Puu- ja köögiviljade parem geelistumine ultraheli abil
Kastmete, mahlade, moosi ja muude toiduainete pakendamine geelistamise teel on vedelate toiduainete tootmisel levinud protsess. Pektiinide ja looduslike rakusiseste suhkrute ultraheliekstraktsioon puu- ja köögiviljadest on väga tõhus meetod toidutoodete geelistumise soodustamiseks ilma rafineeritud suhkruid lisamata. Seeläbi ei suurenda ultraheli töötlus mitte ainult majanduslikku tõhusust tootmiskulude vähendamise kaudu (kuna suhkur ja paksendavad lisandid muutuvad tarbetuks), vaid aitab toota ka tervislikumaid, vähendatud kalorsusega toite.
Toidutoodete geelistumine ja paksendamine
Pektiinirikastest puuviljadest geelide valmistamine on laialt levinud protsess mitmesuguste toidutoodete, sealhulgas kastmete, püreede, ketšupi, mahlade, smuutide, marmelaadide ja moosi tootmisel. Selliste toitude paksendamine ja geelistamine nõuab sageli suhkru lisamist suurtes kogustes, et saavutada soovitud geelistumisaste. Rafineeritud suhkru vajadus tuleneb enamasti sellest, et puu- ja köögiviljade pektiinid ja looduslik suhkur on lõksus taimerakkude rakumaatriksis, kus need jäävad enamasti kasutamata.
Ultraheli seade UIP4000hdT on 4 kW võimsusega toiduprotsessor tööstuslikuks toiduainete tootmiseks, näiteks pektiini ja aroomiainete ekstraktsiooniks ning homogeniseerimiseks.
Lahendus: pektiinide ja looduslike suhkrute ultraheliekstraktsioon
Ultraheli töötlus (sonikeerimine) on väljakujunenud ja laialdaselt kasutatav tehnoloogia bioaktiivsete molekulide ekstraheerimiseks taimedest, näiteks puu- ja köögiviljadest. Seetõttu on sonikeerimine väärtuslik meetod toiduainete töötlemisel, näiteks mahlade, smuutide, jookide, kastmete, püreede, ketšupite, puuviljamäärde, moosi ja marmelaadide tootmisel, kus ultrahelilained aitavad vabastada aroomiühendeid, pektiine ja suhkruid (nt fruktoosi) taimse materjali rakumaatriksist. See tähendab, et ultraheli mitte ainult ei soodusta geelistumist, vaid muudab toidutooted ka maitsvamaks ja magusamaks ilma aroomiainete, suhkrute ja muude lisandite lisamiseta. Looduslike, vähetöödeldud toitude nõudluse kasvades on ultraheli toiduainetöötlus ideaalne tehnoloogia tervislike ja intensiivse maitsega toitude loomiseks. Toidu ultraheli pektiinitöötlus on osutunud väga tõhusaks, töökindlaks, energiasäästlikuks ja keskkonnasõbralikuks ettevalmistusstrateegiaks, eriti madala metoksüülrühmade sisaldusega pektiini puhul.
Pektiin on oma geeli moodustavate omaduste tõttu eelistatud koostisosa vähese suhkrusisaldusega ja tervislikes toidutoodetes. Kui puu- ja köögiviljapõhistele vedelikele rakendada ultrahelikiirgust, saab rafineeritud suhkru lisamist vältida või oluliselt vähendada, kuna pektiini funktsionaalsus annab soovitud geelistumisomadused ja aitab kaasa toidutoote soodsatele reoloogilistele omadustele.
Ultraheli toiduainetöötluse lisaeelised hõlmavad ensüümide, näiteks pektiinmetüülesteraasi inaktiveerimist ning homogeniseerimist (ühtlasem tekstuur) ja pastöriseerimist (parem mikrobioloogiline stabiilsus).
- Õrn protsess
- Suhkrulisandit pole vaja või on seda vähem
- Kiire töötlus
- Lisandeid pole vaja või on neid vähem
- Tervislikud toidutooted
- Puhtalt mehaaniline töötlus
- Majanduslikult kasulik / kulutõhus
- Lihtne ja ohutu kasutada
- Lihtne paigaldus või järelpaigaldus
- Täielikult lineaarne skaleerimine
- Mis tahes mahu töötlusvõimsus
Pektiini, aroomiainete ja suhkru ultraheliekstraktsiooni taimsest rakumaatriksist on edukalt rakendatud tsitrusviljadele, apelsinidele, sidrunitele, mangodele, passioniviljadele, õuntele, pirnidele, virsikutele, tomatile ja paljudele teistele puu- ja köögiviljadele.
