Sıvı Gıdaların Ultrasonik Pastörizasyonu

Ultrasonik pastörizasyon e.coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus mikrobiyal bozulmayı önlemek ve yiyecek ve içecekler uzun vadeli istikrar sağlamak için diğerleri arasında mikropları inaktive etmek için termal olmayan bir sterilizasyon işlemidir.

Gıdaların Termal Olmayan Pastörizasyonu & Sonication tarafından İçecekler

Ultrasonik pastörizasyon yok etmek veya gıda bozulmasına katkıda organizmalar ve enzimler devre dışı bırakmak için kullanılan bir termal olmayan alternatif teknolojidir. Ultrasonication konserve gıdalar, süt, süt, yumurta, meyve suları, düşük alkol içeriği ile içecekler ve diğer sıvı gıdalar pastöre mekik için kullanılabilir. Ultrasonication tek başına yanı sıra ultrason yüksek ısı ve basınç koşulları ile birlikte (termo-mano-sonication olarak da bilinir) verimli meyve suları, süt, süt, sıvı yumurta ve diğer gıda ürünleri pastörrize edebilirsiniz. Ultrason olumsuz tedavi gıda ürünlerinin besin içeriği ve fiziksel özellikleri etkilemez gibi sofistike bir ultrasonik pastörizasyon tedavisi geleneksel pastörizasyon teknikleri öne çıkmaktadır. Sıvı gıda ürünleri pastörize etmek için ultrason veya termo-mano-sonication kullanarak geleneksel yüksek sıcaklık kısa sürede (HTST) pastörizasyon yöntemi daha yüksek kalitede besin açısından zengin bir ürün sağlayabilir.
Beslar et al. (2015) gibi araştırmalar, ultrasonik tedavinin verim, ekstraksiyon, bulanıklık, reolojik özellikler ve renk gibi gelişmiş kalite faktörleri de dahil olmak üzere meyve sularının işlenmesinde önemli avantajlar sağlayabileceğini ortaya koydu.

Escherichia coli (a) ve Staphylococcus aureus 'un (b) elmalı suyunda, Ultrason Tedavisi (UT) sonrası farklı sıcaklıklarda ve Aynı sıcaklıklarda Isı İşlemi (HT) sonrası sağkalım eğrileri.
resim ve çalışma: Baboli et al. 2015

Ultrasonik Pastörizasyon Nasıl Çalışır?

Ultrasonik inaktivasyon ve mikropların imha ana çalışma prensibi ısı dayalı olmadığı anlamına gelir olmayan bir termal tekniktir. Ultrasonik pastörizasyon akustik kavitasyon etkileri esas neden olur. Akustik / ultrasonik kavitasyon fenomeni yerel olarak yüksek sıcaklıklar, basınçlar ve dakika kavitasyon kabarcıkları etrafında meydana ilgili diferansiyel, bilinmektedir. Ayrıca, akustik kavitasyon çok yoğun kesme kuvvetleri, sıvı jetleri ve türbülanslar oluşturur. Bu yıkıcı güçler mikrobiyal hücrelerde büyük hasara neden olur, bu tür hücre perforasyonu ve bozulması. Hücre perforasyonu ve bozulma ultrasonik tedavi hücrelerinde bulunan benzersiz etkileri kavitasyon tarafından oluşturulan sıvı jetleri esas olarak neden olur.

Ultrasonik pastörizasyon akustik kavitasyon ve hidrodinamik kesme kuvvetleri dayanmaktadır

Neden Sonication Excels Geleneksel Pastörizasyon

Yiyecek ve içecek endüstrisi, mikrobiyal bozulmayı önlemek ve ürünlerine daha uzun raf ömrü ve stabilitesi sağlamak için bakteri, maya ve mantar gibi mikropları inaktive etmek veya öldürmek için yaygın olarak konvansiyonel pastörizasyon uyguluyor. Konvansiyonel pastörizasyon genellikle 100°C'nin (212°F) altındaki yüksek sıcaklıklarda kısa bir tedavi ile çalışır. Tam sıcaklık ve süre normalde belirli gıda ürünü ve mikroplar, hangi inaktive edilmelidir ayarlanır. Pastörizasyon işleminin etkinliği, kütük küçültme olarak ölçülen mikrobiyal inaktivasyon oranı ile belirlenir. Günlük azaltma belirli bir zaman içinde belirli bir sıcaklıkta inaktive mikropların yüzdesini ölçer. Sıcaklık işleme koşulları ve mikrobiyal inaktivasyon oranı mikropların türü yanı sıra gıda ürün ünün bileşimi etkilenir. Geleneksel ısı bazlı pastörizasyon yetersiz mikrobiyal inaktivasyon, gıda ürünü üzerinde olumsuz etkileri yanı sıra işlenmiş ürün üzerinden düzensiz ısıtma arasında değişen çeşitli dezavantajları vardır. Yetersiz ısınma ile kısa pastörizasyon süresi veya çok düşük sıcaklık düşük günlük azaltma oranı ve sonraki mikrobiyal bozulma ile sonuçlanır. Çok fazla ısıl işlem, yanmış aromalar gibi ürün bozulmasına ve ısıya duyarlı besinler nedeniyle daha az besin yoğunluğuna neden olabilir.

Konvansiyonel Pastörizasyon Dezavantajları

• önemli besinleri yok edebilir veya zarar verebilir
• tatdışı neden olabilir
• yüksek enerji gereksinimleri
• ısıya dayanıklı patojenlere karşı etkisiz
• her gıda ürünü için geçerli değildir

Süt Ultrasonik Pastörizasyon

Sonication, thermo-sonication and thermo-mano-sonication habve been widely researched for the pasteurization of milkm and dairy products. For instance, ultrasound was found to eliminate spoilage and potential pathogens to zero or to levels acceptable by South African and British milk legislation, even when initial inoculum loads of 5× higher than permitted were present before treatment. Viable cell counts of E. coli were reduced by 100% after 10.0 min of ultrasonication. Furthermore was shown that viable counts of Pseudomonas fluorescens were reduced by 100% after 6.0 min and Listeria monocytogenes was reduced by 99% after 10.0 min. (Cameron et al. 2009)
Araştırmalar ayrıca termo-sonication çiğ tam süt Listeria innocua ve mezofilik bakterilerin inaktive olduğunu göstermiştir. Ultrason pastörizasyon ve süt homojenizasyonu için uygun bir teknoloji olduğu gösterilmiştir, pH ve laktik asit içeriğinde önemli değişiklikler olmadan daha kısa işleme süreleri sergileyen, konvansiyonel termal tedavi ile karşılaştırıldığında daha iyi bir görünüm ve tutarlılık ile birlikte. Bu gerçekler süt işleme birçok açıdan avantajlıdır. (Bermúdez-Aguirre ve ark. 2009)

Meyve Suları ve Meyve Pürelerinin Ultrasonik Pastörizasyonu

Ultrasonik pastörizasyon elma suyu Escherichia coli ve Staphylococcus aureus inaktive etmek için verimli ve hızlı alternatif pastörizasyon tekniği olarak uygulandı. Hamuru ücretsiz elma suyu ultrasonik işlendiğinde, 5 günlük azaltma süresi 60degC de E. coli için 35 s ve 62degC De S. aureus için 30 s oldu. Çalışmada yüksek posa içeriğinin ultrasonu S. aureus için daha az öldürücü hale getirdiğini, E. coli üzerinde önemli bir etkisi olmamasına rağmen, herhangi bir basınç uygulanmadığı unutulmamalıdır. Yüksek basınç altında Sonication önemli ölçüde ultrasonik kavitasyon ve böyle daha viskoz sıvılarda mikrobiyal inaktivasyon yoğunlaştırır. Ultrason tedavisi antioksidan aktivite üzerinde anlamlı bir etkisi yoktu 2,2-difenil-1-picrylhydrazyl (DPPH) radikal atma aktivitesi, ama önemli ölçüde toplam fenolik içeriği arttı. Tedavi aynı zamanda daha yüksek tekdüzelik ile daha istikrarlı meyve suyu sonuçlandı. (cf. Baboli ve ark. 2020)

Gram-Pozitif ve Gram-Negatif Bakterilerin Ultrasonik İnaktivasyonu

Listeria monocytogenes veya Staphylococcus aureus gibi gram pozitif bakterilerin genel olarak gram-negatif bakterilere göre daha dirençli olduğu ve daha kalın hücre duvarları nedeniyle daha uzun bir tedavi süresi için PEF, HPP ve mano-sonication (MS) gibi pastörizasyon teknolojilerine dayandığı bilinmektedir. Gram-negatif bakterilerin iki – bir dış ve bir sitoplazmik – aralarında peptidoglikan ince bir tabaka ile lipid hücre zarları, onları ultrasonik inaktivasyon daha duyarlı hale getirir. Öte yandan, gram-pozitif bakteriler kalın peptidoglikan duvar ile sadece tek bir lipid membran var, hangi onları pastörizasyon tedavileri karşı daha fazla direnç verir. Bilimsel araştırmalar, güç ultrasonunun gram-negatif ve gram-pozitif bakteriler üzerindeki etkisini karşılaştırdı ve gram-negatif bakteriler üzerinde daha güçlü bir inhibitör etkisi olduğunu ortaya çıkardı. (cf. Monsen ve ark. 2009) Gram-pozitif bakteriler daha yoğun ultrason koşulları gerektirir, yani daha yüksek genlikler, yüksek sıcaklıklar, yüksek basınç ve / veya daha uzun sonication zaman. Hielscher Ultrasonik 'güç-ultrason sistemleri çok yüksek genlikleri teslim edebilir ve yüksek sıcaklıklarda ve basınçlı akış hücre reaktörleri ile çalıştırılabilir. Bu bile çok dayanıklı bakteri suşları inaktive etmek için yoğun sonication / termo-mano-sonication sağlar.

Termodurik Bakterilerin Ultrasonik İnaktivasyonu

Termodurik bakteriler, pastörizasyon işleminde farklı ölçüde hayatta kalabilen bakterilerdir. Bakteri termodurik türleri Bacillus, Clostridium ve Enterococci içerir. "Ultrasonication 10 dakika için% 80 genlik ancak, B. koagülan ve A. flavithermus yağsız süt 4,53 ve 4,26 günlükleri, sırasıyla vegetatif hücreleri inaktive. Pastörizasyon kombine bir tedavi (63 derece C/30 dk) ultrasonication takip tamamen yağsız süt bu hücrelerin yaklaşık günlük 6 cfu / mL ortadan kaldırıldı." (Khanal ve ark. 2014)

Yüksek Performanslı Ultrasonik Pastörizasyon Ekipmanları

Hielscher Ultrasonik gıda güç ultrason uygulamasında uzun deneyimli & içecek sanayi yanı sıra diğer birçok sanayi dalları. Bizim ultrasonik işlemciler kolay temizlenir (temiz-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodes ve akış hücreleri (ıslak parçalar) ile donatılmıştır. Hielscher Ultrasonik’ endüstriyel ultrasonik işlemciler çok yüksek genlikler sunabilir. 200 μm'ye kadar genlikler 7/24 çalışmada kolayca çalıştırılabilir. Yüksek genlikler daha dirençli mikropları (örneğin, gram-pozitif bakteriler) inaktive etmek için önemlidir. Daha yüksek genlikler için, özelleştirilmiş ultrasonik sonotrodes mevcuttur. Tüm sonotrodes ve ultrasonik akış hücre reaktörleri yüksek sıcaklık ve basınç altında çalıştırılabilir, hangi güvenilir bir termo-mano-sonication ve son derece etkili pastörizasyon sağlar.
State-of-the-art teknolojisi, yüksek performanslı ve sofistike yazılım Hielscher Ultrasonik yapmak’ gıda pastörizasyon hattında güvenilir iş atları. Küçük bir ayak izi ve çok yönlü kurulum seçenekleri ile, Hielscher ultrasonicators kolayca entegre edilebilir veya mevcut üretim hatları na retro monte.
Ultrasonik pastörizasyon sistemlerimizin özellikleri ve özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen bizimle iletişime geçin. Başvurunuzu sizinle tartışmanızdan mutluluk duyarım!
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: