همگن‌سازی فراصوتی شیر سویا
- چالش‌های تولید شیر سویا در تولید نوشیدنی خوش‌طعم و باکیفیت از نظر تغذیه‌ای بر پایهٔ سویا، در شرایط فرایندی با بازده بالا نهفته است.
- همگن‌سازی و پاستوریزاسیون فراصوتی، مزایای شیر سویای سالم با ارزش غذایی بالا و ماندگاری در شرایط نگهداری معمول، همراه با پایداری مکانیکی و میکروبیولوژیکی بالا را فراهم می‌کند.
تولید شیر سویا به کمک فراصوت
تیمار فراصوتی پایهٔ سویا و شیر سویا، خواص فیزیکوشیمیایی را تغییر می‌دهد (تغییرات درشت‌مولکولی، غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها)، همگن‌سازی یکنواخت با اندازهٔ ذرات ریز ایجاد می‌کند و ویژگی‌های رئولوژیکی را بهبود می‌بخشد. امولسیون‌سازی فراصوتی به تولید شیر گیاهی خودپایدار منجر می‌شود، درحالی‌که حفاظت فراصوتی در برابر فساد و غیرفعال‌سازی میکروارگانیسم‌ها، پایداری میکروبی را تضمین می‌کند. فراصوت‌دهی، علاوه بر بهبود ارزش غذایی، پایداری و طعم، از نظر بهره‌وری انرژی و زمان نیز روشی کارآمد است. در مقایسه با روش‌های متداول، تیمار فراصوتی انرژی کمتری مصرف می‌کند و بهره‌وری زمانی بیشتری دارد.
هموژنایزرهای فراصوتی تمامی ظرفیت‌های تولید شیر سویا را پوشش می‌دهند، حفاظت در برابر فساد را بهینه می‌کنند و تنوع عملکردی خط تولید را امکان‌پذیر می‌سازند. هموژنایزرهای فراصوتی درون‌خطی را می‌توان به‌آسانی با اهداف تولید تطبیق داد و تنها با تغییر پارامترهای فرایند، محصولات با پروفایل‌های طعمی گوناگون (برای مثال، با طعم لوبیایی یا بدون آن) و ویژگی‌های عملکردی مختلف تولید کرد.
فراصوت‌دهی برای همگن‌سازی شیر سویا و حفاظت از آن در برابر فساد بسیار کارآمد است
طعم‌های سویا و تأثیر فراصوت
فرآوری فراصوتی امکان تأثیرگذاری بر طعم پایهٔ سویا را فراهم می‌کند: محصولات شیر سویا را می‌توان با طعم لوبیایی قوی تولید کرد که برای مشتریان هدف آسیایی جذاب است، درحالی‌که مصرف‌کنندگان غربی طعمی ملایم و بدون طعم لوبیایی را ترجیح می‌دهند. با تنظیم پارامترهای فرایند فراصوتی (دامنه، زمان فراصوت‌دهی، دما، فشار)، می‌توان پروفایل طعمی قوی یا ملایمی به دست آورد. این بدان معناست که می‌توان از همان سامانهٔ فراصوتی برای تولید انتخابی پروفایل‌های طعمی مختلف سویا استفاده کرد تا انواع محصولات متناسب با سلیقهٔ بازارهای هدف گوناگون تولید شوند.
غیرفعال‌سازی فراصوتی آنزیم‌ها
طعم شدید دانهٔ سویا عمدتاً با فعالیت آنزیم لیپواکسیژناز (LOX) مرتبط است. غیرفعال‌سازی این آنزیم LOX یکی از اهداف اصلی سامانه‌های فرآوری مدرن است.
مانوترموسونیکیشن (MTS) – فراصوت‌دهی در شرایط فشار و دمای بالا – روشی اثبات‌شده برای غیرفعال‌سازی آنزیم لیپواکسیژناز (LOX) است. فعالیت لیپواکسیژناز موجب اکسیداسیون اسیدهای چرب و رنگدانه‌ها می‌شود. امواج فراصوت شدید باعث غیرفعال‌سازی یا دناتوره‌شدن آنزیم‌هایی مانند لیپواکسیژناز، پراکسیداز و پلی‌فنل‌اکسیداز می‌شوند.
اثبات شده است که MTS ابزاری کارآمد برای غیرفعال‌سازی برخی آنزیم‌های دیگر، مانند لیپواکسیژناز، پراکسیداز و پروتئازها و لیپازهای باکتری‌های سرمادوست است. (Kuldiloke 2002: 2)
مزایای تولید فراصوتی شیر سویا
- بازده استخراج بالا
- طعم دلپذیر
- پایداری مکانیکی
- پایداری میکروبیولوژیکی / حفاظت در برابر فساد
- غیرفعال‌سازی آنزیم‌ها
- بهره‌وری انرژی
پایداری میکروبیولوژیکی با حفاظت فراصوتی در برابر فساد
فراصوت به‌تنهایی یا همراه با گرما (ترموسونیکیشن)، فشار (مانوسونیکیشن) یا گرما و فشار به‌طور هم‌زمان (مانوترموسونیکیشن)، به‌عنوان روشی مؤثر برای غیرفعال‌سازی آنزیم‌های گوناگون مواد غذایی مانند لیپواکسیژناز، پراکسیداز و پلی‌فنل‌اکسیداز، و نیز لیپاز و پروتئاز مقاوم به گرما شناخته می‌شود. امواج پرتوان فراصوت، میکروارگانیسم‌ها را تخریب می‌کنند و موجب غیرفعال‌سازی میکروبی و در نتیجه پایداری میکروبی محصول می‌شوند. غیرفعال‌سازی میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و عامل فساد یا آنزیم‌ها با فراصوت‌دهی، عمدتاً ناشی از اثرات فیزیکی (کاویتاسیون، نیروهای مکانیکی) و/یا شیمیایی است.
استخراج و جداسازی پروتئین سویا با استفاده از فراصوت
اعمال فراصوت پرتوان به ایزولهٔ پروتئین سویا (SPI) و کنسانترهٔ پروتئین سویا (SPC)، اصلاح هدفمند پروتئین سویا را برای دستیابی به یک افزودنی غذایی با قابلیت عملکردی بالا امکان‌پذیر می‌کند. بسیاری از ایده‌های محصولات جدید، استفاده از پروتئین‌های سویا به‌عنوان پایه را در بر می‌گیرند و فرآوری به کمک فراصوت، تولید صنعتی محصولات با کیفیت برتر، مانند اسموتی‌های وگان و فاقد لبنیات، جایگزین‌های پنیر، سوپ‌های بر پایهٔ خامهٔ سویا، فرآورده‌های مالیدنی و سس‌های خامه‌ای را ممکن می‌سازد.
فراصوت‌دهی با یک دستگاه فراصوت پرتوان (برای مثال، UIP2000hdT) تغییرات قابل‌توجهی در رسانایی ایجاد می‌کند، حلالیت کنسانتره‌های پروتئین سویا را افزایش می‌دهد، سطح ویژه را که برای بافت مواد غذایی اهمیت دارد به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد و مقادیر شاخص فعالیت امولسیونی (EAI) را بالا می‌برد. قطر میانگین وزنی D و قطر میانگین حجم–سطح D برای ایزوله‌های پروتئین سویا (SPI) و کنسانتره‌های پروتئین سویا (SPC) به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابند.
در مقایسه با تیمارهای متداول پروتئین سویا، فراصوت‌دهی انرژی کمتری مصرف می‌کند و بهره‌وری زمانی به‌مراتب بیشتری دارد.
