Ферментированные ингредиенты применяются в производстве функциональных продуктов питания, нутрицевтических добавок, молочных ингредиентов и сухих бактериальных культур. После завершения ферментации производителю может потребоваться перевести жидкий или концентрированный продукт в сухую форму.

Для этих задач применяется сублимационная сушка — технология удаления замороженной воды в условиях вакуума.

Однако ферментированные ингредиенты отличаются по составу и назначению. Одни продукты должны содержать жизнеспособные микроорганизмы, другие представляют собой ферментированные растительные экстракты или пищевые концентраты, для которых сохранение живых клеток не является основной задачей.

Промышленная сублимационная сушилка для ферментированных ингредиентов должна подбираться по свойствам конкретного продукта, требованиям к готовому материалу и объему производства.

Какие ферментированные ингредиенты можно подвергать сублимационной сушке?

В зависимости от технологии и состава можно рассматривать несколько групп продуктов.

Пробиотические и заквасочные культуры

К этой категории относятся отдельные культуры молочнокислых бактерий и другие микроорганизмы, используемые в пищевом производстве.

Для таких продуктов важны количество жизнеспособных клеток, их функциональные свойства и стабильность при хранении.

Сублимационная сушка может применяться для получения сухих культур, но жизнеспособность микроорганизмов необходимо проверять экспериментально.

Ферментированные растительные экстракты

Растительное сырье может подвергаться микробной или ферментативной обработке, после которой получают жидкий экстракт либо концентрат.

К таким материалам относятся некоторые ферментированные травяные, зерновые и растительные ингредиенты.

При получении сухого продукта внимание уделяется остаточной влажности, структуре порошка и содержанию целевых веществ.

Ферментированные молочные ингредиенты

При производстве некоторых сухих молочных компонентов с использованием ферментации необходимо учитывать содержание белков, лактозы, органических кислот и других растворенных веществ.

Состав влияет на замораживание, сушку и свойства получаемого порошка.

Функциональные пищевые ингредиенты

К этой группе относятся отдельные ферментированные концентраты и составы, предназначенные для дальнейшего применения в пищевых продуктах.

Для каждого ингредиента требуется определить технологическую совместимость с лиофилизацией.

Почему сублимационная сушка применяется для пробиотиков?

Живые бактериальные клетки чувствительны к замораживанию и обезвоживанию.

При образовании кристаллов льда и изменении концентрации растворенных веществ возможно повреждение клеточных мембран и других структур.

Сублимационная сушка позволяет удалять влагу из замороженной культуры без полного перевода основной массы льда в жидкое состояние.

При подходящей рецептуре и технологическом режиме это может способствовать сохранению жизнеспособных клеток.

Однако сам факт применения низкой температуры не гарантирует высокого уровня выживаемости бактерий.

Результат зависит от штамма, состава защитной среды, условий замораживания, режима сушки и последующего хранения.

Какие факторы влияют на жизнеспособность бактерий?

Состав защитной среды

При разработке сухих бактериальных культур могут применяться защитные компоненты, например трегалоза, сахароза или подходящие белковые ингредиенты.

Они способны изменять физические свойства высушиваемой системы и уменьшать повреждение клеток при определенных условиях.

Выбор компонентов и их количество определяются экспериментально с учетом штамма и назначения продукта.

Условия замораживания

Скорость охлаждения и конечная температура влияют на формирование льда, распределение воды и состояние клеток.

Оптимальные условия могут различаться даже для близких бактериальных культур.

Температура продукта

Во время первичной сушки необходимо контролировать подвод тепла к замороженному материалу.

Температурная программа должна соответствовать свойствам защитной среды и продукта.

При вторичной сушке также требуется учитывать чувствительность культуры к температуре и удалению остаточной влаги.

Остаточная влажность и активность воды

Для готовых бактериальных порошков важно контролировать остаточную влажность и активность воды.

Однако максимально низкое содержание влаги не всегда означает максимальную стабильность жизнеспособных клеток.

Требуемые значения необходимо устанавливать для конкретной рецептуры с учетом упаковки и условий хранения.

Чем сушка ферментированных растительных экстрактов отличается от сушки пробиотиков?

Для ферментированных растительных концентратов основная задача может заключаться в получении сухого продукта с необходимыми физическими и химическими характеристиками.

Такие экстракты могут содержать органические кислоты, сахара, пептиды, полифенолы и другие соединения.

Из-за состава некоторые концентраты проявляют липкость или склонность к изменению структуры во время сушки.

Поэтому необходимо учитывать:

• концентрацию сухих веществ;

• особенности замораживания;

• толщину слоя материала;

• допустимую температуру продукта;

• остаточную влажность;

• свойства порошка при выгрузке и хранении.

Если продукт не предназначен для содержания живых микроорганизмов, оценивать его качество только по показателю выживаемости бактерий не имеет смысла.

Как устроен промышленный процесс сублимационной сушки?

Производственный процесс может включать подготовку ферментированного материала, концентрацию или отделение клеток, смешивание с предусмотренными компонентами, замораживание, первичную сушку, вторичную сушку и упаковку.

Конкретная последовательность зависит от типа продукта.

Для живых бактериальных культур дополнительно учитываются санитарные условия, допустимые параметры обработки и предупреждение загрязнения посторонними микроорганизмами.

Для растительных концентратов особое значение могут иметь способ загрузки и физическая стабильность высушиваемого материала.

После завершения сушки продукт выгружают и направляют на предусмотренную дальнейшую обработку и упаковку.

Конструкция полок и загрузочных систем

Для ферментированных концентратов могут применяться лотки из нержавеющей стали.

В лабораторных исследованиях и при работе с отдельными культурами также могут использоваться подходящие флаконы или другие емкости.

Размеры полок, расстояние между уровнями и способ загрузки определяются формой продукта и производственной задачей.

Полезная площадь загрузки должна соответствовать предполагаемой массе партии и допустимой толщине слоя.

TOFFON предлагает индивидуальные конструкции камер, полок и систем размещения материала.

Вакуумная система и конденсатор

Во время первичной сушки образующийся водяной пар поступает к холодным поверхностям конденсатора и осаждается в виде льда.

Поэтому при проектировании промышленной установки необходимо учитывать общее количество удаляемой воды и интенсивность поступления пара.

Вакуумная система должна соответствовать объему камеры, рабочему давлению и газовой нагрузке.

Для регулярной работы также важны автоматическое выполнение технологических программ и регистрация параметров оборудования.

При этом фактическая сохранность микроорганизмов и качество ингредиента должны подтверждаться испытаниями готового продукта.

От лабораторных исследований к промышленному производству

Перед промышленным производством ферментированных ингредиентов полезно провести лабораторные и пилотные испытания.

Они позволяют установить подходящие условия обработки и определить необходимые показатели контроля.

Для живых культур могут измеряться количество жизнеспособных клеток до и после сушки, а также их стабильность при хранении.

Для ферментированных экстрактов исследуются остаточная влажность, физические свойства порошка и целевые компоненты.

На основании характеристик продукта и требуемого объема производства выбирается оборудование соответствующего масштаба.

Сублимационные сушилки TOFFON для ферментированных ингредиентов

TOFFON предлагает лабораторные, пилотные и промышленные сублимационные сушилки для пищевых и нутрицевтических производств.

Для разных проектов могут использоваться компактные установки HFD, пилотное оборудование SFD и промышленные пищевые сушилки FZG.

При разработке индивидуальной конфигурации учитываются:

• характеристики ферментированного продукта;

• объем загрузки;

• размеры камеры и полезная площадь полок;

• температурное управление;

• холодильная система;

• конденсатор и вакуумное оборудование;

• требования к очистке;

• автоматизация и регистрация данных;

• интеграция в производственную линию.

Для проектов с жизнеспособными культурами требования к гигиене, загрузке и последующей обработке определяются отдельно.

Часто задаваемые вопросы

Сохраняются ли живые бактерии после сублимационной сушки?

Часть клеток может сохранять жизнеспособность, однако фактический результат зависит от штамма, защитной рецептуры и процесса. Количество жизнеспособных клеток необходимо определять лабораторными методами.

Можно ли сушить ферментированные растительные экстракты?

Да, для подходящих водных концентратов сублимационная сушка может применяться после проверки физической стабильности продукта и технологических условий.

Одинаковое ли оборудование используется для всех ферментированных ингредиентов?

Нет. Конструкция и комплектация определяются свойствами материала, требованиями к гигиене, способом загрузки и производительностью.

Какие данные нужны для подбора оборудования?

Тип ингредиента, наличие живых микроорганизмов, состав продукта, начальное содержание воды, масса партии, требования к готовому продукту и планируемый выпуск.

TOFFON — оборудование для сублимационной сушки ферментированных продуктов

При промышленной обработке ферментированных ингредиентов необходимо согласовать особенности продукта с конструкцией сушильной камеры, температурным управлением, вакуумной и холодильной системами.

Для пробиотических культур особое внимание уделяется условиям сохранения жизнеспособности клеток. Для ферментированных растительных концентратов — свойствам порошка и контролю целевых компонентов.

TOFFON предлагает индивидуальные сублимационные сушилки и решения для производственных линий, позволяющие согласовать технологические требования ферментированных ингредиентов с задачами промышленного производства.

• Предыдущий материал: Промышленные сублимационные сушилки TOFFON: оборудование для крупных пищевых производств
• Следующий материал: 没有了！