Kombucha është një pije e fermentuar që përmban çaj, sheqer, baktere, maja dhe shpesh pak lëng, fruta ose erëza si aromatizues. Kombucha, si dhe lëngjet e fermentuara dhe lëngjet e perimeve janë të njohura për efekte pozitive në shëndet, duke forcuar mikrobiotën dhe sistemin imunitar. Ultratingulli i kontrolluar përmirëson prodhimin e kombucha-s dhe pijeve të tjera të fermentuara në mënyra të ndryshme: Ultratingulli mund të stimulojë rritjen e majave dhe baktereve gjatë fermentimit; nxjerr polifenole, flavonoide dhe aromatizues nga frutat, perimet dhe barishtet; dhe gjithashtu aplikohet si metodë pasterizimi jotermik për reduktimin e mikrobeve përpara paketimit. Ultrasonikët Hielscher janë saktësisht të kontrollueshëm dhe mund të japin intensitetin më të përshtatshëm tejzanor për çdo hap trajtimi në prodhimin e pijeve të fermentuara.

Kombucha dhe pije të fermentuara

Kombucha prodhohet nga fermentimi i çajit të sheqerosur duke përdorur një "Kulturë Simbiotike të Baktereve dhe Majave" (SCOBY), që zakonisht quhet edhe "nënë".” ose “kërpudha çaji”. Shumëllojshmëria dhe raporti i popullatave mikrobike në një SCOBY mund të ndryshojnë mjaft ndjeshëm. Komponenti i majave në përgjithësi përfshin Saccharomyces cerevisiae, së bashku me specie të tjera të Zygosaccharomyces, Candida, Kloeckera/Hanseniaspora, Torulaspora, Pichia, Brettanomyces/Dekkera, Saccharomyces, Lachancea, Saccharomycoides, Schizosaccharomyces, dhe; Komponenti bakterial pothuajse gjithmonë përfshin Komagataeibacter xylinus (dikur Gluconacetobacter xylinus), i cili fermenton alkoolet e prodhuara nga majat në acetik dhe acide të tjera, duke rritur aciditetin dhe duke kufizuar përmbajtjen e etanolit.
Në mënyrë të ngjashme, pijet e tjera të fermentuara si lëngjet e frutave dhe perimeve të fermentuara janë inokuluar me baktere dhe maja.
Një trajtim me ultratinguj mund të përmirësojë efikasitetin e fermentimit dhe veçoritë cilësore të pijeve të fermentuara duke përfshirë përmbajtjen e lëndëve ushqyese dhe shijen.

Fermentimi i Kombuçës i Intensifikuar në mënyrë Ultrasonike

Valët e ultrazërit dihet se stimulojnë rritjen e baktereve dhe majave. Një sonikacion i butë i kontrolluar i kulturave të kombucha-s (SCOBY, i njohur gjithashtu si kërpudha çaji, kërpudha çaji ose kërpudha Manchurian) mund të nxisë procesin e fermentimit dhe të çojë në rendimente më të larta të kombuchës në një kohë fermentimi të përshpejtuar.
Fermentimi i stimuluar me ultratinguj tregon përshkueshmëri të zgjeruar të membranës dhe në këtë mënyrë transferimin e rritur të masës. Trajtimi sonomekanik me anë të valëve ultratinguj shpon muret qelizore dhe membranat plazmatike të mikroorganizmave (një proces i quajtur sonoporation). Disa qeliza madje mund të shpërthehen. Këto qeliza të ndërprera lëshojnë faktorë nxitës të rritjes si vitaminat, nukleotidet, aminoacidet dhe enzimat që mund të stimulojnë rritjen e baktereve të paprekura qelizore, si dhe të membranës.
Trajtimi me ultratinguj fermentimi paraprak, si dhe në fazat e vonesës dhe log-it treguan efektet më të spikatura në stimulimin e rritjes bakteriale.

Stimulimi tejzanor i rritjes mikrobike është më efektiv kur ultratingulli aplikohet para fermentimit ose në fazat e vonesës dhe log.

