Pasterizimi me ultratinguj i ushqimeve të lëngshme

Pasterizimi me ultratinguj është një proces sterilizimi jo-termik për të çaktivizuar mikrobet si E.coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus ndër shumë të tjera për të parandaluar prishjen mikrobike dhe për të arritur një prishje afatgjatë të ushqimit.

Jo-Pasterizimi Termik i Ushqimit & Pije nga Sonication

Pasterizimi tejzanor është një teknologji alternative jo-termike që përdoret për të shkatërruar ose çaktivizuar organizmat dhe enzimat që kontribuojnë në prishjen e ushqimit. Ultratingulli mund të përdoret për të pasterizuar ushqime të konservuara, qumësht, bulmet, vezë, lëngje, pije me përmbajtje të ulët alkooli dhe ushqime të tjera të lëngshme. Vetëm ultratingulli, si dhe ultratingulli i kombinuar me kushte të larta të nxehtësisë dhe presionit (të njohur si termo-mano-sonikë) mund të pasterizojnë në mënyrë efikase lëngjet, qumështin, qumështin, vezët e lëngshme dhe produkte të tjera ushqimore. Një trajtim i sofistikuar i pasterizimit me ultratinguj i kalon teknikat tradicionale të pasterizimit pasi ultratingulli nuk ndikon negativisht në përmbajtjen e lëndëve ushqyese dhe karakteristikat fizike të produkteve ushqimore të trajtuara. Përdorimi i ultrazërit ose termo-mano-sonifikimit për të pasterizuar produktet ushqimore të lëngshme mund të sigurojë një produkt të pasur me lëndë ushqyese me një cilësi më të lartë se metoda tradicionale e pasterizimit me kohë të shkurtër në temperaturë të lartë (HTST).
Studime kërkimore si nga Beslar et al. (2015) zbuloi se trajtimi me ultratinguj mund të ofrojë avantazhe të rëndësishme për përpunimin e lëngjeve duke përfshirë faktorë të përmirësuar të cilësisë, të tilla si rendimenti, nxjerrja, turbullira, vetitë reologjike dhe ngjyra, si dhe jetëgjatësia.

Kurbat e mbijetesës së Escherichia coli (a) dhe Staphylococcus aureus (b) në lëngun e mollës pas trajtimit me ultratinguj (UT) në temperatura të ndryshme dhe pas trajtimit me nxehtësi (HT) në të njëjtat temperatura.foto dhe studim: Baboli etj. 2015

Si funksionon pasterizimi me ultratinguj?

Inaktivizimi dhe shkatërrimi me ultratinguj i mikrobeve është një teknikë jo termike, që do të thotë se parimi kryesor i punës së saj nuk bazohet në nxehtësi. Pasterizimi tejzanor shkaktohet kryesisht nga efektet e kavitacionit akustik. Fenomeni i kavitacionit akustik/tejzanor është i njohur për temperaturat, presionet dhe diferencimet përkatëse në nivel lokal të lartë, të cilat ndodhin brenda dhe rreth flluskave të vogla të kavitacionit. Për më tepër, kavitacioni akustik gjeneron forca prerëse shumë intensive, avionë të lëngshëm dhe turbulenca. Këto forca shkatërruese shkaktojnë dëme të mëdha në qelizat mikrobike, si perforim dhe përçarje të qelizave. Perforimi dhe prishja e qelizave janë efekte unike që gjenden në qelizat e trajtuara me ultratinguj të shkaktuara kryesisht nga avionët e lëngshëm të krijuar nga kavitacioni.

Pasterizimi tejzanor bazohet në kavitacionin akustik dhe forcat e tij hidrodinamike të prerjes

Pse Sonication e tejkalon pasterizimin tradicional

Industria e ushqimit dhe pijeve aplikon gjerësisht pasterizimin konvencional për të çaktivizuar ose vrarë mikrobet si bakteret, maja dhe kërpudhat për të parandaluar prishjen mikrobike dhe për t'u dhënë produkteve të tyre një jetëgjatësi dhe stabilitet më të gjatë. Pasterizimi konvencional funksionon me një trajtim të shkurtër në temperatura të ngritura zakonisht nën 100°C (212°F). Temperatura dhe kohëzgjatja e saktë normalisht përshtatet me produktin ushqimor specifik dhe mikrobet, të cilat duhet të çaktivizohen. Efektiviteti i një procesi pasterizimi përcaktohet nga shkalla e inaktivizimit mikrobik, e cila matet si reduktim log. Reduktimi i regjistrit mat përqindjen e mikrobeve të çaktivizuara në një temperaturë specifike për një kohë të caktuar. Kushtet e trajtimit me temperaturë dhe shkalla e inaktivizimit mikrobik ndikohen nga lloji i mikrobeve si dhe nga përbërja e produktit ushqimor. Pasterizimi tradicional me bazë nxehtësie ka disa disavantazhe duke filluar nga inaktivizimi i pamjaftueshëm mikrobik, efektet negative në produktin ushqimor si dhe ngrohja e pabarabartë përmes produktit të trajtuar. Ngrohja e pamjaftueshme deri në kohëzgjatjen e shkurtër të pasterizimit ose temperatura shumë e ulët rezulton në një shkallë të ulët të reduktimit të log dhe prishje të mëvonshme mikrobike. Shumë trajtim me nxehtësi mund të shkaktojë përkeqësim të produktit, si p.sh. djegie të shijeve dhe më pak densitet të lëndëve ushqyese për shkak të lëndëve ushqyese të shkatërruara të ndjeshme ndaj temperaturës.

Disavantazhet e pasterizimit konvencional

• mund të shkatërrojë ose dëmtojë lëndë ushqyese të rëndësishme
• mund të shkaktojë shije të pakëndshme
• kërkesa të larta për energji
• joefektive kundër vrasjes së patogjenëve rezistent ndaj nxehtësisë
• nuk zbatohet për çdo produkt ushqimor

Pasterizimi me ultratinguj i qumështit

Sonication, termo-sonication dhe termo-mano-sonication janë hulumtuar gjerësisht për pasterizimin e qumështit dhe produkteve të qumështit. Për shembull, u zbulua se ekografia eliminonte prishjen dhe patogjenët e mundshëm në zero ose në nivele të pranueshme nga legjislacioni i qumështit të Afrikës së Jugut dhe Britanisë, edhe kur ngarkesat fillestare të inokulimit prej 5× më të larta se sa lejohej ishin të pranishme përpara trajtimit. Numërimi i qelizave të qëndrueshme të E. coli u reduktua me 100% pas 10.0 min ultratinguj. Për më tepër, u tregua se numri i qëndrueshëm i Pseudomonas fluorescens u reduktua me 100% pas 6.0 minutash dhe Listeria monocytogenes u reduktua me 99% pas 10.0 minutash. (Cameron et al. 2009)
Hulumtimet treguan gjithashtu se sonifikimi termik mund të çaktivizojë Listeria innocua dhe bakteret mezofile në qumështin e plotë të papërpunuar. Ultratingulli u tregua se ishte një teknologji e zbatueshme për pasterizimin dhe homogjenizimin e qumështit, duke shfaqur kohë më të shkurtra përpunimi pa ndryshime të rëndësishme në pH dhe përmbajtjen e acidit laktik, së bashku me pamjen dhe qëndrueshmërinë më të mirë në krahasim me trajtimin termik konvencional. Këto fakte janë të dobishme në shumë aspekte të përpunimit të qumështit. (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)

Pasterizim tejzanor i lëngjeve dhe pureve të frutave

Pasterizimi me ultratinguj u aplikua si një teknikë alternative e pasterizimit efikase dhe e shpejtë për të çaktivizuar Escherichia coli dhe Staphylococcus aureus në lëngun e mollës. Kur lëngu i mollës pa tul u përpunua në mënyrë ultrasonike, koha e reduktimit me 5 log ishte 35 s për E. coli në 60 gradë C dhe 30 s për S. aureus në 62 gradë C. Edhe pse në studim u konstatua se përmbajtja e lartë e pulpës e bën ultratingullin më pak vdekjeprurës për S. aureus, ndërkohë që nuk kishte efekt të rëndësishëm në E. coli, duhet theksuar se nuk ushtrua presion. Sonicizimi nën presione të larta intensifikon ndjeshëm kavitacionin tejzanor dhe në këtë mënyrë inaktivizimin mikrobial në lëngje më viskoze. Trajtimi me ultratinguj nuk kishte efekt të rëndësishëm në aktivitetin antioksidues të përcaktuar nga aktiviteti i pastrimit të radikalit 2,2-difenil-1-pikrilhidrazil (DPPH), por rriti ndjeshëm përmbajtjen totale të fenolit. Trajtimi gjithashtu rezultoi në lëng më të qëndrueshëm me uniformitet më të lartë. (krh. Baboli et al. 2020)

Inaktivizimi tejzanor i baktereve Gram-pozitive dhe gram-negative

Bakteret gram pozitive, të tilla si Listeria monocytogenes ose Staphylococcus aureus, në përgjithësi dihet se janë më rezistente se bakteret gram-negative dhe i rezistojnë teknologjive të pasterizimit si PEF, HPP dhe mano-sonication (MS) për periudha më të gjata trajtimi për shkak të qelizës më të trashë. muret. Bakteret gram-negative kanë dy – një e jashtme dhe një citoplazmike – 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.

Inaktivizimi tejzanor i baktereve termodurike

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)

Pajisje pasterizimi me ultratinguj me performancë të lartë

Hielscher Ultrasonics ka një përvojë të gjatë në aplikimin e ultrazërit të fuqisë në ushqim & industria e pijeve si dhe shumë degë të tjera industriale. Procesorët tanë tejzanor janë të pajisur me sonotrode dhe qeliza rrjedhëse (pjesët e lagura) të lehtë për t'u pastruar (CIP i pastër në vend? SIP i sterilizuar në vend). Hielscher Ultrasonikë’ Përpunuesit industrialë tejzanor mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Amplituda të larta janë të rëndësishme për të çaktivizuar mikrobet më rezistente (p.sh. bakteret gram-pozitive). Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotrode tejzanor të personalizuara. Të gjithë sonotrodet dhe reaktorët e qelizave me rrjedhje tejzanor mund të operohen nën temperatura dhe presione të ngritura, gjë që lejon një sonikacion të besueshëm termo-mano dhe pasterizim shumë efektiv.
Teknologjia më e fundit, softueri me performancë të lartë dhe të sofistikuar e bëjnë Hielscher Ultrasonics’ kuaj pune të besueshëm në linjën tuaj të pasterizimit të ushqimit. Me një gjurmë të vogël dhe opsione të gjithanshme instalimi, ultrasonikët Hielscher mund të integrohen lehtësisht ose të përshtaten në linjat ekzistuese të prodhimit.
Ju lutemi na kontaktoni për të mësuar më shumë rreth veçorive dhe aftësive të sistemeve tona të pasterizimit me ultratinguj. Do të ishim të lumtur të diskutonim aplikimin tuaj me ju!
Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë: