Homogenizacija sokova i smutija pomoću ultrazvuka velike snage
Sokovi, smutiji i napici zahtijevaju pouzdanu i efikasnu homogenizaciju kako bi imali poželjan okus i teksturu, kao i dugoročnu stabilnost. Ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem široko se koriste u industriji hrane i pića za proizvodnju sokova, napitaka, pirea i umaka vrhunskog kvaliteta. Kao netermički tretman, ultrazvučna homogenizacija s visokim smicanjem štiti vitamine i bioaktivna jedinjenja od toplinske razgradnje, a istovremeno osigurava izuzetnu stabilnost i glatkoću.
- Poboljšan profil okusa zahvaljujući ekstrakciji
- Povećan prinos soka
- Veća vrijednost mikronutrijenata
- Povećana slatkoća bez dodatnog šećera (UZ izdvaja intracelularni prirodni šećer i time ga čini dostupnim za receptore okusa)
- Povećana bioraspoloživost fitonutrijenata
- Glatka tekstura
- Inaktivacija enzima
- Mikrobiološka stabilizacija
- Produžen rok trajanja
Ultrazvučni homogenizator s visokim smicanjem i staklenom protočnom ćelijom za obradu sokova, smutija, pirea i umaka.
Ultrazvučna homogenizacija sokova, smutija i napitaka s visokim smicanjem
Ultrazvukom poboljšana stabilnost – izbjegavanje odvajanja faza i taloženja: Pulpa voća i povrća razgrađuje se na sitne čestice, čime se postiže visoka stabilnost, izbjegava taloženje i dobija glatka tekstura.
Ultrazvučna modifikacija viskoziteta i teksture soka: Voće i povrće poput jabuka, mrkve, narandži, grejpfruta, limuna i paradajza bogato je pektinima. Pektini su polisaharidi koji djeluju kao prirodni stabilizator. Ultrazvučni homogenizatori izdvajaju pektine iz ćelijskog matriksa i oslobađaju ih u sok, čime se povećavaju viskozitet i stabilnost. Ultrazvučni homogenizatori stoga su odlični za korištenje prirodnih stabilizatora poput pektina.
Poboljšan profil fitonutrijenata ultrazvučnom ekstrakcijom: Ultrazvučni homogenizatori razbijaju ćelijske matrikse i potiču oslobađanje zarobljenih molekula, kao što su vitamini, antioksidansi, polifenoli i flavonoidi, u sok. Fitonutrijenti time postaju bioraspoloživiji i bioprihvatljiviji kada se konzumiraju.
Intenziviran profil okusa zahvaljujući ultrazvučnoj obradi (sonikaciji): Ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem ne oslobađaju samo pektine, nego i molekule arome, esencijalna ulja, prirodne šećere i fitonutrijente. (Za ultrazvukom poboljšan profil nutrijenata pogledajte studiju slučaja u nastavku.) Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa bioaktivne molekule, kao što su aromatična jedinjenja i vitamini, iz ćelijskog matriksa i time ih čini dostupnim za receptore okusa potrošača.
Intenziviran profil boje zahvaljujući ultrazvučnoj obradi (sonikaciji): Biljni pigmenti također se nalaze u ćelijskom matriksu biljke. Ultrazvučni homogenizatori oslobađaju biljne pigmente kao što su karotenoidi, hlorofil, betalanini i antocijani te smanjuju njihovu veličinu čestica. Pigmenti smanjene veličine bolje raspršuju svjetlost od većih čestica i time postižu intenzivniju boju soka, pirea ili umaka.
Ultrazvučna homogenizacija sokova – brojne prednosti
Ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem pouzdani su i efikasni za miješanje napitaka kao što su voćni sokovi, nektari, sokovi od povrća, smutiji, limunade s voćem, aromatizirani mliječni napici, proteinski šejkovi, infuzirani napici i drugo.
