Homogeneización de zumos y batidos mediante ultrasonidos de potencia

Los zumos, batidos y bebidas requieren una homogeneización fiable y eficaz para proporcionar un sabor y una textura deseables, así como estabilidad a largo plazo. Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento se utilizan ampliamente en la industria alimentaria y de bebidas para producir zumos, bebidas, purés y salsas de calidad superior. Como tratamiento no térmico, la homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento evita la degradación térmica de las vitaminas y los compuestos bioactivos, al tiempo que proporciona una estabilidad y suavidad extraordinarias.

Homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento de zumos, batidos y bebidas

Estabilidad mejorada por ultrasonidos – evitando la separación de fases y la sedimentación: La pulpa de frutas y verduras se descompone en pequeñas partículas que consiguen una gran estabilidad, evitan la sedimentación y proporcionan una textura suave.
Modificación por ultrasonidos de la viscosidad y la textura del zumo: Frutas y verduras como manzanas, zanahorias, naranjas, pomelos, limones y tomates son ricas en pectinas. Las pectinas son polisacáridos que funcionan como estabilizadores naturales. Los homogeneizadores ultrasónicos extraen las pectinas de la matriz celular y las liberan en el zumo, aumentando así la viscosidad y la estabilidad. Por tanto, los homogeneizadores ultrasónicos son excelentes para aprovechar estabilizadores naturales como las pectinas.
Mejora del perfil de fitonutrientes mediante extracción ultrasónica: Los homogeneizadores ultrasónicos rompen las matrices celulares y favorecen la liberación de moléculas atrapadas, como vitaminas, antioxidantes, polifenoles y flavonoides, en el zumo. De este modo, los fitonutrientes se vuelven más biodisponibles y bioaccesibles cuando se consumen.
Perfil de sabor intensificado gracias a la sonicación: Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento no sólo liberan pectinas, sino también moléculas de sabor, aceites esenciales, azúcares naturales y fito-nutrientes. (Para conocer el perfil nutricional mejorado por ultrasonidos, véase el estudio de caso más abajo). La extracción ultrasónica libera de la matriz celular moléculas bioactivas, como compuestos aromáticos y vitaminas, y las pone así a disposición de las papilas gustativas del consumidor.
Perfil de color intensificado debido a la sonicación: Los pigmentos vegetales también están contenidos en la matriz celular de la planta. Los homogeneizadores ultrasónicos liberan pigmentos vegetales como carotenoides, clorofila, betalaninas y antocianinas y reducen el tamaño de sus partículas. El tamaño reducido de los pigmentos dispersa la luz mejor que las partículas más grandes y se obtiene así un color intensificado del zumo, puré o salsa.

Homogeneización ultrasónica de zumos – Múltiples ventajas

Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento son fiables y eficaces para mezclar bebidas como zumos de frutas, néctares, zumos de verduras, batidos, limonadas con infusión de frutas, bebidas lácteas aromatizadas, batidos de proteínas, bebidas con infusión y mucho más.
En la extracción y prensado de zumo, la ultrasonicación puede aumentar el rendimiento del zumo. Por ejemplo, el tratamiento ultrasónico aumentó el rendimiento del zumo de uva hasta un 3,4 %, al tiempo que acortó tres veces el tiempo de tratamiento. La ultrasonicación combinada con el tratamiento enzimático también aumentó el rendimiento del zumo hasta un 2 % y acortó el tiempo de tratamiento más de cuatro veces en comparación con el tratamiento enzimático tradicional. La aplicación sucesiva de ultrasonidos y tratamiento enzimático aumentó el rendimiento del zumo hasta un 7,3 %. Del mismo modo, en el zumo de piña, la aplicación de ultrasonidos por sí sola aumentó el rendimiento de extracción en un 10,8 % para el zumo procedente del puré de piña. El tratamiento ultrasónico también mejoró el contenido de azúcares, ácidos totales, fenólicos y vitamina C. (cf. Baslar et al. 2015)
La fabricación de bebidas como zumos, limonadas a base de zumo y otras bebidas requiere una homogeneización y emulsificación fiables para conseguir estabilidad, mejorar el sabor y la textura, conseguir un aspecto óptico atractivo y mejorar las funcionalidades. Por ejemplo, la homogeneización ultrasónica proporciona una estabilidad excepcional, evita la separación de fases y mejora el sabor y la textura de zumos, batidos y bebidas a base de leche y proteínas. Además, los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento emulsionan fácilmente diversos ingredientes para producir emulsiones claras. Una aplicación habitual de la emulsificación por ultrasonidos es la preparación de aguas y bebidas con infusión de cannabis. Las bebidas de agua clara y otras bebidas se pueden infusionar por ultrasonidos con cannabinoides estables (por ejemplo, CBD, CBG, THC). Para obtener emulsiones claras con una alta biodisponibilidad de los compuestos activos, los compuestos bioactivos deben emulsionarse a tamaño nanométrico. La emulsificación ultrasónica es la técnica superior para producir nanoemulsiones con apariencia clara, estabilidad excepcional, biodisponibilidad y funcionalidades. Por lo tanto, la nanoemulsificación ultrasónica se aplica ampliamente en la fabricación de productos farmacéuticos y suplementos (por ejemplo, tinturas de CBD, etc.).
Al mismo tiempo, los homogeneizadores ultrasónicos extraen las moléculas de sabor, los compuestos bioactivos y los fito-nutrientes, haciéndolos más bioaviables y bioaccesibles. Pero los homogeneizadores ultrasónicos también disuelven azúcares, jarabes o edulcorantes y dispersan e hidratan gomas, almidones y otros aditivos en suspensiones estables a largo plazo. Una sola unidad ultrasónica de Hielscher proporciona a su fabricación de zumos y bebidas el cumplimiento de las diversas tareas de homogeneización, nanoemulsificación, extracción, dispersión, disolución, hidratación y mezcla.

Efecto de la sonicación con el UP400S a una amplitud de 100μm sobre la microestructura del zumo de manzana.
Estudio y foto: Ertugay & Baslar, 2014

Estudio de caso: Mejora del perfil nutricional del zumo de naranja sonicado

La homogeneización ultrasónica de alto cizallamiento es un método no térmico de conservación y procesamiento de alimentos que tiene la ventaja de mejorar la estabilización e inactivar los microorganismos en los zumos de frutas sin causar los efectos secundarios indeseados comunes asociados con los tratamientos térmicos convencionales. Guerrouj et al. (2016) investigaron los efectos de la ultrasonicación sobre el contenido total de fenoles y flavonoides, así como sobre los carotenoides y el ácido ascórbico (vitamina C) en zumo de naranja utilizando un homogeneizador Hielscher Ultrasonics UP200S. Encontraron un aumento significativo del contenido fenólico total en las muestras de zumo de naranja sonicado en comparación con un control (véase la tabla siguiente). Este aumento fue de 42,74 hasta 69,45 mg GAE/100 ml para un tratamiento ultrasónico de 30 minutos. Estos resultados muestran un aumento significativo de los compuestos fenólicos en el tratamiento de sonicación.
Los resultados sobre la actividad de barrido de radicales libres DPPH del zumo de naranja también se representan en la tabla siguiente. Las muestras sonorizadas mostraron un aumento significativo en el porcentaje de inhibición del DPPH en comparación con el control, lo que indica un mayor nivel de antioxidantes. El porcentaje de inhibición del DPPH fue del 37,48%, 35,70%, 34,70% y 35,21% en las muestras sonicadas durante 1, 10, 20 y 30 minutos, respectivamente, en comparación con las muestras de control (21,67%). Estos hallazgos son congruentes con los resultados encontrados en el zumo de lima kasturi sonicado (Bhat et al., 2011). Estos resultados indican que el tratamiento de sonicación mejora la extractabilidad de los compuestos antioxidantes.
Los investigadores concluyeron que el tratamiento ultrasónico del zumo de naranja produjo una mejora general de los compuestos bioactivos, como los fenoles totales, los flavonoides, los carotenoides, las antocianinas y el ácido ascórbico, con reducciones significativas de los recuentos microbianos.

Sondas ultrasónicas y celdas de flujo para la homogeneización de zumos

Hielscher Ultrasonics es un fabricante experimentado de homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento que se utilizan en todo el mundo para la producción industrial de zumos de frutas y verduras, néctares, batidos, bebidas proteicas, así como para purés y salsas. La homogeneización fiable y eficaz de zumos de frutas, bebidas y productos alimenticios es una aplicación exigente que requiere sondas ultrasónicas de alta potencia que generen amplitudes constantes y proporcionen un cizallamiento suficiente para obtener productos alimenticios y bebidas homogéneos. Todos los dispositivos ultrasónicos de Hielscher están diseñados y fabricados para funcionar durante 24 horas al día, 7 días a la semana, a plena carga. Los procesadores ultrasónicos están disponibles desde compactos ultrasonicadores de laboratorio de 50 vatios hasta potentes sistemas ultrasónicos en línea de 16.000 vatios. Una amplia variedad de bocinas de refuerzo, sonotrodos y celdas de flujo permiten la configuración individual de un homogeneizador ultrasónico de alto cizallamiento en correspondencia con la materia prima (por ejemplo, frutas, verduras, otros ingredientes, etc.) y las características deseadas del producto final.
Hielscher Ultrasonics fabrica sondas ultrasónicas de alto rendimiento que pueden ajustarse específicamente para suministrar el espectro completo de amplitudes muy suaves a muy altas. Si su aplicación de homogeneización requiere especificaciones inusuales (por ejemplo, combinación con presiones elevadas y/o temperaturas elevadas), disponemos de sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en entornos exigentes.

Homogeneización ultrasónica de zumos por lotes y en línea

Los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento de Hielscher pueden utilizarse para la sonicación en línea continua o por lotes. En función del volumen de bebida y la velocidad de procesamiento, le recomendaremos la configuración ultrasónica más adecuada.
La alimentación de múltiples flujos de alimentación, que pueden dosificarse de forma independiente en el sistema homogeneizador ultrasónico continuo, hace que la homogeneización en línea mediante el tratamiento ultrasónico de alto cizallamiento sea muy eficiente en cuanto a tiempo y trabajo, conveniente y capaz de procesar volúmenes industriales de zumos y bebidas.

Sondas ultrasónicas y celdas de flujo para cualquier volumen

La gama de productos de Hielscher Ultrasonics cubre todo el espectro de procesadores por ultrasonidos, desde compactos ultrasonicadores de laboratorio, pasando por sistemas de sobremesa y piloto, hasta procesadores por ultrasonidos totalmente industriales con capacidad para procesar camiones cargados por hora. La gama completa de productos nos permite ofrecerle el equipo de ultrasonidos más adecuado para su producto alimenticio o bebida, la capacidad de proceso prevista y los objetivos de producción.

Amplitudes controlables con precisión para resultados óptimos

Todos los homogeneizadores ultrasónicos de Hielscher se pueden controlar con precisión y, por tanto, son caballos de batalla fiables. La amplitud es uno de los parámetros cruciales del proceso que influyen en la eficiencia y eficacia de los efectos sonomecánicos como la homogeneización, emulsificación, extracción, hidratación, disolución y conservación. Todos los Ultrasonidos Hielscher’ permiten ajustar con precisión la amplitud. Los sonotrodos y las bocinas de refuerzo son accesorios que permiten modificar la amplitud en un rango aún más amplio. Los homogeneizadores industriales de alto cizallamiento por ultrasonidos de Hielscher pueden ofrecer amplitudes muy elevadas y proporcionar la intensidad ultrasónica necesaria para aplicaciones exigentes. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7.
Los ajustes precisos de la amplitud y la supervisión permanente de los parámetros del proceso ultrasónico mediante un software inteligente le ofrecen la posibilidad de procesar su zumo, bebida o producto alimentario en condiciones optimizadas. Sonicación óptima para una homogeneización de zumos más eficaz.
La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en entornos exigentes. Esto convierte a los equipos de ultrasonidos de Hielscher en una herramienta de trabajo fiable que satisface las necesidades de sus clientes. & requisitos de fabricación de bebidas.

Máxima calidad – Diseñado y fabricado en Alemania

Como empresa de propiedad y gestión familiar, Hielscher prioriza los más altos estándares de calidad para sus procesadores por ultrasonidos. Todos los equipos de ultrasonidos se diseñan, fabrican y prueban exhaustivamente en nuestra sede de Teltow, cerca de Berlín (Alemania). La robustez y fiabilidad de los equipos de ultrasonidos de Hielscher los convierten en un caballo de batalla en su producción. El funcionamiento 24/7 a plena carga y en entornos exigentes es una característica natural de los homogeneizadores ultrasónicos de alto cizallamiento de Hielscher.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: