Overlegen effektivitet og kvalitet i nøddemælksproduktion med ultralyd

Nøddemælk og plantebaserede mælkealternativer er et voksende fødevaresegment. Til produktion af nøddemælk og plantebaserede mælkeanaloger har ultralydsekstraktion og homogenisering vist store fordele i forhold til konventionelle teknikker. Ultralyd med høj effekt øger udbyttet, produktstabiliteten, næringsindholdet og den samlede forarbejdningseffektivitet.

Højere nøddemælksudbytter med Power Ultrasonics

Ultralydsekstraktion er velkendt som pålidelig og yderst effektiv metode til at øge udbyttet af planteafledte olier, proteiner, polysaccharider og mikronæringsstoffer. Derfor anvendes sonikering til fremstilling af plantebaserede mælkeerstatninger, f.eks. fremstillet af mandel, cashewnødder, kokosnød, hasselnødder, jordnødder, sesam, soja, tigernødder, havre, ris, hamp, ærter, pistacienødder, valnød, amarant eller quinoa. Råvaren til nøddemælk og andre plantebaserede mælkealternativer er ofte dyr, og højere udvindingsudbytter fra disse råvarer sænker produktionsomkostningerne og forbedrer produktionseffektiviteten.

Hvordan øger ultralydsekstraktion udbyttet?

Arbejdsprincippet for ultralydsekstraktion er akustisk kavitation. Ekstraktionsintensiveringsmekanismen for lavfrekvent, højintensiv ultralyd tilskrives hovedsageligt fænomenet akustisk kavitation. Når kavitationsbobler kollapser på overfladen af det botaniske materiale, bryder erosion og sonoporation matrixen af planteceller (såsom macererede nødder, frø, bælgfrugter og blade), hvilket resulterer i ødelæggelse af cellestrukturen og frigivelse af intracellulære stoffer såsom proteiner, lipider, polysaccharider, fibre, vitaminer, mineraler og fytokemikalier. Den derved intensiverede masseoverførsel letter frigivelsen af molekyler som proteiner, lipider, polysaccharider og fytokemikalier.
Ultralydgenererede forskydningskræfter forbedrer opløsningsmidlets indtrængning i den cellulære matrix af det botaniske stof og forbedrer permeabiliteten af cellemembranerne. (Bemærk venligst, at udtrykket opløsningsmiddel bruges i bred forstand og omfatter enhver væske, f.eks. vand). Disse mekanismer for ultralyd er ansvarlige for den betydelige procesintensivering, der opnås, når ultralydbehandling anvendes til udvinding af fødevarer fra botanisk råmateriale. Da ultralydskavitation genererer så intense kræfter, driver det meget effektiv celleforstyrrelse og blanding på makro- og mikroniveau. Desuden forbedres opløsningsmiddelpenetration, opløsning af bioaktive forbindelser og masseoverførsel betydeligt. Dette gør ultralydsassisteret ekstraktion meget effektiv, hvilket resulterer i overlegne ekstraktudbytter inden for en hurtig procestid.

Forbedret nøddemælksstabilitet med ultralyd

Højintensiv, lavfrekvent ultralydbehandling er en effektiv og pålidelig metode til at forbedre den fysiske stabilitet af suspensioner samt den mikrobielle stabilitet af fødevarer (f.eks. Nøddemælk og andre mælkeerstatninger).

Ultralydsforbedret fysisk-kemisk stabilitet af nøddemælk

Ultralyd med høj effekt er meget udbredt til homogenisering og emulgering af fødevarer og er en yderst effektiv ikke-termisk teknik til fremstilling af meget homogene og langsigtede stabile fødevarer. Ultralydshomogenisering reducerer diameteren af fedtdråber til ensartet minutstørrelse og spreder faste partikler som stivelse, sukker og fibre jævnt. Derved forbedrer ultralydshomogenisering den fysisk-kemiske af nøddemælk og anden plantebaseret mælk betydeligt, så uønsket faseadskillelse forhindres.
Lu et al. (2019) undersøger virkningerne af ultralydbehandling med høj effekt på kokosmælk. Sonikeringsbehandling reducerede partikelstørrelsen af kokosmælken og homogeniserede fordelingen af dråber og faste stoffer i systemet. I sammenligning med mekanisk emulgeret kokosmælk viste ultralydsbehandlingen en signifikant effekt på ensartetheden af emulsionssystemet (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.

Ultralydsforbedret mikrobiel stabilitet af nøddemælk

Ultralydbehandling har vist sig at reducere den mikrobielle belastning i mejeriprodukter, frugtsaft og andre flydende fødevarer. Derfor er ultralydspasteurisering også blevet vedtaget til konserveringsprocessen af mælkealternativer for at forbedre mikrobiel stabilitet i nødde- og andre plantebaserede mælkeerstatninger.
Iorio et al. (2019) studerede ultralydsinaktiveringen af Escherichia coli O157: H7 og Listeria monocytogenes i mandelmælk og kunne påvise, at ultralydspasteuriseringen forårsager subdødelig skade på patogenerne, hvilket fører til en øget holdbarhed. For eksempel reducerede ultralydspasteuriseringsbehandling signifikant E. coli O157: H7-niveauet fra 5,12 til 3,81 log CFU / ml og sænkede væksthastigheden (μmax) (fra 1,19 til 0,79 (log CFU / ml) / dag).

Højere næringsindhold med ultralyd nøddemælksekstraktion

Mikronæringsstoffer som vitaminer, polyfenoler og antioxidanter er placeret i planternes cellulære matrix. For at frigive disse mikronæringsstoffer effektivt kræves fuldstændig celleforstyrrelse og intens mikroblanding mellem cellulært stof og opløsningsmiddel. Som beskrevet ovenfor er ultralydsekstraktion meget effektiv i opløsningsceller og frigiver lipider, proteiner, polysaccharider, fibre og fytokemikalier fra den cellulære matrix. Ultralydsekstraktion er en yderst effektiv metode til at isolere den komplette mængde fytokemikalier fra botaniske stoffer inden for en hurtig ekstraktionsproces. Anvendelsen af ultralyd med høj effekt producerer stærke kavitationseffekter, forstyrrelser / turbulenser, væskestrøm med høj hastighed, som vasker fytokemikalierne ud af cellens indre. At være en ikke-termisk ekstraktionsmetode forhindres termisk nedbrydning af disse følsomme mikronæringsstoffer ved brug af ultralydbehandling.

Totalt phenolindhold (udtrykt som eq mg Naringenin/g mandler) kinetik med og uden sonikering ved hjælp af UIP1000hdT. Ultralydsekstraktion øgede det samlede phenolindhold med 258 %.
Data er midlerne ± SD, n = 3. Ultralyd (gul) versus lydløs (orange).
Graf og undersøgelse: Tabib et al., 2020

Overlegen effektivitet i nøddemælksproduktion med ultralyd

Højere udbytter, forbedret ernæringsprofil og reduceret forarbejdningsvarighed er blot nogle få fordele, når det kommer til den overlegne effektivitet af ultralydsnøddemælk og ikke-mejeriprodukter. Lavt energiforbrug, lav vedligeholdelse og 24/7 drift er yderligere faktorer, der bidrager til den ekstraordinære samlede effektivitet af ultralydsbehandling. Hielscher højtydende ultralydshomogenisatorer kan køre 24/7 under under kraftig og behandle store mængder i kontinuerlig flowtilstand. Hielscher ultralydsprocessorer har en enestående samlet energieffektivitet. Robusthed og lav vedligeholdelse holder også driftsomkostningerne nede.

Hvad forskning siger om ultralydsfødevareforarbejdning

"Ultralyd er dukket op i et ubetinget omfang i det sidste årti. Det har fundet sin anvendelse i frugtjuice- og drikkevareindustrien på grund af dets multifunktionelle ønskede effekter. Teknologien er billig, enkel, pålidelig og miljøvenlig og yderst effektiv til konservering af juice med forbedrede kvalitetsegenskaber." (Dolas et al., 2019)

“Sonikering er en kommende teknologi, der kan forbedre fødevarekvaliteten og reducere tab af næringsstoffer.” (Cheok et al., 2013)

Ultralydsfødevareprocessorer til industriel nøddemælksproduktion

Hielscher Ultrasonics designer, fremstiller og distribuerer højtydende ultralydsfødevareforarbejdningssystem til kontinuerlig industriel produktion af nøddemælk (såsom cashewnødder, mandel, hasselnød, valnød, jordnødder, kokosmælk) og plantebaserede mælkeerstatninger (såsom ris, soja, spelt, havre, sesam, hørfrø, ærter, fermenteret tigernøddemælk).
Brugen af ultralydsfødevareforarbejdning giver store fordele, da den er en ikke-termisk, rent mekanisk metode, som resulterer i forbedrede slutprodukter, reducerer behandlingstiden og er mere miljøvenlig.
Hielscher ultralydsfødevareforarbejdningssystemer bruges til mangfoldige applikationer, da de er en sikker, pålidelig og omkostningseffektiv teknologi til at producere fødevarer og drikkevarer af høj kvalitet. Installation og betjening af alle Hielscher ultralydsprocessorer er enkel: De kræver kun lidt plads, kan nemt eftermonteres i eksisterende behandlingsfaciliteter.
Hielscher Ultrasonics har lang erfaring med anvendelse af ultralyd i maden & drikkevareindustrien samt mange andre industrielle grene. Vores ultralydsprocessorer er udstyret med let at rengøre (ren-på-stedet CIP / steriliser-i-stedet SIP) sonotroder og flowceller (de våde dele). Hielscher Ultralyd’ Industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. Høje amplituder er vigtige opnå en homogen partikelfordeling og inaktivere mere resistente mikrober (f.eks. grampositive bakterier). For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssonotroder tilgængelige. Alle sonotroder og ultralydsflowcellereaktorer kan betjenes under forhøjede temperaturer og tryk, hvilket giver mulighed for en pålidelig termo-mano-sonikering (sonikering i kombination med forhøjet temperatur og tryk) og meget effektiv ekstraktion og stabilisering.
Avanceret teknologi, højtydende og sofistikeret software gør Hielscher Ultrasonics’ pålidelige arbejdsheste i din fødevareudvindings-, homogeniserings- og pasteuriseringslinje. Med et lille fodaftryk og alsidige installationsmuligheder kan Hielscher ultralydapparater let integreres eller eftermonteres i eksisterende produktionslinjer.
Kontakt os venligst for at lære mere om funktionerne og kapaciteten i vores ultralydsekstraktions-, homogeniserings- og pasteuriseringssystemer. Vi vil med glæde diskutere din ansøgning med dig!

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: