Verbesserte industrielle Tomatenverarbeitung

Tomatenmark ist eine gängige Zutat in Lebensmitteln und ein grundlegender Rohstoff für zahlreiche Lebensmittel wie Ketchup, Suppen, Saucen, Säfte und Pürees. Die Tomatenverarbeitung mit Ultraschall ist eine schonende, nichtthermische Behandlung, die dem fertigen Tomatenprodukt einen intensiveren Geschmack, eine verbesserte Textur und eine längere Haltbarkeit verleiht.

Verbesserte Tomatenverarbeitung mit industriellen Ultraschallgeräten

Die Ultraschallbehandlung als Verarbeitungsverfahren für Tomatenprodukte hat zahlreiche positive Effekte. Das Ergebnis ist ein verbessertes Tomatenprodukt mit besserem Geschmack, besserer Textur, höherer Stabilität und besseren Nährwerten.

Durch Ultraschall erhöhte Viskosität von Tomatenpüree

In Gemüsepürees wie Tomatenpüree ermöglicht Ultraschall ein besseres Eindringen von Feuchtigkeit in das Fasernetzwerk, wodurch die Viskosität des Tomatenpürees steigt. Die Beschallung setzt die intrazellulären Pektine frei, sodass die Viskosität ohne den Einsatz von Zusatzstoffen zunimmt.

Ultraschallextraktion von Tomatenaromen

Tomaten erhalten ihren einzigartigen Geschmack durch eine komplexe Kombination aus Zuckern, Säuren und einer Vielzahl flüchtiger Verbindungen. Natürliche Zucker – hauptsächlich Fruktose und Glukose – verleihen Tomaten einen süßen Geschmack, während Säuren die Süße ausgleichen. Die flüchtigen Verbindungen in Tomatenfrüchten sind die komplexesten Moleküle, die Lipide, Aminosäuren und Carotinoidvorstufen enthalten. Da Zucker, Säuren und flüchtige Verbindungen in der Zellmatrix der Tomatenfrucht gebunden sind, stehen sie den Geschmacksknospen der Verbraucher nicht vollständig zur Verfügung. Die Beschallung setzt diese Aromastoffe aus dem Zellinneren frei und erzeugt so ein deutlich intensiveres Geschmackserlebnis.

Mikroskopische Aufnahme von ultraschallbehandeltem, nicht erhitztem Tomatensaft mit aufgebrochenen Zellwandgerüsten und stärkerer Bindung demethylierter Pektine.
Die Studie wurde mit dem Ultraschallgerät UP400S durchgeführt.
(Abbildung und Studie: © Wu wt al., 2008)

Ultraschallextraktion von Biomolekülen aus Tomaten

Tomaten (Solanum lycopersicum) sind reich an bioaktiven Verbindungen (z. B. Carotinoide, Vitamin C, phenolische Verbindungen und Tocopherole), die für ihre gesundheitsfördernden Wirkungen bekannt sind. Da diese Biomoleküle in Zellkompartimenten eingeschlossen sind, kann ihre Bioverfügbarkeit eingeschränkt sein. Die Ultraschallextraktion setzt Biomoleküle aus Zellstrukturen frei und erhöht dadurch die Bioverfügbarkeit vieler Substanzen.
Während eine Wärmebehandlung viele Vitamine und Mikronährstoffe zerstört, ist die Ultraschallbehandlung als nichtthermisches Verfahren deutlich schonender und erhält diese Biomoleküle.
Synergistische Behandlung: Thermosonikation
Piazza et al. (2021) untersuchten die Wirkung von Ultraschall in Kombination mit einer konventionellen Wärmebehandlung (Pasteurisierung). Das Forschungsteam zeigt, dass eine Inline-Beschallung vor der thermischen Verarbeitung die Freisetzung und Solubilisierung der Gesamtcarotinoide (TCC) und des Lycopins (LC) positiv beeinflusst. Es lässt sich vermuten, dass die Ultraschallbehandlung und die hohen Temperaturen gemeinsam zur Entfaltung von Proteinen oder von an Protein-Carotinoid-Komplexe gebundenem Carotinoid führten, wodurch sich die Carotinoidverbindungen besser extrahieren ließen.

Ultraschallpasteurisierung und Stabilisierung von Tomatenpüree

Beschallung als Alternative zur Enzymaktivierung mittels Cold Break / Hot Break
Wu et al. (2008) konnten erfolgreich nachweisen, dass eine ultraschallunterstützte Inaktivierung des Enzyms Pektinmethylesterase (PME) in einem niedrigeren Temperaturbereich erreicht werden kann und sich aufgrund der mechanischen Effekte der Thermosonikation auch eine höhere Viskosität erzielen lässt. Die synergistische Kombination aus Ultraschall und einer Behandlung bei niedriger Temperatur, die als Thermosonikation bezeichnet wird, ermöglicht es, die für frischen Tomatensaft typischen Eigenschaften zu erhalten. Auf Grundlage der Studienergebnisse könnte die Thermosonikation als potenzielle Alternative zu konventionellen „Cold-Break“- und „Hot-Break“-Behandlungen von Tomatensaft in Betracht gezogen werden.
Nach der Thermosonikation nahm die durchschnittliche Partikelgröße deutlich ab (auf weniger als 30 μm), und die Viskosität stieg auf das 2–4-Fache im Vergleich zum wärmebehandelten oder unbehandelten Saft (180 μm). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Thermosonikation bei 60 und 65°C geeignet sein könnte, Tomatensaft mit einer geringen Restaktivität der Pektinmethylesterase (PME) und hoher Viskosität zu gewinnen.
(vgl. Wu et al., 2008)

Einfluss der Beschallungsamplitude auf die Partikelgrößenverteilung von Tomatensaft bei 60 °C über 15 min.
(Abbildung und Studie: © Wu wt al., 2008)

Sonotroden und Durchflusszellen zur Safthomogenisierung

Hielscher Ultrasonics ist ein Hersteller mit langjähriger Erfahrung in der Fertigung von Hochleistungs-Ultraschallhomogenisatoren, die weltweit bei der industriellen Herstellung von Obst- und Gemüsepürees, Suppen, Saucen, Säften und Ketchups eingesetzt werden. Die zuverlässige und effiziente Homogenisierung von Gemüsepürees, Säften und Lebensmitteln ist eine anspruchsvolle Anwendung, die leistungsstarke Sonotroden erfordert. Diese erzeugen konstante Amplituden und ausreichend Scherung, um homogene Lebensmittel und Getränke zu erhalten. Alle Ultraschallgeräte von Hielscher sind für den 24/7-Betrieb unter Volllast ausgelegt und gefertigt. Die verfügbaren Ultraschallprozessoren reichen von kompakten Laborultraschallgeräten mit 50 Watt bis hin zu leistungsstarken Inline-Ultraschallsystemen mit 16.000 Watt. Eine große Auswahl an Amplitudenverstärkern, Sonotroden und Durchflusszellen ermöglicht die individuelle Zusammenstellung eines Ultraschall-Hochscherhomogenisators, abgestimmt auf den Rohstoff (z. B. Gemüse, Obst, weitere Zutaten usw.) und die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts.
Hielscher Ultrasonics stellt Hochleistungssonotroden her, die sich gezielt auf das gesamte Spektrum von sehr niedrigen bis sehr hohen Amplituden einstellen lassen. Wenn Ihre Homogenisierungsanwendung besondere Spezifikationen erfordert (z. B. die Kombination mit erhöhten Drücken und/oder erhöhten Temperaturen), sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich. Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den 24/7-Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen.

Ultraschallhomogenisierung von Tomatenmark im Chargen- und Inline-Betrieb

Die Ultraschall-Hochscherhomogenisatoren von Hielscher können zur chargenweisen und kontinuierlichen Inline-Beschallung eingesetzt werden. Abhängig vom Getränkevolumen und der Verarbeitungsgeschwindigkeit empfehlen wir Ihnen die am besten geeignete Ultraschallkonfiguration.
Die kontinuierliche Zuführung und Inline-Beschallung mit effizienten Ultraschall-Hochschergeräten macht den Homogenisierungsprozess besonders zeit- und arbeitssparend sowie komfortabel und ermöglicht die Verarbeitung industrieller Mengen an Tomatenpürees, Saucen, Pasten, Säften, Ketchups, Würzmitteln und Konfitüren.

Ultraschallhomogenisatoren zur Tomatenverarbeitung für jedes Volumen

Das Produktsortiment von Hielscher Ultrasonics deckt das gesamte Spektrum an Ultraschallprozessoren ab: von kompakten Laborultraschallgeräten über Tischgeräte und Pilotanlagen bis hin zu Ultraschallprozessoren für den industriellen Einsatz, die ganze Lkw-Ladungen pro Stunde verarbeiten können. Dank dieses umfassenden Produktsortiments können wir Ihnen die am besten geeignete Ultraschallausrüstung für Ihr Getränk oder Lebensmittel auf Tomatenbasis, Ihre angestrebte Verarbeitungskapazität und Ihre Produktionsziele anbieten.

Präzise einstellbare Amplituden für optimale Ergebnisse

Alle Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher sind präzise steuerbar und damit zuverlässige Arbeitsgeräte. Die Amplitude ist einer der entscheidenden Prozessparameter, die die Effizienz und Wirksamkeit sonomechanischer Effekte wie Homogenisierung, Emulgierung, Extraktion, Hydratation, Lösen und Konservierung beeinflussen. Alle Prozessoren von Hielscher Ultrasonics ermöglichen eine präzise Einstellung der Amplitude. Sonotroden und Amplitudenverstärker sind Zubehörteile, mit denen sich die Amplitude über einen noch größeren Bereich verändern lässt. Die industriellen Ultraschall-Hochscherhomogenisatoren von Hielscher können sehr hohe Amplituden erzeugen und die erforderliche Ultraschallintensität für anspruchsvolle Anwendungen bereitstellen. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos kontinuierlich im 24/7-Betrieb gefahren werden.
Präzise Amplitudeneinstellungen und die permanente Überwachung der Ultraschallprozessparameter durch intelligente Software ermöglichen es Ihnen, Ihren Saft, Ihr Getränk oder Ihr Lebensmittel unter optimierten Bedingungen zu verarbeiten. Optimale Beschallung für eine höchst effiziente Homogenisierung von Gemüsepüree!
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den 24/7-Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen. Damit sind die Ultraschallhomogenisatoren von Hielscher zuverlässige Arbeitsgeräte, die Ihre Anforderungen an die Herstellung von Lebensmitteln und Getränken erfüllen.
Erfahren Sie mehr über die Ultraschallverarbeitung von Obst- und Gemüsepürees!

Höchste Qualität – entwickelt und hergestellt in Deutschland

Als Unternehmen in Familienbesitz und unter familiärer Führung legt Hielscher bei seinen Ultraschallprozessoren größten Wert auf höchste Qualitätsstandards. Alle Ultraschallgeräte werden an unserem Hauptsitz in Teltow bei Berlin, Deutschland, entwickelt, gefertigt und gründlich geprüft. Robustheit und Zuverlässigkeit machen die Ultraschallgeräte von Hielscher zu leistungsfähigen Arbeitsgeräten in Ihrer Produktion. Der 24/7-Betrieb unter Volllast und in anspruchsvollen Umgebungen ist eine selbstverständliche Eigenschaft der Ultraschall-Hochscherhomogenisatoren von Hielscher.

Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: