بهبود ژل‌شدن میوه‌ها و سبزیجات با فراصوت
غلیظ‌کردن سس‌ها، آب‌میوه‌ها، مرباها و دیگر مواد غذایی از طریق ژل‌شدن، فرایندی رایج در تولید مواد غذایی مایع است. استخراج فراصوتی پکتین‌ها و قندهای طبیعی درون‌سلولی از میوه‌ها و سبزیجات، روشی بسیار کارآمد برای تقویت ژل‌شدن محصولات غذایی بدون افزودن قندهای تصفیه‌شده است. به‌این‌ترتیب، فراصوت‌دهی نه‌تنها با کاهش هزینه‌های تولید، بازده اقتصادی را افزایش می‌دهد – زیرا نیازی به شکر و افزودنی‌های غلیظ‌کننده نیست – بلکه به تولید مواد غذایی سالم‌تر و کم‌کالری‌تر نیز کمک می‌کند.
ژل‌شدن و غلیظ‌کردن محصولات غذایی
تهیهٔ ژل از میوه‌های غنی از پکتین، فرایندی کاملاً جاافتاده برای تولید انواع محصولات غذایی از جمله سس‌ها، پوره‌ها، کچاپ، آب‌میوه‌ها، اسموتی‌ها، مارمالادها و مرباها است. غلیظ‌کردن و ژل‌شدن این مواد غذایی اغلب به افزودن مقدار زیادی شکر نیاز دارد تا درجهٔ مطلوب ژل‌شدن حاصل شود. نیاز به قندهای تصفیه‌شده عمدتاً به این دلیل است که پکتین‌ها و قند طبیعی میوه‌ها و سبزیجات در ماتریس سلولی سلول‌های گیاهی محبوس‌اند و بخش عمدهٔ آن‌ها در همان‌جا بدون استفاده باقی می‌ماند.
سونیکاتور UIP4000hdT یک دستگاه قدرتمند فرآوری مواد غذایی با توان 4kW برای تولید صنعتی مواد غذایی است که در فرایندهایی مانند استخراج پکتین و ترکیبات طعم‌دهنده و نیز هموژن‌سازی کاربرد دارد.
راهکار: استخراج فراصوتی پکتین‌ها و قندهای طبیعی
فراصوت‌دهی فناوری جاافتاده و پرکاربردی برای استخراج مولکول‌های زیست‌فعال از گیاهان، از جمله میوه‌ها و سبزیجات، است. ازاین‌رو، فراصوت‌دهی روشی ارزشمند در فرآوری مواد غذایی، مانند تولید آب‌میوه‌ها، اسموتی‌ها، نوشیدنی‌ها، سس‌ها، پوره‌ها، انواع کچاپ، فرآورده‌های میوه‌ای مالیدنی، مرباها و مارمالادها است؛ در این فرایندها امواج فراصوت به آزادسازی ترکیبات طعم‌دهنده، پکتین‌ها و قندها (برای مثال فروکتوز) از ماتریس سلولی مواد گیاهی کمک می‌کنند. این بدان معناست که فراصوت نه‌تنها ژل‌شدن را تقویت می‌کند، بلکه بدون افزودن طعم‌دهنده‌ها، قندها و دیگر افزودنی‌ها، محصولات غذایی را خوش‌طعم‌تر و شیرین‌تر می‌کند. با افزایش تقاضا برای مواد غذایی طبیعی با فرآوری اندک، فرآوری فراصوتی مواد غذایی فناوری ایدئالی برای تولید غذاهای سالم و دارای طعم قوی است. مشخص شده است که تیمار فراصوتی پکتین در مواد غذایی، به‌ویژه برای پکتین کم‌متوکسیل، راهبرد آماده‌سازی بسیار کارآمد، قابل‌اعتماد، کم‌مصرف از نظر انرژی و سازگار با محیط‌زیست است.
پکتین به‌دلیل خواص ژل‌سازی خود، یکی از ترکیبات مطلوب در محصولات غذایی کم‌شکر و سالم است. با اعمال امواج فراصوت به مایعات بر پایهٔ میوه و سبزیجات، می‌توان از افزودن شکر تصفیه‌شده اجتناب کرد یا مقدار آن را به‌طور چشمگیری کاهش داد، زیرا عملکرد پکتین، خواص ژل‌شدن مطلوب را ایجاد می‌کند و به خواص رئولوژیکی مناسب محصول غذایی کمک می‌کند.
دیگر مزایای فرآوری فراصوتی مواد غذایی شامل غیرفعال‌سازی آنزیم‌هایی مانند پکتین متیل‌استراز و نیز هموژن‌سازی (بافت یکنواخت‌تر) و پاستوریزاسیون (بهبود پایداری میکروبی) است.
- فرایند ملایم
- بدون شکر افزوده یا با شکر افزودهٔ کمتر
- تیمار سریع
- بدون افزودنی یا با افزودنی‌های کمتر
- محصولات غذایی سالم
- تیمار کاملاً مکانیکی
- دارای مزیت اقتصادی / مقرون‌به‌صرفه
- کاربری آسان و ایمن
- نصب آسان یا افزودن به تجهیزات موجود
- افزایش مقیاس کاملاً خطی
- قابلیت فرآوری هر حجمی
استخراج فراصوتی پکتین، ترکیبات طعم‌دهنده و قند از ماتریس سلولی گیاهی، با موفقیت برای مرکبات، پرتقال، لیمو، انبه، پشن‌فروت، سیب، گلابی، هلو، گوجه‌فرنگی و بسیاری دیگر از میوه‌ها و سبزیجات به کار گرفته شده است.
چگونه از تخریب ساختار مولکولی پکتین جلوگیری کنیم
فراصوت‌دهی می‌تواند تشکیل ژل را در محصولات میوه‌ای و سبزیجاتی حاوی پکتین به میزان زیادی تقویت کند. بااین‌حال، فراصوت‌دهی بیش‌ازحد، یعنی تیمار فراصوتی با شدت بیش‌ازحد یا به‌مدت بسیار طولانی، می‌تواند ساختار مولکولی پکتین را تخریب کند و در نتیجه کیفیت ژل‌شدن را کاهش دهد. Hielscher Ultrasonics سونیکاتورهای پیشرفته‌ای عرضه می‌کند که امکان تنظیم دقیق شرایط کار، کنترل و پایش فرایند استخراج پکتین را فراهم می‌کنند. دسترسی آسان به تنظیمات، امکان پیش‌تنظیم و ذخیرهٔ پارامترهای تیمار و نیز کنترل از راه دور از طریق هر مرورگر اینترنتی، تضمین می‌کند که محصول شما در شرایط بهینه فراصوت‌دهی شود. افزون بر این، داده‌های تمام نوبت‌های فراصوت‌دهی به‌طور خودکار روی یک کارت SD داخلی ثبت می‌شوند تا بتوان تک‌تک تیمارها را برای تضمین کیفیت و رعایت اصول صحیح تولید (GMP) پایش و بازبینی کرد.
سونیکاتورهای صنعتی Hielscher می‌توانند دامنه‌های بسیار بالایی ایجاد کنند. کارکرد پیوسته با دامنه‌هایی تا 200µm در حالت 24/7 به‌آسانی امکان‌پذیر است. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس‌اند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فرآوری سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
دستگاه استخراج فراصوتی UIP4000hdT با آرایش جریان عبوری برای استخراج پکتین.
منابع علمی / مراجع
- 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.
نکات دانستنی
پکتین‌ها در محصولات غذایی
پکتین پلی‌ساکاریدی است که در دیوارهٔ سلولی بیشتر سبزیجات و میوه‌ها وجود دارد. پکتین‌ها به خواص چشمگیر ژل‌سازی و غلیظ‌کنندگی خود شناخته می‌شوند؛ خواصی که آن‌ها را به افزودنی پرکاربردی در صنایع غذایی تبدیل کرده است. افزون بر این، پکتین‌ها به خواص مفید خود برای سلامت نیز شناخته می‌شوند.
تولید ژل با میوه‌ها یا سبزیجاتی که مقدار زیادی پکتین دارند، دشواری خاصی ندارد. افزودن شکر، ژل‌شدن پکتین را هنگام استفاده از پکتین کم‌متوکسیل (LM) تقویت می‌کند. بااین‌حال، استفاده از پکتین کم‌متوکسیل (LM) معمولاً به مقدار زیادی شکر افزوده نیاز دارد (حدود 50 wt%). بنابراین، پکتین‌های کم‌متوکسیل (LM) همراه با مقادیر بسیار زیاد شکر افزوده، تنها برای دسرها، مرباها و مارمالادها کاربرد دارند.
برای مثال، آنزیم‌های پلی‌گالاکتوروناز، پکتین لیاز و پکتین متیل‌استراز (PME) جزئی از گروه آنزیم‌های پکتینولیتیک یا پکتینازها هستند که پیوندهای گلیکوزیدی مواد پکتینی را هیدرولیز می‌کنند. فراصوت‌دهی برای غیرفعال‌سازی آنزیم‌هایی مانند پکتینازها به کار می‌رود تا محصولات غذایی پایدارتری به دست آید. دربارهٔ غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها با فراصوت بیشتر بخوانید!
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های مختلف، از آزمایشگاهی تا صنعتی، تولید می‌کند.