Suyuq oziq-ovqatlarni ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish
Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish – oziq-ovqat va ichimliklarning mikroblar taʼsirida buzilishining oldini olish va uzoq muddatli barqarorligini taʼminlash uchun E.coli, Pseudomonas fluorescens, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus coagulans, Anoxybacillus flavithermus va boshqa koʻplab mikroblarni inaktivatsiya qiladigan notermik sterilizatsiya jarayonidir.
Oziq-ovqat va ichimliklarni ultratovush bilan ishlov berish orqali notermik pasterizatsiya qilish
Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish – oziq-ovqatning buzilishiga hissa qoʻshadigan organizmlar va fermentlarni yoʻq qilish yoki faolsizlantirish uchun ishlatiladigan muqobil notermik texnologiya. Ultratovush bilan ishlov berish konservalangan oziq-ovqatlar, sut, sut mahsulotlari, tuxum, sharbatlar, alkogol miqdori past ichimliklar va boshqa suyuq oziq-ovqatlarni pasterizatsiya qilish uchun qoʻllanishi mumkin. Ultratovush bilan ishlov berishning oʻzi ham, ultratovushni yuqori harorat va bosim sharoitlari bilan birlashtirish ham (termo-mano-sonikatsiya deb ataladi) sharbatlar, sut, sut mahsulotlari, suyuq tuxum va boshqa oziq-ovqat mahsulotlarini samarali pasterizatsiya qilishi mumkin. Takomillashtirilgan ultratovushli pasterizatsiya ishlovi anʼanaviy pasterizatsiya usullaridan ustun turadi, chunki ultratovush ishlov berilayotgan oziq-ovqat mahsulotlarining ozuqaviy moddalar tarkibi va fizik xususiyatlariga salbiy taʼsir koʻrsatmaydi. Suyuq oziq-ovqat mahsulotlarini pasterizatsiya qilish uchun ultratovush yoki termo-mano-sonikatsiyadan foydalanish anʼanaviy yuqori haroratda qisqa muddatli (HTST) pasterizatsiya usuliga qaraganda yuqoriroq sifatli, ozuqaviy moddalarga boy mahsulot olish imkonini berishi mumkin.
Beslar va boshqalar (2015) kabi tadqiqotchilarning izlanishlari ultratovush bilan ishlov berish sharbatlarni qayta ishlashda sezilarli afzalliklar berishi mumkinligini koʻrsatdi. Bular mahsulot chiqishi, ekstraksiya, loyqalik, reologik xususiyatlar va rang kabi sifat koʻrsatkichlarining, shuningdek, saqlanish muddatining yaxshilanishini oʻz ichiga oladi.
Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish – suyuq oziq-ovqatlardagi mikroblarni inaktivatsiya qilishning notermik usuli. Ishlov berish harorati past boʻlgani tufayli ozuqaviy va taʼm beruvchi moddalar termik parchalanishdan himoyalanadi. Shu tariqa ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish natijasida yuqori sifatli oziq-ovqat mahsulotlari olinadi.
Olma sharbatidagi Escherichia coli (a) va Staphylococcus aureus (b) ning turli haroratlarda ultratovush bilan ishlov berishdan (UT) va xuddi shu haroratlarda issiqlik bilan ishlov berishdan (HT) keyingi yashovchanlik egri chiziqlari.
rasm va tadqiqot: Baboli va boshqalar 2015
Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish qanday ishlaydi?
Mikroblarni ultratovush yordamida inaktivatsiya qilish va yoʻq qilish notermik usul boʻlib, uning asosiy ishlash tamoyili issiqlikka asoslanmasligini anglatadi. Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish asosan akustik kavitatsiya taʼsirlari hisobiga sodir boʻladi. Akustik / ultratovushli kavitatsiya hodisasi juda kichik kavitatsiya pufakchalarining ichida va atrofida yuzaga keladigan mahalliy yuqori haroratlar, bosimlar hamda tegishli harorat va bosim farqlari bilan maʼlum. Bundan tashqari, akustik kavitatsiya juda kuchli siljish kuchlari, suyuqlik oqimchalari va turbulentlikni hosil qiladi. Ushbu yemiruvchi kuchlar mikrob hujayralariga katta zarar yetkazadi, jumladan, hujayralarni teshadi va parchalaydi. Hujayralarning teshilishi va parchalanishi ultratovush bilan ishlov berilgan hujayralarda kuzatiladigan oʻziga xos taʼsirlar boʻlib, ular asosan kavitatsiya hosil qilgan suyuqlik oqimchalari tufayli yuzaga keladi.
Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish akustik kavitatsiya va uning gidrodinamik siljish kuchlariga asoslanadi
Nima uchun ultratovush bilan ishlov berish anʼanaviy pasterizatsiyadan ustun
Oziq-ovqat va ichimliklar sanoati mikroblar taʼsirida buzilishning oldini olish hamda mahsulotlarning saqlanish muddati va barqarorligini oshirish uchun bakteriyalar, achitqilar va zamburugʻlar kabi mikroblarni inaktivatsiya qilish yoki oʻldirishda anʼanaviy pasterizatsiyadan keng foydalanadi. Anʼanaviy pasterizatsiya odatda 100°C (212°F) dan past boʻlgan yuqori haroratlarda qisqa muddatli ishlov berish orqali amalga oshiriladi. Aniq harorat va davomiylik odatda muayyan oziq-ovqat mahsulotiga va inaktivatsiya qilinishi kerak boʻlgan mikroblarga moslashtiriladi. Pasterizatsiya jarayonining samaradorligi mikroblarning inaktivatsiya darajasi bilan belgilanadi va u logarifmik kamayish sifatida oʻlchanadi. Logarifmik kamayish muayyan vaqt davomida muayyan haroratda inaktivatsiya qilingan mikroblarning foizini oʻlchaydi. Harorat bilan ishlov berish sharoitlari va mikroblarning inaktivatsiya darajasiga mikroblarning turi hamda oziq-ovqat mahsulotining tarkibi taʼsir qiladi. Issiqlikka asoslangan anʼanaviy pasterizatsiyaning bir qator kamchiliklari mavjud: mikroblarning yetarlicha inaktivatsiya qilinmasligi, oziq-ovqat mahsulotiga salbiy taʼsirlar hamda ishlov berilayotgan mahsulotning butun hajmi boʻylab notekis qizishi. Pasterizatsiya davomiyligi juda qisqa yoki harorat juda past boʻlishi tufayli yetarlicha qizdirilmaslik logarifmik kamayish darajasining past boʻlishiga va keyinchalik mikroblar taʼsirida buzilishga olib keladi. Haddan tashqari issiqlik bilan ishlov berish mahsulot sifatining yomonlashishiga, masalan, kuygan yoqimsiz taʼmlar paydo boʻlishiga hamda haroratga sezgir ozuqaviy moddalar parchalanishi tufayli ozuqaviy moddalar zichligining kamayishiga olib kelishi mumkin.
Anʼanaviy pasterizatsiyaning kamchiliklari
- muhim ozuqaviy moddalarni yoʻq qilishi yoki ularga zarar yetkazishi mumkin
- yoqimsiz taʼmlar paydo boʻlishiga olib kelishi mumkin
- yuqori energiya talabi
- issiqlikka chidamli patogenlarni oʻldirishda samarasiz
- har bir oziq-ovqat mahsulotiga qoʻllab boʻlmaydi
Ushbu UIP16000 oziq-ovqat va ichimliklarni oqim liniyasida pasterizatsiya qilish uchun moʻljallangan toʻliq sanoat miqyosidagi ultratovushli gomogenizatordir.
Sut mahsulotlarini ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish
Sut va sut mahsulotlarini pasterizatsiya qilish uchun ultratovush bilan ishlov berish, termo-sonikatsiya va termo-mano-sonikatsiya keng tadqiq qilingan. Masalan, ishlov berishdan oldingi boshlangʻich inokulum miqdori ruxsat etilganidan 5× yuqori boʻlganida ham ultratovush buzilishga olib keluvchi mikroblar va potensial patogenlarni nolga yoki Janubiy Afrika va Britaniyaning sut haqidagi qonunchiligida maqbul deb belgilangan darajalargacha kamaytirishi aniqlangan. Ultratovush bilan 10,0 min ishlov berilgandan keyin E. coli ning yashovchan hujayralari soni 100% ga kamaygan. Bundan tashqari, Pseudomonas fluorescens ning yashovchan hujayralari soni 6,0 min dan keyin 100% ga, Listeria monocytogenes esa 10,0 min dan keyin 99% ga kamaygani koʻrsatilgan. (Cameron va boshqalar 2009)
Tadqiqotlar termo-sonikatsiya xom toʻliq sutdagi Listeria innocua va mezofil bakteriyalarni inaktivatsiya qilishi mumkinligini ham koʻrsatdi. Ultratovush sutni pasterizatsiya qilish va gomogenizatsiyalash uchun amalda qoʻllash mumkin boʻlgan texnologiya ekanligi koʻrsatilgan: u anʼanaviy termik ishlov berishga nisbatan pH va sut kislotasi miqdorida muhim oʻzgarishlarsiz qisqaroq ishlov berish vaqtini, shuningdek, yaxshiroq tashqi koʻrinish va konsistensiyani taʼminlaydi. Bu jihatlar sut mahsulotlarini qayta ishlashning koʻp tomonlari uchun afzaldir. (Bermúdez-Aguirre va boshqalar 2009)
Sharbatlar va meva pyurelarini ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish
Ultratovush yordamida pasterizatsiya qilish olma sharbatidagi Escherichia coli va Staphylococcus aureus ni inaktivatsiya qilish uchun samarali va tezkor muqobil pasterizatsiya usuli sifatida qoʻllangan. Meva etisiz olma sharbatiga ultratovush bilan ishlov berilganda, 5-log kamayish vaqti E. coli uchun 60degC da 35 s, S. aureus uchun esa 62degC da 30 s boʻlgan. Tadqiqotda meva eti miqdorining yuqoriligi ultratovushning S. aureus uchun oʻldiruvchi taʼsirini kamaytirgani, E. coli ga esa sezilarli taʼsir qilmagani aniqlangan boʻlsa-da, bosim qoʻllanmaganini qayd etish lozim. Yuqori bosim ostida ultratovush bilan ishlov berish ultratovushli kavitatsiyani va shu orqali qovushqoqligi yuqoriroq suyuqliklarda mikroblarning inaktivatsiyasini sezilarli darajada kuchaytiradi. Ultratovush bilan ishlov berish 2,2-difenil-1-pikrilgidrazil (DPPH) radikalini tutib qolish faolligi orqali aniqlangan antioksidant faollikka sezilarli taʼsir koʻrsatmagan, biroq umumiy fenolik moddalar miqdorini sezilarli darajada oshirgan. Ishlov berish natijasida bir xilligi yuqoriroq va barqarorroq sharbat ham olingan. (qarang: Baboli va boshqalar 2020)
Gram-musbat va gram-manfiy bakteriyalarni ultratovush yordamida inaktivatsiya qilish
Listeria monocytogenes yoki Staphylococcus aureus kabi gram-musbat bakteriyalar, odatda, gram-manfiy bakteriyalarga qaraganda chidamliroq ekanligi bilan maʼlum va hujayra devorlari qalinroq boʻlgani tufayli PEF, HPP va mano-sonikatsiya (MS) kabi pasterizatsiya texnologiyalariga uzoqroq ishlov berish davrlarida bardosh beradi. Gram-manfiy bakteriyalarda ikkita – biri tashqi va biri sitoplazmatik – lipid hujayra membranasi boʻlib, ularning orasida yupqa peptidoglikan qatlami joylashgan; bu ularni ultratovush yordamida inaktivatsiya qilishga sezgirroq qiladi. Boshqa tomondan, gram-musbat bakteriyalarda faqat bitta lipid membrana va qalinroq peptidoglikan devor mavjud boʻlib, bu ularga pasterizatsiya ishlovlariga nisbatan yuqoriroq chidamlilik beradi. Ilmiy tadqiqotlarda yuqori quvvatli ultratovushning gram-manfiy va gram-musbat bakteriyalarga taʼsiri solishtirilgan va uning gram-manfiy bakteriyalarga kuchliroq ingibitsiyalovchi taʼsir koʻrsatishi aniqlangan. (qarang: Monsen va boshqalar 2009) Gram-musbat bakteriyalar kuchliroq ultratovush sharoitlarini, yaʼni yuqoriroq amplitudalar, yuqoriroq haroratlar, yuqoriroq bosimlar va/yoki uzoqroq ultratovush bilan ishlov berish vaqtini talab qiladi. Hielscher Ultrasonics kompaniyasining yuqori quvvatli ultratovush tizimlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi va yuqori haroratlarda hamda bosim ostida ishlashi mumkin boʻlgan oqim hujayrasi reaktorlari bilan ishlatilishi mumkin. Bu hatto juda chidamli bakteriya shtammlarini ham inaktivatsiya qilish uchun kuchli ultratovush bilan ishlov berish / termo-mano-sonikatsiyani amalga oshirish imkonini beradi.
Termodurik bakteriyalarni ultratovush yordamida inaktivatsiya qilish
Termodurik bakteriyalar – pasterizatsiya jarayonida turli darajada yashovchanligini saqlab qola oladigan bakteriyalar. Termodurik bakteriyalarga Bacillus, Clostridium va Enterococci kiradi. “Biroq 80% amplitudada 10 min davomida ultratovush bilan ishlov berish yogʻsiz sutdagi B. coagulans va A. flavithermus ning vegetativ hujayralarini mos ravishda 4,53 va 4,26 log darajasida inaktivatsiya qildi. Pasterizatsiya (63 degrees C/30 min) va undan keyingi ultratovush bilan ishlov berishdan iborat birlashtirilgan ishlov yogʻsiz sutdagi ushbu hujayralarning taxminan log 6 cfu/mL miqdorini butunlay yoʻq qildi.” (Khanal va boshqalar 2014)
- Yuqoriroq samaradorlik
- Termodurik bakteriyalarni oʻldiradi
- Turli mikroblarga qarshi samarali
- Koʻplab turdagi suyuq oziq-ovqatlarga qoʻllash mumkin
- Sinergik taʼsirlar
- Ozuqaviy moddalarni ekstraksiya qilish
- Energiya tejamkor
- Ishlatish oson va xavfsiz
- Oziq-ovqat bilan ishlashga mos uskunalar
- CIP / SIP
Ultratovushli UIP4000hdT oziq-ovqat mahsulotlarini (masalan, sut mahsulotlari, sut, sharbatlar, suyuq tuxum, ichimliklar) oqim liniyasida notermik pasterizatsiya qilish uchun moʻljallangan qurilma
Yuqori unumdorlikdagi ultratovushli pasterizatsiya uskunalari
Hielscher Ultrasonics oziq-ovqat va ichimliklar sanoatida hamda sanoatning boshqa koʻplab tarmoqlarida yuqori quvvatli ultratovushni qoʻllash boʻyicha uzoq yillik tajribaga ega. Ultratovushli protsessorlarimiz oson tozalanadigan (joyida tozalash CIP / joyida sterilizatsiya qilish SIP) sonotrodlar va oqim hujayralari (suyuqlik bilan kontaktdagi qismlar) bilan jihozlangan. Hielscher Ultrasonics kompaniyasining sanoat ultratovushli protsessorlari juda yuqori amplitudalarni taʼminlay oladi. 200µm gacha boʻlgan amplitudalarda 24/7 rejimida uzluksiz ishlashni osonlik bilan amalga oshirish mumkin. Yuqori amplitudalar chidamliroq mikroblarni (masalan, gram-musbat bakteriyalarni) inaktivatsiya qilish uchun muhim. Yanada yuqori amplitudalar uchun maxsus tayyorlangan ultratovushli sonotrodlar mavjud. Barcha sonotrodlar va ultratovushli oqim hujayrasi reaktorlari yuqori harorat va bosimlarda ishlatilishi mumkin, bu esa ishonchli termo-mano-sonikatsiya va juda samarali pasterizatsiyani amalga oshirish imkonini beradi.
Eng zamonaviy texnologiya, yuqori unumdorlik va takomillashtirilgan dasturiy taʼminot Hielscher Ultrasonics uskunalarini oziq-ovqatni pasterizatsiya qilish liniyangizdagi ishonchli ishchi uskunalarga aylantiradi. Kam joy egallashi va turli oʻrnatish imkoniyatlari tufayli Hielscher ultratovush qurilmalarini mavjud ishlab chiqarish liniyalariga osongina integratsiya qilish yoki ularni modernizatsiya qilishda oʻrnatish mumkin.
Ultratovushli pasterizatsiya tizimlarimizning xususiyatlari va imkoniyatlari haqida batafsil maʼlumot olish uchun hoziroq biz bilan bogʻlaning. Sizning qoʻllash sohangizni siz bilan muhokama qilishdan mamnun boʻlamiz!
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan qurilmalar |
|---|---|---|
| 1 – 500mL | 10 – 200mL/min | UP100H |
| 10 – 2000mL | 20 – 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 – 20L | 0,2 – 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 – 100L | 2 – 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 – 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | kattaroq | qurilmalar klasteri: UIP16000 |
Biz bilan bogʻlaning! / Bizdan soʻrang!
Hielscher Ultrasonics laboratoriya, tajriba-sanoat va sanoat miqyosida aralashtirish, dispersiyalash, emulsiyalash va ekstraksiya qilish uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovushli gomogenizatorlar ishlab chiqaradi.
Adabiyotlar / Manbalar
- 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.
Bilishga arziydigan faktlar
Mezofil bakteriyalar nima?
Mezofil bakteriyalar 20 °C va 45 °C oraligʻidagi moʻtadil haroratlarda oʻsadigan va optimal oʻsish harorati 30–39 °C oraligʻida boʻlgan bakteriyalar guruhini bildiradi. Mezofil bakteriyalarga E. coli, Propionibacterium freudenreichii, P. acidipropionici, P. jensenii, P. thoenii, P. cyclohexanicum, P. microaerophilum, Lactobacillus plantarum va boshqa koʻplab bakteriyalar misol boʻladi.
Yuqoriroq haroratlarni afzal koʻradigan bakteriyalar termofil deb ataladi. Termofil bakteriyalar 30°C dan yuqori haroratda eng yaxshi fermentatsiya qiladi.