Pri ekstrakciji i prešanju soka ultrazvučna obrada može povećati prinos soka. Na primjer, ultrazvučni tretman povećao je prinos soka od grožđa do 3,4 %, uz tri puta kraće vrijeme obrade. Ultrazvučna obrada u kombinaciji s enzimskim tretmanom također je povećala prinos soka do 2 % i skratila vrijeme obrade više od četiri puta u poređenju s tradicionalnim enzimskim tretmanom. Uzastopna primjena ultrazvuka i enzimskog tretmana povećala je prinos soka do 7,3 %. Slično tome, kod soka od ananasa sama ultrazvučna obrada povećala je prinos ekstrakcije za 10,8 % za sok dobijen iz kaše ananasa. Ultrazvučni tretman također je povećao sadržaj šećera, ukupnih kiselina, fenola i vitamina C. (usp. Baslar et al. 2015)
Proizvodnja napitaka kao što su sokovi, limunade s dodatkom soka i drugi napici zahtijeva pouzdanu homogenizaciju i emulgovanje radi stabilnosti, poboljšanog okusa i teksture, privlačnog optičkog izgleda i poboljšanih funkcionalnosti. Na primjer, ultrazvučna homogenizacija osigurava izuzetnu stabilnost, sprječava odvajanje faza te poboljšava okus i teksturu sokova, smutija, kao i napitaka na bazi mlijeka i proteina. Nadalje, ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem lako emulgiraju različite sastojke i tako proizvode bistre emulzije. Uobičajena primjena ultrazvučnog emulgovanja je priprema voda i napitaka s dodatkom kanabisa. Bistri vodeni napici i drugi napici mogu se ultrazvučno infuzirati stabilnim kanabinoidima (npr. CBD, CBG, THC). Da bi se dobile bistre emulzije s visokom bioraspoloživošću aktivnih jedinjenja, bioaktivna jedinjenja moraju biti emulgovana na nanoveličini. Ultrazvučno emulgovanje je vrhunska tehnika za proizvodnju nanoemulzija bistrog izgleda, izuzetne stabilnosti, bioraspoloživosti i funkcionalnosti. Stoga se ultrazvučno nanoemulgovanje široko primjenjuje u proizvodnji farmaceutskih proizvoda i dodataka prehrani (npr. CBD tinkture itd.)
Uz to, ultrazvučni homogenizatori izdvajaju molekule arome, bioaktivna jedinjenja i fitonutrijente, čineći ih bioraspoloživijima i bioprihvatljivijima. Ali ultrazvučni homogenizatori također otapaju šećere, sirupe ili zaslađivače te dispergiraju i hidratiziraju gume, škrobove i druge aditive u dugoročno stabilne suspenzije. Jedna Hielscher ultrazvučna jedinica omogućava vašoj proizvodnji sokova i napitaka obavljanje različitih zadataka homogenizacije, nanoemulgovanja, ekstrakcije, dispergiranja, otapanja, hidratacije i miješanja.
Učinak ultrazvučne obrade (sonikacije) uređajem UP400S pri amplitudi od 100μm na mikrostrukturu soka od jabuke.
Studija i slika: Ertugay & Baslar, 2014
Studija slučaja: poboljšan profil nutrijenata u soku od narandže obrađenom ultrazvukom
Ultrazvučna homogenizacija s visokim smicanjem netermička je metoda konzerviranja i prerade hrane koja ima prednost u poboljšanju stabilizacije i inaktivaciji mikroorganizama u voćnim sokovima, bez uobičajenih neželjenih nuspojava povezanih s konvencionalnim toplinskim tretmanima. Guerrouj et al. (2016) istraživali su učinke ultrazvučne obrade na ukupni sadržaj fenola i flavonoida, kao i na karotenoide i askorbinsku kiselinu (vitamin C) u soku od narandže pomoću homogenizatora Hielscher Ultrasonics UP200S. Utvrdili su značajno povećanje ukupnog sadržaja fenola u uzorcima soka od narandže obrađenim ultrazvukom u poređenju s kontrolnim uzorkom (pogledajte tabelu u nastavku). To povećanje bilo je od 42,74 do 69,45mg GAE/100 ml pri ultrazvučnom tretmanu od 30 min. Ovi rezultati pokazuju značajno povećanje fenolnih jedinjenja tokom ultrazvučne obrade.
Rezultati o sposobnosti soka od narandže da neutralizira slobodne radikale DPPH također su prikazani u tabeli u nastavku. Uzorci obrađeni ultrazvukom pokazali su značajno povećanje postotka inhibicije DPPH u poređenju s kontrolom, što ukazuje na viši nivo antioksidanasa. Postotak inhibicije DPPH iznosio je 37,48%, 35,70%, 34,70% i 35,21% u uzorcima obrađenim ultrazvukom 1, 10, 20, odnosno 30 min, u poređenju s kontrolnim uzorcima (21,67%). Ovi nalazi su u skladu s rezultatima dobijenim kod soka od kasturi limete obrađenog ultrazvukom (Bhat et al., 2011). Ovi rezultati ukazuju na to da ultrazvučna obrada poboljšava mogućnost ekstrakcije antioksidativnih jedinjenja.
Istraživači zaključuju da je ultrazvučni tretman soka od narandže doveo do općeg povećanja bioaktivnih jedinjenja kao što su ukupni fenoli, flavonoidi, karotenoidi, antocijani i askorbinska kiselina, uz značajno smanjenje broja mikroorganizama.
Lijevo: netretirani sok od narandže; desno: sok od narandže obrađen ultrazvukom
Ultrazvučna homogenizacija s visokim smicanjem proizvodi stabilan sok bez taloga
Sok od narandže s lijeve strane je netretiran i pokazuje jasno taloženje; sok od narandže s desne strane je ultrazvučno homogenizovan i ima homogenu, stabilnu i glatku teksturu.
Ultrazvučno poboljšanje ukupnih fenola, ukupnih flavonoida, aktivnosti neutralizacije radikala DPPH, ukupnih karotenoida i sadržaja askorbinske kiseline u soku od narandže.
Studija i tabela: Guerrouj et al. 2016
Ultrazvučne sonde i protočne ćelije za homogenizaciju sokova
Hielscher Ultrasonics je proizvođač s dugogodišnjim iskustvom u izradi visokoučinkovitih ultrazvučnih homogenizatora koji se širom svijeta koriste u industrijskoj proizvodnji voćnih i povrtnih sokova, nektara, smutija, proteinskih napitaka, kao i pirea i umaka. Pouzdana i efikasna homogenizacija voćnih sokova, napitaka i prehrambenih proizvoda zahtjevna je primjena koja traži ultrazvučne sonde velike snage, koje stvaraju konstantne amplitude i osiguravaju dovoljno smicanja za dobijanje homogenih prehrambenih proizvoda i napitaka. Svi Hielscher ultrazvučni uređaji projektovani su i izrađeni za rad 24/7 pod punim opterećenjem. Ultrazvučni procesori dostupni su od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja od 50 vati do snažnih inline ultrazvučnih sistema od 16,000 vati. Veliki izbor booster nastavaka, sonotroda i protočnih ćelija omogućava individualno podešavanje ultrazvučnog homogenizatora s visokim smicanjem u skladu sa sirovinom (npr. voće, povrće, drugi sastojci itd.) i željenim svojstvima konačnog proizvoda.
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne sonde koje se mogu posebno podesiti tako da pokrivaju cijeli spektar od vrlo blagih do vrlo visokih amplituda. Ako vaša primjena homogenizacije zahtijeva neuobičajene specifikacije (npr. kombinaciju s povišenim pritiscima i/ili povišenim temperaturama), dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost ultrazvučne opreme kompanije Hielscher omogućava rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima.
Ultrazvučna homogenizacija sokova u šaržnom i inline režimu
Hielscher ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem mogu se koristiti za šaržnu i kontinuiranu inline ultrazvučnu obradu (sonikaciju). Ovisno o količini napitka i brzini obrade, preporučit ćemo vam najprikladniju ultrazvučnu postavku.
Dovod više tokova, koji se mogu neovisno doziranim putem uvoditi u kontinuirani ultrazvučni homogenizacijski sistem, čini inline homogenizaciju ultrazvučnim tretmanom s visokim smicanjem vrlo efikasnom u pogledu vremena i rada, praktičnom i sposobnom za obradu industrijskih količina sokova i napitaka.
Ultrazvučne sonde i protočne ćelije za svaku količinu
Hielscher Ultrasonics asortiman proizvoda pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja preko stolnih i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora s kapacitetom obrade kamiona tereta na sat. Cjelokupni asortiman omogućava nam da vam ponudimo najprikladniju ultrazvučnu opremu za vaš napitak ili prehrambeni proizvod, planirani kapacitet obrade i proizvodne ciljeve.
Precizno upravljive amplitude za optimalne rezultate
Svi Hielscher ultrazvučni homogenizatori precizno su upravljivi i stoga pouzdani radni konji. Amplituda je jedan od ključnih procesnih parametara koji utiču na efikasnost i djelotvornost sonomehaničkih učinaka kao što su homogenizacija, emulgovanje, ekstrakcija, hidratacija, otapanje i konzerviranje. Svi procesori Hielscher Ultrasonics omogućavaju precizno podešavanje amplitude. Sonotrode i booster nastavci su dodatna oprema koja omogućava izmjenu amplitude u još širem rasponu. Hielscher industrijski ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem mogu postići vrlo visoke amplitude i osigurati potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne primjene. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano koristiti u radu 24/7.
Precizne postavke amplitude i stalni nadzor parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera omogućavaju vam da svoj sok, napitak ili prehrambeni proizvod obrađujete pod optimiziranim uvjetima. Optimalna ultrazvučna obrada (sonikacija) za najefikasniju homogenizaciju sokova!
Hielscher ultrazvučni uređaji (sonikatori) široko se koriste za homogenizaciju napitaka kao što su
Robusnost Hielscher ultrazvučnih uređaja omogućava rad 24/7 pod velikim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima. To Hielscher ultrazvučne uređaje čini pouzdanim radnim alatom koji ispunjava vaše zahtjeve u proizvodnji hrane i pića.
Najviši kvalitet – projektovano i proizvedeno u Njemačkoj
Kao porodično preduzeće u porodičnom vlasništvu, Hielscher daje prednost najvišim standardima kvaliteta svojih ultrazvučnih procesora. Svi ultrazvučni uređaji projektuju se, proizvode i temeljito testiraju u našem sjedištu u Teltowu kraj Berlina u Njemačkoj. Robusnost i pouzdanost ultrazvučne opreme kompanije Hielscher čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. Rad 24/7 pod punim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika ultrazvučnih homogenizatora s visokim smicanjem kompanije Hielscher.
Tabela u nastavku daje vam okvirnu informaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Zapremina 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 od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Ultrazvučni homogenizatori velike snage od laboratorijskog do pilot i industrijskog mjerila.
Literatura / reference
- 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.
Vrijedno je znati
Koja je razlika između soka, soka od koncentrata i nektara?
Sok je napitak dobijen ekstrakcijom ili prešanjem prirodne tečnosti sadržane u voću i povrću. Može se odnositi i na tečnosti koje su aromatizirane koncentratom. Sok se obično konzumira kao napitak, ali se može koristiti i kao sastojak ili aromatična komponenta u hrani ili drugim napicima, kao kod smutija.
Sok se dijeli na 100% sok, sok od koncentrata i nektar. 100% sok je voćni sok napravljen 100% od prirodnog voća i povrća bez dodanih boja, konzervansa ili šećera. Međutim, voćni sok može se pripremati na različite načine, tj. od svježeg neukoncentrisanog soka ili od koncentrata soka. Kod prvog se voće preša i skladišti ili puni u boce direktno nakon berbe voća. Kod druge varijante soka, „od koncentrata“, prešani sok se koncentrira uklanjanjem vode iz svježe prešanog soka vakuumskim postupkom. Time se dobija koncentrat nalik sirupu, smanjene zapremine, što je povoljno za transport soka. Nakon otpreme koncentrata soka do krajnjeg odredišta, on se dodavanjem vode pretvara u voćni sok.
Pojam nektar odnosi se na sok od voća koje sadrži previše voćne kiseline ili voćne pulpe da bi se konzumiralo kao 100% sok. Uobičajeni primjeri voća od kojeg se pravi nektar su banane, manga, kajsije, breskve ili kruške. Sok ili, tehnički gledano, pire razrjeđuje se vodom i može mu se dodati šećer kako bi dobio pitku konzistenciju i ugodan okus. Udio voćnog soka u nektaru varira između 25 i 99 % ovisno o udjelu voća i receptu proizvođača. Iako nektar može sadržavati dodane šećere, ne sadrži nikakve boje ni konzervanse.
Drugi oblici napitaka koji sadrže sokove su limunade i mlijeka aromatizirani sokom, smutiji i obogaćeni sokovi. Sokovi se mogu sastojati od ekstrakta jednog voća ili povrća ili biti kombinovani iz dva ili više izvora voća i povrća. Najpopularniji voćni sokovi prave se od narandži, jabuka, brusnica ili grožđa. Ostali popularni napici na bazi voća prave se od ananasa, marakuje, grejpfruta, manga, banane, trešnje i kivija.
Komercijalni sokovi od povrća obično se prave od različitih kombinacija mrkve, cvekle, celera, bundeve i paradajza. Posljednja dva, iako tehnički nisu povrće, obično se koriste za povećanje ukusnosti. Ostali popularni sastojci sokova od povrća su peršun, maslačak, kelj, celer, komorač, brokula i krastavci. Limun, bijeli luk, đumbir, kurkuma i drugi začini dodaju se zbog zdravstvenih koristi i radi stvaranja zanimljivih profila okusa.
Još jedna primjena ultrazvučne obrade u proizvodnji napitaka je intenzivirana i poboljšana fermentacija kombuči i sokova sličnih kombuči. Kliknite ovdje da biste pročitali više o ultrazvukom poboljšanoj fermentaciji kombuče!