Homogenizace šťáv a smoothies pomocí výkonového ultrazvuku

Šťávy, smoothies a nápoje vyžadují spolehlivou a účinnou homogenizaci, která zajistí žádoucí chuť a texturu i dlouhodobou stabilitu. Ultrazvukové vysokosmykové homogenizátory se široce používají v potravinářském a nápojovém průmyslu k výrobě šťáv, nápojů, pyré a omáček vynikající kvality. Jako netermální úprava chrání ultrazvuková vysokosmyková homogenizace vitaminy a bioaktivní látky před tepelnou degradací a zároveň zajišťuje vynikající stabilitu a hladkost.

Ultrazvuková vysokosmyková homogenizace šťáv, smoothies a nápojů

Ultrazvukem zlepšená stabilita – zabránění fázové separaci a sedimentaci: Ovocná a zeleninová dřeň se rozbije na malé částice, čímž se dosáhne vysoké stability, zabrání se sedimentaci a vznikne hladká textura.
Ultrazvuková modifikace viskozity a textury šťávy: Ovoce a zelenina, jako jsou jablka, mrkev, pomeranče, grapefruity, citrony a rajčata, jsou bohaté na pektiny. Pektiny jsou polysacharidy, které fungují jako přírodní stabilizátor. Ultrazvukové homogenizátory extrahují pektiny z buněčné matrice a uvolňují je do šťávy, čímž zvyšují viskozitu a stabilitu. Ultrazvukové homogenizátory jsou proto vynikající pro využití přírodních stabilizátorů, jako jsou pektiny.
Lepší profil fytonutrientů díky ultrazvukové extrakci: Ultrazvukové homogenizátory narušují buněčné matrice a podporují uvolňování zachycených molekul, jako jsou vitaminy, antioxidanty, polyfenoly a flavonoidy, do šťávy. Fytonutrienty se tím při konzumaci stávají biologicky dostupnějšími a biopřístupnějšími.
Intenzivnější chuťový profil díky sonikaci: Ultrazvukové vysokosmykové homogenizátory uvolňují nejen pektiny, ale také molekuly chuťových látek, esenciální oleje, přírodní cukry a fytonutrienty. (Ultrazvukem zlepšený nutriční profil viz případová studie níže). Ultrazvuková extrakce uvolňuje z buněčné matrice bioaktivní molekuly, jako jsou chuťové látky a vitaminy, a zpřístupňuje je tak chuťovým pohárkům spotřebitele.
Intenzivnější barevný profil díky sonikaci: Rostlinné pigmenty jsou rovněž obsaženy v buněčné matrici rostliny. Ultrazvukové homogenizátory uvolňují rostlinné pigmenty, jako jsou karotenoidy, chlorofyl, betalaniny a antokyany, a zmenšují velikost jejich částic. Pigmenty se zmenšenou velikostí rozptylují světlo lépe než větší částice, a dosahuje se tak intenzivnější barvy šťávy, pyré nebo omáčky.

Ultrazvuková homogenizace šťáv – mnohostranné výhody

Ultrazvukové vysokosmykové homogenizátory jsou spolehlivé a účinné při míchání nápojů, jako jsou ovocné šťávy, nektary, zeleninové šťávy, smoothies, limonády s ovocem, ochucené mléčné nápoje, proteinové koktejly, nápoje s přídavkem dalších složek a další.
Při extrakci a lisování šťávy může ultrazvuk zvýšit výtěžnost šťávy. Například ultrazvuková úprava zvýšila výtěžnost hroznové šťávy až o 3,4 % a současně zkrátila dobu úpravy trojnásobně. Ultrazvuk v kombinaci s enzymatickou úpravou rovněž zvýšil výtěžnost šťávy až o 2 % a zkrátil dobu úpravy více než čtyřnásobně ve srovnání s tradiční enzymatickou úpravou. Postupné použití ultrazvuku a enzymatické úpravy zvýšilo výtěžnost šťávy až o 7,3 %. Podobně u ananasové šťávy zvýšil samotný ultrazvuk výtěžnost extrakce šťávy z ananasové drti o 10,8 %. Ultrazvuková úprava rovněž zvýšila obsah cukrů, celkových kyselin, fenolických látek a vitaminu C. (srov. Baslar et al. 2015)
Výroba nápojů, jako jsou šťávy, limonády se šťávou a další nápoje, vyžaduje spolehlivou homogenizaci a emulgaci pro stabilitu, lepší chuť a texturu, atraktivní vzhled a lepší funkční vlastnosti. Ultrazvuková homogenizace například zajišťuje výjimečnou stabilitu, zabraňuje fázové separaci a zlepšuje chuť a texturu šťáv, smoothies i nápojů na bázi mléka a proteinů. Ultrazvukové vysokosmykové homogenizátory navíc snadno emulgují různé složky za vzniku čirých emulzí. Běžnou aplikací ultrazvukové emulgace je příprava vod a nápojů s přídavkem konopí. Čiré vodní nápoje a další nápoje lze pomocí ultrazvuku obohatit o stabilní kanabinoidy (např. CBD, CBG, THC). Aby se získaly čiré emulze s vysokou biologickou dostupností účinných látek, musí být bioaktivní látky emulgovány na nanometrickou velikost. Ultrazvuková emulgace představuje nadřazenou techniku pro výrobu nanoemulzí s čirým vzhledem, výjimečnou stabilitou, biologickou dostupností a funkčními vlastnostmi. Proto se ultrazvuková nanoemulgace široce používá při výrobě léčiv a doplňků stravy (např. CBD tinktur atd.)
Zároveň ultrazvukové homogenizátory extrahují molekuly chuťových látek, bioaktivní látky a fytonutrienty, čímž je činí biologicky dostupnějšími a biopřístupnějšími. Ultrazvukové homogenizátory však také rozpouštějí cukry, sirupy nebo sladidla a dispergují a hydratují gumy, škroby a další přísady do dlouhodobě stabilních suspenzí. Jediná ultrazvuková jednotka Hielscher zajistí ve Vaší výrobě šťáv a nápojů splnění různých úloh homogenizace, nanoemulgace, extrakce, dispergace, rozpouštění, hydratace a míchání.

Vliv sonikace pomocí UP400S při amplitudě 100μm na mikrostrukturu jablečné šťávy.
Studie a obrázek: Ertugay & Baslar, 2014

Případová studie: zlepšený nutriční profil sonikované pomerančové šťávy

Ultrazvuková vysokosmyková homogenizace je netermální metoda konzervace a zpracování potravin, jejíž výhodou je zlepšení stabilizace a inaktivace mikroorganismů v ovocných šťávách, aniž by způsobovala běžné nežádoucí vedlejší účinky spojené s konvenčními tepelnými úpravami. Guerrouj et al. (2016) zkoumali vliv sonikace na celkový obsah fenolických látek a flavonoidů a také na karotenoidy a kyselinu askorbovou (vitamin C) v pomerančové šťávě s použitím homogenizátoru Hielscher Ultrasonics UP200S. Zjistili významné zvýšení celkového obsahu fenolických látek ve vzorcích sonikované pomerančové šťávy ve srovnání s kontrolou (viz tabulka níže). Toto zvýšení činilo z 42,74 až na 69,45mg GAE/100 ml při ultrazvukové úpravě po dobu 30 min. Tyto výsledky ukazují významné zvýšení obsahu fenolických látek v rámci sonikační úpravy.
Výsledky aktivity vychytávání volných radikálů DPPH pomerančové šťávy jsou rovněž uvedeny v tabulce níže. Sonikované vzorky vykazovaly ve srovnání s kontrolou významné zvýšení procentuální inhibice DPPH, což ukazuje na vyšší hladinu antioxidantů. Procentuální inhibice DPPH činila 37,48%, 35,70%, 34,70% a 35,21% u vzorků sonikovaných po dobu 1, 10, 20 a 30 min v tomto pořadí, ve srovnání s kontrolními vzorky (21,67%). Tato zjištění jsou v souladu s výsledky zjištěnými u sonikované šťávy z limetky kasturi (Bhat et al., 2011). Tyto výsledky naznačují, že sonikační úprava zvyšuje extrahovatelnost antioxidačních látek.
Výzkumníci dospěli k závěru, že ultrazvuková úprava pomerančové šťávy vedla k celkovému zvýšení obsahu bioaktivních látek, jako jsou celkové fenolické látky, flavonoidy, karotenoidy, antokyany a kyselina askorbová, při významném snížení počtu mikroorganismů.

Ultrazvukové sonotrody a průtokové cely pro homogenizaci šťáv

Hielscher Ultrasonics je dlouholetý zkušený výrobce vysoce výkonných ultrazvukových homogenizátorů, které se celosvětově používají v průmyslové výrobě ovocných a zeleninových šťáv, nektarů, smoothies, proteinových nápojů a také pyré a omáček. Spolehlivá a účinná homogenizace ovocných šťáv, nápojů a potravinářských produktů je náročná aplikace, která vyžaduje výkonné ultrazvukové sonotrody, jež generují konstantní amplitudy a zajišťují dostatečný smyk pro získání homogenních potravinářských a nápojových produktů. Všechna ultrazvuková zařízení Hielscher jsou navržena a vyrobena pro provoz 24/7 při plném zatížení. Ultrazvukové procesory jsou k dispozici od kompaktních laboratorních ultrazvukových přístrojů o výkonu 50 wattů až po výkonné inline ultrazvukové systémy o výkonu 16 000 wattů. Široká nabídka boosterů, sonotrod a průtokových cel umožňuje individuální sestavení ultrazvukového vysokosmykového homogenizátoru podle suroviny (např. ovoce, zeleniny, dalších složek atd.) a požadovaných vlastností konečného produktu.
Hielscher Ultrasonics vyrábí vysoce výkonné ultrazvukové sonotrody, které lze specificky nastavit tak, aby poskytovaly celé spektrum amplitud od velmi mírných až po velmi vysoké. Pokud Vaše homogenizační aplikace vyžaduje neobvyklé specifikace (např. kombinaci se zvýšeným tlakem a/nebo zvýšenou teplotou), jsou k dispozici zakázkové ultrazvukové sonotrody. Robustnost ultrazvukových zařízení Hielscher umožňuje provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích.

Ultrazvuková homogenizace šťáv v dávkovém a průtokovém (inline) režimu

Ultrazvukové vysokosmykové homogenizátory Hielscher lze používat pro dávkovou i kontinuální průtokovou (inline) sonikaci. V závislosti na objemu nápoje a rychlosti zpracování Vám doporučíme nejvhodnější ultrazvukovou sestavu.
Přivádění více vstupních proudů, které lze nezávisle dávkovat do kontinuálního ultrazvukového homogenizačního systému, činí průtokovou homogenizaci pomocí ultrazvukové vysokosmykové úpravy vysoce efektivní z hlediska času i práce, pohodlnou a schopnou zpracovávat průmyslové objemy šťáv a nápojů.

Ultrazvukové sonotrody a průtokové cely pro jakýkoli objem

Produktová řada Hielscher Ultrasonics pokrývá celé spektrum ultrazvukových procesorů od kompaktních laboratorních ultrazvukových přístrojů přes stolní a pilotní systémy až po plně průmyslové ultrazvukové procesory s kapacitou zpracovat celé nákladní vozy za hodinu. Kompletní produktová řada nám umožňuje nabídnout Vám nejvhodnější ultrazvukové zařízení pro Váš nápoj nebo potravinářský produkt, plánovanou procesní kapacitu a výrobní cíle.

Přesně řiditelné amplitudy pro optimální výsledky

Všechny ultrazvukové homogenizátory Hielscher jsou přesně řiditelné, a tím i spolehliví tahouni. Amplituda je jedním z klíčových procesních parametrů, které ovlivňují účinnost a efektivitu sonomechanických účinků, jako jsou homogenizace, emulgace, extrakce, hydratace, rozpouštění a konzervace. Všechny procesory Hielscher Ultrasonics umožňují přesné nastavení amplitudy. Sonotrody a boostery jsou příslušenství, které umožňuje upravovat amplitudu v ještě širším rozsahu. Průmyslové ultrazvukové vysokosmykové homogenizátory Hielscher mohou poskytovat velmi vysoké amplitudy a dodávat potřebnou ultrazvukovou intenzitu pro náročné aplikace. Amplitudy až 200µm lze snadno provozovat nepřetržitě v režimu 24/7.
Přesné nastavení amplitudy a trvalé monitorování parametrů ultrazvukového procesu pomocí chytrého softwaru Vám umožňují zpracovávat Vaši šťávu, nápoj nebo potravinářský produkt za optimalizovaných podmínek. Optimální sonikace pro maximálně účinnou homogenizaci šťáv!

Sonikátory Hielscher se široce používají k homogenizaci nápojů, jako jsou

• šťávy
• smoothies
• ovocná a zeleninová pyré
• ovocná mléka
• kombuchy

Robustnost sonikátorů Hielscher umožňuje provoz 24/7 při vysokém zatížení a v náročných prostředích. Díky tomu jsou sonikátory Hielscher spolehlivým pracovním nástrojem, který splňuje požadavky Vaší výroby potravin a nápojů.

Nejvyšší kvalita – navrženo a vyrobeno v Německu

Jako rodinná firma vlastněná a řízená rodinou klade Hielscher u svých ultrazvukových procesorů důraz na nejvyšší standardy kvality. Všechny ultrazvukové přístroje jsou navrženy, vyrobeny a důkladně testovány v našem sídle v Teltow nedaleko Berlína v Německu. Díky robustnosti a spolehlivosti jsou ultrazvuková zařízení Hielscher tahounem ve Vaší výrobě. Provoz 24/7 při plném zatížení a v náročných prostředích je přirozenou vlastností ultrazvukových vysokosmykových homogenizátorů Hielscher.

Níže uvedená tabulka uvádí orientační přibližnou zpracovatelskou kapacitu našich ultrazvukových přístrojů: