همگنسازی آبمیوه و اسموتی با استفاده از فراصوت پرتوان
آبمیوهها، اسموتیها و نوشیدنیها برای دستیابی به طعم و بافت مطلوب و همچنین پایداری بلندمدت، به همگنسازی قابلاعتماد و کارآمد نیاز دارند. هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالا در صنایع غذایی و نوشیدنی کاربرد گستردهای در تولید آبمیوهها، نوشیدنیها، پورهها و سسهای باکیفیت دارند. همگنسازی فراصوتی با برش بالا، بهعنوان فرایندی غیرحرارتی، از تخریب حرارتی ویتامینها و ترکیبات زیستفعال جلوگیری میکند و در عین حال پایداری و یکنواختی بافت فوقالعادهای فراهم میآورد.
- بهبود ویژگیهای طعمی بهواسطهٔ استخراج
- افزایش بازده آبگیری
- ارزش بالاتر از نظر ریزمغذیها
- افزایش شیرینی بدون افزودن شکر (فراصوت، قند طبیعی درونسلولی را استخراج میکند و به این ترتیب آن را در دسترس جوانههای چشایی قرار میدهد)
- افزایش فراهمی زیستی مواد مغذی گیاهی
- بافت نرم و یکنواخت
- غیرفعالسازی آنزیمها
- پایدارسازی میکروبی
- افزایش ماندگاری
هموژنایزر فراصوتی با برش بالا مجهز به سلول جریان شیشهای برای فراوری آبمیوهها، اسموتیها، پورهها و سسها.
همگنسازی فراصوتی با برش بالای آبمیوهها، اسموتیها و نوشیدنیها
بهبود پایداری با فراصوت – جلوگیری از جدایش فازی و تهنشینی: پالپ میوه و سبزیجات به ذرات کوچک شکسته میشود؛ این کار پایداری بالایی ایجاد میکند، از تهنشینی جلوگیری میکند و بافتی نرم و یکنواخت به محصول میدهد.
اصلاح گرانروی و بافت آبمیوه با فراصوت: میوهها و سبزیجاتی مانند سیب، هویج، پرتقال، گریپفروت، لیمو و گوجهفرنگی سرشار از پکتین هستند. پکتینها پلیساکاریدهایی هستند که نقش پایدارکنندهٔ طبیعی دارند. هموژنایزرهای فراصوتی پکتینها را از ماتریس سلولی استخراج و در آبمیوه آزاد میکنند و به این ترتیب گرانروی و پایداری را افزایش میدهند. بنابراین هموژنایزرهای فراصوتی برای بهرهگیری از پایدارکنندههای طبیعی مانند پکتینها بسیار مناسباند.
بهبود ترکیب مواد مغذی گیاهی با استخراج فراصوتی: هموژنایزرهای فراصوتی ماتریسهای سلولی را تخریب میکنند و آزادسازی مولکولهای محبوس، مانند ویتامینها، آنتیاکسیدانها، پلیفنولها و فلاونوئیدها را در محصول آبمیوه افزایش میدهند. در نتیجه، مواد مغذی گیاهی هنگام مصرف، فراهمی زیستی و دسترسپذیری زیستی بیشتری دارند.
تقویت ویژگیهای طعمی با فراصوتدهی: هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالا، علاوه بر پکتینها، مولکولهای طعمدهنده، اسانسها، قندهای طبیعی و مواد مغذی گیاهی را نیز آزاد میکنند. (برای آشنایی با بهبود ترکیب مواد مغذی با فراصوت، مطالعهٔ موردی زیر را ببینید). استخراج فراصوتی، مولکولهای زیستفعال مانند ترکیبات طعمدهنده و ویتامینها را از ماتریس سلولی آزاد میکند و به این ترتیب آنها را در دسترس جوانههای چشایی مصرفکننده قرار میدهد.
تقویت ویژگیهای رنگی با فراصوتدهی: رنگدانههای گیاهی نیز در ماتریس سلولی گیاه قرار دارند. هموژنایزرهای فراصوتی رنگدانههای گیاهی مانند کاروتنوئیدها، کلروفیل، بتالائینها و آنتوسیانینها را آزاد میکنند و اندازهٔ ذرات آنها را کاهش میدهند. ذرات کوچکتر رنگدانه، نور را بهتر از ذرات بزرگتر پراکنده میکنند و به این ترتیب رنگ آبمیوه، پوره یا سس را تقویت میکنند.
همگنسازی فراصوتی آبمیوه – مزایای متعدد
هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالا برای مخلوطکردن نوشیدنیهایی مانند آبمیوهها، نکتارها، آبسبزیجات، اسموتیها، لیمونادهای حاوی میوه، نوشیدنیهای شیری طعمدار، شیکهای پروتئینی، نوشیدنیهای حاوی مواد افزوده و موارد دیگر، قابلاعتماد و کارآمد هستند.
در استخراج آبمیوه و آبگیری با فشردن، فراصوتدهی میتواند بازده آبگیری را افزایش دهد. برای مثال، تیمار فراصوتی بازده آبگیری انگور را تا 3٫4 % افزایش داد و همزمان زمان تیمار را به یکسوم کاهش داد. فراصوتدهی در ترکیب با تیمار آنزیمی نیز بازده آبگیری را تا 2 % افزایش داد و زمان تیمار را در مقایسه با تیمار آنزیمی متداول به کمتر از یکچهارم کاهش داد. کاربرد متوالی فراصوت و تیمار آنزیمی، بازده آبگیری را تا 7٫3 % افزایش داد. به همین ترتیب، در تولید آبآناناس، فراصوتدهی بهتنهایی بازده استخراج آب از تودهٔ لهشدهٔ آناناس را 10٫8 % افزایش داد. تیمار فراصوتی همچنین میزان قندها، اسیدهای کل، ترکیبات فنولی و ویتامین C را افزایش داد. (رجوع کنید به Baslar et al. 2015)
تولید نوشیدنیهایی مانند آبمیوهها، لیمونادهای حاوی آبمیوه و سایر نوشیدنیها، برای دستیابی به پایداری، بهبود طعم و بافت، ظاهر جذاب و ویژگیهای عملکردی بهتر، به همگنسازی و امولسیونسازی قابلاعتماد نیاز دارد. برای مثال، همگنسازی فراصوتی پایداری فوقالعادهای فراهم میکند، از جدایش فازی جلوگیری میکند و طعم و بافت آبمیوهها، اسموتیها و همچنین نوشیدنیهای بر پایهٔ شیر و پروتئین را بهبود میبخشد. افزون بر این، هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالا بهآسانی مواد گوناگون را برای تولید امولسیونهای شفاف امولسیون میکنند. یکی از کاربردهای رایج امولسیونسازی فراصوتی، تهیهٔ آبها و نوشیدنیهای حاوی کانابیس است. میتوان با استفاده از فراصوت، کانابینوئیدها (مانند CBD، CBG، THC) را بهصورت پایدار به نوشیدنیهای شفاف بر پایهٔ آب و سایر نوشیدنیها افزود. برای دستیابی به امولسیونهای شفاف با فراهمی زیستی بالای ترکیبات فعال، ترکیبات زیستفعال باید در ابعاد نانو امولسیون شوند. امولسیونسازی فراصوتی روشی برتر برای تولید نانوامولسیونهایی با ظاهر شفاف، پایداری استثنایی، فراهمی زیستی و ویژگیهای عملکردی است. از این رو، نانوامولسیونسازی فراصوتی بهطور گسترده در تولید داروها و مکملها (مانند تنتورهای CBD و غیره) به کار میرود.
همزمان، هموژنایزرهای فراصوتی مولکولهای طعمدهنده، ترکیبات زیستفعال و مواد مغذی گیاهی را استخراج میکنند و فراهمی زیستی و دسترسپذیری زیستی آنها را افزایش میدهند. این هموژنایزرها همچنین قندها، شربتها یا شیرینکنندهها را حل میکنند و صمغها، نشاستهها و سایر افزودنیها را پراکنده و آبپوشی میکنند تا سوسپانسیونهایی با پایداری بلندمدت ایجاد شود. تنها یک دستگاه فراصوتی Hielscher میتواند وظایف گوناگون همگنسازی، نانوامولسیونسازی، استخراج، پراکندهسازی، حلکردن، آبپوشی و اختلاط را در تولید آبمیوه و نوشیدنی شما انجام دهد.
مطالعهٔ موردی: بهبود ترکیب مواد مغذی در آبپرتقال فراصوتدهیشده
همگنسازی فراصوتی با برش بالا روشی غیرحرارتی برای نگهداری و فراوری مواد غذایی است که مزیت آن، بهبود پایدارسازی و غیرفعالسازی میکروارگانیسمها در آبمیوهها، بدون ایجاد عوارض نامطلوب رایج مرتبط با تیمارهای حرارتی متداول است. Guerrouj et al. (2016) با استفاده از هموژنایزر UP200S از Hielscher Ultrasonics، اثرات فراصوتدهی را بر محتوای کل ترکیبات فنولی و فلاونوئیدی و همچنین کاروتنوئیدها و اسید اسکوربیک (ویتامین C) در آبپرتقال بررسی کردند. آنها در نمونههای آبپرتقال فراصوتدهیشده، در مقایسه با نمونهٔ شاهد، افزایش معنیداری در محتوای کل ترکیبات فنولی مشاهده کردند (جدول زیر را ببینید). در تیمار فراصوتی بهمدت 30 min، این مقدار از 42٫74 به 69٫45mg GAE/100 ml افزایش یافت. این نتایج نشاندهندهٔ افزایش معنیدار ترکیبات فنولی طی تیمار فراصوتدهی است.
نتایج فعالیت مهار رادیکال آزاد DPPH در آبپرتقال نیز در جدول زیر ارائه شده است. نمونههای فراصوتدهیشده در مقایسه با نمونهٔ شاهد، افزایش معنیداری در درصد مهار DPPH نشان دادند که بیانگر سطح بالاتر آنتیاکسیدانهاست. درصد مهار DPPH در نمونههای فراصوتدهیشده بهمدت 1، 10، 20 و 30 min، بهترتیب 37٫48%، 35٫70%، 34٫70% و 35٫21% بود، در حالی که این مقدار در نمونههای شاهد 21٫67% بود. این یافتهها با نتایج بهدستآمده برای آبلیموی کاستوری فراصوتدهیشده (Bhat et al., 2011) مطابقت دارند. این نتایج نشان میدهند که تیمار فراصوتدهی قابلیت استخراج ترکیبات آنتیاکسیدانی را افزایش میدهد.
پژوهشگران نتیجه میگیرند که تیمار فراصوتی آبپرتقال موجب افزایش کلی ترکیبات زیستفعال، مانند ترکیبات فنولی کل، فلاونوئیدها، کاروتنوئیدها، آنتوسیانینها و اسید اسکوربیک، همراه با کاهش معنیدار شمار میکروبها شده است.
چپ: آبپرتقال تیمارنشده؛ راست: آبپرتقال فراصوتدهیشده
همگنسازی فراصوتی با برش بالا، آبمیوهای پایدار و بدون تهنشینی تولید میکند
بهبود ترکیبات فنولی کل، فلاونوئیدهای کل، فعالیت مهار رادیکال DPPH، کاروتنوئیدهای کل و محتوای اسید اسکوربیک در آبپرتقال با فراصوت.
مطالعه و جدول: Guerrouj et al. 2016
پروبهای فراصوتی و سلولهای جریان برای همگنسازی آبمیوه
Hielscher Ultrasonics سازندهای باسابقه در تولید هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالاست که در سراسر جهان در تولید صنعتی آبمیوهها و آبسبزیجات، نکتارها، اسموتیها، نوشیدنیهای پروتئینی و همچنین پورهها و سسها استفاده میشوند. همگنسازی قابلاعتماد و کارآمد آبمیوهها، نوشیدنیها و محصولات غذایی، کاربردی دشوار است که به پروبهای فراصوتی پرتوان نیاز دارد؛ این پروبها دامنههای ثابت ایجاد میکنند و برش کافی برای دستیابی به محصولات غذایی و نوشیدنی همگن فراهم میآورند. تمام دستگاههای فراصوتی Hielscher برای کارکرد 24/7 تحت بار کامل طراحی و ساخته شدهاند. پردازشگرهای فراصوتی از سونیکاتورهای آزمایشگاهی جمعوجور 50 وات تا سامانههای فراصوتی درونخطی قدرتمند 16٬000 وات در دسترس هستند. تنوع گستردهٔ هورنهای تقویتکننده، سونوتْرودها و سلولهای جریان، امکان پیکربندی اختصاصی هموژنایزر فراصوتی با برش بالا را متناسب با مادهٔ اولیه (مانند میوهها، سبزیجات، سایر مواد تشکیلدهنده و غیره) و ویژگیهای مطلوب محصول نهایی فراهم میکند.
Hielscher Ultrasonics پروبهای فراصوتی با عملکرد بالا تولید میکند که میتوان آنها را بهطور مشخص برای ایجاد دامنهها در گسترهٔ کامل، از بسیار ملایم تا بسیار بالا، تنظیم کرد. اگر کاربرد همگنسازی شما به مشخصات غیرمعمولی نیاز دارد (برای مثال، ترکیب با فشارهای بالا و/یا دماهای بالا)، سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher امکان کارکرد 24/7 در شرایط کاری سنگین و محیطهای دشوار را فراهم میکند.
همگنسازی فراصوتی آبمیوه در حالت ناپیوسته و درونخطی
هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالای Hielscher را میتوان برای فراصوتدهی ناپیوسته و پیوستهٔ درونخطی به کار برد. بسته به حجم نوشیدنی و سرعت فراوری، مناسبترین پیکربندی فراصوتی را به شما پیشنهاد خواهیم کرد.
ورود چندین جریان خوراک که میتوان دبی هرکدام را بهطور مستقل برای ورود به سامانهٔ هموژنایزر فراصوتی پیوسته تنظیم کرد، همگنسازی درونخطی با تیمار فراصوتی با برش بالا را از نظر زمان و نیروی کار بسیار کارآمد و استفاده از آن را آسان میکند و امکان فراوری حجمهای صنعتی آبمیوهها و نوشیدنیها را فراهم میآورد.
پروبهای فراصوتی و سلولهای جریان برای هر حجم
مجموعهٔ محصولات Hielscher Ultrasonics کل گسترهٔ پردازشگرهای فراصوتی را پوشش میدهد؛ از سونیکاتورهای آزمایشگاهی جمعوجور و سامانههای رومیزی و پایلوت تا پردازشگرهای فراصوتی کاملاً صنعتی با ظرفیت فراوری چندین محمولهٔ کامیون در ساعت. این مجموعهٔ کامل محصولات به ما امکان میدهد مناسبترین تجهیزات فراصوتی را برای نوشیدنی یا محصول غذایی شما، ظرفیت فراوری موردنظر و اهداف تولیدتان ارائه کنیم.
دامنههای قابلکنترل با دقت بالا برای دستیابی به نتایج بهینه
تمام هموژنایزرهای فراصوتی Hielscher بهدقت قابلکنترل هستند و از این رو ابزارهایی قابلاعتماد برای کار مداوم محسوب میشوند. دامنه یکی از پارامترهای حیاتی فرایند است که بر کارایی و اثربخشی اثرات مکانیکی ناشی از صوت، مانند همگنسازی، امولسیونسازی، استخراج، آبپوشی، حلکردن و نگهداری، تأثیر میگذارد. تمام پردازشگرهای Hielscher Ultrasonics امکان تنظیم دقیق دامنه را فراهم میکنند. سونوتْرودها و هورنهای تقویتکننده از لوازم جانبی هستند که امکان تغییر دامنه را در گسترهای حتی وسیعتر فراهم میآورند. هموژنایزرهای فراصوتی صنعتی با برش بالای Hielscher میتوانند دامنههای بسیار بالا و شدت فراصوت موردنیاز برای کاربردهای دشوار را تأمین کنند. کارکرد پیوسته با دامنههای تا 200µm در عملیات 24/7 بهآسانی امکانپذیر است.
تنظیم دقیق دامنه و پایش مداوم پارامترهای فرایند فراصوتی از طریق نرمافزار هوشمند به شما امکان میدهد آبمیوه، نوشیدنی یا محصول غذایی خود را در شرایط بهینه فراوری کنید. فراصوتدهی بهینه برای کارآمدترین همگنسازی آبمیوه!
سونیکاتورهای Hielscher بهطور گسترده برای همگنسازی نوشیدنیهایی مانند موارد زیر استفاده میشوند
استحکام سونیکاتورهای Hielscher امکان کارکرد 24/7 در شرایط کاری سنگین و محیطهای دشوار را فراهم میکند. این ویژگی، سونیکاتورهای Hielscher را به ابزاری قابلاعتماد تبدیل میکند که نیازهای تولید مواد غذایی و نوشیدنی شما را برآورده میسازد.
بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان
Hielscher، بهعنوان شرکتی با مالکیت و مدیریت خانوادگی، بالاترین استانداردهای کیفیت را برای پردازشگرهای فراصوتی خود در اولویت قرار میدهد. تمام سونیکاتورها در دفتر مرکزی ما در تلتو، نزدیک برلین در آلمان، طراحی، ساخته و بهطور کامل آزمایش میشوند. استحکام و قابلیت اطمینان تجهیزات فراصوتی Hielscher آنها را به ابزارهایی توانمند برای کار مداوم در تولید شما تبدیل میکند. کارکرد 24/7 تحت بار کامل و در محیطهای دشوار، ویژگی ذاتی هموژنایزرهای فراصوتی با برش بالای Hielscher است.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فراوری سونیکاتورهای ما ارائه میدهد:
| حجم هر 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 |
| قابلاعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابلاعمال نیست | بیشتر | مجموعهای از UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
هموژنایزرهای فراصوتی پرتوان از آزمایشگاهی تا پایلوت و صنعتی در مقیاسهای مختلف.
منابع علمی / مراجع
- Kamal Guerrouj, Marta Sánchez-Rubio, Amaury Taboada-Rodríguez, Rita María Cava-Roda, Fulgencio Marín-Iniesta (2016): Sonication at mild temperatures enhances bioactive compounds and microbiological quality of orange juice. Food and Bioproducts Processing 99, 2016. 20–28.
- Mustafa Fatih Ertugay; Mehmet Başlar (2014): The effect of ultrasonic treatments on cloudy quality-related quality parameters in apple juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 26, 2014. 226–231.
- J. Wu , T.V. Gamage, K.S. Vilkhu, L.K. Simons, R. Mawson (2008): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.
- Mirja Mokkila , Annikka Mustranta, Johanna Buchert, Kaisa Poutanen (2004): Combining Power Ultrasound with Enzymes in Berry Juice Processing. VTT Technical Research Centre of Finland. Presentetd at BioCat Conference 2004.
- Mehmet Başlar, Hatice Biranger Yildirim, Zeynep Hazal Tekin, Mustafa Fatih Ertugay (2015): Ultrasonic Applications for Juice Making. In: M. Ashokkumar, (ed.), Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry, 2015.
نکات دانستنی
تفاوت آبمیوه، آبمیوهٔ تهیهشده از کنسانتره و نکتار چیست؟
آبمیوه نوشیدنیای است که از استخراج یا فشردن مایع طبیعی موجود در میوهها و سبزیجات به دست میآید. این اصطلاح همچنین میتواند به مایعاتی اطلاق شود که با کنسانتره طعمدار شدهاند. آبمیوه معمولاً بهعنوان نوشیدنی مصرف میشود، اما میتوان از آن بهعنوان مادهٔ تشکیلدهنده یا جزء طعمدهنده در غذاها یا سایر نوشیدنیها، مانند اسموتیها، نیز استفاده کرد.
آبمیوه به آبمیوهٔ 100%، آبمیوهٔ تهیهشده از کنسانتره و نکتار تقسیم میشود. آبمیوهٔ 100%، آبمیوهای است که 100% از میوهها و سبزیجات طبیعی، بدون افزودن رنگ، نگهدارنده یا قند تهیه میشود. با این حال، آبمیوه را میتوان به روشهای گوناگون تهیه کرد؛ یعنی از آبمیوهٔ تازه و تغلیظنشده یا از کنسانترهٔ آبمیوه. در روش نخست، میوهها بلافاصله پس از برداشت فشرده میشوند و آب آنها ذخیره یا بطری میشود. در نوع دوم، یعنی آبمیوهٔ «تهیهشده از کنسانتره»، آبمیوهٔ تازه گرفتهشده با حذف آب در فرایند تحت خلأ تغلیظ میشود. به این ترتیب، کنسانترهای شربتمانند با حجم کمتر به دست میآید که حملونقل محصول آبمیوه را تسهیل میکند. پس از انتقال کنسانترهٔ آبمیوه به مقصد نهایی، با افزودن آب دوباره به آبمیوه تبدیل میشود.
اصطلاح نکتار به آب میوههایی اطلاق میشود که اسیدیته یا پالپ آنها برای مصرف بهصورت آبمیوهٔ 100% بیش از حد زیاد است. موز، انبه، زردآلو، هلو و گلابی از نمونههای رایج میوههای مورد استفاده در تولید نکتار هستند. این آبمیوه، یا آنچه از نظر فنی پوره محسوب میشود، با آب رقیق میشود و ممکن است برای ایجاد قوام قابلنوشیدن و طعم مطبوع، شکر نیز به آن افزوده شود. محتوای آبمیوه در نکتار بسته به مقدار میوه و دستور ساخت تولیدکننده، بین 25 و 99 % متغیر است. هرچند نکتار ممکن است حاوی قند افزوده باشد، هیچ رنگ یا مادهٔ نگهدارندهای ندارد.
انواع دیگر نوشیدنیهای حاوی آبمیوه شامل لیمونادها و شیرهای طعمدارشده با آبمیوه، اسموتیها و محصولات آبمیوهٔ غنیشده هستند. آبمیوهها میتوانند از عصارهٔ یک نوع میوه یا سبزی تشکیل شوند یا ترکیبی از دو یا چند منبع میوه و سبزی باشند. محبوبترین آبمیوهها از پرتقال، سیب، کرنبری یا انگور تهیه میشوند. سایر نوشیدنیهای محبوب بر پایهٔ میوه از آناناس، پشنفروت، گریپفروت، انبه، موز، گیلاس و کیوی تهیه میشوند.
آبسبزیجات تجاری معمولاً از ترکیبهای گوناگون هویج، چغندر، کرفس، کدوحلوایی و گوجهفرنگی تهیه میشوند. دو مورد آخر، اگرچه از نظر فنی سبزی محسوب نمیشوند، معمولاً برای افزایش خوشخوراکی استفاده میشوند. سایر مواد محبوب در آبسبزیجات عبارتاند از جعفری، برگ قاصدک، کلم کیل، کرفس، رازیانه، بروکلی و خیار. لیمو، سیر، زنجبیل، زردچوبه و سایر ادویهها برای بهرهمندی از فواید سلامتی و ایجاد ویژگیهای طعمی جالب افزوده میشوند.
یکی دیگر از کاربردهای فراصوتدهی در تولید نوشیدنی، تشدید و بهبود تخمیر کامبوچاها و آبمیوههای مشابه کامبوچا است. برای مطالعهٔ بیشتر دربارهٔ بهبود تخمیر کامبوچا با فراصوت، اینجا کلیک کنید!

