Превъзходна ефективност и качество при производството на ядково мляко с ултразвук

Ядковите млека и алтернативите на растителното мляко са разрастващ се хранителен сегмент. За производството на ядкови млека и аналози на растителна основа, ултразвуковата екстракция и хомогенизация са показали големи предимства пред конвенционалните техники. Ултразвукът с висока мощност увеличава добива, стабилността на продукта, съдържанието на хранителни вещества и цялостната ефективност на обработката.

По-високи добиви на ядково мляко с мощен ултразвук

Ултразвуковата екстракция е добре известна като надежден и високоефективен метод за увеличаване на добива на масла от растителен произход, протеини, полизахариди и микроелементи. Поради това ултразвукът се използва при производството на заместители на млякото на растителна основа, например направени от бадем, кашу, кокос, лешник, фъстъци, сусам, соя, тигрови ядки, овес, ориз, коноп, грах, шам фъстък, орех, амарант или киноа. Суровината от ядковото мляко и други алтернативи на растителното мляко често е скъпа и по-високите добиви от тези суровини намаляват производствените разходи и подобряват ефективността на производството.

Как ултразвуковата екстракция увеличава добива?

Принципът на работа на ултразвуковата екстракция е акустична кавитация. Механизмът за усилване на екстракцията на нискочестотен ултразвук с висока интензивност се дължи главно на явлението акустична кавитация. Когато кавитационните мехурчета се срутят на повърхността на ботаническия материал, ерозията и сонопорацията нарушават матрицата на растителните клетки (като 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. По този начин засиленият масов трансфер улеснява освобождаването на молекули като протеини, липиди, полизахариди и фитохимикали.
Ултразвуково генерираните сили на срязване подобряват проникването на разтворителя в клетъчния матрикс на ботаническата материя и подобряват съответно пропускливостта на клетъчните мембрани. (Моля, имайте предвид, че терминът разтворител се използва в широк смисъл и включва всяка течност, например вода). Тези механизми на силовия ултразвук са отговорни за значителната интензификация на процеса, постигната при прилагане на ултразвук за извличане на хранителни продукти от растителна суровина. Тъй като ултразвуковата кавитация генерира толкова интензивни сили, тя води до високоефективно разрушаване на клетките и смесване на макро- и микро ниво. Освен това проникването на разтворители, разтварянето на биоактивни съединения и масовият трансфер са значително подобрени. Това прави ултразвуковата екстракция много ефективна, което води до превъзходен добив на екстракт в рамките на бързо време на процеса.

Подобрена стабилност на ядковото мляко с ултразвук

Високоинтензивната, нискочестотна ултразвукова диагностика е ефикасен и надежден метод за подобряване на физическата стабилност на суспензиите, както и на микробната стабилност на хранителните продукти (напр. ядково мляко и други заместители на млякото).

Ултразвуково подобрена физикохимична стабилност на ядковите млека

Широко използван за хомогенизиране и емулгиране на хранителни продукти, ултразвукът с висока мощност е високоефективна нетермична техника за производство на високо хомогенни и дългосрочно стабилни хранителни продукти. Ултразвуковата хомогенизация намалява диаметъра на мастните капчици до еднакъв размер и разпръсква равномерно твърдите частици като нишестета, захари и влакна. По този начин ултразвуковата хомогенизация значително подобрява физикохимичните характеристики на ядковите млека и други растителни млека, така че се предотвратява нежеланото разделяне на фазите.
Lu et al. (2019) изследва ефектите на ултразвука с висока мощност върху кокосовото мляко. Обработката с соникация намалява размера на частиците на кокосовото мляко и хомогенизира разпределението на капчици и твърди вещества в системата. В сравнение с механично емулгираното кокосово мляко, ултразвуковата обработка показва значителен ефект върху равномерността на емулсионната система (p < 0.05). Additionally, it was observed that sonication promoted the encapsulation of amylose into the enzyme amylase in the interfacial layer. Iswarin and Permadi (2012) investigated how ultrasonication affects the droplet diameter of coconut-based milk drinks studying various combinations of ultrasonic intensity. Ultrasonic processing reduced the diameter of the droplet size and size reduction increased at higher ultrasound intensity.

Ултразвуково подобрена микробна стабилност на ядковите млека

Доказано е, че ултразвукът намалява микробния товар в млечни продукти, плодови сокове и други течни храни. Поради това ултразвуковата пастьоризация е възприета и в процеса на консервиране на млечни алтернативи, за да се подобри микробната стабилност в заместителите на ядките и други заместители на млякото на растителна основа.
Iorio et al. (2019) изследва ултразвуковото инактивиране на Escherichia coli O157:H7 и Listeria monocytogenes в бадемово мляко и може да докаже, че ултразвуковата пастьоризация причинява сублетално увреждане на патогените, което води до удължен срок на годност. Например, ултразвуковата пастьоризационна обработка значително намалява нивото на E. coli O157:H7 от 5,12 на 3,81 log CFU/ml и намалява скоростта на растеж (μmax) (от 1,19 на 0,79 (log CFU/ml)/ден).

