Forbedret geldannelse i frugt og grøntsager ved hjælp af ultralyd
Fortykning af saucer, safter, syltetøj og andre fødevarer ved geldannelse er en almindelig proces i produktionen af flydende fødevarer. Ultralydsekstraktion af pektiner og naturlige intracellulære sukkerarter fra frugt og grøntsager er en yderst effektiv metode til at fremme geldannelsen i fødevarer uden tilsætning af raffinerede sukkerarter. Dermed øger ultralydsbehandling ikke kun den økonomiske effektivitet ved at reducere produktionsomkostningerne (da sukker og fortykningsmidler er unødvendige), men hjælper også med at fremstille sundere fødevarer med reduceret kalorieindhold.
Geldannelse og fortykning af fødevarer
Fremstilling af geler af pektinrige frugter er en veletableret proces til produktion af forskellige fødevarer, herunder saucer, puréer, ketchup, safter, smoothies, marmelade og syltetøj. Fortykning og geldannelse i sådanne fødevarer kræver ofte tilsætning af store mængder sukker for at opnå den ønskede grad af geldannelse. Behovet for raffinerede sukkerarter skyldes hovedsageligt, at pektinerne og det naturlige sukker i frugt og grøntsager er indesluttet i plantecellernes cellematrix, hvor de for størstedelens vedkommende forbliver uudnyttede.
Ultralydsapparatet UIP4000hdT er et kraftfuldt apparat på 4kW til industriel fødevareforarbejdning, såsom ekstraktion af pektin og aromastoffer samt homogenisering.
Løsningen: Ultralydsekstraktion af pektiner og naturlige sukkerarter
Ultralydsbehandling er en veletableret og udbredt teknologi til ekstraktion af bioaktive molekyler fra planter såsom frugt og grøntsager. Derfor er sonikering en værdsat teknik inden for fødevareforarbejdning, såsom produktion af safter, smoothies, drikkevarer, saucer, puréer, ketchup, frugtpålæg, syltetøj og marmelade, hvor ultralydsbølgerne hjælper med at frigive aromastoffer, pektiner og sukkerarter (f.eks. fruktose) fra plantematerialets cellematrix. Det betyder, at ultralyd ikke kun fremmer geldannelsen, men også gør fødevarerne mere smagfulde og søde uden tilsætning af aromastoffer, sukkerarter og andre tilsætningsstoffer. Med den stigende efterspørgsel efter naturlige, minimalt forarbejdede fødevarer er fødevareforarbejdning med ultralyd den ideelle teknologi til at skabe sunde fødevarer med intens smag. Ultralydsbehandling af pektin i fødevarer har vist sig at være en yderst effektiv, pålidelig, energibesparende og miljøvenlig fremstillingsstrategi, især for pektin med lav methoxyleringsgrad.
Pektin er en foretrukken ingrediens i sunde fødevarer og fødevarer med lavt sukkerindhold på grund af sine geldannende egenskaber. Ved at udsætte frugt- og grøntsagsbaserede væsker for ultralyd kan tilsætning af raffineret sukker undgås eller reduceres væsentligt, da pektinets funktionalitet giver de ønskede geldannende egenskaber og bidrager til fødevarens gunstige reologiske egenskaber.
Yderligere fordele ved fødevareforarbejdning med ultralyd omfatter inaktivering af enzymer såsom pektinmethylesterase samt homogenisering (glattere konsistens) og pasteurisering (forbedret mikrobiel stabilitet).
- Skånsom proces
- Ingen eller mindre sukkertilsætning
- Hurtig behandling
- Ingen eller færre tilsætningsstoffer
- Sunde fødevarer
- Rent mekanisk behandling
- Økonomisk fordelagtig / omkostningseffektiv
- Nem og sikker at betjene
- Enkel installation eller eftermontering
- Fuldstændig lineær opskalering
- Kapacitet til at behandle enhver volumen
Ultralydsekstraktion af pektin, aromastoffer og sukker fra planters cellematrix er med succes blevet anvendt på citrusfrugter, appelsiner, citroner, mangoer, passionsfrugter, æbler, pærer, ferskner, tomater og mange andre frugter og grøntsager.
Sådan undgås ødelæggelse af pektinets molekylære struktur
Ultralydsbehandling kan i høj grad fremme geldannelsen i pektinholdige frugt- og grøntsagsprodukter. Overdreven sonikering, dvs. ultralydsbehandling med for høj intensitet eller over for lang tid, kan dog ødelægge pektinets molekylære struktur og dermed forringe geldannelsens kvalitet. Hielscher Ultrasonics leverer ultralydsapparater med den nyeste teknologi, som muliggør præcise driftsindstillinger samt styring og overvågning af pektinekstraktionsprocessen. Lettilgængelige indstillinger, muligheden for at forudindstille og gemme behandlingsparametre samt fjernstyring via enhver internetbrowser sikrer, at dit produkt sonikeres under optimale forhold. Desuden registreres data fra alle ultralydskørsler automatisk på et indbygget SD-kort, så hver enkelt behandling kan overvåges og gennemgås med henblik på kvalitetssikring og overholdelse af god fremstillingspraksis (GMP).
Hielschers industrielle sonikeringsapparater kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200µm kan nemt opretholdes kontinuerligt ved drift 24/7. Til endnu højere amplituder fås specialtilpassede ultralydssonotroder.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet:
| Batchvolumen | Volumenstrøm | Anbefalede apparater |
|---|---|---|
| 1 til 500mL | 10 til 200mL/min | UP100H |
| 10 til 2000mL | 20 til 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 til 20L | 0,2 til 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 til 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Ultralydsekstraktor UIP4000hdT med gennemstrømningsopstilling til pektinekstraktion.
Litteratur / Referencer
- 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.
Værd at vide
Pektiner i fødevarer
Pektin er et polysakkarid, som findes i cellevæggen hos de fleste grøntsager og frugter. Pektiner er kendt for deres bemærkelsesværdige geldannende og fortykkende egenskaber, som gør dem til et udbredt tilsætningsstof i fødevareindustrien. Desuden er pektiner kendt for deres sundhedsfremmende egenskaber.
Fremstilling af geler med frugt eller grøntsager med et højt pektinindhold er ikke særlig udfordrende. Tilsætning af sukker fremmer geldannelsen med pektin med lav methoxyleringsgrad (LM). Anvendelsen af pektin med lav methoxyleringsgrad (LM) kræver dog normalt store mængder tilsat sukker (ca. 50 wt%). Derfor er pektiner med lav methoxyleringsgrad (LM) i kombination med meget store mængder tilsat sukker kun relevante for desserter, syltetøj og marmelade.
For eksempel tilhører enzymerne polygalakturonaser, pektinlyase og pektinmethylesterase (PME) gruppen af pektinolytiske enzymer eller pektinaser, som hydrolyserer de glykosidiske bindinger i pektinstoffer. Ultralydsbehandling bruges til at inaktivere enzymer såsom pektinaser for at opnå mere stabile fødevarer. Læs mere om enzyminaktivering med ultralyd!
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra laboratorieskala til industriel skala.