Ultrasonic Homogenization of Soy Milk

  • Los retos de la producción de leche de soja residen en la elaboración de una bebida a base de soja sabrosa, nutritiva y de alta calidad en condiciones de proceso de alta eficiencia.
  • La homogeneización y pasteurización por ultrasonidos ofrece las ventajas de una leche de soja sana con altos valores nutricionales & propiedades de conservación, así como una elevada estabilidad mecánica y microbiológica.

Producción de leche de soja asistida por ultrasonidos

El tratamiento ultrasónico de la base de soja y la leche de soja modifica las propiedades fisicoquímicas (cambios macromoleculares, inactivación de enzimas), proporciona una homogeneización uniforme y fina y mejora las características reológicas. Emulsificación ultrasónica da lugar a una leche vegetal autoestable, mientras que conservación por ultrasonidos y la inactivación de microorganismos garantiza la estabilidad microbiana. Además de mejorar los valores nutricionales, la estabilidad y el sabor, la sonicación convence por su eficiencia energética y temporal. En comparación con los métodos convencionales, el tratamiento por ultrasonidos consume menos energía y es más eficaz en términos de tiempo.
Los homogeneizadores ultrasónicos cubren toda la capacidad de producción de leche de soja, optimizan la conservación y permiten una versatilidad funcional de la línea de producción. Los homogeneizadores ultrasónicos en línea pueden ajustarse fácilmente a los objetivos de producción, lo que permite la producción de diversos perfiles de sabor (por ejemplo, con o sin sabor) y la funcionalidad del producto simplemente cambiando los parámetros del proceso.

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Ultrasonic homogenizer for soy proteins and soy milk

La sonicación es muy eficaz para homogeneizar y conservar la leche de soja

Los aromas de la soja y el efecto de los ultrasonidos

El procesado por ultrasonidos permite influir en el sabor de la base de soja: Los productos a base de leche de soja pueden producirse con un fuerte sabor a grano, atractivo para los consumidores asiáticos, mientras que los occidentales prefieren un sabor suave y sin grano. Mediante la adaptación de los parámetros del proceso ultrasónico (amplitud, tiempo de sonicación, temperatura, presión), se puede obtener un perfil de sabor fuerte o suave. Esto significa que el mismo sistema ultrasónico puede utilizarse para producir selectivamente varios perfiles de sabor a soja con el fin de fabricar diversos tipos de productos que satisfagan a distintos mercados objetivo.

Inactivación enzimática por ultrasonidos

El intenso sabor de la soja está relacionado principalmente con la actividad de la enzima lipoxigenasa (LOX). La inactivación de esta enzima LOX es uno de los principales objetivos de los modernos sistemas de procesado.
Manothermosonication (MTS) – la sonicación en condiciones de presión y temperatura elevadas – es un método probado para inactivar la enzima lipoxigenasa (LOX). La actividad de la lipoxigenasa provoca la oxidación de los ácidos grasos y los pigmentos. Las ondas ultrasónicas intensas provocan la inactivación o desnaturalización de enzimas como la lipoxigenasa, la peroxidasa y la polifenoloxidasa.
Se ha demostrado que el MTS es una herramienta eficaz para inactivar algunas otras enzimas, como la lipoxigenasa, la peroxidasa y las proteasas y lipasas de bacterias psicrófilas. (Kuldiloke 2002: 2)

Ventajas de la producción de leche de soja por ultrasonidos

  • alto rendimiento de extracción
  • agradable sabor
  • estabilidad mecánica
  • estabilidad microbiológica / conservación
  • enzyme inactivation
  • eficiencia energética

Estabilidad microbiológica mediante conservación por ultrasonidos

Los ultrasonidos solos o en combinación con el calor (termosonicación) o la presión (manosonicación) o tanto el calor como la presión (manothermosonicación) son conocidos como un método eficaz para inactivar diversas enzimas alimentarias como la lipoxigenasa, la peroxidasa y la polifenoloxidasa, así como la lipasa y la proteasa resistentes al calor. Las potentes ondas ultrasónicas destruyen los microorganismos, lo que provoca la inactivación microbiana y, por tanto, la estabilidad microbiana del producto. La inactivación de microorganismos patógenos y alterantes o de enzimas por sonicación se debe principalmente a efectos físicos (cavitación, fuerzas mecánicas) y/o químicos.

Extracción y aislamiento de proteínas de soja mediante ultrasonidos

Ultrasonic flow cells made from stainless steel and sanitary fittings are suitable for food processing.La aplicación de ultrasonidos de potencia al aislado de proteína de soja (SPI) y al concentrado de proteína de soja (SPC) permite una modificación específica de la proteína de soja para obtener un aditivo alimentario altamente funcional. El procesamiento asistido por ultrasonidos permite la fabricación industrial de productos de calidad superior, como batidos veganos sin lácteos, alternativas al queso, sopas a base de crema de soja, cremas para untar y aderezos cremosos.
Sonicación con un ultrasonido potente (p. ej. UIP2000hdT) provoca cambios significativos en la conductividad, aumenta la solubilidad de los concentrados de proteína de soja, incrementa significativamente la superficie específica, lo que es importante para las texturas de los alimentos, y aumenta los valores del índice de actividad de la emulsión (EAI). El diámetro medio en peso D y el diámetro medio en volumen-superficie D disminuyen significativamente para los aislados de proteína de soja (SPI) y los concentrados de proteína de soja (SPC).
En comparación con los tratamientos convencionales de la proteína de soja, la sonicación consume menos energía y consume mucho más tiempo.

