Vynikající účinnost a kvalita při výrobě ořechového mléka s ultrazvukem

Ořechová mléka a rostlinné alternativy mléka jsou rostoucím segmentem potravin. Pro výrobu ořechových mlék a rostlinných mléčných analogů prokázala ultrazvuková extrakce a homogenizace velké výhody oproti konvenčním technikám. Vysoce výkonný ultrazvuk zvyšuje výtěžnost, stabilitu produktu, obsah živin a celkovou efektivitu zpracování.

Vyšší výnosy ořechového mléka s výkonným ultrazvukem

Ultrazvuková extrakce je dobře známá jako spolehlivá a vysoce účinná metoda pro zvýšení výtěžnosti rostlinných olejů, proteinů, polysacharidů a mikroživin. Proto se sonikace používá při výrobě rostlinných mléčných náhražek, např. vyrobených z mandlí, kešu, kokosu, lískových ořechů, arašídů, sezamu, sóji, tygřích ořechů, ovsa, rýže, konopí, hrášku, pistácií, vlašských ořechů, amarantu nebo quinoy. Surovina ořechových mlék a dalších rostlinných alternativ mléka je často drahá a vyšší výtěžky extrakce z těchto surovin snižují výrobní náklady a zlepšují efektivitu výroby.

Jak ultrazvuková extrakce zvyšuje výtěžnost?

Principem činnosti ultrazvukové extrakce je akustická kavitace. Extrakční zesilující mechanismus nízkofrekvenčního ultrazvuku s vysokou intenzitou je připisován především fenoménu akustické kavitace. Když se kavitační bubliny zhroutí na povrchu botanického materiálu, eroze a sonoporace narušují matrici rostlinných buněk (jako jsou macerované ořechy, semena, luštěniny a listy), což má za následek zničení buněčné struktury a uvolnění intracelulárních látek, jako jsou proteiny, lipidy, polysacharidy, vlákna, vitamíny, minerály a fytochemikálie. Tím se zintenzivnil přenos hmoty a usnadňuje uvolňování molekul, jako jsou proteiny, lipidy, polysacharidy a fytochemikálie.
Ultrazvukem generované smykové síly zlepšují pronikání rozpouštědla do buněčné matrice botanické hmoty a zlepšují propustnost buněčných membrán. (Vezměte prosím na vědomí, že termín rozpouštědlo se používá v širokém smyslu a zahrnuje jakoukoli kapalinu, např. vodu). Tyto mechanismy energetického ultrazvuku jsou zodpovědné za významné zintenzivnění procesu dosažené při ultrazvuku se používá pro extrakci potravinářských výrobků z botanické suroviny. Vzhledem k tomu, že ultrazvuková kavitace generuje tak intenzivní síly, řídí vysoce účinné narušení a míchání buněk na makro- a mikroúrovni. Kromě toho se výrazně zlepšuje pronikání rozpouštědla, rozpouštění bioaktivních sloučenin a přenos hmoty. Díky tomu je extrakce za pomoci ultrazvuku vysoce účinná, což vede k vynikajícím výtěžkům extraktu v rychlém čase procesu.

Vylepšená stabilita ořechového mléka s ultrazvukem

Ultrazvuku s vysokou intenzitou a nízkou frekvencí je účinná a spolehlivá metoda pro zlepšení fyzické stability suspenzí i mikrobiální stability potravinářských výrobků (např. Ořechové mléko a jiné náhražky mléka).

Ultrazvukem zlepšená fyzikálně-chemická stabilita ořechových mlék

Vysoce výkonný ultrazvuk, který se široce používá pro homogenizaci a emulgaci potravinářských výrobků, je vysoce účinná netepelná technika pro výrobu vysoce homogenních a dlouhodobě stabilních potravinářských výrobků. Ultrazvuková homogenizace zmenšuje průměr kapiček tuku na jednotnou velikost minut a rovnoměrně rozptyluje pevné částice, jako jsou škroby, cukry a vlákna. Ultrazvuková homogenizace tak výrazně zlepšuje fyzikálně-chemické vlastnosti ořechových mlék a jiných rostlinných mlék, takže je zabráněno nežádoucí fázové separaci.
Lu et al. (2019) zkoumá účinky ultrazvuku s vysokým výkonem na kokosové mléko. Sonikační léčba snížila velikost částic kokosového mléka a homogenizovala distribuci kapiček a pevných látek v systému. Ve srovnání s mechanicky emulgovaným kokosovým mlékem se u ultrazvukového ošetření projevil významný vliv na jednotnost emulzního systému (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.

Ultrazvukem zlepšená mikrobiální stabilita ořechových mlék

Bylo prokázáno, že ultrazvuku snižuje mikrobiální zátěž v mléčných výrobcích, ovocných šťávách a jiných tekutých potravinách. Proto byla ultrazvuková pasterizace také přijata do procesu konzervace mléčných alternativ, aby se zlepšila mikrobiální stabilita v ořechových a jiných rostlinných náhražkách mléka.
Iorio et al. (2019) studovali ultrazvukovou inaktivaci Escherichia coli O157:H7 a Listeria monocytogenes v mandlovém mléce a mohli by prokázat, že ultrazvuková pasterizace způsobuje subletální poškození patogenů, což vede ke zvýšení trvanlivosti. Například ultrazvuková pasterizace významně snížila hladinu E. coli O157:H7 z 5,12 na 3,81 log CFU/ml a snížila rychlost růstu (μmax) (z 1,19 na 0,79 (log CFU/ml)/den).

