การพาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกของอาหารเหลว
การพาสเจอร์ไรส์แบบอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการฆ่าเชื้อแบบไม่ใช้ความร้อนเพื่อยับยั้งจุลินทรีย์เช่น E.coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus และอื่น ๆ อีกมากมายเพื่อป้องกันการเน่าเสียของจุลินทรีย์และบรรลุความเสถียรในระยะยาวของอาหารและเครื่องดื่ม
การพาสเจอร์ไรส์อาหารแบบไม่ใช้ความร้อน & เครื่องดื่มโดย Sonication
การพาสเจอร์ไรส์ด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีทางเลือกที่ไม่ใช่ความร้อนที่ใช้ในการทําลายหรือปิดใช้งานสิ่งมีชีวิตและเอนไซม์ที่ก่อให้เกิดการเน่าเสียของอาหาร อัลตราโซนิกสามารถใช้ในการพาสเจอร์ไรส์อาหารกระป๋องนมนมไข่น้ําผลไม้เครื่องดื่มที่มีปริมาณแอลกอฮอล์ต่ําและอาหารเหลวอื่น ๆ อัลตราโซนิกเพียงอย่างเดียวเช่นเดียวกับอัลตราซาวนด์รวมกับสภาวะความร้อนและความดันที่สูงขึ้น (เรียกว่าเทอร์โมมาโนโซนิเคชั่น) สามารถพาสเจอร์ไรส์น้ําผลไม้นมนมไข่เหลวและผลิตภัณฑ์อาหารอื่น ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การพาสเจอร์ไรส์ด้วยอัลตราโซนิกที่ซับซ้อนเหนือกว่าเทคนิคการพาสเจอร์ไรส์แบบดั้งเดิมเนื่องจากอัลตราซาวนด์ไม่ส่งผลเสียต่อปริมาณสารอาหารและลักษณะทางกายภาพของผลิตภัณฑ์อาหารที่ผ่านการบําบัด การใช้อัลตราซาวนด์หรือเทอร์โมมาโนโซนิเคชั่นเพื่อพาสเจอร์ไรส์ผลิตภัณฑ์อาหารเหลวสามารถให้ผลิตภัณฑ์ที่อุดมด้วยสารอาหารที่มีคุณภาพสูงกว่าวิธีการพาสเจอร์ไรส์แบบอุณหภูมิสูงแบบดั้งเดิม
การศึกษาวิจัยเช่น จาก Beslar et al. (2015) พบว่าการบําบัดด้วยอัลตราโซนิกสามารถให้ข้อได้เปรียบที่สําคัญสําหรับการแปรรูปน้ําผลไม้รวมถึงปัจจัยด้านคุณภาพที่เพิ่มขึ้นเช่นผลผลิตการสกัดความขุ่นมัวคุณสมบัติทางรีโอโลยีและสีตลอดจนอายุการเก็บรักษา

เส้นโค้งการรอดชีวิตของ Escherichia coli (a) และ Staphylococcus aureus (b) ในน้ําแอปเปิ้ลหลังการบําบัดด้วยอัลตราซาวนด์ (UT) ที่อุณหภูมิต่างกันและหลังการอบชุบด้วยความร้อน (HT) ที่อุณหภูมิเดียวกัน
ภาพและการศึกษา: Baboli et al. 2015
พาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกทํางานอย่างไร?
การปิดใช้งานอัลตราโซนิกและการทําลายจุลินทรีย์เป็นเทคนิคที่ไม่ใช่ความร้อนซึ่งหมายความว่าหลักการทํางานหลักไม่ได้ขึ้นอยู่กับความร้อน การพาสเจอร์ไรส์แบบอัลตราโซนิกส่วนใหญ่เกิดจากผลกระทบของโพรงอากาศอะคูสติก ปรากฏการณ์ของโพรงอากาศอะคูสติก / อัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีสําหรับอุณหภูมิสูงในท้องถิ่นความดันและความแตกต่างตามลําดับซึ่งเกิดขึ้นในและรอบ ๆ ฟองอากาศขนาดเล็ก นอกจากนี้โพรงอากาศอะคูสติกยังสร้างแรงเฉือนไอพ่นของเหลวและความปั่นป่วนที่รุนแรงมาก พลังทําลายล้างเหล่านี้ก่อให้เกิดความเสียหายอย่างกว้างขวางต่อเซลล์จุลินทรีย์ เช่น การเจาะของเซลล์และการหยุดชะงัก การเจาะและการหยุดชะงักของเซลล์เป็นผลกระทบเฉพาะที่พบในเซลล์ที่ผ่านการบําบัดด้วยอัลตราโซนิกซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากไอพ่นของเหลวที่เกิดจากโพรงอากาศ
เหตุใด Sonication จึงเป็นเลิศในการพาสก์ไรส์แบบดั้งเดิม
อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มใช้พาสเจอร์ไรส์แบบเดิมอย่างกว้างขวางเพื่อยับยั้งหรือฆ่าจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย ยีสต์ และเชื้อรา เพื่อป้องกันการเน่าเสียของจุลินทรีย์ และเพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีอายุการเก็บรักษาและความเสถียรที่ยาวนานขึ้น การพาสเจอร์ไรส์แบบธรรมดาทํางานโดยการบําบัดระยะสั้นที่อุณหภูมิสูงโดยปกติจะต่ํากว่า 100°C (212°F) โดยปกติอุณหภูมิและระยะเวลาที่แน่นอนจะถูกปรับให้เข้ากับผลิตภัณฑ์อาหารเฉพาะและจุลินทรีย์ซึ่งต้องถูกปิดใช้งาน ประสิทธิผลของกระบวนการพาสเจอร์ไรส์ถูกกําหนดโดยอัตราการยับยั้งการทํางานของจุลินทรีย์ ซึ่งวัดเป็นการลดบันทึก การลดบันทึกจะวัดเปอร์เซ็นต์ของจุลินทรีย์ที่ปิดใช้งานที่อุณหภูมิเฉพาะในช่วงเวลาที่กําหนด เงื่อนไขของการรักษาอุณหภูมิและอัตราการยับยั้งการทํางานของจุลินทรีย์ได้รับอิทธิพลจากชนิดของจุลินทรีย์ตลอดจนองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์อาหาร พาสเจอร์ไรส์ด้วยความร้อนแบบดั้งเดิมมีข้อเสียหลายประการตั้งแต่การยับยั้งจุลินทรีย์ไม่เพียงพอผลกระทบด้านลบต่อผลิตภัณฑ์อาหารตลอดจนความร้อนที่ไม่สม่ําเสมอผ่านผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการบําบัด การให้ความร้อนไม่เพียงพอโดยระยะเวลาการพาสเจอร์ไรส์สั้นหรืออุณหภูมิต่ําเกินไปส่งผลให้อัตราการลดบันทึกต่ําและการเน่าเสียของจุลินทรีย์ในภายหลัง การอบชุบด้วยความร้อนมากเกินไปอาจทําให้ผลิตภัณฑ์เสื่อมสภาพ เช่น รสชาติไหม้ และความหนาแน่นของสารอาหารน้อยลงเนื่องจากสารอาหารที่ไวต่ออุณหภูมิถูกทําลาย
ข้อเสียของการพาสเจอร์ไรส์แบบธรรมดา
- สามารถทําลายหรือทําลายสารอาหารที่สําคัญได้
- อาจทําให้เกิดรสชาติผิดปกติได้
- ความต้องการพลังงานสูง
- ไม่ได้ผลในการฆ่าเชื้อโรคทนความร้อน
- ไม่สามารถใช้ได้กับผลิตภัณฑ์อาหารทุกชนิด

พื้นที่ UIP16000 เป็นโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบสําหรับการพาสเจอร์ไรส์แบบอินไลน์ของอาหารและเครื่องดื่ม
การพาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกของนม
Sonication, thermo-sonication และ thermo-mano-sonication habve ได้รับการวิจัยอย่างกว้างขวางสําหรับการพาสเจอร์ไรส์ของนมและผลิตภัณฑ์นม ตัวอย่างเช่นพบว่าอัลตราซาวนด์สามารถกําจัดการเน่าเสียและเชื้อโรคที่อาจเกิดขึ้นให้เป็นศูนย์หรือในระดับที่กฎหมายนมของแอฟริกาใต้และอังกฤษยอมรับได้แม้ว่าจะมีปริมาณการฉีดวัคซีนเบื้องต้น 5× สูงกว่าที่อนุญาตก่อนการรักษา จํานวนเซลล์ที่มีชีวิตของ. coli ลดลง 100% หลังจากอัลตราโซนิก 10.0 นาที นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าจํานวน Pseudomonas fluorescens ที่มีชีวิตลดลง 100% หลังจาก 6.0 นาที และ Listeria monocytogenes ลดลง 99% หลังจาก 10.0 นาที (Cameron et al. 2009)
การวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าเทอร์โมโซนิกสามารถยับยั้ง Listeria innocua และแบคทีเรีย mesophilic ในนมสดดิบได้ อัลตราซาวนด์แสดงให้เห็นว่าเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ได้สําหรับการพาสเจอร์ไรส์และการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของนมโดยแสดงเวลาในการประมวลผลที่สั้นลงโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สําคัญในปริมาณ pH และกรดแลคติกพร้อมกับรูปลักษณ์และความสม่ําเสมอที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับการบําบัดด้วยความร้อนทั่วไป ข้อเท็จจริงเหล่านี้เป็นประโยชน์ในหลาย ๆ ด้านของการแปรรูปนม (Bermúdez-Aguirre et al. 2009)
การพาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกของน้ําผลไม้และน้ําซุปข้นผลไม้
การพาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกถูกนําไปใช้เป็นเทคนิคการพาสเจอร์ไรส์ทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและรวดเร็วเพื่อยับยั้ง Escherichia coli และ Staphylococcus aureus ในน้ําแอปเปิ้ล เมื่อน้ําแอปเปิ้ลที่ปราศจากเนื้อถูกแปรรูปด้วยอัลตราโซนิก เวลาในการลดลง 5 บันทึกคือ 35 วินาทีสําหรับ. coli ที่ 60 องศาเซลเซียส และ 30 วินาทีสําหรับ S. aureus ที่ 62 องศาเซลเซียส แม้ว่าในการศึกษาจะพบว่าปริมาณเยื่อกระดาษสูงทําให้อัลตราซาวนด์เป็นอันตรายต่อ S. aureus น้อยลง แม้ว่าจะไม่มีผลอย่างมีนัยสําคัญต่อ. coli แต่ก็ควรสังเกตว่าไม่มีการใช้แรงกด Sonication ภายใต้ความดันที่สูงขึ้นทําให้การเกิดโพรงอากาศอัลตราโซนิกเข้มข้นขึ้นอย่างมีนัยสําคัญและด้วยเหตุนี้การยับยั้งการทํางานของจุลินทรีย์ในของเหลวที่มีความหนืดมากขึ้น การรักษาด้วยอัลตราซาวนด์ไม่มีผลอย่างมีนัยสําคัญต่อฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่กําหนดโดยกิจกรรมการกําจัดอนุมูลอิสระ 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) แต่จะเพิ่มปริมาณฟีนอลิกทั้งหมดอย่างมีนัยสําคัญ การรักษายังส่งผลให้น้ําผลไม้มีเสถียรภาพมากขึ้นและมีความสม่ําเสมอสูงขึ้น (อ้างอิง Baboli et al. 2020)
การยับยั้งการทํางานของแบคทีเรียแกรมบวกและแกรมลบอัลตราโซนิก
แบคทีเรียแกรมบวกเช่น Listeria monocytogenes หรือ Staphylococcus aureus เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปว่ามีความต้านทานมากกว่าแบคทีเรียแกรมลบและทนต่อเทคโนโลยีการพาสเจอร์ไรส์เช่น PEF, HPP และ mano-sonication (MS) สําหรับระยะเวลาการรักษาที่ยาวนานขึ้นเนื่องจากผนังเซลล์หนาขึ้น แบคทีเรียแกรมลบมีสอง – หนึ่งภายนอกและหนึ่งไซโตพลาสซึม – เยื่อหุ้มเซลล์ไขมันที่มีชั้นบาง ๆ ของ peptidoglycan ซึ่งทําให้มีความอ่อนไหวต่อการยับยั้งอัลตราโซนิกมากขึ้น ในทางกลับกันแบคทีเรียแกรมบวกมีเยื่อหุ้มไขมันเพียงเม็ดเดียวที่มีผนังเปปติโดไกลแคนหนาขึ้นซึ่งทําให้พวกมันมีความต้านทานต่อการพาสเจอร์ไรส์มากขึ้น การสืบสวนทางวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบผลของอัลตราซาวนด์พลังงานต่อแบคทีเรียแกรมลบและแกรมบวก และพบว่ามีผลยับยั้งแบคทีเรียแกรมลบที่แข็งแกร่งกว่า (อ้างอิง Monsen et al. 2009) แบคทีเรียแกรมบวกต้องการสภาวะอัลตราซาวนด์ที่เข้มข้นมากขึ้นเช่นแอมพลิจูดที่สูงขึ้นอุณหภูมิสูงขึ้นความดันที่สูงขึ้นและ / หรือเวลาในการ sonication นานขึ้น ระบบอัลตราซาวนด์กําลังของ Hielscher Ultrasound สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากและสามารถทํางานได้ที่อุณหภูมิสูงและด้วยเครื่องปฏิกรณ์โฟลว์เซลล์ที่มีแรงดัน สิ่งนี้ช่วยให้สามารถ sonication / thermo-mano-sonication ที่เข้มข้นเพื่อยับยั้งแบคทีเรียสายพันธุ์ที่ต้านทานได้มาก
การยับยั้งการทํางานของแบคทีเรียเทอร์โมดูริกอัลตราโซนิก
แบคทีเรียเทอร์โมดูริกเป็นแบคทีเรียที่สามารถอยู่รอดได้ในระดับที่แตกต่างกันในกระบวนการพาสเจอร์ไรส์ แบคทีเรียชนิดเทอร์โมดูริก ได้แก่ Bacillus, Clostridium และ Enterococci "อัลตราโซนิกที่แอมพลิจูด 80% เป็นเวลา 10 นาทีอย่างไรก็ตามทําให้เซลล์พืชของ B. coagulans และ A. flavithermus ในนมพร่องมันเนย 4.53 และ 4.26 บันทึกตามลําดับ การรักษาแบบผสมผสานของพาสเจอร์ไรส์ (63 องศาเซลเซียส / 30 นาที) ตามด้วยอัลตราโซนิกกําจัดเซลล์เหล่านี้ประมาณ 6 cfu / mL ในนมพร่องมันเนยอย่างสมบูรณ์" (Khanal et al. 2014)
- ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
- ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเทอร์โมดูริก
- มีประสิทธิภาพในการต่อต้านจุลินทรีย์ต่างๆ
- ใช้ได้กับอาหารเหลวแบบท่อร่วม
- ผลเสริมฤทธิ์กัน
- การสกัดสารอาหาร
- ประหยัดพลังงาน
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- อุปกรณ์เกรดอาหาร
- ซีไอพี / ซิป

การตั้งค่าอัลตราโซนิก UIP4000hdT สําหรับการพาสเจอร์ไรส์แบบอินไลน์แบบไม่ใช้ความร้อนของผลิตภัณฑ์อาหาร (เช่น ผลิตภัณฑ์นม นม น้ําผลไม้ ไข่เหลว เครื่องดื่ม)
อุปกรณ์พาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูง
Hielscher Ultrasonics มีประสบการณ์มาอย่างยาวนานในการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์พลังงานในอาหาร & อุตสาหกรรมเครื่องดื่มและสาขาอุตสาหกรรมอื่น ๆ อีกมากมาย โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกของเราติดตั้ง sonotrodes และโฟลว์เซลล์ที่ทําความสะอาดง่าย (CIP ทําความสะอาดในสถานที่ / SIP ฆ่าเชื้อในสถานที่) Hielscher อัลตราโซนิกส์’ โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรมสามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมาก แอมพลิจูดสูงถึง 200μm สามารถทํางานต่อเนื่องได้อย่างง่ายดายในการทํางานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน แอมพลิจูดสูงมีความสําคัญต่อการยับยั้งจุลินทรีย์ที่ดื้อยามากขึ้น (เช่น แบคทีเรียแกรมบวก) สําหรับแอมพลิจูดที่สูงขึ้นมี sonotrodes อัลตราโซนิกแบบกําหนดเอง เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลอัลตราโซนิกและอัลตราโซนิกทั้งหมดสามารถทํางานได้ภายใต้อุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นซึ่งช่วยให้สามารถพาสเจอร์ไรส์ด้วยเทอร์โมมาโนโซนิกที่เชื่อถือได้และพาสเจอร์ไรส์ที่มีประสิทธิภาพสูง
เทคโนโลยีล้ําสมัย ซอฟต์แวร์ประสิทธิภาพสูง และซับซ้อนทําให้ Hielscher Ultrasonics’ ม้าทํางานที่เชื่อถือได้ในสายการพาสเจอร์ไรส์อาหารของคุณ ด้วยรอยเท้าขนาดเล็กและตัวเลือกการติดตั้งที่หลากหลายเครื่องอัลตราโซนิก Hielscher สามารถรวมหรือติดตั้งเพิ่มเติมเข้ากับสายการผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
โปรดติดต่อเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติและความสามารถของระบบพาสเจอร์ไรส์อัลตราโซนิกของเรา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับใบสมัครของคุณกับคุณ!
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
---|---|---|
1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!
วรรณกรรม / อ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
แบคทีเรีย Mesophilic คืออะไร?
แบคทีเรีย Mesophilic กําหนดกลุ่มของแบคทีเรียที่เติบโตที่อุณหภูมิปานกลางระหว่าง 20 °C ถึง 45 °C และมีอุณหภูมิการเจริญเติบโตที่เหมาะสมในช่วง 30–39 °C ตัวอย่างสําหรับแบคทีเรีย mesophilic. coli, Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. jensenii, P. thoenii, P. cyclohexanicum, P. microaerophilum, Lactobacillus plantarum และอื่น ๆ อีกมากมาย
แบคทีเรียที่ชอบอุณหภูมิสูงขึ้นเรียกว่าเทอร์โมฟิลิก แบคทีเรียที่ชอบความร้อนจะหมักได้ดีที่สุดเมื่อสูงกว่า 30°C