Ülim tõhusus ja kvaliteet nutmilk tootmisel ultraheliga
Pähklipiimad ja taimsed piimaalternatiivid on kasvav toidusegment. Pähklipiimade ja taimsete piimaanaloogide tootmiseks on ultraheli ekstraheerimine ja homogeniseerimine näidanud suuri eeliseid tavapäraste tehnikatega võrreldes. Suure võimsusega ultraheli suurendab saagikust, toote stabiilsust, toitainete sisaldust ja üldist töötlemise efektiivsust.
Kõrgem pähklipiima saagikus võimsusega ultraheli
Ultraheli ekstraheerimine on tuntud kui usaldusväärne ja väga tõhus meetod taimset päritolu õlide, valkude, polüsahhariidide ja mikroelementide saagise suurendamiseks. Seetõttu kasutatakse ultrahelitöötlust taimsete piimaasendajate tootmisel, nt valmistatud mandlist, kašupähklist, kookospähklist, sarapuupähklist, maapähklist, seesami, soja, tiigerpähklist, kaerast, riisist, kanepist, hernestest, pistaatsiapähklitest, pähkel, amarantist või kinoast. Pähklipiimade ja muude taimsete piimaalternatiivide tooraine on sageli kallis ning nendest toorainetest saadud suurem ekstraheerimissaagis vähendab tootmiskulusid ja parandab tootmise efektiivsust.
Tööstuslik ultraheli protsessor UIP2000hdT pähklipiima homogeniseerimiseks.
Kuidas ultraheli ekstraheerimine suurendab saagikust?
Ultraheli ekstraheerimise tööpõhimõte on akustiline kavitatsioon. Madala sagedusega, suure intensiivsusega ultraheli ekstraheerimise intensiivistav mehhanism on peamiselt tingitud akustilise kavitatsiooni nähtusest. Kui kavitatsioonimullid botaanilise materjali pinnal kokku varisevad, lõhub erosioon ja sonoporatsioon taimerakkude maatriksi (näiteks leotatud pähklid, seemned, kaunviljad ja lehed), mille tulemuseks on rakustruktuuri hävimine ja rakusiseste ainete, näiteks valkude, lipiidide, polüsahhariidide, kiudude, vitamiinide, mineraalide ja fütokemikaalide vabanemine. Seeläbi intensiivistunud massiülekanne hõlbustab molekulide, näiteks valkude, lipiidide, polüsahhariidide ja fütokemikaalide vabanemist.
Ultraheli genereeritud nihkejõud parandavad lahusti tungimist botaanilise aine rakumaatriksisse ja parandavad vastavalt rakumembraanide läbilaskvust. (Pange tähele, et mõistet lahusti kasutatakse laiemas tähenduses ja see hõlmab mis tahes vedelikku, nt vett). Need võimsuse ultraheli mehhanismid vastutavad olulise protsessi intensiivistumise eest, mis saavutatakse, kui ultraheliuuringut rakendatakse botaanilisest toorainest toiduainete ekstraheerimiseks. Kuna ultraheli kavitatsioon tekitab selliseid intensiivseid jõude, juhib see väga tõhusaid rakkude häireid ja segamist makro- ja mikrotasandil. Lisaks paraneb oluliselt lahusti tungimine, bioaktiivsete ühendite lahustumine ja massiülekanne. See muudab ultraheli abil ekstraheerimise väga tõhusaks, mille tulemuseks on kiire protsessiaja jooksul parem ekstrakti saagis.
Parem nutmilk stabiilsus ultraheliga
Kõrge intensiivsusega, madala sagedusega ultraheliuuring on tõhus ja usaldusväärne meetod suspensioonide füüsilise stabiilsuse parandamiseks, samuti toiduainete (nt pähklipiim ja muud piimaasendajad) mikroobide stabiilsus.
Pähklipiimade ultraheli täiustatud füüsikalis-keemiline stabiilsus
Laialdaselt kasutatakse toiduainete homogeniseerimiseks ja emulgeerimiseks, suure võimsusega ultraheli on väga tõhus mittetermiline tehnika väga homogeensete ja pikaajaliste stabiilsete toiduainete tootmiseks. Ultraheli homogeniseerimine vähendab rasvatilkade läbimõõtu ühtlaseks minutisuuruseks ja hajutab tahked osakesed nagu tärklised, suhkrud ja kiud ühtlaselt. Seega parandab ultraheli homogeniseerimine oluliselt pähklipiimade ja muude taimsete piimade füüsikalis-keemilisi aineid, nii et soovimatu faaside eraldamine on välistatud.
(2019) uurib suure võimsusega ultraheli mõju kookospiimale. Sonikatsioonitöötlus vähendas kookospiima osakeste suurust ja homogeniseeris tilkade ja tahkete ainete jaotumise süsteemis. Võrreldes mehaaniliselt emulgeeritud kookospiimaga näitas ultraheliravi olulist mõju emulsioonisüsteemi ühtlasele vormile (p< 0.05). Lisaks täheldati, et ultrahelitöötlus soodustas amüloosi kapseldamist ensüümi amülaasi interfacial kihis.
Iswarin ja Permadi (2012) uurisid, kuidas ultraheliuuring mõjutab kookospähklipõhiste piimajookide tilkade läbimõõtu, uurides erinevaid ultraheli intensiivsuse kombinatsioone. Ultraheli töötlemine vähendas piiskade suuruse läbimõõtu ja suuruse vähendamine suurenes suurema ultraheli intensiivsusega.
Pähklipiimade ultraheli täiustatud mikroobide stabiilsus
On tõestatud, et ultraheliuuring vähendab mikroobide koormust piimatoodetes, puuviljamahlades ja muudes vedelates toitudes. Seetõttu on piima alternatiivide säilitusprotsessile vastu võetud ka ultraheli pastöriseerimine, et parandada mikroobide stabiilsust pähkli- ja muudes taimsetes piimaasendajates.
(2019) uuris Escherichia coli O157:H7 ja Listeria monocytogenes ultraheli inaktiveerimist mandlipiimas ja võib näidata, et ultraheli pastöriseerimine põhjustab patogeenidele subletaalset kahju, mis viib säilivusaja pikenemiseni. Näiteks vähendas ultraheli pastöriseerimisravi oluliselt E. coli O157:H7 taset 5,12-lt 3,81-le log CFU / ml ja vähendas kasvukiirust (μmax) (1,19-lt 0,79-le (log CFU / ml)/päevas).
- suurem saagikus
- Ülim kvaliteet
- Parem toitaineline põhijoon
- Füüsikalis-keemiline ja mikroobide stabiliseerimine
- Termiline lagunemine puudub
- Protsessi intensiivistamine suurema üldise efektiivsuse saavutamiseks
- Täpselt kontrollitavad tingimused
- Kulutõhus
Multisonoreactor koos 4x 4kW ultraheli homogenisaatoritega pähklipiimade pidevaks töötlemiseks
Suurem toitainete sisaldus ultraheli pähklipiima ekstraheerimisega
Mikrotoitained, nagu vitamiinid, polüfenoolid ja antioksüdandid, asuvad taimede rakumaatriksis. Nende mikrotoitainete tõhusaks vabastamiseks on vajalik rakkude täielik katkemine ja intensiivne mikro-segamine rakulise aine ja lahusti vahel. Nagu eespool kirjeldatud, on ultraheli ekstraheerimine väga efektiivne lagunevates rakkudes ja lipiidide, valkude, polüsahhariidide, kiudude ja fütokemikaalide vabastamisel rakumaatriksist. Ultraheli ekstraheerimine on väga tõhus meetod fütokemikaalide täieliku koguse eraldamiseks botaanilistest ainetest kiire ekstraheerimisprotsessi käigus. Suure võimsusega ultraheli kasutamine tekitab tugevaid kavitatsiooniefekte, häireid / turbulentsi, suure kiirusega vedeliku voogesitust, mis peseb fütokemikaalid raku sisemusest välja. Mittetermilise ekstraheerimise meetodina välditakse ultraheliuuringu kasutamisel nende tundlike mikroelementide termilist lagunemist.
Fenooli kogusisaldus (väljendatud eq mg Naringenini / g mandlite kohta) kineetika ultrahelitöötlusega ja ilma, kasutades UIP1000hdT. Ultraheli ekstraheerimine suurendas fenoolide üldsisaldust 258 %.
Andmed on SD ± vahendid, n = 3. Ultraheli (kollane) versus vaikne (oranž).
Graafik ja uuring: Tabib et al., 2020
Ülim efektiivsus nutmilk tootmisel ultraheliga
Suurem saagikus, parem toitumisprofiil ja vähendatud töötlemise kestus on vaid mõned eelised, kui tegemist on ultraheli pähklipiima ja piimavabade jookide töötlemise suurepärase efektiivsusega. Madal energiatarbimine, madal hooldus ja 24/7 töö on täiendavad tegurid, mis aitavad kaasa ultraheli töötlemise erakordsele üldisele efektiivsusele. Hielscheri suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid võivad töötada 24/7 all raskeveokite all ja töödelda suuri mahtusid pideva voolu režiimis. Hielscheri ultraheli protsessoritel on n silmapaistev üldine energiatõhusus. Töökindlus ja madal hooldus hoiavad ka tegevuskulud madalad.
Mida uuringud ütlevad ultraheli toiduainete töötlemise kohta
"Ultraheli on viimase kümne aasta jooksul tingimusteta tekkinud. See on leidnud oma rakenduse puuviljamahla- ja joogitööstuses tänu oma multifunktsionaalsele soovitud mõjule. Tehnoloogia on odav, lihtne, usaldusväärne ja keskkonnasõbralik ning väga tõhus täiustatud kvaliteediomadustega mahlade säilitamisel." (Dolas et al., 2019)
“Sonikatsioon on tulevane tehnoloogia, mis võib parandada toidu kvaliteeti ja vähendada toitainete kadu.” (Cheok et al., 2013)
Ultraheli toiduainete töötlejad tööstuslikuks pähklipiima tootmiseks
Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja levitab suure jõudlusega ultraheli toiduainete töötlemise süsteemi pähklipiimade (nagu kašupähklid, mandlid, sarapuupähklid, pähkel, maapähkel, kookospiim) ja taimsete piimaasendajate (nagu riis, soja, speltanisu, kaer, seesami, linaseemned, hernes, kääritatud tiigerpähklipiim) pidevaks tööstuslikuks tootmiseks.
Ultraheli toiduainete töötlemise kasutamine pakub suuri eeliseid, olles mittetermiline, puhtalt mehaaniline meetod, mille tulemuseks on paremad lõpptooted, vähendab töötlemisaega ja on keskkonnasõbralikum.
Hielscheri ultraheli toiduainete töötlemise süsteeme kasutatakse mitmesugustes rakendustes, mis on ohutud, usaldusväärsed ja kulutõhusad tehnoloogiad kvaliteetsete toitude ja jookide tootmiseks. Kõigi Hielscheri ultraheli protsessorite paigaldamine ja kasutamine on lihtne: Nad vajavad vaid vähe ruumi, neid saab kergesti moderniseerida olemasolevatesse töötlemisrajatistesse.
Hielscher Ultrasonics on pikaajaline kogemus võimsuse ultraheli rakendamisel toidus & joogitööstus ja paljud teised tööstusharud. Meie ultraheli protsessorid on varustatud kergesti puhastatavate (puhas kohapeal CIP / steriliseerimine kohapeal SIP) sonotroodide ja voolurakkudega (märjad osad). Hielscheri ultraheli’ Tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudi. Amplituudid kuni 200 μm saab hõlpsasti pidevalt käivitada 24/7 operatsioonis. Olulised on suured amplituudid, et saavutada osakeste homogeenne jaotumine ja inaktiveerida resistentsemad mikroobid (nt grampositiivsed bakterid). Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Kõiki sonotroode ja ultraheli voolu rakureaktoreid saab kasutada kõrgendatud temperatuuridel ja rõhul, mis võimaldab usaldusväärset termo-mano-ultrahelitöötlust (ultrahelitöötlus koos kõrgendatud temperatuuri ja rõhuga) ning väga tõhusat ekstraheerimist ja stabiliseerimist.
Tipptasemel tehnoloogia, suure jõudlusega ja keerukas tarkvara teeb Hielscheri ultraheli’ usaldusväärsed tööhobused teie toidu ekstraheerimise, homogeniseerimise ja pastöriseerimise liinil. Väikese jalajälje ja mitmekülgsete paigaldusvõimalustega saab Hielscheri ultrasonikaatoreid hõlpsasti integreerida või retro-paigaldada olemasolevatesse tootmisliinidesse.
Palun võtke meiega ühendust, et saada lisateavet meie ultraheli ekstraheerimise, homogeniseerimise ja pastöriseerimise süsteemide omaduste ja võimaluste kohta. Meil oleks hea meel teiega teie taotlust arutada!
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | 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 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- Tabib, Malak, Yang Tao, Christian Ginies, Isabelle Bornard, Njara Rakotomanomana, Adnane Remmal, Farid Chemat (2020): A One-Pot Ultrasound-Assisted Almond Skin Separation/Polyphenols Extraction and its Effects on Structure, Polyphenols, Lipids, and Proteins Quality. Applied Sciences 10, no. 10: 3628.
- Iswarin, S.J.; Permadi, B. (2012): Coconut milk’s fat breaking by means of ultrasound. Int. J. Basic Appl. Sci. 12, 2012. 1–5.
- Maria Clara Iorio, Antonio Bevilacqua, Maria Rosaria Corbo, Daniela Campaniello, Milena Sinigaglia, Clelia Altieri (2019): A case study on the use of ultrasound for the inhibition of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in almond milk. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 52, 2019. 477-483.
- Rupali Dolas, Chakkaravarthi Saravanan, Barjinder Pal Kaur (2019): Emergence and era of ultrasonic’s in fruit juice preservation: A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 58, 2019.
- Xu Lu, Jinghao Chen, Mingjing Zheng, Juanjuan Guo, Jingxuan Qi, Yingtong Chen, Song Miao, Baodong Zheng (2019): Effect of high-intensity ultrasound irradiation on the stability and structural features of coconut-grain milk composite systems utilizing maize kernels and starch with different amylose contents. Ultrasonics Sonochemistry Volume 55, 2019. 135-148.
Faktid, mida tasub teada
Pähklipiimade ja taimsete piimaasendajate tootmine
Pähklipiimade ja muude taimsete piimavabade jookide (nt mandli-, kašupähkli-, kookospähkli-, sarapuupähkli-, maapähkli-, seesami-, soja-, tiigerpähkli-, kaera-, speltanisu-, riisi-, kanepi-, herne-, linaseemne-, linaseemne-, pähkli-) tootmine hõlmab tavaliselt järgmisi töötlemisetappe: märgjahvatamine ja jahvatamine ekstraheerimiseks, filtreerimine, toidu lisaainete ja koostisosade lisamine, pastöriseerimine / steriliseerimine, homogeniseerimine ja aseptiline pakendamine.
Laialdaselt kasutatavad lisandid on kummid ja letsitiin, mida kasutatakse stabiilsuse parandamiseks, samuti sool ja magusained, mida kasutatakse tekstuuri ja maitseprofiili muutmiseks. Sageli rikastatakse ja rikastatakse taimseid piimaasendajaid valkude, vitamiinide ja mineraalidega, et saada taimse piimavaba joogi tasakaalustatud toitumisprofiil.
Sõltuvalt taimse piimaasendaja tüübist kasutatakse alusena erinevat toorainet (nt pähklid, terad, kaunviljad). See spetsiifiline tooraine (nt mandlid, sojaoad või kaer) segatakse teatava koguse veega ja jahvatatakse märgjahvatusprotsessis kõrgematel temperatuuridel. Selle kuumutatud jahvatusprotsessi käigus ekstraheeritakse toorainest väärtuslikke taimseid ühendeid, nagu valgud, lipiidid, kiudained ja vitamiinid, mis on aeganõudev ja sageli üsna ebaefektiivne. Mittetäieliku ekstraheerimise tõttu võib pähklipiima või taimse piimaasendaja saagise suurendamiseks olla vajalik teine ekstraheerimisetapp. Kui jahvatusprotsessis rakendatakse ultraheli ekstraheerimist, suureneb ja kiireneb oluliselt taimeühendite ekstraheerimine.
Pärast jahvatamist ja ekstraheerimist eraldatakse taimepiim ekstraheeritud taimekiududest suurtes tsentrifuugides. Tekstuuri ja organoleptiliste omaduste parandamiseks võib taimepiima homogeniseerida toiduõliga või paksendada igemete lisamisega, segada erinevate lisanditega (vitamiinid, mineraalid) ning lõpuks pastöriseeritakse kuumtöötlemisel ja seejärel pakendatakse.
Sonikatsiooni saab kasutada igemete ja muude toidulisandite homogeenseks hajutamiseks taimses joogis ja mikroobide stabiliseerimise edendamiseks ultraheli pastöriseerimise teel.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.