Ομογενοποίηση γάλακτος σόγιας με υπερήχους
- Οι προκλήσεις στην παραγωγή γάλακτος σόγιας έγκεινται στην παραγωγή ενός εύγευστου ροφήματος με βάση τη σόγια, υψηλής διατροφικής ποιότητας, υπό συνθήκες επεξεργασίας υψηλής απόδοσης.
- Η ομογενοποίηση και η παστερίωση με υπερήχους προσφέρουν τα πλεονεκτήματα ενός υγιεινού γάλακτος σόγιας με υψηλή διατροφική αξία και σταθερότητα κατά την αποθήκευση, καθώς και υψηλή μηχανική και μικροβιολογική σταθερότητα.
Παραγωγή γάλακτος σόγιας με τη βοήθεια υπερήχων
Η κατεργασία της βάσης σόγιας και του γάλακτος σόγιας με υπερήχους τροποποιεί τις φυσικοχημικές ιδιότητες (μακρομοριακές μεταβολές, αδρανοποίηση ενζύμων), παρέχει ομοιόμορφη ομογενοποίηση με λεπτό μέγεθος σωματιδίων και βελτιώνει τα ρεολογικά χαρακτηριστικά. Η γαλακτωματοποίηση με υπερήχους οδηγεί σε ένα φυτικό γάλα που είναι σταθερό από μόνο του, ενώ η συντήρηση με υπερήχους και η αδρανοποίηση των μικροοργανισμών εξασφαλίζουν μικροβιακή σταθερότητα. Πέρα από τις βελτιώσεις στη διατροφική αξία, τη σταθερότητα και τη γεύση, η κατεργασία με υπερήχους πείθει χάρη στην αποδοτικότητά της ως προς την ενέργεια και τον χρόνο. Σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους, η κατεργασία με υπερήχους καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και είναι αποδοτικότερη ως προς τον χρόνο.
Οι ομογενοποιητές υπερήχων καλύπτουν όλο το εύρος της παραγωγικής δυναμικότητας για την παραγωγή γάλακτος σόγιας, επιτυγχάνουν βελτιστοποιημένη συντήρηση και επιτρέπουν λειτουργική ευελιξία της γραμμής παραγωγής. Οι ομογενοποιητές υπερήχων εντός γραμμής μπορούν να προσαρμοστούν εύκολα στους στόχους παραγωγής, επιτρέποντας την παραγωγή διαφορετικών γευστικών προφίλ (π.χ. με ή χωρίς γεύση φασολιού) και την επίτευξη διαφορετικών λειτουργικών ιδιοτήτων του προϊόντος, απλώς με αλλαγή των παραμέτρων της διεργασίας.
Η κατεργασία με υπερήχους είναι ιδιαίτερα αποδοτική για την ομογενοποίηση και τη συντήρηση του γάλακτος σόγιας
Γεύσεις σόγιας και η επίδραση των υπερήχων
Η επεξεργασία με υπερήχους επιτρέπει τον επηρεασμό της γεύσης της βάσης σόγιας: Τα προϊόντα γάλακτος σόγιας μπορούν να παραχθούν με έντονη γεύση φασολιού, η οποία είναι ελκυστική για το ασιατικό καταναλωτικό κοινό στο οποίο απευθύνονται, ενώ οι δυτικοί καταναλωτές προτιμούν μια απαλή γεύση χωρίς γεύση φασολιού. Με την προσαρμογή των παραμέτρων της διεργασίας υπερήχων (πλάτος ταλάντωσης, χρόνος κατεργασίας με υπερήχους, θερμοκρασία, πίεση), μπορεί να επιτευχθεί είτε έντονο είτε ήπιο γευστικό προφίλ. Αυτό σημαίνει ότι το ίδιο σύστημα υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιλεκτική παραγωγή διαφορετικών γευστικών προφίλ σόγιας, ώστε να παρασκευάζονται διάφοροι τύποι προϊόντων που ικανοποιούν διαφορετικές αγορές-στόχους.
Αδρανοποίηση ενζύμων με υπερήχους
Η έντονη γεύση των φασολιών σόγιας σχετίζεται κυρίως με τη δραστικότητα του ενζύμου λιποξυγενάση (LOX). Η αδρανοποίηση αυτού του ενζύμου LOX αποτελεί έναν από τους κύριους στόχους των σύγχρονων συστημάτων επεξεργασίας.
Η μανοθερμοϋπερήχηση (MTS) – η κατεργασία με υπερήχους υπό συνθήκες αυξημένης πίεσης και θερμοκρασίας – είναι μια αποδεδειγμένη μέθοδος αδρανοποίησης του ενζύμου λιποξυγενάση (LOX). Η δραστικότητα της λιποξυγενάσης προκαλεί οξείδωση των λιπαρών οξέων και των χρωστικών. Τα έντονα κύματα υπερήχων προκαλούν την αδρανοποίηση ή τη μετουσίωση ενζύμων όπως η λιποξυγενάση, η υπεροξειδάση και η οξειδάση των πολυφαινολών.
Η MTS έχει αποδειχθεί αποτελεσματικό εργαλείο για την αδρανοποίηση ορισμένων άλλων ενζύμων, όπως η λιποξυγενάση, η υπεροξειδάση, καθώς και πρωτεάσες και λιπάσες από ψυχρόφιλα βακτήρια. (Kuldiloke 2002: 2)
Πλεονεκτήματα της παραγωγής γάλακτος σόγιας με υπερήχους
- υψηλή απόδοση εκχύλισης
- ευχάριστη γεύση
- μηχανική σταθερότητα
- μικροβιολογική σταθερότητα / συντήρηση
- αδρανοποίηση ενζύμων
- ενεργειακή αποδοτικότητα
Μικροβιολογική σταθερότητα μέσω συντήρησης με υπερήχους
Οι υπέρηχοι, μόνοι τους ή σε συνδυασμό με θερμότητα (θερμοϋπερήχηση) ή πίεση (μανοϋπερήχηση) ή με θερμότητα και πίεση μαζί (μανοθερμοϋπερήχηση), είναι γνωστοί ως αποτελεσματική μέθοδος για την αδρανοποίηση διαφόρων ενζύμων τροφίμων, όπως η λιποξυγενάση, η υπεροξειδάση και η οξειδάση των πολυφαινολών, καθώς και της θερμοανθεκτικής λιπάσης και πρωτεάσης. Τα ισχυρά κύματα υπερήχων καταστρέφουν τους μικροοργανισμούς, επιφέροντας μικροβιακή αδρανοποίηση και, κατ’ επέκταση, μικροβιακή σταθερότητα του προϊόντος. Η αδρανοποίηση παθογόνων και αλλοιογόνων μικροοργανισμών ή ενζύμων μέσω κατεργασίας με υπερήχους προκαλείται κυρίως από φυσικές (σπηλαίωση, μηχανικές δυνάμεις) ή/και χημικές επιδράσεις.
Εκχύλιση και απομόνωση πρωτεϊνών σόγιας με χρήση υπερήχων
Η εφαρμογή υπερήχων ισχύος στην απομονωμένη πρωτεΐνη σόγιας (SPI) και στο συμπύκνωμα πρωτεΐνης σόγιας (SPC) επιτρέπει τη στοχευμένη τροποποίηση της πρωτεΐνης σόγιας για τη λήψη ενός πρόσθετου τροφίμων υψηλής λειτουργικότητας. Πολλές νέες ιδέες προϊόντων περιλαμβάνουν τη χρήση πρωτεϊνών σόγιας ως βάσης, ενώ η επεξεργασία με υποβοήθηση υπερήχων επιτρέπει τη βιομηχανική παραγωγή προϊόντων ανώτερης ποιότητας, όπως βίγκαν smoothies χωρίς γαλακτοκομικά, εναλλακτικά προϊόντα τυριού, σούπες με βάση την κρέμα σόγιας, αλείμματα και κρεμώδεις σάλτσες για σαλάτες.
Η κατεργασία με υπερήχους με μια ισχυρή συσκευή υπερήχων (π.χ. UIP2000hdT) προκαλεί σημαντικές μεταβολές στην αγωγιμότητα, αυξάνει τη διαλυτότητα των συμπυκνωμάτων πρωτεΐνης σόγιας, αυξάνει σημαντικά την ειδική επιφάνεια, η οποία είναι σημαντική για την υφή των τροφίμων, και αυξάνει τις τιμές του δείκτη δραστικότητας γαλακτώματος (EAI). Η μέση διάμετρος σταθμισμένη κατά βάρος D και η μέση διάμετρος όγκου–επιφάνειας D μειώνονται σημαντικά για τις απομονωμένες πρωτεΐνες σόγιας (SPI) και τα συμπυκνώματα πρωτεΐνης σόγιας (SPC).
Σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους επεξεργασίας πρωτεΐνης σόγιας, η κατεργασία με υπερήχους καταναλώνει λιγότερη ενέργεια και είναι σημαντικά αποδοτικότερη ως προς τον χρόνο.
Οι αντιδραστήρες ροής υπερήχων είναι ιδιαίτερα αποδοτικοί για την εκχύλιση και την ομογενοποίηση, π.χ. στην επεξεργασία γάλακτος σόγιας,
Ομογενοποιητές υπερήχων για γάλα σόγιας και φυτικά υποκατάστατα γάλακτος
Οι επεξεργαστές τροφίμων της Hielscher Ultrasonics είναι ευέλικτοι και μπορούν εύκολα να εγκατασταθούν ή να ενσωματωθούν εκ των υστέρων σε υπάρχουσες γραμμές παραγωγής. Η υψηλή ισχύς, η αξιοπιστία και η ανθεκτικότητα καθιστούν τις συσκευές υπερήχων της Hielscher τον «ακούραστο εργάτη» στην παραγωγή βάσης σόγιας. Τα ηχοτρόδια κατασκευάζονται από τιτάνιο, ενώ οι αντιδραστήρες υπερήχων και τα άλλα διαβρεχόμενα εξαρτήματα κατασκευάζονται από ανοξείδωτο χάλυβα κατάλληλο για τρόφιμα και μπορούν να εξοπλιστούν με συνδέσμους υγειονομικού τύπου. Αυτό επιτρέπει την ασφαλή και αξιόπιστη επεξεργασία τροφίμων και ποτών.
- υψηλή απόδοση
- τεχνολογία αιχμής
- αξιοπιστία & ανθεκτικότητα
- ρυθμιζόμενος, ακριβής έλεγχος διεργασίας
- κατά παρτίδες & εν σειρά
- για οποιονδήποτε όγκο
- ευφυές λογισμικό
- έξυπνες λειτουργίες (π.χ. δυνατότητα προγραμματισμού, καταγραφή δεδομένων, τηλεχειρισμός)
- εύκολη και ασφαλής λειτουργία
- χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης
- CIP (επιτόπιος καθαρισμός)
Σχεδιασμός, κατασκευή και συμβουλευτική – Ποιότητα κατασκευασμένη στη Γερμανία
Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher είναι γνωστές για τα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας και σχεδιασμού τους. Η ανθεκτικότητα και η εύκολη λειτουργία επιτρέπουν την ομαλή ενσωμάτωση των συσκευών υπερήχων μας σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Οι συσκευές υπερήχων της Hielscher ανταποκρίνονται εύκολα σε σκληρές συνθήκες και απαιτητικά περιβάλλοντα.
Η Hielscher Ultrasonics είναι εταιρεία πιστοποιημένη κατά ISO και δίνει ιδιαίτερη έμφαση στις συσκευές υπερήχων υψηλών επιδόσεων που διαθέτουν τεχνολογία αιχμής και είναι φιλικές προς τον χρήστη. Φυσικά, οι συσκευές υπερήχων της Hielscher συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις CE και πληρούν τις απαιτήσεις των UL, CSA και RoHs.
Ο παρακάτω πίνακας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των συσκευών υπερήχων μας:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 έως 100L | 2 έως 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 έως 150L | 3 έως 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 έως 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | μεγαλύτερη | συστοιχία συσκευών UIP16000 |
Επεξεργαστής τροφίμων με υπερήχους UIP16000 για τη βιομηχανική παραγωγή φυτικών υποκατάστατων γάλακτος.
Χρήσιμες πληροφορίες
Γάλα σόγιας
Το γάλα σόγιας είναι ένα φυτικό υποκατάστατο γάλακτος, το οποίο παράγεται με εκχύλιση ολόκληρων σπόρων σόγιας σε νερό. Το γάλα σόγιας είναι ένα γαλάκτωμα νερού και λιπιδίων προερχόμενων από τη σόγια, το οποίο περιέχει υδατοδιαλυτές πρωτεΐνες και υδατάνθρακες. Κατά την παλαιά, παραδοσιακή μέθοδο παρασκευής γάλακτος σόγιας, οι σπόροι σόγιας υποβάλλονταν σε εμβάπτιση, άλεση, διήθηση και μαγείρεμα. Το γάλα σόγιας που παρασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο έχει μόνο μικρή διάρκεια ζωής. Ωστόσο, οι σημερινοί καταναλωτές και ο σύγχρονος τρόπος ζωής απαιτούν προϊόντα με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, τα οποία παραμένουν ασφαλή και σταθερά καθ’ όλη την περίοδο αποθήκευσης. Για την παραγωγή τέτοιων γαλάτων και ροφημάτων σόγιας, η χρήση της τεχνολογίας UHT αποτελεί προφανή επιλογή. Με αυτήν μπορεί να επιτευχθεί διάρκεια ζωής από αρκετούς μήνες έως και ένα έτος, ανάλογα με τη σύνθεση του προϊόντος. Επιπλέον, η σωστή επιλογή γαλακτωματοποιητών και σταθεροποιητών είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση ενός ομοιογενούς προϊόντος χωρίς σχηματισμό στιβάδας κρέμας και καθίζηση καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής του.
Παραγωγή γάλακτος σόγιας και ροφημάτων με βάση τη σόγια
Το γάλα σόγιας παρασκευάζεται από ολόκληρους σπόρους σόγιας ή από πλήρες σε λιπαρά αλεύρι σόγιας. Οι ξηροί σπόροι εμβαπτίζονται σε νερό όλη τη νύχτα ή για τουλάχιστον 3 ώρες ή περισσότερο. Ο χρόνος εμβάπτισης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία του νερού. Στη συνέχεια, οι εμβαπτισμένοι σπόροι αλέθονται με διαδικασία υγρής άλεσης. Προστίθεται νερό για να αυξηθεί η περιεκτικότητα σε νερό, όπως απαιτείται για το τελικό προϊόν γάλακτος σόγιας. Το τελικό ρόφημα σόγιας έχει γενικά περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη 1–4% και αναλογία κατά βάρος νερού προς σπόρους σόγιας 20:1 για ένα τυπικό ρόφημα σόγιας που προτιμούν οι δυτικοί καταναλωτές. (Το παραδοσιακό ασιατικό γάλα σόγιας έχει αναλογία κατά βάρος νερού : σπόρων σόγιας που φτάνει έως και το 5:1). Ο πολτός αλεσμένων σπόρων σόγιας βράζεται για να βελτιωθούν τα γευστικά χαρακτηριστικά, η πεπτικότητα και η μικροβιακή σταθερότητα. Η θερμική επεξεργασία αδρανοποιεί τους αναστολείς θρυψίνης της σόγιας, αδρανοποιεί τη λιποξυγενάση για ηπιότερη γεύση και παστεριώνει το γάλα σόγιας. Η θερμική επεξεργασία εφαρμόζεται για περίπου 15–20 λεπτά και ακολουθεί διήθηση για την απομάκρυνση αδιάλυτων υπολειμμάτων, όπως οι ίνες του πολτού σόγιας / οκάρα. Τέλος, το ρόφημα σόγιας μπορεί να αρωματιστεί τεχνητά με την προσθήκη ζάχαρης, βανίλιας, σοκολάτας, φρούτων ή άλλων αρωματικών υλών.
Ροφήματα και γιαούρτι σόγιας
Οι σπόροι σόγιας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή διαφόρων προϊόντων, όπως υποκατάστατα γάλακτος και ροφήματα σόγιας, χυμοί, ανάμεικτα ροφήματα σόγιας (ιδιαίτερα στη Λατινική Αμερική), καθώς και γιαούρτι σόγιας. Τα ροφήματα και τα γιαούρτια με βάση τη σόγια καταναλώνονται ευρέως ως εναλλακτική λύση αντί των γαλακτοκομικών από άτομα με δυσανεξία στη λακτόζη και από βίγκαν, αλλά οι καταναλωτές επιλέγουν επίσης προϊόντα σόγιας για τα οφέλη τους για την υγεία και τη γεύση τους.
Το τυπικό γάλα σόγιας έχει την ακόλουθη κατά προσέγγιση σύσταση: 3,6% πρωτεΐνη, 2% λιπαρά, 2,9% υδατάνθρακες και 0,5% τέφρα. Οι σπόροι σόγιας έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε κορεσμένα λιπαρά και δεν περιέχουν χοληστερόλη ή λακτόζη. Επιπλέον, περιέχουν μεγάλες ποσότητες βιταμινών και ανόργανων συστατικών, γεγονός που καθιστά την κατανάλωσή τους πολύ ωφέλιμη για την υγεία.
Μανοθερμική κατεργασία με υπερήχους
Η μανοθερμική κατεργασία με υπερήχους (MTS) είναι ο συνεργιστικός συνδυασμός υπερήχων με θερμότητα και πίεση.
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- Mauricio A. Rostagno, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2003): Ultrasound-assisted extraction of soy isoflavones. Journal of Chromatography A, Volume 1012, Issue 2, 2003. 119-128.
- M. Morales-de la Peña, O. Martín-Belloso, J. Welti-Chanes (2018): High-power ultrasound as pre-treatment in different stages of soymilk manufacturing process to increase the isoflavone content. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 49, 2018. 154-160.
- Berk, Z. (1992): Soymilk and related products. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy; Corporate Document Repository: Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from Soybeans. Services Bulletin No. 97, Chapter 8. Retrieved 16 January 2017.
- Bourke, P.; Tiwari, B.; O’Donnell, C.; Cullen, P. J. (2010): Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance. Trends in Food Science and Technology, Vol. 21, Issue 7, 2010.