Stimulimi tejzanor i fermentimit të lëngut të mollës

Hulumtimet treguan se trajtimi me ultratinguj në fazat e vonesës dhe logaritmike gjatë fermentimit të lëngut të mollës promovoi rritjen mikrobike dhe intensifikoi biotransformimin e acidit malik në acid laktik. Për shembull, pas sonikimit në fazën e vonesës për 0,5 orë, numri i mikrobeve dhe përmbajtja e acidit laktik në mostrat e trajtuara me ultratinguj në 58,3 W/L arriti në 7,91 ± 0,01 Log CFU/mL dhe 133,70 ± 7,39 mg/L, të cilat ishin dukshëm më të larta se që në mostrat jo të sonikuara. Për më tepër, ultratingulli në fazat e vonesës dhe logaritmike kishte ndikime komplekse në metabolizmin e fenolikëve të mollës si acidi klorogjenik, acidi kafeik, procianidina B2, katekina dhe acidi galik. Ekografia me ultratinguj mund të ndikojë pozitivisht në hidrolizën e acidit klorogjenik në acid kafeik, transformimin e procianidinës B2 dhe dekarboksilimin e acidit galik. Metabolizmi i acideve organike dhe aminoacideve të lira në mostrat e sonikuara ishte statistikisht i lidhur me metabolizmin fenolik, duke nënkuptuar se ultrazërit mund të përfitojnë derivimin fenolik duke përmirësuar metabolizmin mikrobial të acideve organike dhe aminoacideve. (krh. Wang et al., 2021)

Fermentimi i qumështit të sojës i përmirësuar në mënyrë tejzanore

Ekipi hulumtues i Ewe et al. (2012) hetoi efektet e ultrazërit në efikasitetin metabolik të shtameve të laktobacileve (Lactobacillus acidophilus BT 1088, L. fermentum BT 8219, L. acidophilus FTDC 8633, L. gasseri FTDC 8131 fermentimi sonë.) U vu re se trajtimi me ultratinguj depërtoi membranat qelizore të baktereve. Membranat qelizore të përshkueshme rezultuan në një brendësi të përmirësuar të lëndëve ushqyese dhe rritje pasuese të rritjes (P ≺ 0.05). Amplituda më të larta dhe kohëzgjatja më e gjatë e trajtimit me sonikacion nxitën rritjen e laktobacileve në qumështin e sojës, me numër të zbatueshëm që kalon 9 log CFU/mL. Aktivitetet specifike të β-glukozidazës ndërqelizore dhe jashtëqelizore të laktobacileve u rritën gjithashtu (P ≺ 0,05) nga ultratingulli, duke çuar në rritjen e biokonversionit të izoflavoneve në qumështin e sojës, veçanërisht genistin dhe malonil genistin në genisteinë. Rezultatet nga ky studim tregojnë se trajtimi me ultratinguj në qelizat e laktobacileve promovon (P ≺ 0.05) aktivitetin e β-glukozidazës së qelizave për përfitimin e biokonvertimit të rritur (P ≺ 0.05) të glukozideve izoflavone në aglikone bioaktive në qumështin e sojës. (krh. Ewe et al., 2012)

Skanimi i mikrografeve elektronike të laktobacileve pa trajtim (A) dhe laktobacileve të trajtuara me ultratinguj në amplitudë 60% për 3 minuta (B). Rrathë që tregojnë qeliza të çara dhe qeliza me pore.
(Studim dhe imazhe: ©Ewe et al., 2012)

Nxjerrja e komponimeve dhe aromave ushqyese në Kombucha dhe pije të fermentuara

Çaji i fermentuar, lëngjet dhe pijet e perimeve, p.sh. lëngu i fermentuar i mollës ose manit ose kombuchas i injektuar me fruta, përfitojnë ndjeshëm nga aromat dhe lëndët ushqyese nga një trajtim me ultratinguj. Valët e ultrazërit prishin strukturat qelizore të materialeve bimore dhe çlirojnë komponime ndërqelizore si aromat, polifenolet, antioksidantët dhe flavonoidet. Në të njëjtën kohë, homogjenizimi me ultratinguj siguron një pije të shpërndarë dhe emulsifikuar në mënyrë uniforme, duke parandaluar ndarjen e fazave dhe duke ofruar një pamje tërheqëse për konsumatorët. Ju mund të shihni një shembull të një kombucha me kokrra të kuqe të trajtuar me ultratinguj pa ndarje fazore në krahasim me një version të patrajtuar më poshtë.
Lexoni më shumë rreth aromës tejzanor dhe nxjerrjes së lëndëve ushqyese!

Ultratinguj për ruajtjen e Kombucha

Trajtimi me ultratinguj mund të ndikojë në mikrobet duke i stimuluar ose çaktivizuar ato. Gjithashtu enzimat ndikohen nga sonikacioni: Ultratingulli mund të ndryshojë karakteristikat e enzimave, substrateve dhe reagimet e tyre. Këto efekte të ultrazërit me frekuencë të ulët përdoren në përpunimin e ushqimit si një alternativë jotermike për pasterizimin e ushqimit dhe pijeve. Sonication ofron avantazhin e kontrollit të saktë mbi parametrat e procesit si amplituda, koha, temperatura dhe presioni, gjë që lejon një inaktivizimin e synuar të mikroorganizmave. Inaktivizimi i ngarkesës mikrobike në kombucha dhe pijet e fermentuara mundëson rritjen e jetëgjatësisë dhe qëndrueshmërisë së produktit. Një reduktim i mikrobeve dhe enzimave lehtëson shpërndarjen komerciale për shkak të një jetëgjatësie të zgjatur të produktit përfundimtar. Ultratingulli është një metodë pasterizimi jo-termik, e cila përdoret tashmë në përpunimin komercial të ushqimit, siç është pasterizimi i lëngjeve. Sidomos në amplituda më të larta, ekografia çaktivizon bakteret dhe majat duke dëmtuar muret qelizore. Kjo rezulton në një rritje më të ngadaltë ose të ndalur mikrobike. Për shembull, Kwaw et al. (2018) hetoi strategjinë ultrasonike si pasterizimi jotermik për lëngun e manit të fermentuar nga acidi laktik. Lëngu i manit i fermentuar i trajtuar me ultratinguj kishte një përmbajtje më të lartë të përbërjeve fenolike (1700,07 ± 2,44 μg/mL) sesa lëngu i kontrollit, një lëng mani i patrajtuar i fermentuar. “Ndër trajtimet individuale jo termike, ultratingulli shkaktoi një (f < 0.05) rritje e vetive fenolike dhe antioksiduese të lëngut të manit të fermentuar nga acidi laktik në krahasim me trajtimin me dritë pulsuese. (Kwaw et al., 2018) Ndërsa kombucha është një pije e njohur për kulturat e saj jetësore, mund të përdoret një reduktim i kontrolluar i mikrobeve për të zgjatur afatin e ruajtjes së pijeve kombucha të shpërndara në treg. Pasterizimi i rregullt termik vret të gjitha majat dhe bakteret e gjalla të cilat janë normalisht të pranishme në kombucha dhe janë një nga faktorët kryesorë për efektet e saj promovuese të shëndetit. Pasterizimi me ultratinguj është një metodë e ruajtjes jo termike, e cila mund të përdoret ose për të reduktuar numrin e mikrobeve ose për të eliminuar plotësisht mikroorganizmat. Kjo do të thotë që prodhuesit komercialë mund të aplikojnë ultratinguj në amplituda më të ulëta dhe për periudha më të shkurtra në mënyrë që të ulin numrin e baktereve dhe majave pa eliminuar plotësisht. Kështu, kulturat e jetës janë ende të pranishme në kombucha, edhe pse në numër më të ulët në mënyrë që jetëgjatësia dhe koha e ruajtjes të përmirësohen.

Rezultate të vërtetuara shkencërisht në Kombucha të trajtuar me ultratinguj

Dornan et al. (2020) hetoi efektet e ultrazërit me frekuencë të ulët në kombuchën e bërë me manaferrat e gjembave të detit duke përdorur procesor tejzanor UIP500hdT. Ekipi hulumtues mund të demonstrojë efekte të shumta të dobishme të ultrazërit në përgatitjen e kokrra të kuqe të detit dhe fermentimin pasues të kombuchës.

Nxjerrja me ultratinguj e kokrra të kuqe të detit

Sonicizimi i kokrrave të freskëta të gjembave të detit (të njohura edhe si sanddorne; H. rhamnoides cv. Sunny) u pure duke përdorur një blender Vitamix për 2 minuta. Një vëllim dH2O i barabartë me 30% të vëllimit origjinal të puresë u shtua dhe u përzie. Ultratingulli (90 W, 20 kHz, 10 min) u aplikua në 200 mL të puresë së holluar duke përdorur një Procesor tejzanor UIP500hdT (Hielscher Ultrasonics, Gjermani). Koha e trajtimit u zgjodh për të optimizuar lëndët ushqyese dhe për të mbajtur kampionin në gjendje të freskët. Rezultatet e nxjerrjes tejzanor tregojnë një rritje të konsiderueshme (P ≺ 0,05) me 10% rendimentin e nxjerrjes nga tuli (nga 19,04 ± 0,08 në 20,97 ± 0,29%) dhe me 7% për farën (nga 14,81 ± 0,8 ± 0,08%) 1. Kjo rritje e rendimentit të vajit nxjerr në pah funksionalitetin e sonikimit si një teknologji efikase dhe e gjelbër për të maksimizuar vlerën e lëndës së parë. Nxjerrja me ultratinguj nga manaferrat e gjembave të detit rezultoi në rendiment më të lartë të vajit dhe zvogëlim të kohës së përpunimit, konsumit të energjisë dhe shmangies së tretësve të rrezikshëm.

Homogjenizimi tejzanor i Kombucha Berry Buckthorn Detit

Kombuka e kokrra të kuqe të trajtuar me ultratinguj (sanddorne) tregoi një stabilitet të përmirësuar ndjeshëm të produktit. Deri në ditën e 21-të të ruajtjes, kombucha me kokrra të kuqe mbeti homogjene. Fakti që nuk u vu re asnjë sinerezë në kombuchën e kokrra të kuqe të sonikuar për të gjithë studimin (21 ditë, shih foton më poshtë) tregon se vetëm ultratingulli është një teknikë efektive emulsifikimi në gjendje të prodhojë stabilitet produkti dhe të parandalojë ndarjen e fazave.

Pure e gjembave (P) pa dhe me trajtim me ultratinguj (P+US) në ditën 0 dhe 21.
Studimi dhe fotografia:©Dornan et al., 2020.

Ultratinguj për të ndaluar fermentimin

Janë bërë katër mostra të kombuchës: K (kombucha), K+US (kombucha + ultratinguj), K+S (kombucha + saharozë) dhe K+S+US (kombucha + saharozë + ultratinguj). Të gjitha kampionet u përgatitën duke përdorur 200 mL pure të gjembave të detit (P) ose P+US dhe 12,5 g SCOBY. K përbëhej nga P dhe SCOBY. K+US përbëhej nga P+US dhe SCOBY. K+S përbëhej nga P, 15.0 g saharozë dhe SCOBY. K+S+US përbëhej nga P+US, 15.0 g saharozë dhe SCOBY. Të gjitha mostrat u lanë të fermentohen në një vend të errët në temperaturën e dhomës për pesë ditë. Një trajtim i dytë me sonikacion (90 W, 20 kHz, 10 min) u aplikua në K+US dhe K+S+US për të ndaluar fermentimin në ditën e 5-të.

Efektet e ruajtjes tejzanor në Kombucha

Në kombucha buckthorns detit, sonication uli ngarkesën fillestare mikrobiale me 2,6 log CFU/mL, duke ndalur kështu procesin e fermentimit në një kohë të caktuar për të parandaluar mbifermentimin. Për më tepër, reduktimi i kontrolluar i mikrobeve ndihmon në rritjen e jetëgjatësisë dhe qëndrueshmërisë së produktit përfundimtar, gjë që lehtëson shpërndarjen komerciale të kombucha-s.
Lexoni më shumë rreth ultrazërit si metodë e pasterizimit të lëngjeve jo termike!

