Poboljšana gelacija voća i povrća ultrazvukom
Zgušnjavanje sosova, sokova, džemova i druge hrane gelacijom uobičajen je proces u proizvodnji tečne hrane. Ultrazvučna ekstrakcija pektina i prirodnih unutarćelijskih šećera iz voća i povrća vrlo je učinkovita metoda za poticanje gelacije prehrambenih proizvoda bez dodavanja rafiniranih šećera. Pritom ultrazvučna obrada ne samo da povećava ekonomsku učinkovitost smanjenjem troškova proizvodnje (jer su šećer i aditivi za zgušnjavanje nepotrebni), nego i pomaže u proizvodnji zdravije hrane sa smanjenim brojem kalorija.
Gelacija i zgušnjavanje prehrambenih proizvoda
Priprema gelova od voća bogatog pektinima široko je uspostavljen proces za proizvodnju raznih prehrambenih proizvoda, uključujući sosove, pirea, kečap, sokove, smutije, marmelade i džemove. Zgušnjavanje i gelacija takve hrane često zahtijevaju dodavanje šećera u velikim količinama kako bi se postigao željeni stepen gelacije. Potreba za rafiniranim šećerima uglavnom postoji zato što su pektini i prirodni šećer u voću i povrću zarobljeni u ćelijskoj matrici biljnih ćelija, gdje uglavnom ostaju neiskorišteni.
Ultrazvučni uređaj UIP4000hdT je snažan procesor hrane od 4kW za industrijsku proizvodnju hrane, kao što su ekstrakcija pektina i aroma te homogenizacija.
Rješenje: ultrazvučna ekstrakcija pektina i prirodnih šećera
Ultrazvučna obrada je dobro uspostavljena i široko korištena tehnologija za ekstrakciju bioaktivnih molekula iz biljaka, kao što su voće i povrće. Zbog toga je sonikacija cijenjena tehnika u preradi hrane, na primjer u proizvodnji sokova, smutija, napitaka, sosova, pirea, kečapa, voćnih namaza, džemova i marmelada, gdje ultrazvučni talasi pomažu otpuštanju aromatičnih spojeva, pektina i šećera (npr. fruktoze) iz ćelijske matrice biljnog materijala. To znači da ultrazvuk ne samo da potiče geliranje, nego i čini prehrambene proizvode aromatičnijim i slađim bez dodavanja aroma, šećera i drugih aditiva. Uz sve veću potražnju za prirodnom, minimalno prerađenom hranom, ultrazvučna prerada hrane idealna je tehnologija za stvaranje zdrave hrane intenzivne arome. Utvrđeno je da je ultrazvučna obrada pektina u hrani vrlo učinkovita, pouzdana, energetski štedljiva i ekološki prihvatljiva strategija pripreme, posebno za pektin niske metoksilacije.
Pektin je omiljen sastojak u hrani s malo šećera i zdravim prehrambenim proizvodima zbog svojih svojstava stvaranja gela. Primjenom ultrazvučnog zračenja na tečnosti na bazi voća i povrća dodavanje rafiniranog šećera može se izbjeći ili znatno smanjiti, jer funkcionalnost pektina ispoljava željena svojstva gelacije i doprinosi povoljnim reološkim svojstvima prehrambenog proizvoda.
Dodatne prednosti ultrazvučne prerade hrane uključuju inaktivaciju enzima kao što je pektin metilesteraza, kao i homogenizaciju (glatkija tekstura) i pasterizaciju (poboljšana mikrobiološka stabilnost).
- Blag proces
- Bez dodatka šećera ili s manje njega
- Brza obrada
- Bez aditiva ili s manje aditiva
- Zdravi prehrambeni proizvodi
- Isključivo mehanička obrada
- Ekonomski povoljno / isplativo
- Jednostavan i siguran rad
- Jednostavna ugradnja ili naknadna ugradnja
- Potpuno linearno povećanje skale
- Kapacitet obrade bilo kojeg volumena
Ultrazvučna ekstrakcija pektina, aroma i šećera iz biljne ćelijske matrice uspješno je primijenjena na citrusno voće, narandže, limune, mango, marakuju, jabuke, kruške, breskve, paradajz i mnoge druge vrste voća i povrća.
Kako izbjeći razaranje molekularne strukture pektina
Ultrazvučna obrada može snažno potaknuti stvaranje gela u voćnim i povrćnim proizvodima koji sadrže pektin. Međutim, prekomjerna sonikacija, tj. ultrazvučna obrada previsokog intenziteta ili predugog trajanja, može razoriti molekularnu strukturu pektina i time smanjiti kvalitet gelacije. Hielscher Ultrasonics isporučuje vrhunske ultrazvučne uređaje koji omogućavaju tačne radne postavke, kontrolu i praćenje procesa ekstrakcije pektina. Lako dostupne postavke, mogućnost prethodnog podešavanja i spremanja parametara obrade te daljinsko upravljanje putem bilo kojeg internetskog preglednika osiguravaju da se vaš proizvod ultrazvučno obrađuje u optimalnim uvjetima. Nadalje, podaci o svim ultrazvučnim ciklusima automatski se bilježe na ugrađenu SD karticu, tako da se svaka pojedinačna obrada može pratiti i pregledati radi osiguranja kvaliteta i ispunjavanja dobre proizvođačke prakse (GMP).
Hielscher industrijski sonikatori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7. Za još više amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode.
Tabela ispod daje okvirnu naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster modela UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Ultrazvučni ekstraktor UIP4000hdT s protočnom postavkom za ekstrakciju pektina.
Literatura / reference
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol. 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019):
Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353. - Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong (2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Rahul Seshadri, Jochen Weiss, Greg J Hulbert, John Mount (2003): Ultrasonic processing influences rheological and optical properties of high-methoxyl pectin dispersions. Food Hydrocolloids, Volume 17, Issue 2, 2003. 191-197.
- Chan Y.T., Tan M.C., Chin N.L. (2018): Effect of partial sugar replacement with ultrasonically treated citrus pectin on aeration and rheological properties of batter. Journal of Food Processing and Preservation, Volume 42, Issue 12, 2018.
- Wen-Yi Qiu, Wu-Dan Cai, Meng Wang, Jing-Kun Yan (2019): Effect of ultrasonic intensity on the conformational changes in citrus pectin under ultrasonic processing. Food Chemistry, Volume 297, 2019.
Zanimljivosti
Pektini u prehrambenim proizvodima
Pektin je polisaharid prisutan u ćelijskom zidu većine povrća i voća. Pektini su poznati po svojim izvanrednim svojstvima geliranja i zgušnjavanja, zbog čega su pektini široko korišten aditiv u prehrambenoj industriji. Osim toga, pektini su poznati i po svojim korisnim zdravstvenim svojstvima.
Proizvodnja gelova od voća ili povrća koje sadrži veliku količinu pektina nije posebno zahtjevna. Dodavanje šećera potiče geliranje pektina niske metoksilacije (LM). Međutim, upotreba pektina niske metoksilacije (LM) obično zahtijeva velike količine dodanog šećera (otprilike 50 wt%). Stoga su pektini niske metoksilacije (LM) u kombinaciji s vrlo velikim količinama dodanih šećera relevantni samo za deserte, džemove i marmelade.
Na primjer, enzimi poligalakturonaze, pektin liaza i pektin metilesteraza (PME) dio su skupine pektinolitičkih enzima ili pektinaza, koji hidroliziraju glikozidne veze pektinskih tvari. Ultrazvučna obrada koristi se za inaktivaciju enzima kao što su pektinaze kako bi se dobili stabilniji prehrambeni proizvodi. Saznajte više o ultrazvučnoj inaktivaciji enzima!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijskih do industrijskih veličina.