Kuidas vältida pektiini molekulaarstruktuuri hävimist
Ultraheli töötlus võib pektiini sisaldavates puu- ja köögiviljatoodetes geeli teket tugevalt soodustada. Ülemäärane sonikeerimine, st liiga suure intensiivsusega või liiga pikk ultraheliga töötlemine, võib aga pektiini molekulaarstruktuuri hävitada ja seeläbi geelistumise kvaliteeti vähendada. Hielscher Ultrasonics pakub tipptasemel sonikaatoreid, mis võimaldavad täpseid tööseadeid ning pektiini ekstraktsiooniprotsessi juhtimist ja jälgimist. Hõlpsasti ligipääsetavad seaded, võimalus eelseadistada ja salvestada töötlusparameetreid ning kaugjuhtimine mis tahes internetibrauseri kaudu tagavad, et teie toodet sonikeeritakse optimaalsetes tingimustes. Lisaks salvestatakse kõigi ultrahelitöötluste andmed automaatselt sisseehitatud SD-kaardile, et iga üksikut töötlust oleks võimalik jälgida ja üle vaadata kvaliteedi tagamiseks ning head tootmistava (GMP) järgimiseks.
Hielscheri tööstuslikud sonikaatorid suudavad tagada väga suuri amplituude. Kuni 200 µm amplituudi saab hõlpsasti pidevalt käitada ööpäevaringses 24/7 töös. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud sonotroodid.
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie sonikaatorite ligikaudsest töötlusvõimsusest:
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 mL | 10 kuni 200 mL/min | UP100H |
| 10 kuni 2000 mL | 20 kuni 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20 L | 0,2 kuni 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100 L | 2 kuni 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 kuni 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster seadmetest UIP16000 |
Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!
Ultraheliekstraktor UIP4000hdT läbivoolusüsteemiga pektiini ekstraktsiooniks.
Kirjandus / viited
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol. 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019):
Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353. - Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong (2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Rahul Seshadri, Jochen Weiss, Greg J Hulbert, John Mount (2003): Ultrasonic processing influences rheological and optical properties of high-methoxyl pectin dispersions. Food Hydrocolloids, Volume 17, Issue 2, 2003. 191-197.
- Chan Y.T., Tan M.C., Chin N.L. (2018): Effect of partial sugar replacement with ultrasonically treated citrus pectin on aeration and rheological properties of batter. Journal of Food Processing and Preservation, Volume 42, Issue 12, 2018.
- Wen-Yi Qiu, Wu-Dan Cai, Meng Wang, Jing-Kun Yan (2019): Effect of ultrasonic intensity on the conformational changes in citrus pectin under ultrasonic processing. Food Chemistry, Volume 297, 2019.
Teadmisi, mida tasub teada
Pektiinid toidutoodetes
Pektiin on polüsahhariid, mis esineb enamiku köögiviljade ja puuviljade rakuseinas. Pektiinid on tuntud oma tähelepanuväärsete geelistavate ja paksendavate omaduste poolest, mistõttu on need toiduainetööstuses laialdaselt kasutatav lisaaine. Lisaks on pektiinid tuntud oma kasulike tervisemõjude poolest.
Geelide tootmine puu- või köögiviljadest, mis sisaldavad palju pektiini, ei ole eriti keeruline. Suhkru lisamine soodustab pektiini geelistumist madala metoksüülrühmade sisaldusega (LM) pektiiniga. Madala metoksüülrühmade sisaldusega (LM) pektiini kasutamine nõuab aga tavaliselt suurt lisatud suhkru kogust (ca 50 wt%). Seetõttu on madala metoksüülrühmade sisaldusega (LM) pektiinid koos väga suurte lisatud suhkrukogustega olulised ainult magustoitude, moosi ja marmelaadide puhul.
Näiteks ensüümid polügalakturonaasid, pektiinlüaas ja pektiinmetüülesteraas (PME) kuuluvad pektinolüütiliste ensüümide ehk pektinaaside rühma, mis hüdrolüüsivad pektiinainete glükosiidsidemeid. Ultraheli töötlust kasutatakse ensüümide, näiteks pektinaaside inaktiveerimiseks, et saada stabiilsemaid toidutooteid. Lugege lähemalt ultraheli abil toimuvast ensüümide inaktiveerimisest!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laborist kuni tööstusliku suuruseni.