Vyšší obsah živin s ultrazvukovou extrakcí ořechového mléka

Mikroživiny, jako jsou vitamíny, polyfenoly a antioxidanty, se nacházejí v buněčné matrici rostlin. K účinnému uvolňování těchto mikroživin je zapotřebí úplné narušení buněk a intenzivní mikromíchání mezi buněčnou hmotou a rozpouštědlem. Jak je popsáno výše, ultrazvuková extrakce je velmi účinná v rozpadových buňkách a uvolňování lipidů, proteinů, polysacharidů, vláken a fytochemikálií z buněčné matrice. Ultrazvuková extrakce je vysoce účinná metoda pro izolaci úplného množství fytochemikálií z rostlinných látek v rámci rychlého procesu extrakce. Aplikace vysoce výkonného ultrazvuku vyvolává silné kavitační účinky, poruchy / turbulence, vysokorychlostní proudění kapaliny, které vyplavuje fytochemikálie z vnitřku buňky. Vzhledem k tomu, že se jedná o metodu bez tepelné extrakce, je při použití ultrazvuku zabráněno tepelné degradaci těchto citlivých mikroživin.

Celkový obsah fenolů (vyjádřený jako ekv. mg Naringenin / g mandlí) kinetika se sonikací a bez ní pomocí UIP1000hdT. Ultrazvuková extrakce zvýšila celkový obsah fenolů o 258 %.
Data jsou průměry ± SD, n = 3. Ultrazvuk (žlutá) versus tichá (oranžová).
Graf a studie: Tabib et al., 2020

Vynikající účinnost při výrobě ořechového mléka s ultrazvukem

Vyšší výnosy, zlepšený nutriční profil a zkrácená doba zpracování jsou jen některé výhody, pokud jde o vynikající účinnost ultrazvukového zpracování ořechového mléka a nemléčných nápojů. Nízká spotřeba energie, nízká údržba a provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu jsou další faktory, které přispívají k výjimečné celkové účinnosti ultrazvukového zpracování. Vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory Hielscher mohou běžet 24 hodin denně, 7 dní v týdnu pod těžkým zatížením a zpracovávat velké objemy v režimu kontinuálního průtoku. Ultrazvukové procesory Hielscher mají vynikající celkovou energetickou účinnost. Robustnost a nízké nároky na údržbu udržují nízké provozní náklady.

Co říká výzkum o ultrazvukovém zpracování potravin

"Ultrazvuk se v posledním desetiletí objevil v bezpodmínečné míře. Své uplatnění našel v průmyslu ovocných šťáv a nápojů díky svým multifunkčním požadovaným účinkům. Tato technologie je levná, jednoduchá, spolehlivá a šetrná k životnímu prostředí a vysoce účinná při konzervaci šťáv se zvýšenými kvalitativními vlastnostmi." (Dolas et al., 2019)

“Sonikace je připravovaná technologie, která může zlepšit kvalitu potravin a snížit ztrátu živin.” (Cheok et al., 2013)

Ultrazvukové kuchyňské roboty pro průmyslovou výrobu ořechového mléka

Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrábí a distribuuje vysoce výkonný ultrazvukový systém zpracování potravin pro nepřetržitou průmyslovou výrobu ořechových mlék (jako jsou kešu, mandle, lískové ořechy, vlašské ořechy, arašídy, kokosové mléko) a rostlinných mléčných náhražek (jako je rýže, sója, špalda, oves, sezam, lněné semínko, hrášek, fermentované mléko z tygřích ořechů).
Použití ultrazvukového zpracování potravin nabízí hlavní výhody, protože se jedná o netepelnou, čistě mechanickou metodu, která vede ke zlepšení finálních produktů, zkracuje dobu zpracování a je šetrnější k životnímu prostředí.
Hielscher ultrazvukové systémy zpracování potravin se používají pro různé aplikace, které jsou bezpečnou, spolehlivou a nákladově efektivní technologií pro výrobu vysoce kvalitních potravin a nápojů. Instalace a obsluha všech ultrazvukových procesorů Hielscher je jednoduchá: Vyžadují jen málo místa, lze je snadno dodatečně namontovat do stávajících zpracovatelských zařízení.
Hielscher Ultrasonics má dlouholeté zkušenosti s aplikací výkonového ultrazvuku v potravinách & nápojový průmysl, ale i mnoho dalších průmyslových odvětví. Naše ultrazvukové procesory jsou vybaveny snadno čistitelnými sonotrodami (čištění na místě CIP / sterilizace na místě SIP) sonotrodami a průtokovými buňkami (mokré části). Hielscher Ultrazvuk’ Průmyslové ultrazvukové procesory mohou dodávat velmi vysoké amplitudy. Amplitudy až 200 μm lze snadno nepřetržitě provozovat v provozu 24/7. Vysoké amplitudy jsou důležité pro dosažení ahomogenní distribuce částic a pro inaktivaci odolnějších mikrobů (např. grampozitivních bakterií). Pro ještě vyšší amplitudy jsou k dispozici přizpůsobené ultrazvukové sonotrody. Všechny sonotrody a ultrazvukové reaktory s průtokovými buňkami mohou být provozovány za zvýšených teplot a tlaků, což umožňuje spolehlivou termo-mano-sonikaci (sonikaci v kombinaci se zvýšenou teplotou a tlakem) a vysoce účinnou extrakci a stabilizaci.
Díky nejmodernější technologii, vysoce výkonnému a sofistikovanému softwaru je Hielscher Ultrasonics’ Spolehliví tažní koně na vaší lince na extrakci potravin, homogenizaci a pasterizaci. S malým půdorysem a všestrannými možnostmi instalace lze Hielscher ultrasonicators snadno integrovat nebo dodatečně namontovat do stávajících výrobních linek.
Chcete-li se dozvědět více o funkcích a schopnostech našich systémů ultrazvukové extrakce, homogenizace a pasterizace, kontaktujte nás. Rádi s vámi prodiskutujeme vaši aplikaci!

Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators: