تجنيس العصائر والسموذي باستخدام الموجات فوق الصوتية عالية القدرة
تتطلب العصائر والسموذي والمشروبات تجنيسًا موثوقًا وفعالًا لتوفير نكهة وقوام مرغوبين، إلى جانب ثبات طويل الأمد. تُستخدم المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية القص على نطاق واسع في صناعة الأغذية والمشروبات لإنتاج عصائر ومشروبات ومهروسات وصلصات فائقة الجودة. وبوصفه معالجة غير حرارية، يمنع التجنيس بالموجات فوق الصوتية عالية القص التدهور الحراري للفيتامينات والمركبات النشطة حيويًا، مع توفير ثبات ونعومة استثنائيين.
- تحسين خصائص النكهة بفضل الاستخلاص
- زيادة مردود العصير
- قيمة أعلى من المغذيات الدقيقة
- زيادة الحلاوة دون إضافة سكر (تستخلص الموجات فوق الصوتية السكر الطبيعي الموجود داخل الخلايا، مما يجعله متاحًا لبراعم التذوق)
- تعزيز التوافر الحيوي للمغذيات النباتية
- قوام ناعم
- تعطيل الإنزيمات
- تحقيق الثبات الميكروبي
- إطالة مدة الصلاحية
مجانس بالموجات فوق الصوتية عالي القص مزود بخلية تدفق زجاجية لمعالجة العصائر والسموذي والمهروسات والصلصات.
تجنيس العصائر والسموذي والمشروبات بالموجات فوق الصوتية عالية القص
تحسين الثبات بالموجات فوق الصوتية – تجنب انفصال الأطوار والترسيب: يُفتَّت لب الفواكه والخضروات إلى جسيمات صغيرة، مما يحقق ثباتًا عاليًا ويمنع الترسيب ويمنح قوامًا ناعمًا.
تعديل لزوجة العصير وقوامه بالموجات فوق الصوتية: تحتوي الفواكه والخضروات، مثل التفاح والجزر والبرتقال والجريب فروت والليمون والطماطم، على كميات وفيرة من البكتينات. والبكتينات عديدات سكاريد تعمل بوصفها مثبتًا طبيعيًا. تستخلص المجانسات بالموجات فوق الصوتية البكتينات من المصفوفة الخلوية وتحررها في العصير، مما يزيد اللزوجة والثبات. لذلك تُعد المجانسات بالموجات فوق الصوتية وسيلة ممتازة للاستفادة من المثبتات الطبيعية مثل البكتينات.
تحسين المحتوى من المغذيات النباتية بالاستخلاص بالموجات فوق الصوتية: تُفكِّك المجانسات بالموجات فوق الصوتية المصفوفات الخلوية وتعزز تحرير الجزيئات المحتجزة، مثل الفيتامينات ومضادات الأكسدة والبوليفينولات والفلافونويدات، في منتج العصير. وبذلك تصبح المغذيات النباتية أكثر توافرًا حيويًا وأكثر إتاحةً للامتصاص عند تناولها.
تكثيف خصائص النكهة بفضل المعالجة بالموجات فوق الصوتية: لا تقتصر المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية القص على تحرير البكتينات، بل تحرر أيضًا جزيئات النكهة والزيوت الأساسية والسكريات الطبيعية والمغذيات النباتية. (للاطلاع على تحسين المحتوى الغذائي بالموجات فوق الصوتية، انظر دراسة الحالة أدناه). يحرر الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية الجزيئات النشطة حيويًا، مثل مركبات النكهة والفيتامينات، من المصفوفة الخلوية، مما يجعلها متاحة لبراعم التذوق لدى المستهلك.
تكثيف اللون بفضل المعالجة بالموجات فوق الصوتية: توجد الأصباغ النباتية أيضًا داخل المصفوفة الخلوية للنبات. تحرر المجانسات بالموجات فوق الصوتية الأصباغ النباتية، مثل الكاروتينات والكلوروفيل والبيتالانينات والأنثوسيانينات، وتقلل حجم جسيماتها. وتشتت جسيمات الأصباغ الأصغر الضوء بصورة أفضل من الجسيمات الأكبر، مما يمنح العصير أو المهروس أو الصلصة لونًا أكثر كثافة.
تجنيس العصائر بالموجات فوق الصوتية – فوائد متعددة
تتميز المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية القص بالموثوقية والكفاءة في خلط المشروبات، مثل عصائر الفواكه والنكتار وعصائر الخضروات والسموذي ومشروبات الليمون المنكَّهة بالفواكه ومشروبات الحليب المنكَّهة ومخفوقات البروتين والمشروبات المضاف إليها مستخلصات وغيرها.
في استخلاص العصائر وعصرها، يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية زيادة مردود العصير. فعلى سبيل المثال، زادت المعالجة بالموجات فوق الصوتية مردود عصير العنب بنسبة تصل إلى 3.4 %، مع تقليص زمن المعالجة إلى الثلث. كما أدت المعالجة بالموجات فوق الصوتية المقترنة بالمعالجة الإنزيمية إلى زيادة مردود العصير بنسبة تصل إلى 2 % وتقليص زمن المعالجة إلى أقل من الربع مقارنة بالمعالجة الإنزيمية التقليدية. وأدى التطبيق المتتابع للموجات فوق الصوتية والمعالجة الإنزيمية إلى زيادة مردود العصير بنسبة تصل إلى 7.3 %. وبالمثل، أدت المعالجة بالموجات فوق الصوتية وحدها إلى زيادة مردود استخلاص عصير الأناناس من هريس الأناناس بنسبة 10.8 %. كما عززت المعالجة بالموجات فوق الصوتية محتوى السكريات والأحماض الكلية والمركبات الفينولية وفيتامين C. (راجع Baslar et al. 2015)
يتطلب تصنيع المشروبات، مثل العصائر ومشروبات الليمون المضاف إليها العصير وغيرها من المشروبات، تجنيسًا واستحلابًا موثوقين لتحقيق الثبات وتحسين النكهة والقوام وتوفير مظهر بصري جذاب وتحسين الخصائص الوظيفية. فعلى سبيل المثال، يوفر التجنيس بالموجات فوق الصوتية ثباتًا استثنائيًا ويمنع انفصال الأطوار ويحسن نكهة وقوام العصائر والسموذي، وكذلك المشروبات القائمة على الحليب والبروتين. علاوة على ذلك، تستحلب المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية القص مختلف المكونات بسهولة لإنتاج مستحلبات شفافة. ومن التطبيقات الشائعة للاستحلاب بالموجات فوق الصوتية تحضير المياه والمشروبات المضاف إليها القنب. ويمكن إضافة الكانابينويدات المستقرة (مثل CBD وCBG وTHC) إلى المشروبات المائية الشفافة وغيرها من المشروبات باستخدام الموجات فوق الصوتية. وللحصول على مستحلبات شفافة ذات توافر حيوي مرتفع للمركبات الفعالة، يجب استحلاب المركبات النشطة حيويًا بأحجام نانوية. ويُعد الاستحلاب بالموجات فوق الصوتية التقنية المتفوقة لإنتاج مستحلبات نانوية تتميز بمظهر شفاف وثبات استثنائي وتوافر حيوي وخصائص وظيفية. لذلك يُستخدم الاستحلاب النانوي بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في تصنيع المستحضرات الصيدلانية والمكملات (مثل صبغات CBD وغيرها).
وفي الوقت نفسه، تستخلص المجانسات بالموجات فوق الصوتية جزيئات النكهة والمركبات النشطة حيويًا والمغذيات النباتية، مما يزيد توافرها الحيوي وإتاحتها للامتصاص. كما تُذيب المجانسات بالموجات فوق الصوتية السكريات والشرابات أو المحليات، وتشتت الصموغ والنشويات وغيرها من المواد المضافة وتميهها لتكوين معلقات ثابتة على المدى الطويل. وتتيح وحدة واحدة للموجات فوق الصوتية من Hielscher تنفيذ مهام التجنيس والاستحلاب النانوي والاستخلاص والتشتيت والإذابة والتمييه والمزج في تصنيع العصائر والمشروبات لديك.
تأثير المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام UP400S بسعة اهتزاز قدرها 100μm على البنية المجهرية لعصير التفاح.
الدراسة والصورة: Ertugay & Baslar, 2014
دراسة حالة: تحسين المحتوى الغذائي في عصير البرتقال المعالج بالموجات فوق الصوتية
التجنيس بالموجات فوق الصوتية عالية القص طريقة غير حرارية لحفظ الأغذية ومعالجتها، وتتميز بتحسين الثبات وتعطيل الكائنات الحية الدقيقة في عصائر الفواكه دون التسبب في الآثار الجانبية الشائعة غير المرغوبة المرتبطة بالمعالجات الحرارية التقليدية. درس Guerrouj et al. (2016) تأثيرات المعالجة بالموجات فوق الصوتية على المحتوى الكلي من المركبات الفينولية والفلافونويدات، وكذلك على الكاروتينات وحمض الأسكوربيك (فيتامين C) في عصير البرتقال، باستخدام مجانس Hielscher Ultrasonics UP200S. ووجدوا زيادة معنوية في المحتوى الكلي من المركبات الفينولية في عينات عصير البرتقال المعالجة بالموجات فوق الصوتية مقارنة بعينة ضابطة (انظر الجدول أدناه). وكانت هذه الزيادة من 42.74 إلى 69.45mg GAE/100 ml عند المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة 30 min. وتبين هذه النتائج تعزيزًا معنويًا للمركبات الفينولية خلال المعالجة بالموجات فوق الصوتية.
تُعرض أيضًا في الجدول أدناه نتائج نشاط اصطياد الجذور الحرة DPPH في عصير البرتقال. وأظهرت العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية زيادة معنوية في النسبة المئوية لتثبيط DPPH مقارنة بالعينة الضابطة، مما يشير إلى مستوى أعلى من مضادات الأكسدة. وبلغت النسبة المئوية لتثبيط DPPH مقدار 37.48% و35.70% و34.70% و35.21% في العينات المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة 1 و10 و20 و30 min، على التوالي، مقارنة بالعينات الضابطة (21.67%). وتتوافق هذه النتائج مع النتائج التي لوحظت في عصير الليمون كاستوري المعالج بالموجات فوق الصوتية (Bhat et al., 2011). وتشير هذه النتائج إلى أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية تعزز قابلية استخلاص المركبات المضادة للأكسدة.
وخلص الباحثون إلى أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية لعصير البرتقال أدت إلى تعزيز عام للمركبات النشطة حيويًا، مثل المركبات الفينولية الكلية والفلافونويدات والكاروتينات والأنثوسيانينات وحمض الأسكوربيك، مع انخفاضات معنوية في أعداد الكائنات الحية الدقيقة.
يسارًا: عصير برتقال غير معالج؛ يمينًا: عصير برتقال معالج بالموجات فوق الصوتية
ينتج التجنيس بالموجات فوق الصوتية عالية القص عصيرًا ثابتًا دون ترسيب
تحسين المحتوى من المركبات الفينولية الكلية والفلافونويدات الكلية، ونشاط اصطياد جذور DPPH الحرة، والكاروتينات الكلية، وحمض الأسكوربيك في عصير البرتقال بالموجات فوق الصوتية.
الدراسة والجدول: Guerrouj et al. 2016
مسابير الموجات فوق الصوتية وخلايا التدفق لتجنيس العصائر
تتمتع Hielscher Ultrasonics بخبرة طويلة في تصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء التي تُستخدم عالميًا في الإنتاج الصناعي لعصائر الفواكه والخضروات والنكتار والسموذي ومشروبات البروتين، وكذلك المهروسات والصلصات. ويُعد التجنيس الموثوق والفعال لعصائر الفواكه والمشروبات والمنتجات الغذائية تطبيقًا ذا متطلبات عالية، إذ يحتاج إلى مسابير للموجات فوق الصوتية عالية القدرة تولد سعات اهتزاز ثابتة وتوفر قصًا كافيًا للحصول على منتجات غذائية ومشروبات متجانسة. تُصمَّم جميع أجهزة الموجات فوق الصوتية من Hielscher وتُصنَّع للعمل بنظام 24/7 تحت الحمل الكامل. وتتوفر معالجات الموجات فوق الصوتية بدءًا من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبرية المدمجة بقدرة 50 واط، وصولًا إلى الأنظمة القوية للموجات فوق الصوتية للمعالجة ضمن خط الإنتاج بقدرة 16,000 واط. وتتيح مجموعة واسعة من أبواق تعزيز السعة والسونوترودات وخلايا التدفق تهيئة مجانس بالموجات فوق الصوتية عالي القص بصورة مخصصة وفقًا للمادة الخام (مثل الفواكه والخضروات والمكونات الأخرى وغيرها) والخصائص المطلوبة للمنتج النهائي.
تصنع Hielscher Ultrasonics مسابير للموجات فوق الصوتية عالية الأداء يمكن ضبطها خصيصًا لتوفير النطاق الكامل من سعات الاهتزاز، من المنخفضة جدًا إلى المرتفعة جدًا. وإذا كان تطبيق التجنيس لديك يتطلب مواصفات غير معتادة (مثل الجمع مع ضغوط مرتفعة و/أو درجات حرارة مرتفعة)، تتوفر سونوترودات مخصصة للموجات فوق الصوتية. وتتيح متانة معدات الموجات فوق الصوتية من Hielscher التشغيل بنظام 24/7 في ظروف التشغيل الشاق والبيئات ذات المتطلبات الصعبة.
تجنيس العصائر بالموجات فوق الصوتية بنظام الدفعات وضمن خط الإنتاج
يمكن استخدام المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية القص من Hielscher للمعالجة بالموجات فوق الصوتية بنظام الدفعات وبصورة مستمرة ضمن خط الإنتاج. وسنوصي بالتهيئة الأنسب للموجات فوق الصوتية وفقًا لحجم المشروب وسرعة المعالجة.
إن إدخال تيارات تغذية متعددة، يمكن ضبط كميات كل منها بصورة مستقلة عند تغذيتها إلى نظام التجنيس المستمر بالموجات فوق الصوتية، يجعل التجنيس ضمن خط الإنتاج باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية عالية القص عالي الكفاءة من حيث الوقت والعمالة، وسهل الاستخدام وقادرًا على معالجة أحجام صناعية من العصائر والمشروبات.
مسابير الموجات فوق الصوتية وخلايا التدفق لأي حجم
تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics النطاق الكامل لمعالجات الموجات فوق الصوتية، من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبرية المدمجة، مرورًا بالأنظمة المنضدية والتجريبية، وصولًا إلى معالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل القادرة على معالجة حمولات شاحنات في الساعة. وتتيح لنا مجموعة المنتجات الكاملة تقديم معدات الموجات فوق الصوتية الأنسب لمشروبك أو منتجك الغذائي، ولقدرة المعالجة المخطط لها وأهداف الإنتاج.
سعات اهتزاز قابلة للتحكم الدقيق لتحقيق أفضل النتائج
يمكن التحكم بدقة في جميع المجانسات بالموجات فوق الصوتية من Hielscher، مما يجعلها معدات عمل موثوقة. وتُعد سعة الاهتزاز أحد معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر في كفاءة وفعالية التأثيرات الميكانيكية الناتجة عن الموجات فوق الصوتية، مثل التجنيس والاستحلاب والاستخلاص والتمييه والإذابة والحفظ. وتتيح جميع معالجات Hielscher Ultrasonics ضبط سعة الاهتزاز بدقة. وتُعد السونوترودات وأبواق تعزيز السعة ملحقات تتيح تعديل سعة الاهتزاز ضمن نطاق أوسع. ويمكن للمجانسات الصناعية بالموجات فوق الصوتية عالية القص من Hielscher توفير سعات اهتزاز مرتفعة جدًا وشدة الموجات فوق الصوتية اللازمة للتطبيقات ذات المتطلبات العالية. ويمكن بسهولة التشغيل المستمر بسعات اهتزاز تصل إلى 200µm بنظام 24/7.
يتيح الضبط الدقيق لسعة الاهتزاز والمراقبة الدائمة لمعلمات عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية عبر برمجيات ذكية إمكانية معالجة العصير أو المشروب أو المنتج الغذائي لديك في ظروف محسَّنة. معالجة مثلى بالموجات فوق الصوتية لتحقيق تجنيس العصائر بأعلى كفاءة!
تُستخدم أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher على نطاق واسع لتجنيس مشروبات مثل
تتيح متانة أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher التشغيل بنظام 24/7 في ظروف التشغيل الشاق والبيئات ذات المتطلبات الصعبة. وهذا يجعل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher أداة عمل موثوقة تلبي متطلبات تصنيع الأغذية والمشروبات لديك.
أعلى جودة – تصميم وتصنيع في ألمانيا
بوصفها شركة مملوكة لعائلة وتديرها العائلة، تمنح Hielscher الأولوية لأعلى معايير الجودة في معالجات الموجات فوق الصوتية لديها. وتُصمَّم جميع أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية وتُصنَّع وتُختبَر بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين، ألمانيا. وتجعل متانة معدات الموجات فوق الصوتية من Hielscher وموثوقيتها منها معدات عمل يُعتمد عليها في إنتاجك. ويُعد التشغيل بنظام 24/7 تحت الحمل الكامل وفي البيئات ذات المتطلبات الصعبة خاصية طبيعية للمجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية القص من Hielscher.
يقدم لك الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500mL | 10 إلى 200mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000mL | 20 إلى 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20L | 0.2 إلى 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
تواصل معنا! / اسألنا!
المؤلفات / المراجع
- Kamal Guerrouj, Marta Sánchez-Rubio, Amaury Taboada-Rodríguez, Rita María Cava-Roda, Fulgencio Marín-Iniesta (2016): Sonication at mild temperatures enhances bioactive compounds and microbiological quality of orange juice. Food and Bioproducts Processing 99, 2016. 20–28.
- Mustafa Fatih Ertugay; Mehmet Başlar (2014): The effect of ultrasonic treatments on cloudy quality-related quality parameters in apple juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 26, 2014. 226–231.
- J. Wu , T.V. Gamage, K.S. Vilkhu, L.K. Simons, R. Mawson (2008): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.
- Mirja Mokkila , Annikka Mustranta, Johanna Buchert, Kaisa Poutanen (2004): Combining Power Ultrasound with Enzymes in Berry Juice Processing. VTT Technical Research Centre of Finland. Presentetd at BioCat Conference 2004.
- 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, 2015.
حقائق جديرة بالمعرفة
ما الفرق بين العصير والعصير المصنوع من المركز والنكتار؟
العصير مشروب يُصنع باستخلاص السائل الطبيعي الموجود في الفواكه والخضروات أو عصره. وقد يشير أيضًا إلى السوائل المنكَّهة بالمركز. ويُستهلك العصير عادة بوصفه مشروبًا، لكنه يمكن أن يُستخدم أيضًا بوصفه مكونًا أو عنصرًا منكِّهًا في الأغذية أو المشروبات الأخرى، مثل السموذي.
يُصنَّف العصير إلى عصير 100%، وعصير مصنوع من المركز، ونكتار. والعصير 100% هو عصير فواكه مصنوع بنسبة 100% من فواكه وخضروات طبيعية دون إضافة ملونات أو مواد حافظة أو سكريات. ومع ذلك، يمكن تحضير عصير الفواكه بطرق مختلفة، أي من عصير طازج غير مركز أو من مركز العصير. وفي الحالة الأولى، تُعصر الفواكه ويُخزَّن العصير أو يُعبَّأ مباشرة بعد حصاد الفواكه. أما في النوع الآخر من العصير «المصنوع من المركز»، فيُركَّز العصير المعصور بإزالة الماء من العصير المعصور حديثًا بواسطة المعالجة تحت التفريغ. وبذلك يُحصل على مركز شبيه بالشراب ذي حجم أقل، مما يسهل نقل منتج العصير. وبعد شحن مركز العصير إلى وجهته النهائية، يُحوَّل إلى عصير فواكه بإضافة الماء.
يشير مصطلح النكتار إلى عصير الفواكه الذي يحتوي على مقدار كبير جدًا من أحماض الفواكه أو لبها بحيث لا يمكن تناوله بوصفه عصيرًا 100%. ومن الأمثلة الشائعة للفواكه المستخدمة لإنتاج النكتار الموز والمانجو والمشمش والخوخ والكمثرى. ويُخفَّف العصير، الذي يُعد من الناحية التقنية مهروسًا، بالماء، وقد يُضاف إليه السكر لمنحه قوامًا مناسبًا للشرب ونكهة مستساغة. وتتراوح نسبة عصير الفواكه في النكتار بين 25 و99 % حسب محتوى الفواكه ووصفة الشركة المصنعة. ومع أن النكتار قد يحتوي على سكريات مضافة، فإنه لا يحتوي على أي ملونات أو مواد حافظة.
تشمل الأشكال الأخرى للمشروبات التي تحتوي على عصائر مشروبات الليمون والحليب المنكَّهة بالعصير والسموذي ومنتجات العصائر المدعَّمة. وقد تتكون العصائر من مستخلص نوع واحد من الفواكه أو الخضروات، أو تجمع بين مصدرين أو أكثر من الفواكه والخضروات. وتُصنع عصائر الفواكه الأكثر شيوعًا من البرتقال أو التفاح أو التوت البري أو العنب. وتُصنع مشروبات أخرى شائعة قائمة على الفواكه من الأناناس وفاكهة العاطفة والجريب فروت والمانجو والموز والكرز والكيوي.
تُصنع عصائر الخضروات التجارية عادة من توليفات مختلفة من الجزر والشمندر والكرفس واليقطين والطماطم. ومع أن النوعين الأخيرين لا يُعدان خضروات من الناحية التقنية، فإنهما يُستخدمان عادة لتحسين استساغة الطعم. ومن المكونات الأخرى الشائعة في عصائر الخضروات البقدونس وأوراق الهندباء والكرنب الأجعد والكرفس والشمر والبروكلي والخيار. ويُضاف الليمون والثوم والزنجبيل والكركم وغيرها من التوابل لفوائدها الصحية ولابتكار خصائص نكهة مثيرة للاهتمام.
ومن التطبيقات الأخرى للمعالجة بالموجات فوق الصوتية في إنتاج المشروبات تكثيف تخمير مشروبات الكومبوتشا والعصائر المشابهة للكومبوتشا وتحسينه. انقر هنا لقراءة المزيد عن تحسين تخمير الكومبوتشا بالموجات فوق الصوتية!

