Nutmilks ja taimsed piimaalternatiivid on kasvav toidusegment. Nutmilksi ja taimse piima analoogide tootmiseks on ultraheli ekstraheerimine ja homogeniseerimine näidanud suuri eeliseid tavapäraste tehnikate ees. Suure võimsusega ultraheli suurendab saagikust, toote stabiilsust, toitainete sisaldust ja üldist töötlemisefektiivsust.

Kõrgem Nutmilk saagikus power ultraheliga

Ultraheli ekstraheerimine on tuntud kui usaldusväärne ja väga tõhus meetod taimsete õlide, valkude, polüsahhariidide ja mikroelementide saagikuse suurendamiseks. Seetõttu kasutatakse ultrahelitöötlust taimsete piimaasendajate tootmisel, nt valmistatud mandlist, kašupähklist, kookospähklist, sarapuupähklist, maapähklist, seesamist, sojast, tiigerpähklist, kaerast, riisist, kanepist, hernestest, pistaatsiapähklitest, pähklist, amarantist või kinoast. Nutmilksi ja muude taimsete piimaalternatiivide tooraine on sageli kallis ja nendest toorainetest saadav suurem ekstraheerimissaagis vähendab tootmiskulusid ja parandab tootmise tõhusust.

Kuidas ultraheli ekstraheerimine suurendab saagikust?

Ultraheli ekstraheerimise tööpõhimõte on akustiline kavitatsioon. Madala sagedusega, kõrge intensiivsusega ultraheli ekstraheerimise intensiivistav mehhanism on peamiselt tingitud akustilise kavitatsiooni nähtusest. Kui botaanilise materjali pinnal lagunevad kavitatsioonimullid, lõhustavad erosioon ja sonoporatsioon taimerakkude maatriksi (nagu leotatud pähklid, seemned, kaunviljad ja lehed), mille tulemuseks on rakustruktuuri hävitamine ja rakusiseste ainete, nagu valgud, lipiidid, polüsahhariidid, kiudained, vitamiinid, mineraalid ja fütokemikaalid, vabanemine. Seeläbi intensiivistunud massiülekanne hõlbustab molekulide, nagu valgud, lipiidid, polüsahhariidid ja fütokemikaalid, vabanemist.
Ultraheli genereeritud nihkejõud parandavad lahusti tungimist botaanilise aine rakumaatriksi ja parandavad vastavalt rakumembraanide läbilaskvust. (Pange tähele, et terminit lahusti kasutatakse laias tähenduses ja see sisaldab mis tahes vedelikku, nt vett). Need võimsuse ultraheli mehhanismid vastutavad märkimisväärse protsessi intensiivistumise eest, mis saavutatakse ultraheliuuringu rakendamisel toiduainete ekstraheerimiseks botaanilisest toorainest. Kuna ultraheli kavitatsioon tekitab selliseid intensiivseid jõude, põhjustab see väga tõhusaid rakkude häireid ja segunemist makro- ja mikrotasandil. Lisaks paraneb oluliselt lahustite läbitungimine, bioaktiivsete ühendite lahustumine ja massiülekanne. See muudab ultraheli abil ekstraheerimise väga tõhusaks, mille tulemuseks on kiire protsessi aja jooksul parem ekstrakti saagikus.

Täiustatud Nutmilk stabiilsus ultraheliga

Kõrge intensiivsusega, madala sagedusega ultraheliuurus on tõhus ja usaldusväärne meetod suspensioonide füüsilise stabiilsuse ja toiduainete mikroobse stabiilsuse parandamiseks (nt nutmilk ja muud piimaasendajad).

Nutmilksi ultraheli täiustatud füüsikalis-keemiline stabiilsus

Laialdaselt kasutatakse toiduainete homogeniseerimiseks ja emulgeerimiseks, suure võimsusega ultraheli on väga tõhus mittetermiline meetod väga homogeensete ja pikaajaliste stabiilsete toiduainete tootmiseks. Ultraheli homogeniseerimine vähendab rasvatilkade läbimõõtu ühtlase minuti suuruseni ja hajutab tahked osakesed, nagu tärklised, suhkrud ja kiud ühtlaselt. Seega parandab ultraheli homogeniseerimine oluliselt nutmilkside ja teiste taimsete piimade füüsikalis-kemikaale, nii et soovimatu faasi eraldamine on takistatud.
Lu et al. (2019) uurib suure võimsusega ultraheliuuringu mõju kookospiimale. Ultrahelitöötlus vähendas kookospiima osakeste suurust ja homogeniseeris tilkade ja tahkete ainete jaotumise süsteemis. Võrreldes mehaaniliselt emulgeeritud kookospiimaga näitas ultraheliravi olulist mõju emulsioonisüsteemi ühtlasele (p< 0.05). Lisaks täheldati, et ultrahelitöötlus soodustas amüloosi kapseldumist ensüümi amülaasi interfatsiaalses kihis. Iswarin ja Permadi (2012) uurisid, kuidas ultraheli mõjutab kookospähklipõhiste piimajookide tilkade läbimõõtu, uurides ultraheli intensiivsuse erinevaid kombinatsioone. Ultraheli töötlemine vähendas tilkade suurust ja suuruse vähendamine suurenes suurema ultraheli intensiivsusega.

Nutmilksi ultraheli täiustatud mikroobne stabiilsus

On tõestatud, et ultraheliuurus vähendab mikroobide koormust piimatoodetes, puuviljamahlades ja muudes vedelates toitudes. Seetõttu on ultraheli pastöriseerimine vastu võetud ka piima alternatiivide säilitusprotsessile, et parandada mikroobide stabiilsust pähklite ja muude taimsete piimaasendajate puhul.
Iorio et al. (2019) uuris Escherichia coli O157:H7 ja Listeria monocytogenes ultraheli inaktiveerimist mandlipiimas ja võib näidata, et ultraheli pastöriseerimine põhjustab patogeenidele subletaalset kahju, mis toob kaasa säilivusaja pikenemise. Näiteks ultraheli pastöriseerimisravi vähendas oluliselt E. coli O157:H7 taset 5,12-lt 3,81 log CFU/ml-le ja vähendas kasvukiirust (μmax) (1,19-lt 0,79-le (log CFU/ ml)/ päevas).

Kõrgem toitainete sisaldus ultraheli nutmilki ekstraheerimisega

Mikrotoitained, nagu vitamiinid, polüfenoolid ja antioksüdandid, asuvad taimede rakumaatriksis. Nende mikrotoitainete tõhusaks vabastamiseks on vaja täielikke rakuhäireid ning intensiivset mikrosegamist rakuaine ja lahusti vahel. Nagu eespool kirjeldatud, on ultraheli ekstraheerimine väga tõhus lagunemisrakkudes ja lipiidide, valkude, polüsahhariidide, kiudude ja fütokemikaalide vabastamisel rakumaatriksist. Ultraheli ekstraheerimine on väga tõhus meetod botaanika fütokemikaalide täieliku koguse isoleerimiseks kiire ekstraheerimisprotsessi käigus. Suure võimsusega ultraheli rakendamine tekitab tugevaid kavitatsiooniefekte, häireid / turbulentse, suure kiirusega vedeliku voogesitust, mis pesevad fütokemikaalid raku sisemusest välja. Kuna tegemist on mittetermilise ekstraheerimise meetodiga, takistatakse ultraheliuuringu kasutamisel nende tundlike mikrotoitainete termilist lagunemist.

Fenoolide üldsisaldus (väljendatud eq mg Naringeniini/g mandlite kohta) kineetika koos ultrahelitöötlusega ja ilma selleta, kasutades UIP1000hdT. Ultraheli ekstraheerimine suurendas fenoolide kogusisaldust 258 %.
Andmed on vahendid, ± SD, n = 3. Ultraheli (kollane) versus vaikne (oranž).
Graafik ja uuring: Tabib et al., 2020

Parem efektiivsus Nutmilk tootmises ultraheliga

Suurem saagikus, parem toitumisprofiil ja vähendatud töötlemiskestus on vaid mõned eelised ultraheli nutmilki ja mittepiimajookide töötlemise parema efektiivsuse osas. 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 raskeveokite all ja töödelda suuri koguseid pideva voolu režiimis. Hielscheri ultraheli protsessoritel on n silmapaistev üldine energiatõhusus. Töökindlus ja madal hooldus hoiavad ka tegevuskulud madalad.

