فراصوت برای حفظ آب میوه و افزایش مواد مغذی
در فرآوری مواد غذایی مدرن، حفظ طراوت و در عین حال افزایش ارزش غذایی یک چالش اصلی است. سونوگرافی با کارایی بالا - با استفاده از فراصوت های پروب نوع - به عنوان یک روش پردازش غیر حرارتی قدرتمند کشش به دست آورده است. این مقاله ارائه یافته های حاصل از یک مطالعه علمی بررسی چگونه مشخصات تغذیه ای آب توت فرنگی شیرین شده با استویا rebaudiana توسط پردازنده های اولتراسونیک Hielscher افزایش.
بینش های کلیدی: فراصوت محتوای فنلی، سطح فلاونوئید و ظرفیت آنتی اکسیدانی را افزایش می دهد - همه در شرایط مقیاس پذیر مناسب برای استقرار صنعتی.
چرا گرما را با سونوگرافی جایگزین کنیم؟
پاستوریزاسیون سنتی می تواند ترکیبات حرارتی مانند پلی فنول ها و فلاونوئیدها را تخریب کند. در مقابل، فراصوت یک تکنیک پردازش غیر حرارتی است که با استفاده از حفره صوتی برای افزایش اختلال سلولی و انتشار مولکولی بدون آسیب حرارتی است.
حفظ آب مافوق صوت و استخراج مواد مغذی
یک مطالعه اخیر توسط Šic Žlabur و همکاران (2019) که در مجله منتشر شده است “Molecules” شواهد قوی در مورد اثر سونوگرافی با شدت بالا, با استفاده از سونیک مدل Hielscher مدل UP400St, برای درمان آب توت فرنگی شیرین شده با استویا rebaudiana. یافته ها حمل مفاهیم قابل توجهی برای پردازش آب میوه صنعتی, با توجه به اینکه شرایط تجربی خطی مقیاس پذیر با سیستم های مافوق صوت Hielscher استفاده می شود.
مزایای پردازش آب اولتراسونیک:
- استخراج پیشرفته از ترکیبات فعال زیستی
- حفظ طعم و رنگ
- کاهش بار میکروبی
- مقیاس پذیر و کم مصرف
- فرآیند برچسب تمیز، بدون افزودنی
راه اندازی آزمایشی: Juice Sonication
این مطالعه با استفاده از پردازنده اولتراسونیک Hielscher UP400St (400 W, 24 کیلوهرتز) برای درمان آب توت فرنگی در حضور پودر استویا سبز.
محققان اثرات فراصوت پروب تیپ تحت دامنه های مختلف (50٪، 75٪، 100٪)، قطر پروب (sonotrode S24d7 با 7 میلی متر و S24d22 با اندازه نوک 22 میلی متر) و زمان فراصوت (15، 20 و 25 دقیقه) مورد ارزیابی قرار گرفتند. در تمام شرایط آزمایش شده، شدیدترین درمان - دامنه 100٪، پروب 22 میلی متر، 25 دقیقه - برجسته ترین نتایج را به همراه داشت.
بررسی اجمالی نتایج – پردازش آب اولتراسونیک
افزایش محتوای فنلی کل (TPC)
آب میوه های صوتی تا 23 درصد TPC بالاتر در مقایسه با فراصوت ملایم و 18 درصد بالاتر از آب میوه های غیر صوتی با استویا نشان دادند.
| نمونه | TPC (میلی گرم GAE/L) | فلاونوئیدها (میلی گرم GAE / L) | ظرفیت آنتی اکسیدانی (mmol TE/L) |
|---|---|---|---|
| کنترل | 927.3 ± 55.6 | 659.0 ± 39.6 | 3.77 ± 0.28 |
| جی جی اس پی | 1003.2 ± 13.6 | 685.2 ± 40.7 | 3.84 ± 0.09 |
| C18 | 1185.6 ± 0.2 | 791.5 ± 1.1 | 3.89 ± 1.15 |
C18: فراصوت با پروب 22 میلی متر ، دامنه 100٪ ، 25 دقیقه
جدول: اثر فراصوت بر محتوای فنلی و فعالیت آنتی اکسیدانی
محتوای فنلی کل (TPC) افزایش یافته است 23٪ در مقایسه با خفیف ترین فراصوت و 18٪ در مقایسه با نمونه های غیر فراصوت با استویا.
فنل های کلیدی افزایش یافته شامل لوتئولین، آپیژنین، کوئرستین، میریستین و کامفرول با افزایش 3 تا 7 برابری بودند.
ظرفیت آنتی اکسیدانی (از طریق روش ABTS) نیز افزایش یافت و افزایش فعالان زیستی را نشان داد.
اسیدهای فنولیک و پروفایل فلاونوئید
سونوگرافی امکان استخراج برتر از اسیدهای فنولیک مانند pyrogallol و 4-methyl-catechol، با pyrogallol رسیدن به نزدیک به 2 میلی گرم / گرم در آب شدید ترین فراصوت - بیش از 3.5× بالاتر از همتایان غیر فراصوت.
تشکیل رادیکال های هیدروکسیل در طول حفره صوتی به احتمال زیاد به افزایش هیدروکسیلاسیون و انتشار ترکیبات فنلی کمک, که با مطالعات مکانیکی قبلی در استخراج مافوق صوت تراز می کند.
شیرینی بهبود یافته با مزایای عملکردی
قابل ذکر است که این مطالعه گلیکوزیدهای استویول، به ویژه استویوزید و ربودیوزید A (Reb A) - شیرین کننده های اولیه در Stevia rebaudiana را بررسی کرد. فراصوت به طور قابل توجهی افزایش غلظت خود را:
- محتوای استویوزید 61 درصد افزایش یافت.
- محتوای Reb A دو برابر شد (+114٪).
این افزایش نه تنها از منظر شیرینی بلکه از زاویه حسی و متابولیک نیز مفید است. سطوح بالاتر Reb A با کاهش تلخی که اغلب با استویوزید همراه است، خوش طعم بودن را بهبود می بخشد.
پردازش آب اولتراسونیک: ارتباط صنعتی و مقیاس پذیری
ماسونکاتورهای Hielscher اجازه می دهد برای کنترل دقیق بر تمام پارامترهای مهم فرآیند. بدین ترتیب, تمام نتایج خطی مقیاس پذیر هستند, با توجه به طراحی پردازنده های مافوق صوت Hielscher, که حفظ شدت انرژی ثابت در طول مقیاس بالا. این امر انتقال از سیستم های صنعتی رومیزی به سیستم های صنعتی پیوسته را هم از نظر فنی امکان پذیر و هم از نظر اقتصادی جذاب می کند.
این مطالعه به شواهد فزاینده ای که از سونوگرافی با شدت بالا به عنوان یک روش پردازش پایدار و غیر حرارتی حمایت می کند، می افزاید. مزایای ترکیبی مشاهده شده - افزایش مواد مغذی، بهبود ظرفیت آنتی اکسیدانی و خواص حسی بهینه شده - بر ارزش آن در توسعه نوشیدنی های کاربردی تأکید می کند.
بنابراین، این برای صنعت به چه معناست؟
با سیستم عامل های فناوری مقیاس پذیر مانند سیستم عامل های Hielscher، تولید کنندگان آب میوه اکنون می توانند فراصوت را نه تنها به عنوان یک جایگزین، بلکه به عنوان یک ارتقاء در نظر بگیرند - هم برای کیفیت محصول و هم برای سلامت مصرف کننده.
- راندمان بالا
- تکنولوژی روز
- قابلیت اطمینان & نیرومندی
- کنترل فرآیند قابل تنظیم و دقیق
- دسته & درون خطی
- برای هر حجمی
- نرم افزار هوشمند
- ویژگی های هوشمند (به عنوان مثال، قابل برنامه ریزی، پروتکل داده ها، کنترل از راه دور)
- آسان و ایمن برای کار
- تعمیر و نگهداری کم
- CIP (تمیز کردن در محل)
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150 لیتر | 3 تا 15 لیتر در دقیقه | UIP6000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000hdT |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000hdT |
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.
Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.
هموژنایزر مواد غذایی اولتراسونیک UIP16000 برای فرآوری صنعتی مواد غذایی و نوشیدنی.
ادبیات / منابع
- Šic Žlabur, J.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Barba, F.J.; Lorenzo, J.M.; Franco, D.; Atanasov, A.G.; Voća, S.; Rimac Brnčić, S. (2019): Evaluation of the Behavior of Phenolic Compounds and Steviol Glycosides of Sonicated Strawberry Juice Sweetened with Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Molecules 2019, 24, 1202.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Mehmet Başlar, Mustafa F. Ertugay (2013): The effect of ultrasound and photosonication treatment on polyphenoloxidase (PPO) activity, total phenolic component and colour of apple juice. International Journal of Food Science and Technology, Volume 48, Issue 4, April 2013. 886–892.
- Morteza Rouhani (2019): Modeling and optimization of ultrasound-assisted green extraction and rapid HPTLC analysis of stevioside from Stevia Rebaudiana. Industrial Crops and Products, Volume 132, 2019. 226-235.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
پرسش و پاسخهای متداول
آب میوه ها چگونه نگهداری می شوند؟
آب میوه ها معمولا از طریق پاستوریزاسیون حرارتی حفظ می شوند، جایی که گرما میکروارگانیسم ها و آنزیم های فاسد کننده را غیرفعال می کند. روش های جایگزین شامل پردازش فشار بالا (HPP)، فراصوت، میدان های الکتریکی پالسی (PEF) و نگهدارنده های شیمیایی مانند سوربات ها یا بنزوات ها است. هدف این رویکردها افزایش ماندگاری و در عین حال حفظ ایمنی و کیفیت حسی است.
اطلاعات بیشتر در مورد حفظ آب اولتراسونیک!
چرا فرآوری آب میوه غیر حرارتی مفید است؟
پردازش غیر حرارتی - مانند HPP ، PEF یا امواج فراصوت - تخریب حرارتی مواد مغذی حساس به گرما ، طعم دهنده ها و ترکیبات فعال زیستی را به حداقل می رساند. این امکان غیرفعال سازی میکروبی را فراهم می کند و در عین حال کیفیت تغذیه ای و ویژگی های حسی را حفظ می کند و جایگزینی با برچسب تمیزتر برای عملیات حرارتی معمولی ارائه می دهد. درباره مزایای نگهداری آب HPP با کمک اولتراسونیک بیشتر بدانید!
آیا نوشیدنی های استویا سالم هستند؟
استویا، یک شیرین کننده طبیعی غیر مغذی مشتق شده از استویا ربودیانا، به طور کلی توسط FDA به عنوان ایمن (GRAS) شناخته می شود. محتوای کالری ناچیزی دارد و سطح گلوکز یا انسولین خون را افزایش نمی دهد و آن را به گزینه ای مناسب برای افراد مبتلا به دیابت یا کسانی که به دنبال کاهش مصرف قند هستند، تبدیل می کند. با این حال، فواید سلامتی به ترکیب کلی نوشیدنی بستگی دارد - نوشیدنی های شیرین شده با استویا ممکن است هنوز حاوی مواد افزودنی باشند یا فاقد ارزش غذایی باشند.
اطلاعات بیشتر در مورد استخراج استویا اولتراسونیک!
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.