Rezultatet e përgjithshme në Kombucha e trajtuar me ultratinguj

Ultratingulli uli ngarkesën fillestare mikrobiale me 2,6 log CFU/mL, rriti vlerën e ORAC me 3% dhe rriti indeksin e tretshmërisë në ujë (WSI) me 40% (nga 6,64 në 9,29 g/g) pa sinerezë. Rezultatet nga ky studim sugjerojnë se aplikimi i ultrazërit mund të përmirësojë funksionimin fenolik gjatë fermentimit dhe është i aftë të zvogëlimi i sinerezës, rritja e rendimentit të vajit, zvogëlimi i ngarkesës mikrobike dhe rritja e ORAC me humbje minimale të cilësisë ushqyese. (krh. Dornan et al., 2020)

Pajisje tejzanor për prodhimin e përmirësuar të Kombucha

Hielscher Ultrasonics projekton, prodhon dhe shpërndan ultrasonikë me performancë të lartë, bioreaktorë tejzanor dhe aksesorë për proceset e përmirësuara të fermentimit, nxjerrjes dhe pasterizimit të përdorur në ushqim & prodhimi i pijeve. Sistemet tejzanor të përpunimit të ushqimit Hielscher përdoren për aplikime të shumëfishta duke qenë një teknologji e sigurt, e besueshme dhe me kosto efektive për të prodhuar ushqime dhe pije me cilësi të lartë. Instalimi dhe funksionimi i të gjithë procesorëve tejzanor Hielscher është i thjeshtë: Ata kërkojnë vetëm pak hapësirë, mund të montohen lehtësisht në pajisjet ekzistuese të përpunimit.
Hielscher Ultrasonics ka përvojë të gjatë në aplikimin e ultrazërit të energjisë në ushqim & industria e pijeve si dhe shumë degë të tjera industriale. Procesorët tanë tejzanor janë të pajisur me sonotroda dhe qeliza rrjedhëse (pjesë të lagura) për tu pastruar lehtë (CIP i pastër në vend / SIP i sterilizuar në vend). Hielscher Ultrasonics’ Përpunuesit industrialë tejzanor mund të japin amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të ekzekutohen lehtësisht vazhdimisht në funksionim 24/7. Rregullimi i saktë i amplitudave dhe opsioni për të kaluar midis amplitudave të ulëta dhe të larta janë të rëndësishme për të stimuluar ose çaktivizuar mikroorganizmat. Kështu, i njëjti ultrasonikator mund të përdoret ose për të stimuluar mikrobet duke rritur fermentimin ose për të çaktivizuar mikroorganizmat për pasterizim.
Teknologjia më e fundit, softueri me performancë të lartë dhe i sofistikuar e bën Hielscher Ultrasonics’ kuajt e besueshëm të punës në procesin tuaj të fermentimit të ushqimit. Me një gjurmë të vogël dhe opsione të gjithanshme instalimi, ultrasonikët Hielscher mund të integrohen lehtësisht ose të montohen retro në linjat ekzistuese të prodhimit.

Standardizimi i procesit me tejzanor Hielscher

Produktet e nivelit të ushqimit duhet të prodhohen në përputhje me Praktikat e Mirë të Prodhimit (PMP) dhe nën specifikimet e standardizuara të përpunimit. Sistemet e nxjerrjes dixhitale të Hielscher Ultrasonics vijnë me një softuer inteligjent, i cili e bën të lehtë përcaktimin dhe kontrollin e saktë të procesit të sonication. Regjistrimi automatik i të dhënave shkruan të gjithë parametrat e procesit tejzanor, siç janë energjia e ultrazërit (energjia totale dhe neto), amplituda, temperatura, presioni (kur montohen sensorët e temperaturës dhe presionit) me pullën e datës dhe kohës në kartën SD të integruar. Kjo ju lejon të rishikoni secilën pjesë të përpunuar ultrasonikisht. Në të njëjtën kohë, sigurohet riprodhueshmëria dhe cilësia e vazhdueshme e lartë e produktit.
Hielscher Ultrasonics’ procesorë industrial tejzanor mund të japin amplitudë shumë të lartë. Amplituda deri në 200μm lehtë mund të kryhet në mënyrë të vazhdueshme në operimin 24/7. Për amplitudë edhe më të larta, janë të disponueshme sonotrodat ultrasonikë të përshtatur. Fuqia e pajisjeve tejzanor të Hielscher mundëson funksionimin 24 orë në ditë në detyrë të rëndë dhe në mjedise kërkuese.
Ju lutemi na kontaktoni ta dini për të mësuar më shumë rreth veçorive dhe aftësive të sistemeve tona të pasterizimit tejzanor. Ne do të ishim të lumtur të diskutonim aplikimin tuaj me ju!

Tabela më poshtë ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonicators tonë: