Превъзходна ефективност и качество при производството на ядково мляко с ултразвук

Ядковите млека и растителните алтернативи на млякото са разрастващ се сегмент в хранителната промишленост. При производството на ядкови млека и растителни аналози на млякото ултразвуковата екстракция и хомогенизация са показали значителни предимства пред конвенционалните техники. Ултразвукът с висока мощност увеличава добива, стабилността на продукта, съдържанието на хранителни вещества и общата ефективност на обработката.

По-високи добиви на ядково мляко с мощен ултразвук

Ултразвуковата екстракция е добре позната като надежден и високоефективен метод за увеличаване на добива на растителни масла, протеини, полизахариди и микронутриенти. Ето защо ултразвуковата обработка се използва при производството на растителни заместители на млякото, например от бадеми, кашу, кокос, лешници, фъстъци, сусам, соя, тигрови ядки, овес, ориз, коноп, грах, шамфъстък, орехи, амарант или киноа. Суровините за ядковите млека и другите растителни алтернативи на млякото често са скъпи, а по-високите добиви при екстракцията от тези суровини намаляват производствените разходи и подобряват ефективността на производството.

Как ултразвуковата екстракция увеличава добива?

Принципът на действие на ултразвуковата екстракция е акустичната кавитация. Механизмът, чрез който нискочестотният ултразвук с висока интензивност усилва екстракцията, се дължи главно на явлението акустична кавитация. Когато кавитационните мехурчета колабират върху повърхността на растителния материал, ерозията и сонопорацията разрушават матрицата на растителните клетки (например в мацерирани ядки, семена, бобови растения и листа), което води до разрушаване на клетъчната структура и освобождаване на вътреклетъчни вещества като протеини, липиди, полизахариди, фибри, витамини, минерали и фитохимикали. Така усиленият масопренос улеснява освобождаването на молекули като протеини, липиди, полизахариди и фитохимикали.
Генерираните чрез ултразвук сили на срязване подобряват съответно проникването на разтворителя в клетъчната матрица на растителния материал и пропускливостта на клетъчните мембрани. (Моля, имайте предвид, че терминът разтворител се използва в широк смисъл и включва всяка течност, например вода). Тези механизми на мощния ултразвук са причината за значителната интензификация на процеса, постигната при прилагането на ултразвукова обработка за екстракция на хранителни продукти от растителни суровини. Тъй като ултразвуковата кавитация генерира толкова интензивни сили, тя осигурява високоефективно разрушаване на клетките и смесване на макро- и микрониво. Освен това проникването на разтворителя, разтварянето на биоактивните съединения и масопреносът се подобряват значително. Това прави екстракцията с помощта на ултразвук високоефективна и води до превъзходни добиви на екстракт за кратко време на обработка.

Подобрена стабилност на ядковото мляко с ултразвук

Нискочестотната ултразвукова обработка с висока интензивност е ефективен и надежден метод за подобряване на физическата стабилност на суспензиите, както и на микробната стабилност на хранителните продукти (например ядково мляко и други заместители на млякото).

Подобрена чрез ултразвук физикохимична стабилност на ядковите млека

Широко използван за хомогенизация и емулгиране на хранителни продукти, ултразвукът с висока мощност е високоефективна нетермична техника за производство на силно хомогенни и дълготрайно стабилни хранителни продукти. Ултразвуковата хомогенизация намалява диаметъра на мастните капчици до еднакъв, много малък размер и диспергира равномерно твърдите частици като нишестета, захари и фибри. По този начин ултразвуковата хомогенизация значително подобрява физикохимичната стабилност на ядковите млека и другите растителни млека, като предотвратява нежеланото разделяне на фазите.
Lu et al. (2019) изследват въздействието на ултразвуковата обработка с висока мощност върху кокосовото мляко. Ултразвуковата обработка намалява размера на частиците в кокосовото мляко и хомогенизира разпределението на капчиците и твърдите частици в системата. В сравнение с механично емулгираното кокосово мляко ултразвуковата обработка показва значителен ефект върху еднородността на емулсионната система (p < 0,05). Освен това е наблюдавано, че ултразвуковата обработка подпомага капсулирането на амилозата в ензима амилаза в междуфазния слой.
Iswarin and Permadi (2012) изследват как ултразвуковата обработка влияе върху диаметъра на капчиците в млечни напитки на кокосова основа, като проучват различни комбинации на ултразвукова интензивност. Ултразвуковата обработка намалява диаметъра на капчиците, като намаляването на размера е по-голямо при по-висока интензивност на ултразвука.

Подобрена чрез ултразвук микробна стабилност на ядковите млека

Доказано е, че ултразвуковата обработка намалява микробното натоварване в млечните продукти, плодовите сокове и други течни храни. Ето защо ултразвуковата пастьоризация е включена и в процеса на консервиране на алтернативите на млякото, за да се подобри микробната стабилност на ядковите и другите растителни заместители на млякото.
Iorio et al. (2019) изследват ултразвуковото инактивиране на Escherichia coli O157:H7 и Listeria monocytogenes в бадемово мляко и успяват да покажат, че ултразвуковата пастьоризация причинява сублетални увреждания на патогените, което води до удължаване на срока на годност. Например ултразвуковата пастьоризация значително намалява нивото на E. coli O157:H7 от 5,12 до 3,81 log CFU/mL и понижава скоростта на растеж (µmax) (от 1,19 до 0,79 (log CFU/mL)/ден).

По-високо съдържание на хранителни вещества чрез ултразвукова екстракция на ядково мляко

Микронутриенти като витамини, полифеноли и антиоксиданти се намират в клетъчната матрица на растенията. За ефективното освобождаване на тези микронутриенти са необходими пълно разрушаване на клетките и интензивно микросмесване между клетъчния материал и разтворителя. Както е описано по-горе, ултразвуковата екстракция е много ефективна при разрушаването на клетките и освобождаването на липиди, протеини, полизахариди, фибри и фитохимикали от клетъчната матрица. Ултразвуковата екстракция е високоефективен метод за изолиране на цялото количество фитохимикали от растителни материали чрез бърз процес на екстракция. Прилагането на ултразвук с висока мощност създава силни кавитационни ефекти, смущения / турбулентност и високоскоростни течни потоци, които извличат фитохимикалите от вътрешността на клетките. Тъй като ултразвуковата обработка е нетермичен метод за екстракция, при използването ѝ се предотвратява термичното разграждане на тези чувствителни микронутриенти.

Кинетика на общото съдържание на фенолни съединения (изразено като eq mg Naringenin/g бадеми) със и без ултразвукова обработка с UIP1000hdT. Ултразвуковата екстракция увеличава общото съдържание на фенолни съединения с 258 %.
Данните са средни стойности ± SD, n = 3. Ултразвук (жълто) спрямо липса на ултразвук (оранжево).
Графика и изследване: Tabib et al., 2020

Превъзходна ефективност при производството на ядково мляко с ултразвук

По-високите добиви, подобреният хранителен профил и намалената продължителност на обработката са само някои от предимствата, свързани с превъзходната ефективност на ултразвуковата обработка на ядкови млека и немлечни напитки. Ниското потребление на енергия, малката необходимост от поддръжка и работата 24/7 са допълнителни фактори, които допринасят за изключителната обща ефективност на ултразвуковата обработка. Високопроизводителните ултразвукови хомогенизатори на Hielscher могат да работят 24/7 при тежки работни условия и да обработват големи обеми в режим на непрекъснат поток. Ултразвуковите процесори на Hielscher имат изключителна обща енергийна ефективност. Здравината и малката необходимост от поддръжка също поддържат експлоатационните разходи ниски.

Какво казват изследванията за ултразвуковата обработка на храни

„През последното десетилетие ултразвуковата технология се разви в широк мащаб. Тя намира приложение в производството на плодови сокове и напитки благодарение на многообразните си желани ефекти. Технологията е евтина, проста, надеждна, екологична и високоефективна при консервирането на сокове с подобрени качествени характеристики.“ (Dolas et al., 2019)

„Ултразвуковата обработка е развиваща се технология, която може да подобри качеството на храните и да намали загубата на хранителни вещества.“ (Cheok et al., 2013)

Ултразвукови процесори за храни за промишлено производство на ядково мляко

Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпространява високопроизводителни системи за ултразвукова обработка на храни за непрекъснато промишлено производство на ядкови млека (например от кашу, бадеми, лешници, орехи, фъстъци и кокос) и растителни заместители на млякото (например от ориз, соя, спелта, овес, сусам, ленено семе, грах и ферментирало мляко от тигрови ядки).
Използването на ултразвукова обработка на храни предлага значителни предимства, тъй като е нетермичен, изцяло механичен метод, който води до подобрени крайни продукти, намалява времето за обработка и е по-щадящ за околната среда.
Системите на Hielscher за ултразвукова обработка на храни се използват за разнообразни приложения като безопасна, надеждна и икономически ефективна технология за производство на висококачествени храни и напитки. Монтажът и експлоатацията на всички ултразвукови процесори на Hielscher са лесни: те изискват само малко пространство и могат лесно да бъдат допълнително интегрирани в съществуващи съоръжения за обработка.
Hielscher Ultrasonics има дългогодишен опит в прилагането на мощен ултразвук в хранително-вкусовата промишленост и производството на напитки, както и в много други промишлени отрасли. Нашите ултразвукови процесори са оборудвани с лесни за почистване (почистване на място CIP / стерилизация на място SIP) сонотроди и проточни клетки (частите в контакт с течността). Промишлените ултразвукови процесори на Hielscher Ultrasonics могат да осигуряват много високи амплитуди. Амплитуди до 200µm могат лесно да се поддържат непрекъснато при работа 24/7. Високите амплитуди са важни за постигането на хомогенно разпределение на частиците и за инактивирането на по-устойчиви микроорганизми (например грам-положителни бактерии). За още по-високи амплитуди се предлагат ултразвукови сонотроди, изработени по поръчка. Всички сонотроди и ултразвукови реактори с проточни клетки могат да работят при повишени температури и налягания, което позволява надеждна термо-мано-ултразвукова обработка (ултразвукова обработка в комбинация с повишена температура и налягане) и високоефективна екстракция и стабилизация.
Най-съвременната технология, високата производителност и усъвършенстваният софтуер правят апаратите на Hielscher Ultrasonics надеждни работни машини във вашата линия за екстракция, хомогенизация и пастьоризация на храни. Благодарение на малката заемана площ и разнообразните възможности за монтаж ултразвуковите апарати на Hielscher могат лесно да бъдат интегрирани или допълнително монтирани в съществуващи производствени линии.
Моля, свържете се с нас сега, за да научите повече за характеристиките и възможностите на нашите системи за ултразвукова екстракция, хомогенизация и пастьоризация. Ще се радваме да обсъдим вашето приложение с вас!

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови апарати: