Overlegen effektivitet og kvalitet i nøddemælksproduktion med ultralyd

Nutmilks og plantebaserede mælkealternativer er et voksende fødevaresegment. Til produktion af nutmilks og plantebaserede mælkeanaloger har ultralydsudvinding og homogenisering vist store fordele i forhold til konventionelle teknikker. Ultralyd med høj effekt øger udbyttet, produktstabilitet, næringsstofindhold og samlet behandlingseffektivitet.

Højere Nutmilk Udbytter med Power Ultrasonics

Ultralydsudvinding er kendt som pålidelig og yderst effektiv metode til at øge udbyttet af vegetabilske afledte olier, proteiner, polysaccharider og mikronæringsstoffer. Derfor anvendes sonikering til fremstilling af plantebaserede mælkeerstatninger, f.eks. lavet af mandel, cashew, kokosnød, hasselnød, jordnød, sesam, soja, tigernød, havre, ris, hamp, ærter, pistacienødder, valnød, amaranth eller quinoa. Råmaterialet af nøddemælk og andre plantebaserede mælkealternativer er ofte dyrt, og højere udvindingsudbytter fra disse råmaterialer sænker produktionsomkostningerne og forbedrer produktionseffektiviteten.

Hvordan øger ultralydsudvinding udbyttet?

Arbejdsprincippet for ultralydsudvinding er akustisk kavitation. Ekstraktionen intensivere mekanisme af lavfrekvente, høj intensitet ultralyd er primært tilskrives fænomenet akustisk kavitation. Når kavitationsbobler kollapser på overfladen af det botaniske materiale, bryder erosion og sonoporation matrixen af planteceller (såsom udblødte nødder, frø, bælgfrugter og blade), hvilket resulterer i ødelæggelsen af cellestrukturen og frigivelsen af intracellulære stoffer som proteiner, lipider, polysaccharider, fibre, vitaminer, mineraler og fytokemikalier. Den deraf følgende 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 henholdsvis cellemembranernes permeabilitet. (Bemærk, at udtrykket opløsningsmiddel anvendes i bred betydning og omfatter enhver væske, f.eks. vand). Disse mekanismer af effekt ultralyd er ansvarlige for den betydelige proces intensivering opnået, når ultralyd anvendes til udvinding af fødevarer fra botaniske råvarer. Da ultralydkavitation genererer så intense kræfter, driver det meget effektiv celleforstyrrelse og blanding på makro- og mikroniveau. Desuden forbedres solventindtrængning, opløsning af bioaktive forbindelser og masseoverførsel betydeligt. Dette gør ultralyd-assisteret ekstraktion meget effektiv, hvilket resulterer i overlegen ekstrakt udbytter inden for en hurtig proces tid.

Forbedret nutmilk stabilitet med ultralyd

Højintensiv, lavfrekvent ultralydsbegæring er en effektiv og pålidelig metode til at forbedre suspensionernes fysiske stabilitet samt fødevarernes mikrobielle stabilitet (f.eks. nøddemælk og andre mælkeerstatninger).

Ultralyd forbedret fysisk-kemisk stabilitet af nutmilks

Meget udbredt til homogenisering og emulgering af fødevarer, ultralyd med høj effekt er en yderst effektiv ikke-termisk teknik til at producere meget homogene og langsigtede stabile fødevarer. Ultralyd homogenisering reducerer diameteren af fedtdråber til ensartet minutstørrelse og spreder faste partikler som stivelse, sukker og fibre jævnt. Derved forbedrer ultralyd homogenisering den fysiskkemiske af nutmilks og andre plantebaserede mælk betydeligt, så uønsket faseadskillelse forhindres.
Lu et al. (2019) undersøger virkningerne af high-power ultralyd på kokosmælk. Sonikeringsbehandling reducerede partikelstørrelsen af kokosmælken og homogeniserede fordelingen af dråber og faste stoffer i systemet. I forhold til mekanisk emulgeret kokosmælk viste ultralydsbehandlingen en betydelig effekt på emulsionssystemets ensartethed (p< 0.05). Derudover blev det observeret, at sonikering fremmet indkapsling af amylose i enzymet amylase i interfacial lag. Iswarin og Permadi (2012) undersøgte, hvordan ultralydpågæring påvirker dråbediameteren af kokosbaserede mælkedrikke, der studerer forskellige kombinationer af ultralydsintensitet. Ultralydbehandling reducerede diameteren af dråbestørrelsen, og størrelsesreduktionen steg ved højere ultralydsintensitet.

Ultrasonisk forbedret mikrobiel stabilitet af nutmilks

Ultralydbehandling har vist sig at reducere den mikrobielle belastning i mejeri, frugtsaft og andre flydende fødevarer. Derfor er ultralyd pasteurisering også blevet vedtaget til konserveringsprocessen af mælkealternativer for at forbedre mikrobiel stabilitet i møtrik- og andre plantebaserede mælkeerstatninger.
Iorio et al. (2019) studerede ultralydsinaktivering af Escherichia coli O157:H7 og Listeria monocytogenes i mandelmælk og kunne demonstrere ultralyd pasteurisering forårsager sub-dødelige skader på patogenerne, hvilket fører til en øget holdbarhed. F.eks. reducerede ultralyd pasteuriseringsbehandling betydeligt E. coli O157:H7-niveauet fra 5,12 til 3,81 log CFU/mL og sænkede vækstraten (μmax) (fra 1,19 til 0,79 (log CFU/mL)/dag).

Højere næringsstofindhold med ultralyd nutmilk ekstraktion

Mikronæringsstoffer som vitaminer, polyfenoler og antioxidanter er placeret inden for planternes cellulære matrix. For at frigive disse mikronæringsstoffer effektivt kræves komplet celleforstyrrelse og intens mikroblanding mellem cellulært stof og opløsningsmiddel. Som beskrevet ovenfor er ultralydsudvinding meget effektiv i opløsningsceller og frigiver lipider, proteiner, polysaccharider, fibre og fytokemikalier fra cellematrixen. Ultralydekstraktion er en yderst effektiv metode til at isolere den komplette mængde fytokemikalier fra botaniske produkter inden for en hurtig ekstraktionsproces. Anvendelsen af ultralyd med høj effekt producerer stærke kavitationseffekter, forstyrrelser / turbulenser, høj hastighed flydende streaming, som vasker fytokemikalier ud af celleinteriøret. Som en ikke-termisk ekstraktionsmetode forhindres termisk nedbrydning af disse følsomme mikronæringsstoffer, når du bruger ultralydbehandling.

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

Overlegen effektivitet i nøddemælksproduktion med ultralyd

Højere udbytter, forbedret ernæringsprofil og reduceret forarbejdningstid er blot nogle få fordele, når det kommer til den overlegne effektivitet af ultralyd nutmilk og ikke-mejeri drikkevareforarbejdning. Lavt energiforbrug, lav vedligeholdelse og 24/7 drift er yderligere faktorer, der bidrager til den ekstraordinære samlede effektivitet af ultralydsbehandling. Hielscher højtydende ultralyd homogenisatorer kan køre 24 / 7 under under tunge og behandle store mængder i kontinuerlig flow mode. Hielscher ultralyd processorer har en n fremragende samlet energieffektivitet. Robusthed og lav vedligeholdelse holder også driftsomkostningerne lave.

Hvad Forskning siger om ultralydsfødevareforarbejdning

"Ultralyd's er opstået i ubetinget grad i det sidste årti. Det har fundet sin anvendelse i frugtsaft og drikkevareindustrien på grund af dets multifunktionelle ønskede virkninger. Teknologien er billig, enkel, pålidelig og miljøvenlig og yderst effektiv til at bevare 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)

Ultralyd foodprocessorer til industriel nutmilkproduktion

Hielscher Ultrasonics designer, fremstiller og distribuerer højtydende ultralydsfødevareforarbejdningssystem til kontinuerlig industriel produktion af nutmilks (såsom cashew, mandel, hasselnød, valnød, jordnøddemælk, kokosmælk) og plantebaserede mælkeerstatninger (såsom ris, soja, spelt, havre, sesam, hørfrø, ærter, fermenteret tigermøtøtmælk).
Brugen af ultralydsfødevareforarbejdning giver store fordele ved at være en ikke-termisk, rent mekanisk metode, hvilket resulterer i forbedrede slutprodukter, reducerer forarbejdningstiden og er miljøvenlig.
Hielscher ultralyd fødevareforarbejdningssystemer bruges til mangfoldige applikationer er en sikker, pålidelig og omkostningseffektiv teknologi til at producere fødevarer og drikkevarer af høj kvalitet. Installation og drift af alle Hielscher ultralydsprocessorer er enkel: De kræver kun lidt plads, kan let eftermonteres i eksisterende behandlingsfaciliteter.
Hielscher Ultrasonics har længe erfaring med anvendelse af effektlys i maden & drikkevareindustrien samt mange andre industrigrene. Vores ultralydsprocessorer er udstyret med let at rengøre (clean-in-place CIP / sterilisere-in-place SIP) sonotroder og flow-celler (de våde dele). Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift. Høje amplituder er vigtige for at opnå enhomogen partikelfordeling og for at inaktivere mere resistente mikrober (f.eks. gram-positive bakterier). For endnu højere amplituder er tilpassede ultralydssontroder tilgængelige. Alle sonotoder og ultralydsreaktorer 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.
Topmoderne teknologi, højtydende og avanceret software gør Hielscher Ultrasonics’ pålidelige arbejdsheste i din madudvinding, homogenisering og pasteuriseringslinje. Med et lille fodaftryk og alsidige installationsmuligheder kan Hielscher ultralydsapparater nemt integreres eller retro-monteres i eksisterende produktionslinjer.
Kontakt os ved at lære mere om funktionerne og kapaciteten i vores ultralydsudvindings-, homogeniserings- og pasteuriseringssystemer. Vi vil med glæde drøfte din ansøgning med dig!

Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater: