologicznego metabolizmu kwasów organicznych i aminokwasów. (por. Wang et al., 2021)
Studium przypadku: Ultradźwiękowo ulepszona fermentacja mleka sojowego
Zespół badawczy Ewe et al. (2012) badał wpływ ultradźwięków na wydajność metaboliczną szczepów bakterii Lactobacillus (Lactobacillus acidophilus BT 1088, L. fermentum BT 8219, L. acidophilus FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131) podczas fermentacji mleka sojowego. Zaobserwowano, że obróbka ultradźwiękowa permeabilizuje błony komórkowe bakterii. Permeabilizowane błony komórkowe spowodowały lepszą internalizację składników odżywczych i późniejsze zwiększenie wzrostu (P ≺ 0,05). Wyższe amplitudy i dłuższe czasy trwania sonikacji sprzyjały wzrostowi bakterii Lactobacillus w mleku sojowym, z żywą liczbą przekraczającą 9 log CFU / ml. Wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe specyficzne aktywności β-glukozydazy pałeczek kwasu mlekowego zostały również wzmocnione (P ≺ 0,05) przez ultradźwięki, co prowadzi do zwiększonej biokonwersji izoflawonów w mleku sojowym, w szczególności genistyny i malonylogenistyny do genisteiny. Wyniki tego badania pokazują, że obróbka ultradźwiękowa komórek bakterii kwasu mlekowego promuje (P ≺ 0,05) aktywność β-glukozydazy komórek na korzyść zwiększonej (P ≺ 0,05) biokonwersji glukozydów izoflawonowych do bioaktywnych aglikonów w mleku sojowym (por. Ewe i in., 2012).
Ekstrakcja związków odżywczych i aromatów z kombuchy i napojów fermentowanych
Sfermentowana herbata, soki i napoje warzywne, np. sfermentowany sok jabłkowy lub morwowy lub owocowe kombuchy, znacznie zyskują na smaku i wartościach odżywczych dzięki obróbce ultradźwiękowej. Fale ultradźwiękowe zakłócają struktury komórkowe materiałów roślinnych i uwalniają związki wewnątrzkomórkowe, takie jak aromaty, polifenole, przeciwutleniacze i flawonoidy. Jednocześnie homogenizacja ultradźwiękowa zapewnia równomiernie zdyspergowany i zemulgowany napój zapobiegający rozdzielaniu faz i oferujący atrakcyjny wygląd dla konsumentów. Poniżej można zobaczyć przykład poddanej obróbce ultradźwiękowej kombuchy z jagód rokitnika bez separacji faz w porównaniu z wersją niepoddaną obróbce.
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowej ekstrakcji smaku i składników odżywczych!
Studium przypadku: Kombucha konserwowana ultradźwiękami
Leczenie ultradźwiękami może wpływać na drobnoustroje poprzez ich stymulację lub inaktywację. Sonikacja wpływa również na enzymy: Ultradźwięki mogą zmieniać charakterystykę enzymów, substratów i ich reakcji. Te efekty ultradźwięków o niskiej częstotliwości są wykorzystywane w przetwórstwie żywności jako nietermiczna alternatywa dla pasteryzacji żywności i napojów. Zaletą sonikacji jest precyzyjna kontrola nad parametrami procesu, takimi jak amplituda, czas, temperatura i ciśnienie, co pozwala na ukierunkowaną inaktywację mikroorganizmów. Dezaktywacja drobnoustrojów w kombucha i napojach fermentowanych pozwala wydłużyć okres przydatności do spożycia i stabilność produktu. Redukcja drobnoustrojów i enzymów ułatwia dystrybucję handlową ze względu na wydłużony okres przydatności do spożycia produktu końcowego. Ultradźwięki to nietermiczna metoda pasteryzacji, która jest już stosowana w komercyjnym przetwórstwie żywności, takim jak pasteryzacja soków. Szczególnie przy wyższych amplitudach ultradźwięki dezaktywują bakterie i drożdże poprzez uszkodzenie ścian komórkowych. Powoduje to spowolnienie lub zatrzymanie wzrostu drobnoustrojów. Na przykład Kwaw et al. (2018) zbadali ultradźwiękową strategię pasteryzacji nietermicznej soku z morwy fermentowanego kwasem mlekowym. Poddany obróbce ultradźwiękowej sfermentowany sok z morwy miał wyższą zawartość związków fenolowych (1700,07 ± 2,44 μg/ml) niż kontrola, niepoddany obróbce sfermentowany sok z morwy. "Wśród poszczególnych zabiegów nietermicznych, ultradźwięki spowodowały znaczący (p < 0.05) wzrost właściwości fenolowych i przeciwutleniających soku z morwy fermentowanego kwasem mlekowym w porównaniu do leczenia światłem pulsacyjnym". (Kwaw et al., 2018)
Podczas gdy kombucha jest napojem znanym ze swoich kultur żywotnych, kontrolowana redukcja drobnoustrojów może być stosowana w celu przedłużenia okresu przydatności do spożycia komercyjnie dystrybuowanych napojów kombucha.
Regularna pasteryzacja termiczna zabija wszystkie żywe drożdże i bakterie, które są normalnie obecne w kombuczy i są jednym z głównych czynników jej prozdrowotnego działania. Pasteryzacja ultradźwiękowa to nietermiczna metoda konserwacji, która może być stosowana w celu zmniejszenia liczby drobnoustrojów lub całkowitego ich wyeliminowania. Oznacza to, że producenci komercyjni mogą stosować ultradźwięki przy niższych amplitudach i przez krótsze okresy w celu zmniejszenia liczby bakterii i drożdży bez ich całkowitego wyeliminowania. W ten sposób kultury życiowe są nadal obecne w kombucha, choć w mniejszej liczbie, dzięki czemu poprawia się okres przydatności do spożycia i czas przechowywania.
Naukowo udowodnione wyniki w Kombucha poddanej działaniu ultradźwięków
Dornan et al. (2020) zbadali wpływ ultradźwięków o niskiej częstotliwości na kombuchę wykonaną z jagód rokitnika przy użyciu sonikatora UIP500hdT. Zespół badawczy mógł wykazać wiele korzystnych efektów ultradźwięków na przygotowanie jagód rokitnika i późniejszą fermentację kombuchy.
Ultradźwiękowa ekstrakcja jagód rokitnika zwyczajnego
Sonikacja świeżych całych jagód rokitnika zwyczajnego (znanego również jako sanddorne; H. rhamnoides cv. Sunny) została przeprowadzona przy użyciu blendera Vitamix przez 2 minuty. Dodano objętość dH2O równą 30% pierwotnej objętości purée i wymieszano. Ultradźwięki (90 W, 20 kHz, 10 min) zastosowano do 200 ml rozcieńczonego purée przy użyciu procesora ultradźwiękowego UIP500hdT (patrz zdjęcie po lewej). Czas obróbki został wybrany w celu optymalizacji składników odżywczych i utrzymania próbki w stanie świeżym. Wyniki ekstrakcji ultradźwiękowej wykazały znaczny (P ≺ 0,05) wzrost o 10% wydajności ekstrakcji z miazgi (z 19,04 ± 0,08 do 20,97 ± 0,29%) i o 7% dla nasion (z 14,81 ± 0,08 do 15,83 ± 0,28%). Ten wzrost wydajności oleju podkreśla funkcjonalność sonikacji jako skutecznej i zielonej technologii w celu maksymalizacji wartości surowca. Ekstrakcja ultradźwiękowa z jagód rokitnika spowodowała zwiększenie wydajności oleju i skrócenie czasu przetwarzania, zużycia energii oraz uniknięcie niebezpiecznych rozpuszczalników.
Studium przypadku: Ultradźwiękowa homogenizacja rokitnika jagodowego Kombucha
Poddana obróbce ultradźwiękowej kombucha jagodowa z rokitnika zwyczajnego (sanddorne) wykazała znacznie lepszą stabilność produktu. Do 21 dnia przechowywania sonikowana kombucha jagodowa pozostała jednorodna. Fakt, że nie zaobserwowano synerezy w sonikowanej kombuczy jagodowej przez całe badanie (21 dni, patrz zdjęcie poniżej) pokazuje, że same ultradźwięki są skuteczną techniką emulgowania zdolną do zapewnienia stabilności produktu i zapobiegania separacji faz.
Ultradźwięki do zatrzymania fermentacji
Przygotowano cztery próbki kombuchy: K (kombucha), K+US (kombucha + ultradźwięki), K+S (kombucha + sacharoza) i K+S+US (kombucha + sacharoza + ultradźwięki). Wszystkie próbki zostały przygotowane przy użyciu 200 ml puree z rokitnika (P) lub P+US i 12,5 g SCOBY. K składała się z P i SCOBY. K+US składał się z P+US i SCOBY. K+S składał się z P, 15,0 g sacharozy i SCOBY. K+S+US składał się z P+US, 15,0 g sacharozy i SCOBY. Wszystkie próbki pozostawiono do fermentacji w ciemnym miejscu w temperaturze pokojowej przez pięć dni. Drugi zabieg sonikacji (90 W, 20 kHz, 10 min) zastosowano do K+US i K+S+US w celu zatrzymania fermentacji w dniu 5.
Efekty konserwacji ultradźwiękowej na Kombucha
W kombucha z rokitnika, sonikacja zmniejszyła początkowe obciążenie mikrobiologiczne o 2,6 log CFU / ml, zatrzymując w ten sposób proces fermentacji w wybranym czasie, aby zapobiec nadmiernej fermentacji. Ponadto kontrolowana redukcja drobnoustrojów pomaga zwiększyć trwałość i stabilność produktu końcowego, co ułatwia komercyjną dystrybucję kombuchy.
Przeczytaj więcej o ultradźwiękach jako nietermicznej metodzie pasteryzacji soków!
Ogólne wyniki w Kombucha poddanej działaniu ultradźwięków
Ultradźwięki zmniejszyły początkowe obciążenie mikrobiologiczne o 2,6 log CFU / ml, zwiększyły wartość ORAC o 3% i zwiększyły wskaźnik rozpuszczalności w wodzie (WSI) o 40% (z 6,64 do 9,29 g / g) bez synerezy. Wyniki tego badania sugerują, że zastosowanie ultradźwięków może zwiększyć funkcjonalność fenolową podczas fermentacji i jest w stanie zmniejszenie synerezy, zwiększenie wydajności oleju, zmniejszenie obciążenia mikrobiologicznego i zwiększenie ORAC przy minimalnej utracie jakości odżywczej. (por. Dornan i in., 2020)
Sprzęt ultradźwiękowy do ulepszonego warzenia Kombuchy
Hielscher Ultrasonics projektuje, produkuje i dystrybuuje wysokowydajne ultrasonografy, bioreaktory ultradźwiękowe i akcesoria do ulepszonych procesów fermentacji, ekstrakcji i pasteryzacji stosowanych w żywności. & produkcja napojów. Ultradźwiękowe systemy przetwarzania żywności Hielscher są wykorzystywane do różnorodnych zastosowań, będąc bezpieczną, niezawodną i opłacalną technologią do produkcji wysokiej jakości żywności i napojów. Instalacja i obsługa wszystkich procesorów ultradźwiękowych Hielscher jest prosta: Wymagają one tylko niewielkiej przestrzeni, można je łatwo doposażyć w istniejących zakładach przetwórczych.
Firma Hielscher Ultrasonics posiada wieloletnie doświadczenie w stosowaniu ultradźwięków w przemyśle spożywczym. & przemysł napojów, a także wiele innych gałęzi przemysłu. Nasze procesory ultradźwiękowe są wyposażone w łatwe do czyszczenia (czyszczenie na miejscu CIP / sterylizacja na miejscu SIP) sonotrody i komory przepływowe (części mokre). Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być z łatwością stale uruchamiane w trybie 24/7. Precyzyjne dostrajanie amplitud i możliwość przełączania między niskimi i wysokimi amplitudami są ważne dla stymulacji lub inaktywacji mikroorganizmów. W ten sposób ten sam ultradźwiękowy może być używany do stymulowania mikroorganizmów zwiększających fermentację lub do inaktywacji mikroorganizmów do pasteryzacji.
Najnowocześniejsza technologia, wysoka wydajność i zaawansowane oprogramowanie sprawiają, że Hielscher Ultrasonics’ niezawodne konie robocze w procesie fermentacji żywności. Dzięki niewielkim rozmiarom i wszechstronnym opcjom instalacji, ultradźwięki Hielscher można łatwo zintegrować lub zamontować w istniejących liniach produkcyjnych.
Standaryzacja procesów dzięki Hielscher Ultrasonics
Produkty spożywcze powinny być wytwarzane zgodnie z Dobrymi Praktykami Wytwarzania (GMP) i zgodnie ze znormalizowanymi specyfikacjami przetwarzania. Cyfrowe systemy ekstrakcji firmy Hielscher Ultrasonics są wyposażone w inteligentne oprogramowanie, które ułatwia precyzyjne ustawianie i sterowanie procesem sonikacji. Automatyczne rejestrowanie danych zapisuje wszystkie parametry procesu ultradźwiękowego, takie jak energia ultradźwiękowa (energia całkowita i netto), amplituda, temperatura, ciśnienie (gdy zamontowane są czujniki temperatury i ciśnienia) z datą i godziną na wbudowanej karcie SD. Pozwala to na weryfikację każdej przetworzonej ultradźwiękowo partii. Jednocześnie zapewniona jest powtarzalność i stale wysoka jakość produktu.
Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo stale uruchamiane w trybie 24/7. Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o funkcjach i możliwościach naszych ultradźwiękowych systemów pasteryzacji. Z przyjemnością omówimy z Tobą Twoją aplikację!
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
---|---|---|
1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Literatura / Referencje
- Dornan, Kelly; Gunenc, Aynur; Ferichichi, Azza; Hosseinian, Farah (2020): Low frequency, high power ultrasound: a non-thermal green technique improves phenolic fractions (free, conjugated glycoside, conjugated esters and bound) in fermented seabuckthorn beverage. Journal of Food Bioactives 9, 2020.
- Joo-Ann Ewe, Wan-Nadiah Wan Abdullah, Rajeev Bhat, A.A. Karim, Min-Tze Liong (2012): Enhanced growth of lactobacilli and bioconversion of isoflavones in biotin-supplemented soymilk upon ultrasound-treatment. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 1, 2012. 160-173.
- Aung, Thinzar; Eun, Jong-Bang (2021): Production and characterization of a novel beverage from laver (Porphyra dentata) through fermentation with kombucha consortium. Food Chemistry, 350 (2), 2021.
- Nyhan, L.M.; Lynch, K.M.; Sahin, A.W.; Arendt, E.K. (2022): Advances in Kombucha Tea Fermentation: A Review. Applied Microbiology 2, 2022. 73–103.
- Hongmei Wang, Yang Tao, Yiting Li, Shasha Wu, Dandan Li, Xuwei Liu, Yongbin Han, Sivakumar Manickam, Pau Loke Show (2021): Application of ultrasonication at different microbial growth stages during apple juice fermentation by Lactobacillus plantarum: Investigation on the metabolic response. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 73, 2021.
- Joo-Ann Ewe, Wan-Nadiah Wan Abdullah, Rajeev Bhat, A.A. Karim, Min-Tze Liong (2012): Enhanced growth of lactobacilli and bioconversion of isoflavones in biotin-supplemented soymilk upon ultrasound-treatment. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 19, Issue 1, 2012. 160-173.
- Umego, E. C.; He, R.; Huang, G.; Dai, C.; Ma, H. (2021): Ultrasound‐assisted fermentation: Mechanisms, technologies, and challenges. Journal of Food Processing and Preservation, 45(6), 2021.
Fakty, które warto znać
Czym jest Kombucha?
Kombucha to sfermentowany napój zawierający herbatę, cukier, bakterie, drożdże i często niewielką ilość soku, owoców lub przypraw jako aromat. Kombucha, a także sfermentowane soki i soki warzywne są znane z pozytywnego wpływu na zdrowie, wzmacniając mikrobiotę i układ odpornościowy.
Jak działa fermentacja Kombuchy?
Termin “kombucha” jak również proces produkcji kombuchy nie jest prawnie uregulowany. Oznacza to, że wiele napojów fermentowanych jest sprzedawanych jako napój kombucha, ale w tradycyjnym znaczeniu tego słowa “kombucha” to sfermentowany napój herbaciany. Kombucha jest wytwarzana poprzez dodanie kultury kombuchy do bulionu z posłodzoną herbatą. Cukier służy jako składnik odżywczy dla SCOBY, który pozwala bakteriom i drożdżom rosnąć w cukrowej cieczy. Bakterie kwasu octowego w kombucha są tlenowe, co oznacza, że wymagają tlenu do wzrostu i aktywności. Podczas fermentacji zachodzi konwersja biochemiczna, która przekształca sacharozę we fruktozę i glukozę. Fruktoza i glukoza są następnie przekształcane w kwas glukonowy i kwas octowy. Ponadto kombucha zawiera enzymy i aminokwasy, polifenole i różne inne kwasy organiczne, które różnią się w zależności od preparatu. Inne specyficzne składniki obejmują etanol, kwas glukuronowy, glicerol, kwas mlekowy, kwas usninowy, witaminy z grupy B i witaminę C. Zawartość alkoholu w kombucha wynosi zwykle mniej niż 0,5%, ponieważ szczep bakterii Komagataeibacter xylinus przekształca etanol w kwasy (takie jak kwas octowy). Jednak przedłużona fermentacja zwiększa zawartość alkoholu. Nadmierna fermentacja generuje duże ilości kwasów podobnych do octu. Napoje Kombucha mają zazwyczaj wartość pH około 3,5.
W jaki sposób sonikacja wspomaga fermentację Kombuchy?
Kontrolowana ultrasonizacja poprawia produkcję kombuchy i innych napojów fermentowanych na różne sposoby: Ultradźwięki mogą stymulować wzrost drożdży i bakterii podczas fermentacji; ekstrahować polifenole, flawonoidy i aromaty z owoców, warzyw i ziół; a także stosowane jako nietermiczna metoda pasteryzacji do redukcji drobnoustrojów przed pakowaniem. Ultradźwięki Hielscher są precyzyjnie kontrolowane i mogą zapewnić najbardziej odpowiednią intensywność ultradźwięków dla każdego etapu obróbki w produkcji napojów fermentowanych.