Las células de flujo ultrasónico se utilizan para la reducción del tamaño de las partículas, así como para la extracción de compuestos nutricionales y aromas. Esto hace que los sonicadores sean ideales para procesar leche de soja.

Los reactores de flujo ultrasónico son muy eficaces para la extracción y homogeneización, por ejemplo, en el procesado de la leche de soja,

Homogeneizadores ultrasónicos para leche de soja y sustitutos de la leche de origen vegetal

Los procesadores de alimentos por ultrasonidos de Hielscher son versátiles y pueden instalarse o reequiparse fácilmente en líneas de producción existentes. Su alta potencia, fiabilidad y robustez hacen de los sonicadores Hielscher los “work horse” en la producción de base de soja. Los sonotrodos son de titanio, los reactores ultrasónicos y otras piezas húmedas son de acero inoxidable apto para uso alimentario y pueden equiparse con accesorios sanitarios. Esto permite procesar alimentos y bebidas de forma segura y fiable.

¿Por qué Hielscher Ultrasonics?

  • elevada eficiencia
  • Tecnología punta
  • fiabilidad & Robustez
  • control de procesos preciso y ajustable
  • lote & en línea
  • para cualquier volumen
  • software inteligente
  • funciones inteligentes (por ejemplo, programable, protocolización de datos, control remoto)
  • Manejo fácil y seguro
  • Bajo mantenimiento
  • CIP (limpieza in situ)

Diseño, fabricación y consultoría – Calidad Made in Germany

Los ultrasonidos de Hielscher son conocidos por sus elevados estándares de calidad y diseño. Su robustez y fácil manejo permiten una integración sin problemas de nuestros ultrasonidos en las instalaciones industriales. Los ultrasonidos de Hielscher soportan sin problemas las condiciones más duras y los entornos más exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y pone especial énfasis en los ultrasonidos de alto rendimiento con tecnología punta y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonidos de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

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

Volumen del loteTasa de flujoDispositivos recomendados
10 a 2000 mL20 a 400 mL/min.UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L0,2 a 4 L/minUIP2000hdT
10 a 100 L2 a 10 L/minUIP4000hdT
15 a 150LDe 3 a 15 l/minUIP6000hdT
n.a.10 a 100 L/minUIP16000
n.a.mayorGrupo de UIP16000

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Procesador industrial de alimentos por ultrasonidos para la producción de helados en modo de flujo continuo.

Procesador de alimentos por ultrasonidos UIP16000 para la producción industrial de sustitutos lácteos vegetales.



Información interesante

leche de soja

La leche de soja es un sustituto de la leche de origen vegetal, que se produce por extracción de habas de soja enteras en agua. La leche de soja es una emulsión de agua y lípidos derivados de la soja, que contiene proteínas hidrosolubles e hidratos de carbono. En la forma antigua y tradicional de preparar la leche de soja, las habas de soja se remojaban, molían, filtraban y cocían. Así, la leche de soja preparada sólo ofrece una corta vida propia. Sin embargo, los consumidores actuales y el estilo de vida moderno exigen productos con una vida útil más larga, que permanezcan seguros y estables durante todo el periodo de almacenamiento. Para la producción de este tipo de leches y bebidas de soja, la utilización de la tecnología UHT es obvia. En función de la composición del producto, se puede obtener una vida útil de entre varios meses y un año. Además, la elección correcta de emulsionantes y estabilizantes es necesaria para garantizar un producto homogéneo sin cremas ni sedimentación durante todo el periodo de conservación.

Producción de leche y bebidas a base de soja

La leche de soja se elabora con habas de soja enteras o harina de soja entera. Las judías secas se dejan en remojo en agua toda la noche o durante un mínimo de 3 horas o más. El tiempo de remojo depende en gran medida de la temperatura del agua. Después, las alubias remojadas se muelen en un proceso de molienda húmeda. El agua se añade para aumentar el contenido de agua necesario para el producto final de leche de soja. La bebida de soja final suele tener un contenido proteínico del 1-4% y una proporción en peso de agua y granos de soja de 20:1 para una bebida de soja típica que atraiga a los consumidores occidentales. (La leche de soja tradicional asiática tiene una proporción en peso de agua : soja de hasta 5:1). La pasta de soja molida se hierve para mejorar las propiedades organolépticas, la digestibilidad y la estabilidad microbiana. El tratamiento térmico inactiva los inhibidores de la tripsina de la soja, inactiva la lipoxigenasa para obtener un sabor más suave y pasteuriza la leche de soja. El tratamiento térmico se aplica durante unos 15-20 minutos, seguido de filtración para eliminar residuos insolubles como fibras de pulpa de soja / okara. Por último, la bebida de soja puede aromatizarse artificialmente añadiendo azúcar, vainilla, chocolate, fruta u otros aromas.

Bebidas de soja y yogur

La soja se utiliza para elaborar diversos productos, como sustitutos de la leche y bebidas de soja, zumos, mezclas de soja (sobre todo en Latinoamérica) y yogures de soja. Los intolerantes a la lactosa y los veganos consumen bebidas y yogures de soja como alternativa a los lácteos, pero los consumidores también eligen los productos de soja por sus beneficios para la salud y su sabor.
La leche de soja típica presenta la siguiente composición: aprox. 3,6% de proteínas, 2% de grasas, 2,9% de hidratos de carbono y 0,5% de cenizas. Las semillas de soja tienen un bajo contenido en grasas saturadas, no contienen colesterol ni lactosa. Además, tienen una gran cantidad de vitaminas y minerales que hacen que su consumo sea muy beneficioso para la salud.

Manothermosonication

La manotermosonicación (MTS) es la combinación sinérgica de ultrasonidos con calor y presión.

Literatura/Referencias

  • 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.

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