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

Микроелементи като витамини, полифеноли и антиоксиданти се намират в клетъчния матрикс на растенията. За да се освободят ефективно тези микроелементи, е необходимо пълно клетъчно разрушаване и интензивно микросмесване между клетъчната материя и разтворителя. Както е описано по-горе, ултразвуковата екстракция е много ефективна при дезинтеграция на клетките и освобождаването на липиди, протеини, полизахариди, влакна и фитохимикали от клетъчния матрикс. Ултразвуковата екстракция е високоефективен метод за изолиране на цялото количество фитохимикали от растителни продукти в рамките на бърз процес на екстракция. Прилагането на ултразвук с висока мощност произвежда силни кавитационни ефекти, смущения / турбуленции, високоскоростно течение на течности, които измиват фитохимикалите от вътрешността на клетката. Тъй като е метод без термична екстракция, термичното разграждане на тези чувствителни микроелементи се предотвратява при използване на ултразвук.

Общо фенолно съдържание (изразено като eq mg Нарингенин/g бадеми) кинетика със и без ултразвук с помощта на UIP1000hdT. Ултразвуковата екстракция увеличава общото фенолно съдържание с 258 %.
Данните са средните стойности ± SD, n = 3. Ултразвук (жълт) срещу безшумен (оранжев).
Графика и проучване: Tabib et al., 2020 г.

Превъзходна ефективност при производството на ядково мляко с ултразвук

По-високите добиви, подобреният хранителен профил и намалената продължителност на обработката са само няколко предимства, когато става въпрос за превъзходната ефективност на ултразвуковата обработка на ядкови и немлечни напитки. Ниската консумация на енергия, лесната поддръжка и работата 24/7 са допълнителни фактори, които допринасят за изключителната цялостна ефективност на ултразвуковата обработка. Високопроизводителните ултразвукови хомогенизатори на Hielscher могат да работят 24/7 при тежки натоварвания и да обработват големи обеми в режим на непрекъснат поток. Ултразвуковите процесори на Hielscher имат изключителна обща енергийна ефективност. Здравината и ниската поддръжка също поддържат ниски оперативни разходи.

Какво казват изследванията за ултразвуковата обработка на храни

“През последното десетилетие ултразвуковите технологии се развиха в безусловна степен. Той е намерил своето приложение в производството на плодови сокове и напитки поради многофункционалните си желани ефекти. Технологията е евтина, проста, надеждна и щадяща околната среда и е изключително ефективна за запазване на сокове с повишени качествени характеристики.” (Dolas et al., 2019)

“Соникацията е предстояща технология, която може да подобри качеството на храната и да намали загубата на хранителни вещества.” (Cheok et al., 2013)

Ултразвукови кухненски роботи за промишлено производство на ядково мляко

Hielscher Ultrasonics проектира, произвежда и разпространява високоефективна ултразвукова система за преработка на храни за непрекъснато промишлено производство на ядкови млека (като кашу, бадем, лешник, орех, фъстъци, кокосово мляко) и заместители на млякото на растителна основа (като ориз, соя, лимец, овес, сусам, ленено семе, грах, ферментирало мляко от тигрови ядки).
Използването на ултразвукова обработка на храни предлага големи предимства, тъй като е нетермичен, чисто механичен метод, който води до подобрени крайни продукти, намалява времето за обработка и е по-екологичен.
Ултразвуковите системи за преработка на храни Hielscher се използват за многобройни приложения, като са безопасна, надеждна и рентабилна технология за производство на висококачествени храни и напитки. Инсталирането и експлоатацията на всички ултразвукови процесори на Hielscher е лесно: те изискват само малко място, могат лесно да бъдат модернизирани в съществуващи съоръжения за обработка.
Hielscher Ultrasonics има дългогодишен опит в прилагането на мощен ултразвук в храните & индустрията за напитки, както и много други индустриални отрасли. Нашите ултразвукови процесори са оборудвани с лесни за почистване (почистване на място CIP / стерилизиране на място SIP) сонотроди и проточни клетки (мокрите части). Ултразвук на Hielscher’ Индустриалните ултразвукови процесори могат да осигурят много високи амплитуди. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7. Високите амплитуди са важни за постигане на ахомогенно разпределение на частиците и за инактивиране на по-резистентни микроби (напр. грам-положителни бактерии). За още по-високи амплитуди се предлагат персонализирани ултразвукови сонотроди. Всички сонотроди и реактори с ултразвукови поточни клетки могат да работят при повишени температури и налягания, което позволява надеждна термоманозвукова комуникация (ултразвук в комбинация с повишена температура и налягане) и високоефективно извличане и стабилизиране.
Най-съвременна технология, високопроизводителен и усъвършенстван софтуер правят Hielscher Ultrasonics’ Надеждни работни коне във вашата линия за извличане, хомогенизиране и пастьоризация на храни. С малък отпечатък и разнообразни възможности за монтаж, ултразвуковите апарати Hielscher могат лесно да бъдат интегрирани или преоборудвани в съществуващи производствени линии.
Моля, свържете се с нас, за да научите повече за характеристиките и възможностите на нашите системи за ултразвукова екстракция, хомогенизация и пастьоризация. Ще се радваме да обсъдим вашата кандидатура с вас!

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