راکتورهای جریان فراصوتی برای استخراج و همگن‌سازی، برای مثال در فرآوری شیر سویا، بسیار کارآمدند،
هموژنایزرهای فراصوتی برای شیر سویا و جایگزین‌های گیاهی شیر
دستگاه‌های فرآوری مواد غذایی Hielscher Ultrasonics چندمنظوره‌اند و به‌آسانی می‌توان آن‌ها را در خطوط تولید موجود نصب کرد یا برای ارتقای این خطوط به آن‌ها افزود. توان بالا، قابلیت اطمینان و استحکام، سونیکاتورهای Hielscher را به «دستگاه‌های پرکار و خستگی‌ناپذیر» در تولید پایهٔ سویا تبدیل می‌کنند. سونوتْرودها از تیتانیوم ساخته می‌شوند؛ راکتورهای فراصوتی و سایر قطعات در تماس با سیال از فولاد زنگ‌نزن مناسب صنایع غذایی ساخته شده‌اند و می‌توان آن‌ها را به اتصالات بهداشتی مجهز کرد. این ویژگی، فرآوری ایمن و قابل‌اعتماد محصولات غذایی و نوشیدنی را امکان‌پذیر می‌سازد.
- بازده بالا
- فناوری روز
- قابلیت اطمینان و استحکام
- کنترل دقیق و قابل‌تنظیم فرایند
- ناپیوسته و درون‌خطی
- برای هر حجمی
- نرم‌افزار هوشمند
- قابلیت‌های هوشمند (مانند قابلیت برنامه‌ریزی، ثبت داده‌ها، کنترل از راه دور)
- کاربری آسان و ایمن
- نیاز کم به نگهداری
- CIP (شست‌وشو در محل)
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
دستگاه‌های فراصوت Hielscher به بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شهرت دارند. استحکام و کاربری آسان، ادغام بی‌دردسر دستگاه‌های فراصوت ما را در تأسیسات صنعتی امکان‌پذیر می‌کند. دستگاه‌های فراصوت Hielscher به‌آسانی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های کاری دشوار برمی‌آیند.
Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهینامهٔ ISO است و بر دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا، مجهز به فناوری روز و برخوردار از کاربری آسان، تأکید ویژه‌ای دارد. البته دستگاه‌های فراصوت Hielscher با CE انطباق دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را برآورده می‌کنند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فرآوری دستگاه‌های فراصوت ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 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 |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
دستگاه فرآوری فراصوتی مواد غذایی UIP16000 برای تولید صنعتی جایگزین‌های گیاهی شیر.
دانستنی‌ها
شیر سویا
شیر سویا جایگزینی گیاهی برای شیر است که با استخراج از دانه‌های کامل سویا در آب تولید می‌شود. شیر سویا امولسیونی از آب و لیپیدهای حاصل از سویا است که پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌های محلول در آب را در خود دارد. در روش قدیمی و سنتی تهیهٔ شیر سویا، دانه‌های سویا خیسانده، آسیاب، صاف و پخته می‌شدند. شیر سویای تهیه‌شده به این روش، ماندگاری کوتاهی دارد. بااین‌حال، مصرف‌کنندگان امروزی و سبک زندگی مدرن، محصولاتی با ماندگاری طولانی‌تر می‌طلبند که در تمام دورهٔ نگهداری ایمن و پایدار باقی بمانند. برای تولید چنین شیرهای سویا و نوشیدنی‌هایی، استفاده از فناوری UHT انتخابی بدیهی است. با این روش، بسته به ترکیب محصول، می‌توان به ماندگاری از چند ماه تا یک سال دست یافت. افزون بر این، انتخاب درست امولسیفایرها و پایدارکننده‌ها برای تضمین محصولی همگن، بدون خامه‌ای‌شدن و ته‌نشینی در سراسر دورهٔ ماندگاری، ضروری است.
تولید شیر سویا و نوشیدنی‌های بر پایهٔ سویا
شیر سویا از دانه‌های کامل سویا یا آرد سویای پرچرب تهیه می‌شود. دانه‌های خشک، یک شب تا صبح یا دست‌کم به مدت 3 ساعت یا بیشتر در آب خیسانده می‌شوند. زمان خیساندن به‌شدت به دمای آب وابسته است. سپس دانه‌های خیسانده‌شده در فرایند آسیاب‌کردن مرطوب، آسیاب می‌شوند. برای رساندن میزان آب به مقدار موردنیاز محصول نهایی شیر سویا، آب اضافه می‌شود. نوشیدنی نهایی سویا معمولاً دارای محتوای پروتئین 1–4% است و نسبت وزنی آب به دانه‌های سویا در یک نوشیدنی معمول سویا که برای مصرف‌کنندگان غربی مطلوب است، 20:1 است. (در شیر سویای سنتی آسیایی، نسبت وزنی آب به دانهٔ سویا به 5:1 هم می‌رسد). دوغاب دانه‌های آسیاب‌شدهٔ سویا برای بهبود ویژگی‌های طعمی، قابلیت هضم و پایداری میکروبی جوشانده می‌شود. تیمار حرارتی، مهارکننده‌های تریپسین سویا را غیرفعال می‌کند، با غیرفعال‌کردن لیپواکسیژناز طعم ملایم‌تری ایجاد می‌کند و شیر سویا را پاستوریزه می‌کند. تیمار حرارتی به مدت تقریبی 15–20 دقیقه اعمال می‌شود و پس از آن، فیلتراسیون برای حذف باقی‌مانده‌های نامحلول، مانند الیاف تفالهٔ سویا / اوکارا، انجام می‌گیرد. در پایان، می‌توان نوشیدنی سویا را با افزودن شکر، وانیل، شکلات، میوه یا طعم‌دهنده‌های دیگر به‌صورت مصنوعی طعم‌دار کرد.
نوشیدنی‌ها و ماست سویا
دانه‌های سویا برای تولید محصولات گوناگون، مانند جایگزین‌های شیر و نوشیدنی‌های سویا، آب‌میوه، نوشیدنی‌های مخلوط سویا (به‌ویژه در آمریکای لاتین) و نیز ماست سویا استفاده می‌شوند. نوشیدنی‌ها و ماست‌های بر پایهٔ سویا به‌طور گسترده به‌عنوان جایگزین لبنیات توسط افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز و افراد وگان مصرف می‌شوند؛ بااین‌حال، مصرف‌کنندگان محصولات سویا را به‌دلیل فواید آن‌ها برای سلامت و طعمشان نیز انتخاب می‌کنند.
شیر سویای معمولی تقریباً ترکیب زیر را دارد: 3٫6% پروتئین، 2% چربی، 2٫9% کربوهیدرات و 0٫5% خاکستر. دانه‌های سویا چربی اشباع کمی دارند و فاقد کلسترول و لاکتوز هستند. همچنین، مقدار زیادی ویتامین و مواد معدنی دارند که مصرف آن‌ها را برای سلامت بسیار مفید می‌سازد.
مانوترموسونیکیشن
مانوترموسونیکیشن (MTS) ترکیب هم‌افزای فراصوت با گرما و فشار است.
منابع و مراجع
- Mauricio A. Rostagno, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2003): Ultrasound-assisted extraction of soy isoflavones. Journal of Chromatography A, Volume 1012, Issue 2, 2003. 119-128.
- M. Morales-de la Peña, O. Martín-Belloso, J. Welti-Chanes (2018): High-power ultrasound as pre-treatment in different stages of soymilk manufacturing process to increase the isoflavone content. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 49, 2018. 154-160.
- Berk, Z. (1992): Soymilk and related products. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy; Corporate Document Repository: Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from Soybeans. Services Bulletin No. 97, Chapter 8. Retrieved 16 January 2017.
- Bourke, P.; Tiwari, B.; O’Donnell, C.; Cullen, P. J. (2010): Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance. Trends in Food Science and Technology, Vol. 21, Issue 7, 2010.