Mida uuringud ütlevad ultraheli toidu töötlemise kohta

"Ultraheli on tekkinud tingimusteta määral viimase kümne aasta jooksul. Ta on leidnud oma rakenduse puuviljamahla- ja joogitööstuses oma multifunktsionaalse soovitud mõju tõttu. Tehnoloogia on odav, lihtne, usaldusväärne ja keskkonnasõbralik ning väga tõhus täiustatud kvaliteediomadustega mahlade säilitamisel." (Dolas et al., 2019)

“Ultrahelitöötlus on tulevane tehnoloogia, mis võib parandada toidu kvaliteeti ja vähendada toitainete kadu.” ("Cheok et al.", 2013)

Ultraheli köögikombainid tööstuslikuks nutmilki tootmiseks

Hielscher Ultrasonics projekteerib, toodab ja turustab suure jõudlusega ultraheli toiduainete töötlemise süsteemi nutmilksi (nagu kašu, mandli, sarapuupähkli, pähkli, maapähkli, kookospiima) ja taimsete piimaasendajate (nagu riis, soja, speltanisu, kaer, seesam, linaseemned, hernes, kääritatud tiigerpähkli piim) pidevaks tööstuslikuks tootmiseks.
Ultraheli toiduainete töötlemise kasutamine pakub suuri eeliseid mittetermilise, puhtalt mehaanilise meetodina, mille tulemuseks on paremad lõpptooted, vähendab töötlemisaega ja on keskkonnasõbralik.
Hielscheri ultraheli toiduainete töötlemise süsteeme kasutatakse mitmesugusteks rakendusteks, mis on ohutu, usaldusväärne ja kulutõhus tehnoloogia kvaliteetsete toiduainete ja jookide tootmiseks. Kõigi Hielscheri ultraheli protsessorite paigaldamine ja käitamine on lihtne: nad vajavad ainult vähe ruumi, neid saab hõlpsasti olemasolevatesse töötlemisrajatistesse paigaldada.
Hielscher Ultrasonics on pikaajaline kasutamise võimsus ultraheli toidus & samuti paljud teised tööstusharud. Meie ultraheli protsessorid on varustatud kergesti puhastatava (puhas-in-place CIP / steriliseerida-in-place SIP) sonotrodes ja voolu-rakud (märjad osad). Hielscher ultraheli’ tööstuslikud ultraheli protsessorid võivad pakkuda väga kõrgeid amplituudid. Amplituudid kuni 200 μm saab kergesti pidevalt joosta 24/7 operatsiooni. Suured amplituudid on olulised ahomogeense osakeste jaotumise saavutamiseks ja resistentsemate mikroobide (nt grampositiivsete bakterite) inaktiveerimiseks. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Kõiki sonotroode ja ultraheli vooluraku reaktoreid saab kasutada kõrgendatud temperatuuri ja rõhu all, mis võimaldab usaldusväärset termo-mano-ultrahelitöötlust (ultrahelitöötlus koos kõrgendatud temperatuuri ja rõhuga) ja väga tõhusat ekstraheerimist ja stabiliseerimist.
State-of-the-art tehnoloogia, suure jõudlusega ja keerukas tarkvara teha Hielscher Ultrasonics’ usaldusväärsed tööhobused teie toidu ekstraheerimise, homogeniseerimise ja pastöriseerimise liinil. Väikese jalajälje ja mitmekülgsete paigaldusvõimalustega saab Hielscheri ultrasonikaatorid hõlpsasti integreerida või paigaldada olemasolevatesse tootmisliinidesse.
Palun võtke meiega ühendust, et saada lisateavet meie ultraheli ekstraheerimise, homogeniseerimise ja pastöriseerimissüsteemide omaduste ja võimaluste kohta. Meil oleks hea meel teiega teie avaldust arutada!

Alljärgnev tabel annab teile ülevaate meie ultrahelihitiste ligikaudse töötlemisvõimsusest: