Ultrazvučna homogenizacija sojinog mlijeka
- Izazovi proizvodnje sojinog mlijeka leže u proizvodnji ukusnog, hranjivog, visokokvalitetnog napitka na bazi soje u uvjetima procesa visoke efikasnosti.
- Ultrazvučna homogenizacija i pasterizacija nude prednosti zdravog sojinog mlijeka visoke nutritivne vrijednosti i svojstava trajnosti pri skladištenju, kao i visoke mehaničke i mikrobiološke stabilnosti.
Proizvodnja sojinog mlijeka uz pomoć ultrazvuka
Ultrazvučna obrada sojine baze i sojinog mlijeka mijenja fizikalno-hemijska svojstva (makromolekularne promjene, inaktivacija enzima), daje ujednačenu, finu homogenizaciju i poboljšava reološke karakteristike. Ultrazvučna emulgacija rezultira samostabilnim biljnim mlijekom, dok ultrazvučna konzervacija i inaktivacija mikroorganizama osiguravaju mikrobiološku stabilnost. Osim poboljšanja nutritivnih vrijednosti, stabilnosti i okusa, ultrazvučna obrada (sonikacija) uvjerljiva je zbog svoje energetske i vremenske efikasnosti. U poređenju s konvencionalnim metodama, ultrazvučna obrada troši manje energije i vremenski je efikasnija.
Ultrazvučni homogenizatori pokrivaju puni proizvodni kapacitet proizvodnje sojinog mlijeka, rezultiraju optimiziranom konzervacijom i omogućavaju funkcionalnu raznolikost proizvodne linije. Ultrazvučni inline homogenizatori mogu se lako prilagoditi proizvodnim ciljevima, što omogućava proizvodnju različitih profila okusa (npr. s okusom graha, bez okusa graha) i funkcionalnosti proizvoda jednostavnom promjenom procesnih parametara.
Ultrazvučna obrada (sonikacija) vrlo je efikasna za homogenizaciju i konzervaciju sojinog mlijeka
Okusi soje i učinak ultrazvuka
Ultrazvučna obrada omogućava utjecaj na okus sojine baze: proizvodi od sojinog mlijeka mogu se proizvesti s izraženim okusom graha, koji je privlačan azijskoj ciljnoj skupini kupaca, dok zapadni potrošači preferiraju okus bez okusa graha, blag okus. Prilagodbom parametara ultrazvučnog procesa (amplituda, trajanje ultrazvučne obrade, temperatura, pritisak) može se dobiti izražen ili blag profil okusa. To znači da se isti ultrazvučni sistem može koristiti za selektivnu proizvodnju različitih profila okusa soje kako bi se proizvele različite vrste proizvoda koje će zadovoljiti različita ciljna tržišta.
Ultrazvučna inaktivacija enzima
Intenzivan okus sojinog zrna uglavnom je povezan s aktivnošću enzima lipoksigenaze (LOX). Inaktivacija ovog enzima LOX jedan je od glavnih ciljeva modernih sistema obrade.
Manotermosonikacija (MTS) – ultrazvučna obrada pri povišenom pritisku i temperaturi – dokazana je metoda za inaktivaciju enzima lipoksigenaze (LOX). Aktivnost lipoksigenaze uzrokuje oksidaciju masnih kiselina i pigmenata. Intenzivni ultrazvučni talasi uzrokuju inaktivaciju ili denaturaciju enzima kao što su lipoksigenaza, peroksidaza i polifenol oksidaza.
Pokazalo se da je MTS efikasan alat za inaktivaciju nekih drugih enzima, kao što su lipoksigenaza, peroksidaza te proteaze i lipaze iz psihrofilnih bakterija. (Kuldiloke 2002: 2)
Prednosti ultrazvučne proizvodnje sojinog mlijeka
- visok prinos ekstrakcije
- ugodan okus
- mehanička stabilnost
- mikrobiološka stabilnost / konzervacija
- inaktivacija enzima
- energetska efikasnost
Mikrobiološka stabilnost ultrazvučnom konzervacijom
Poznato je da je ultrazvuk sam ili u kombinaciji s toplotom (termosonikacija) ili pritiskom (manosonikacija) ili i toplotom i pritiskom (manotermosonikacija) efikasna metoda za inaktivaciju različitih enzima u hrani, kao što su lipoksigenaza, peroksidaza i polifenol oksidaza, kao i termootporne lipaze i proteaze. Snažni ultrazvučni talasi uništavaju mikroorganizme, što rezultira mikrobnom inaktivacijom i time mikrobnom stabilnošću proizvoda. Inaktivacija patogenih mikroorganizama i mikroorganizama kvarenja ili enzima ultrazvučnom obradom (sonikacijom) uglavnom je uzrokovana fizičkim (kavitacija, mehaničke sile) i/ili hemijskim učincima.
Ekstrakcija i izolacija sojinih proteina pomoću ultrazvuka
Primjena snažnog ultrazvuka na sojin proteinski izolat (SPI) i sojin proteinski koncentrat (SPC) omogućava ciljanu modifikaciju sojinog proteina radi dobivanja visokofunkcionalnog prehrambenog aditiva. Brojni novi koncepti proizvoda uključuju upotrebu sojinih proteina kao baze, a obrada uz pomoć ultrazvuka omogućava industrijsku proizvodnju proizvoda vrhunskog kvaliteta kao što su veganski smoothieji bez mliječnih sastojaka, alternative siru, juhe na bazi sojine kreme, namazi i kremasti dresinzi.
Ultrazvučna obrada (sonikacija) snažnim ultrazvučnim uređajem (npr. UIP2000hdT) uzrokuje značajne promjene provodljivosti, povećava topljivost sojinih proteinskih koncentrata, značajno povećava specifičnu površinu, što je važno za teksturu hrane, te povećava vrijednosti indeksa emulgirajuće aktivnosti (EAI). Težinski srednji prečnik D i srednji prečnik volumen–površina D značajno se smanjuju kod sojinih proteinskih izolata (SPI) i sojinih proteinskih koncentrata (SPC).
U poređenju s konvencionalnim obradama sojinih proteina, ultrazvučna obrada (sonikacija) troši manje energije i znatno je vremenski efikasnija.
Ultrazvučni protočni reaktori vrlo su efikasni za ekstrakciju i homogenizaciju, npr. u preradi sojinog mlijeka,
Ultrazvučni homogenizatori za sojino mlijeko i biljne zamjene za mlijeko
Hielscher Ultrasonics prehrambeni procesori su svestrani i mogu se lako instalirati ili naknadno ugraditi u postojeće proizvodne linije. Velika snaga, pouzdanost i robusnost čine Hielscher sonikatore “radnim konjem” u proizvodnji sojine baze. Sonotrode su izrađene od titana, ultrazvučni reaktori i drugi dijelovi u kontaktu s medijem izrađeni su od nehrđajućeg čelika za prehrambenu upotrebu i mogu se opremiti sanitarnim priključcima. To omogućava sigurnu i pouzdanu obradu hrane i napitaka.
- visoka efikasnost
- najsavremenija tehnologija
- pouzdanost i robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- šaržno i inline
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne funkcije (npr. programabilnost, protokolisanje podataka, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- nizak nivo održavanja
- CIP (čišćenje na mjestu)
Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – kvalitet proizveden u Njemačkoj
Hielscher ultrazvučni uređaji poznati su po najvišem kvalitetu i standardima dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućavaju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske pogone. Hielscher ultrazvučni uređaji lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana kompanija i posebnu pažnju posvećuje visokoučinkovitim ultrazvučnim uređajima koji imaju najsavremeniju tehnologiju i jednostavnost korištenja. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji usklađeni su s CE oznakom i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Tabela u nastavku daje vam orijentacijski prikaz približnog procesnog kapaciteta naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 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 |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | klaster od UIP16000 |
Ultrazvučni prehrambeni procesor UIP16000 za industrijsku proizvodnju biljnih zamjena za mlijeko.
Činjenice vrijedne znanja
Sojino mlijeko
Sojino mlijeko je biljna zamjena za mlijeko koja se proizvodi ekstrakcijom iz cijelih zrna soje u vodi. Sojino mlijeko je emulzija vode i lipida porijeklom iz soje, koja sadrži proteine i ugljikohidrate topive u vodi. U staromodnom, tradicionalnom načinu pripreme sojinog mlijeka, zrna soje su se močila, mljela, filtrirala i kuhala. Tako pripremljeno sojino mlijeko ima samo kratak rok trajanja. Međutim, današnji potrošači i moderan način života zahtijevaju proizvode s dužim rokom trajanja, koji ostaju sigurni i stabilni tokom cijelog perioda skladištenja. Za proizvodnju takvih sojinih mlijeka i napitaka primjena UHT tehnologije je očigledna. Tako se može postići rok trajanja od nekoliko mjeseci pa do godinu dana, ovisno o sastavu proizvoda. Nadalje, pravilan izbor emulgatora i stabilizatora neophodan je za osiguravanje homogenog proizvoda bez izdvajanja kreme i taloženja tokom cijelog roka trajanja.
Proizvodnja sojinog mlijeka i napitaka na bazi soje
Sojino mlijeko se proizvodi od cijelih zrna soje ili punomasnog sojinog brašna. Suha zrna se močе u vodi preko noći ili najmanje 3 sata ili duže. Vrijeme močenja u velikoj mjeri ovisi o temperaturi vode. Nakon toga se natopljena zrna melju u procesu mokrog mljevenja. Voda se dodaje kako bi se povećao sadržaj vode prema potrebama konačnog proizvoda sojinog mlijeka. Konačni sojin napitak općenito ima sadržaj proteina od 1–4% i maseni omjer vode i zrna soje 20:1 za tipičan sojin napitak koji se sviđa zapadnim potrošačima. (Tradicionalno azijsko sojino mlijeko ima maseni omjer vode i zrna soje do čak 5:1). Samljevena kaša od zrna soje kuha se kako bi se poboljšala svojstva okusa, probavljivost i mikrobiološka stabilnost. Toplotna obrada inaktivira inhibitore tripsina iz soje, inaktivira lipoksigenazu radi blažeg okusa i pasterizira sojino mlijeko. Toplotna obrada primjenjuje se otprilike 15–20 minuta, nakon čega slijedi filtracija radi uklanjanja netopivih ostataka kao što su vlakna sojine pulpe / okara. Konačno, sojin napitak može se vještački aromatizirati dodavanjem šećera, vanilije, čokolade, voća ili drugih aroma.
Sojini napici i jogurt
Zrna soje koriste se za proizvodnju raznih proizvoda kao što su zamjene za mlijeko i sojini napici, sok, sojini miješani napici (posebno u Latinskoj Americi) te sojin jogurt. Napici i jogurti na bazi soje široko se konzumiraju kao mliječna alternativa među osobama s intolerancijom na laktozu i veganima, ali potrošači biraju sojine proizvode i zbog njihovih zdravstvenih prednosti i okusa.
Tipično sojino mlijeko ima sljedeći sastav: otprilike 3,6% proteina, 2% masti, 2,9% ugljikohidrata i 0,5% pepela. Zrna soje imaju nizak sadržaj zasićenih masti, bez kolesterola su i bez laktoze. Pored toga, sadrže veliku količinu vitamina i minerala, zbog čega je njihova konzumacija veoma korisna za zdravlje.
Manotermosonikacija
Manotermosonikacija (MTS) je sinergijska kombinacija ultrazvuka s toplotom i pritiskom.
Literatura/reference
- Mauricio A. Rostagno, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2003): Ultrasound-assisted extraction of soy isoflavones. Journal of Chromatography A, Volume 1012, Issue 2, 2003. 119-128.
- M. Morales-de la Peña, O. Martín-Belloso, J. Welti-Chanes (2018): High-power ultrasound as pre-treatment in different stages of soymilk manufacturing process to increase the isoflavone content. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 49, 2018. 154-160.
- Berk, Z. (1992): Soymilk and related products. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy; Corporate Document Repository: Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from Soybeans. Services Bulletin No. 97, Chapter 8. Retrieved 16 January 2017.
- Bourke, P.; Tiwari, B.; O'Donnell, C.; Cullen, P. J. (2010): Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance. Trends in Food Science and Technology, Vol. 21, Issue 7, 2010.