Лампы для повышения витамина D в грибах

1.0 ВВЕДЕНИЕ
Эта процедура предназначена для помощи грибоводу в настройке контроллера XENON
Corporation модели Z-1000 и корпуса лампы модели LH-840 для обработки
послеуборочных грибов для обогащения их витамином D. Она была разработана, чтобы
предоставить рекомендации (включающие в себя информацию о результатах работ,
выполненных в лаборатории XENON, университетах пищевых наук и производителями).
Чтобы добиться успеха в достижении уровня витамина D, необходимого для конкретного
свежего гриба, производителей просят изучить факторы, изложенные в этой статье,
которые в конечном итоге будут определять дневную норму (ДН) витамина D,
достигаемую в поточной системе обработки грибов с использованием Импульсного
излучения. Чтобы поддерживать качество своей продукции, производителей также просят
иметь протокол для регулярного подтверждения уровня витамина Д в обработанных
грибах, чтобы гарантировать, что условия не изменились с момента первоначальной
настройки и тестирования.
2.0 ГАРАНТИЯ
XENON не дает никаких гарантий относительно уровня ДН, который будет достигнут в
данной операции. В справочных документах приведены уровни ДН, достигнутые в
реальных статических испытаниях, проведенных с использованием оборудования XENON
с шестью разновидностями грибов: (1) портабелла; (2) шампиньоны двухспоровые; (3)
коричневые шампиньоны; (4) шиитаке и (5) вешенки. В этих тестах обычно требовалось
всего 2 или 3 импульса, генерируемых менее чем за 1 секунду, чтобы повысить уровень
D2 более чем на 100% на порцию (одна порция = 82 г).
3.0 СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
1. Vitamin D2 Enrichment In Fresh Mushrooms Using Pulsed UV Light; Michael Kalaras and Robert
Beelman; Penn State University
2. Vitamin D Formation from Post-Harvest Pulsed Light Treatment of Mushrooms, Roger Williams;
Xenon Corporation
3. The Power of the Sun; Pulsed Lamps to Boost Vitamin D in Mushrooms; Xenon Corporation
4. Installation and Maintenance Manual, model Z-1000; XENON Corporation
0. 5. Installation and Maintenance Manual; model LH-840; XENON Corporation
4.0 ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА УРОВЕНЬ ВИТАМИНА D ПРИ ОБРАБОТКЕ ИМПУЛЬСНЫМ
СВЕТОМ
Конкретный уровень витамина D, достигаемый при использовании системы импульсного
света, будет зависеть от следующих факторов:
1. Тип гриба
2. Расстояние от гриба под окном корпуса лампы
3. Размер бокса для грибов
4. Скорость конвейерной ленты
5. Общее количество импульсов, которыми обрабатывается каждый гриб
Каждый из факторов будет обсуждаться в следующих разделах.
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 4
5.0 ПОНИМАНИЕ СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В типичной установке импульсной световой системы XENON корпус лампы будет
установлен над спроектированным пользователем туннелем, который блокирует
импульсный свет от персонала, когда грибы перемещаются под мигающей лампой в
своём боксе на конвейерной ленте.
На рисунке показано, как корпус лампы обычно располагается над светонепроницаемым
туннелем. Если на одной конвейерной линии необходимо перерабатывать несколько
сортов грибов, предусмотрена регулировка высоты монтажного основания корпуса лампы
вверх или вниз, чтобы поддерживать оптимальную высоту от окна корпуса лампы до
верхней части грибов в боксе. — 1,25″ (31,7 мм)1.
Лампа генерирует световые импульсы высокой энергии с длиной волны, близкой к длине
волны солнечного света. Чтобы обеспечить длительный срок службы лампы-вспышки,
для корпуса лампы требуется внешний вентилятор. Блок контроллера обеспечивает всю
мощность лампы-вспышки, а также управляет формой светового импульса, энергией и
частотой импульсов. Доступны пользовательские элементы управления, которые
позволяют оператору выбирать импульсы в серийном режиме или в режиме
непрерывных вспышек. Частота импульса установлена на заводе на 3 импульса в
секунду.
Типичная конструкция, показывающая размещение корпуса лампы над конвейерной
лентой, показана ниже.
1 В ПРИЛОЖЕНИИ указано оптимальное расстояние при обработке некоторых сортов белых грибов.
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 5
6.0 ОБОРУДОВАНИЕ ИМПУЛЬСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Система XENON для обогащения витамином D включает в себя автономный контроллер,
корпус лампы, лампу-вспышку и нагнетатель воздуха для корпуса лампы.
• Модель ЛХ-840 Корпус лампы с 16-дюймовой лампой типа B (без озона)
a. Лампа-вспышка находится в герметичном корпусе лампы.
b. Импульсная световая энергия передается через кварцевое окно
c. Принудительное воздушное охлаждение с помощью внешнего вентилятора
(см. ниже)
• Модель Z-1000 Контроллер обеспечивает ручной выбор
количества импульсов лампы с помощью настроек на
передней панели. Внутренний источник питания, блок
формирования импульсов и частота импульсов
устанавливаются на заводе. Все питание для корпуса лампы
осуществляется от контроллера.
a. Блок питания 3кВт.
b. Входная мощность: 200–240 В переменного тока; 18,5 ампер; 50/60 Гц
c. Энергия импульса: 505 Дж/импульс
d. Частота пульса: 3 импульса в секунду
• Модель БЛ-1001 Комплект обдува корпуса лампы. 16-дюймовый линейный
корпус лампы был разработан для непрерывного принудительного
воздушного охлаждения, чтобы обеспечить поддержание температуры
лампы-вспышки во время работы. На корпусе предусмотрены фильтры для
отвода воздуха, блокирующие свет. Комплект вентилятора модели BL-1001
включает:
a. Воздуходувку
b. Шнур питания
c. Воздушный фильтр
d. Гибкие алюминиевые воздуховоды
e. Хомуты.
7.0 ОБОРУДОВАНИЕ, ПРЕДОСТАВЛЯЕМОЕ САМИМ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ
Пользователь должен предоставить следующее:
a. Тоннель, блокирующий свет
b. Конвейерную ленту
c. Электрическое питание: 200-240 В переменного тока
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 6
8.0 ВЫБОР МЕСТА РАСПЛОЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВСТРОЕННОЙ ОБРАБОТКИ
Обычно корпус лампы помещается в туннель,
блокирующий свет, спроектированный пользователем,
который затем прикрепляется к движущейся
конвейерной ленте, ведущей к упаковочной машине.
Из-за высокой мощности лампы грибы попадают в
туннель на открытых грибных боксах, как показано на
рисунке, и до упаковки и маркировки упаковки.
Упаковочный материал и этикетки могут быть
повреждены при воздействии импульсного света.
Размещается туннель, как правило, после машины для
нарезки и перед упаковочной машиной.
Из-за наличия высокого напряжения внутри корпуса лампы и контроллера туннель не должен
располагаться в месте, в котором происходит мойка водой под высоким давлением. Все
электрические кабелепроводы, сетевые кабели и силовые выключатели контроллера должны
располагаться там, где операторы системы витамина D не подвергаются воздействию
проводящих мокрых полов. Кабели от контроллера к корпусу лампы не должны соприкасаться
с токопроводящими поверхностями и находиться вдали от операторов.
8.1 СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ПОЛОЖЕНИЕМ КОРПУСА ЛАМПЫ, СКОРОСТЬЮ КОНВЕЙЕРА,
ЧИСЛОМ ИМПУЛЬСОВ
Контроллер Z-1000 может работать в одном из двух режимов мигания: (1) фиксированное
число импульсов; (2) непрерывное мигание. При проведении «статических» испытаний
грибов выбор фиксированного количества импульсов позволяет оператору поместить
грибы под корпус лампы, а затем подвергнуть грибы воздействию любого
фиксированного количества импульсов, от 1 до 100+. Однако в непрерывном пакетном
режиме работы, когда грибы перемещаются по конвейерной ленте к станции
упаковки/маркировки, контроллер обычно работает в режиме непрерывного мигания. В
этом режиме общее количество импульсов, которые испытывает гриб, определяется (1)
скоростью конвейера и (2) углом корпуса лампы по отношению к конвейерной ленте.
Следующие рекомендации подробно описывают, как спроектировать туннель,
блокирующий свет. Это потребует определения наилучшего угла установки корпуса на
основании над конвейерной лентой. Как только этот угол определен, скорость конвейера
будет контролировать фактическое общее количество импульсов, которым подвергается
каждый гриб, когда он движется под корпусом лампы, мигающей с частотой 3 импульса в
секунду. Затем путем предварительного тестирования каждого типа грибов определяется
оптимальная скорость конвейера.
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 7
8.2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВЕТОЗАЩИТНОГО ТУННЕЛЯ ДЛЯ КОРПУСА ЛАМПЫ
Первым шагом в планировании
конструкции туннеля, блокирующего свет,
является определение угла, под которым
корпус лампы будет располагаться по
отношению к конвейерной ленте. Угол
корпуса по отношению к подающему
транспортеру определяется шириной
бокса для грибов. Примеры различных
контейнеров для грибов (как правило,
контейнеры выполнены из полистирола)
показаны на рисунке. Высота бокса не
может превышать 1,25 дюйма над
высотой грибов, помещенных в него.
Грибы нельзя складывать друг на друга
в боксе, они должны быть расположены в один слой на одинаковой высоте.
Грибная ножка должна быть внизу, грибы должны быть шляпкой кверху.
Если вы обратитесь к приведенной ниже схеме, то заметите, что корпус лампы показан
перпендикулярно конвейерной ленте. Это положение обозначено как 90° по отношению к
направлению конвейера. В этом положении область воздействия излучением
представляет собой область размером 1″ x 16″ непосредственно под лампой,
сфокусированную на 1,25″ ниже окна лампы. Когда верхняя часть корпуса лампы
поворачивается вправо, угол изменяется с 90° на 85°, до 75°, до 45° и, наконец, до 0°.
Угол, который вы будете использовать для размещения корпуса лампы над конвейером,
определяется шириной вашего грибовидного кассы и описан в следующем разделе.
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 8
8.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛА КОРПУСА ЛАМПЫ
Используя приведенную ниже таблицу, выберите угол корпуса лампы в зависимости от
ближайшей ширины бокса для грибов. Например: если ширина бокса составляет 4,5
дюйма (114 мм), угол корпуса будет равен 17°.
ШИРИНА БОКСА
Дюймы (мм)
УГОЛ
КОРПУСА
1,39 (35,3) 5°
2,78 (70,6) 10°
3,12 (79,2 11,25°
4,68 (119) 17°
6,13 (156) 22,5°
11,31 (287) 45°
13,86 (352) 60°
15,46 (393) 75°
15,94 (405) 85°
16.00 (406) 90°
8.4 МОНТАЖНОЕ ОСНОВАНИЕ ДЛЯ КОРПУСА ЛАМПЫ
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 9
8.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ КОНВЕЙЕРА
Используя угол установки корпуса лампы, обратитесь к приведенным ниже таблицам,
чтобы определить эффективное общее количество импульсов, которое будет
воздействовать на каждый гриб, для скоростей конвейера от 10 до 80 футов/минуту (от 3
до 24 метров/минуту). Например, при угле 5° общее количество импульсов будет
колебаться от 17 импульсов при скорости ленты 10 футов в минуту (3 метра в минуту) до
2 импульсов при скорости 80 футов в минуту (24 метра в минуту). Обратите внимание,
что частота мигания лампы фиксирована и не может быть изменена оператором.
Затем выбирается наилучшая скорость конвейера, зная, сколько импульсов требуется
для достижения желаемого обогащения витамином D для определенного типа грибов —
см. следующую процедуру. Например, если расчетный угол наклона корпуса составляет
10°, а общее количество импульсов для получения желаемого уровня витамина D равно
3, скорость конвейера будет установлена на уровне 30 футов/минуту.
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 10
8.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ИМПУЛЬСОВ
Необходимо провести первоначальное статическое тестирование, чтобы подтвердить
фактический уровень витамина D в зависимости от типа гриба. Это может быть
выполнено с помощью следующего протокола:
1. Выровняйте – совместите центр гриба с осью лампы
2. Измерьте диаметр гриба
3. Взвесьте гриб
4. Поместите гриб под корпус лампы на расстоянии 1,25″
от вершины гриба до низа корпуса лампы (окно) –
ножка гриба внизу (шляпка гриба смотрит наверх).
Выровняйте – совместите центр гриба с осью лампы
5. Индивидуально экспонируйте четыре (4) образца по 1, 2,
3 и 4 вспышкам каждый
6. Поместите каждый образец в отдельный маркированный бумажный пакет или
открытый пластиковый пакет.
7. Поместите необработанные образцы грибов в маркированный бумажный пакет или
открытый пластиковый пакет. Они будут использоваться для определения уровня
витамина D до облучения вспышкой.
8. Храните образцы в прохладе – при температуре охлаждения овощей, но не
замораживайте. (можно использовать изолированную упаковочную коробку с
охлаждающими пакетами).
9.0 АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНА D
Обработанные грибы должны быть отправлены в квалифицированную лабораторию,
имеющую опыт анализа уровня витамина D2. Перед облучением образцов грибов, нужно
согласовать их отправку грузовым перевозчиком и получение и исследование – с
лабораторией, для обеспечения своевременного тестирования и отчетности. Грибы
следует транспортировать в изолированных коробках, обычно используемых для
пищевых продуктов. Это позволяет избежать порчи при отправке в лабораторию.
Medallion Labs (Миннеаполис, Миннесота, США) является примером лаборатории,
используемой XENON для анализа витамина D. См. ниже пример отчета о результатах
их испытаний.
Обычно лаборатория предоставляет свои результаты в пересчете на витамин D2/100 г.
Эти результаты затем преобразуются в витамин D2 на порцию, где одна порция
составляет 82 г. Они могут быть преобразованы в % ДН (400 МЕ = 100% ДН).
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 11
Пример отчета по витамину D, предоставленного Medallion Labs
9.1 ПРИМЕР ИСПЫТАНИЙ, ПРОВЕДЕННЫХ В ЛАБОРАТОРИИ НА НЕСКОЛЬКИХ ВИДАХ
ГРИБОВ
% дневной нормы* витамина D2 в одной порции (84 г)
ТИП ГРИБОВ Количество импульсов
0 1 2 3 4
Белые шампиньоны (Agaricus bisporus) 0% 325% 562% 724% 824 %
Коричневые шампиньоны (Agaricus bisporus) 4% 362% 522% 746% 899 %
Шиитаке (Lentinula edodes) 3% 490% 867% 1200%
Вешенки (Pleurotus ostreatus) 15% 651% 1129% 1618%
Примечания
1 — *100% дневной нормы (ДН — DV) = 400 МЕ
2 — Частота пульса = 3 импульса в секунду; XENON лампа «В»; 505 Дж/импульс
3 – Шляпка гриба расположена на 1,25 дюйма ниже кварцевого окна модели LH-840 16-
дюймового корпуса лампы.
4 — Исследование, проведенное М. Каларасом и Р. Билманом, кафедрой пищевых наук
Пенсильванского государственного университета
5 — Полный отчет доступен по адресу www.xenoncorp.com/mushrooms
Установка Системы “витамин D” для обработки грибов импульсным излучением
XENON * 37 Upton Drive * Wilmington, MA * 01887 Страница 12
ПРИЛОЖЕНИЕ A: ПОИСК И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ – ОКРАШИВАНИЕ БЕЛЫХ
ГРИБОВ В КОРИЧНЕВЫЙ ЦВЕТ
Некоторые разновидности белых грибов более чувствительны к лучистой энергии,
генерируемой каждым импульсом света, что приводит к их потемнению. Чтобы
предотвратить потемнение этих белых грибов, их следует размещать на большем
расстоянии от лампы — с рекомендуемых 1,25 дюйма поместить на расстоянии 3,0–4,0
дюймов ниже окна корпуса лампы. Это уменьшит уровень лучистой энергии,
попадающей на гриб, устранит его потемнение, и по-прежнему обеспечит высокий
уровень повышения уровня витамина D. Для получения дополнительной помощи
обратитесь в службу поддержки клиентов XENON.

ПОВЫШЕНИЕ ВИТАМИНА D В ГРИБАХ ПУТЁМ ИХ ОБЛУЧЕНИЯ

Подготовлено Louis R. Panico (CEO)

IММС7
27 августа 2013 г.

Содержание

 Введение
 Витамин Д
 Грибы
 Импульсный свет
 Некоторые тесты и результаты
 Выводы
 Вопросы и ответы

Витамин Д

 Витамин D необходим для хорошего здоровья
 В большинстве стран есть проблемы с дефицитом витамина D
 Витамин D вырабатыва-ется кожей под воздействием солнечных лучей.
 В местах, где не недостаточно солнечного света, или когда большая часть времени проводится в помещении, необходимо добавлять витамин D.
 Чем старше мы становим-ся, тем больше витамина D нам требуется.
 Не многие продукты естественным образом содержат витамин D в нужном количество.

Рекомендуемая суточная доза витамина D

Источник: NIH Office of dietary supplement.

Витамин D2

 Существует много типов витамина D, две основные формы — это витамин D2 и витамин D3.
 Витамин D представляет собой группу секостероидов.
 Витамин Д2 Формула С28H44О
 Химическое название
Эргокальциферол

Эргокальциферол (Витамин D2)

Распространенные источ-ники витамина D в пище

МЕ в типичных продуктах

1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0

Грибы
 Не славятся своим содержанием витамина D
 Существует множество съедобных разновидностей
 Часто выращиваются в темноте
 Грибы и другие грибы содержат важный предшественник D2 : Эргостерол
 Под воздействием УФ-излучения эргостерол превращается в эргокальциферол.
 Могут вырабатывать большое количество витамина D.

Грибы после обработки импульсным светом

МОЖЕТ БЫТЬ САМЫМ БОЛЬШИМ ИСТОЧНИКОМ ВИТАМИНА D НА ПОРЦИЮ

МЕ типичных продуктов

2500

2000

1500

1000

500

0

Улучшение — это просто

 Удобно: можно осуществлять после сбора урожая
 Гибкость: обычно делается перед упаковкой/обработкой
 Просто: требуется установка системы лампы-вспышки на конвейерной линии.
 Быстро: требуется от 1 до 3 импульсов от лампы-вспышки, которые могут быть поданы за секунду
 Дешево: без добавок, химикатов, газов
 Процесс происходит в воздухе.

Почему лампы-вспышки Xenon
 Высокая пиковая мощность приводит к большей
глубине проникновения
 Короткая длительность импульса означает очень небольшое повышение температуры
 Мы не готовим еду
 Даётся достаточно времени для охлаждения
 Спектрально богатое УФ-излучением близко приближено к солнечному свету
 Одобрены FDA для пищевой промышленности
 Они обеспечивают очень высокие пиковые энергии в
очень короткое время
 Может быть порядка 1 мегаватта за 300 микросекунд.

Эксперимент

После обработки излучением все грибы были отправлены в Medallion Laboratories (Миннеаполис, Миннесота) для анализа витамина D. Результаты испытаний были выражены как общий витамин D, МЕ (международные единицы) на 100 граммов. В зависимости от количества импульсов общее содержание витамина D в каждом грибе варьировалось от 71% до 181% DV (дневная норма*) для портобеллы и от 183% до 538% для цельных шампиньонов.
** См. таблицу на следующем слайде **

Контроль до облучения Лампа МЕ % ДН
Портабелла Н/Д 30 8%
Нарезанные шампиньоны Н/Д 20 5%

Портабелла Лампа МЕ % ДН
1 импульс С 285 71%
2 импульса С 554 139%

1 импульс С 734 183%
2 импульса С 2106 526%
2 импульса Б 1541 385%
3 импульса С 2151 538%

Исследование повышения температуры

 Изучение влияния повышения температуры важно, так как она напрямую влияет на срок годности и позволяет избежать повреждения грибов.
 Показан рост температуры, основанный на количестве импульсов для портобеллы и шампиньонов с контролем, основанным только на зонде.
 Наблюдается повышение температуры всего на несколько градусов

Коммерциализация

 Многие крупные компании выводят на рынок грибы, обогащенные витамином D
 Срок годности после обработки увеличивается
 Создается преимущество для продажи продукта

О сегментах применения оборудования XENON

 Высокая энергия
 Импульсные УФ-лампы
 Системы импульсного УФ-отверждения
 Импульсные системы санитарной обработки
 Преуспевайте в требовательных областях, где стандартные непрерывные источники не работают и требуется низкая температура, например, при изготовления дисков Blue-ray.
 Работаем в отрасли 50 лет
 Производим лампы и системы для промышленных и индивидуальных решений

Выводы

 Витамин D является неотъемлемой частью здорового питания
 Он обычно не встречается во многих продуктах питания.
 Грибы могут генерировать огромное количество витамина D при облучении лампами Xenon.
 Использование импульсов высокой энергии с короткой длительностью импульса уменьшает повреждение гриба из-за нагрева
 Приложение простое и сегодня развертывается на коммерческой основе
 Xenon обладает опытом и знаниями, позволяющими внедрять эти технологии