Mehujen ja smoothieiden homogenointi teho-ultraäänellä

Mehut, smoothiet ja muut juomat edellyttävät luotettavaa ja tehokasta homogenointia, jotta niihin saadaan miellyttävä maku ja rakenne sekä pitkäaikainen stabiilius. Suuria leikkausvoimia tuottavia ultraäänihomogenisaattoreita käytetään laajasti elintarvike- ja juomateollisuudessa erinomaisten mehujen, juomien, soseiden ja kastikkeiden valmistukseen. Ei-termisenä käsittelynä suuria leikkausvoimia hyödyntävä ultraäänihomogenointi estää vitamiinien ja bioaktiivisten yhdisteiden hajoamisen lämmön vaikutuksesta ja tuottaa samalla poikkeuksellisen stabiiliuden ja sileän rakenteen.

Mehujen, smoothieiden ja muiden juomien ultraäänihomogenointi suurilla leikkausvoimilla

Ultraäänellä parannettu stabiilius – faasien erottumisen ja sedimentaation ehkäiseminen: Hedelmä- ja kasvismassa hajotetaan pieniksi hiukkasiksi, mikä tuottaa suuren stabiiliuden, ehkäisee sedimentaatiota ja antaa sileän rakenteen.
Mehun viskositeetin ja rakenteen muokkaaminen ultraäänellä: Hedelmät ja vihannekset, kuten omenat, porkkanat, appelsiinit, greipit, sitruunat ja tomaatit, sisältävät runsaasti pektiinejä. Pektiinit ovat polysakkarideja, jotka toimivat luontaisina stabilointiaineina. Ultraäänihomogenisaattorit uuttavat pektiinit solumatriisista ja vapauttavat ne mehuun, jolloin viskositeetti ja stabiilius lisääntyvät. Ultraäänihomogenisaattorit soveltuvat siksi erinomaisesti luontaisten stabilointiaineiden, kuten pektiinien, hyödyntämiseen.
Kasviravintoaineprofiilin parantaminen ultraääniuutolla: Ultraäänihomogenisaattorit hajottavat solumatriiseja ja edistävät niihin sitoutuneiden molekyylien, kuten vitamiinien, antioksidanttien, polyfenolien ja flavonoidien, vapautumista mehutuotteeseen. Kasviravintoaineiden biologinen hyötyosuus ja biosaatavuus ruoansulatuksessa paranevat siten nautittaessa.
Ultraäänikäsittelyn ansiosta voimistunut makuprofiili: Suuria leikkausvoimia tuottavat ultraäänihomogenisaattorit vapauttavat pektiinien lisäksi myös makumolekyylejä, eteerisiä öljyjä, luontaisia sokereita ja kasviravintoaineita. (Katso jäljempänä oleva tapaustutkimus ultraäänellä parannetusta ravintoaineprofiilista). Ultraääniuutto vapauttaa solumatriisista bioaktiivisia molekyylejä, kuten makuyhdisteitä ja vitamiineja, ja tuo ne siten kuluttajan makunystyjen aistittavaksi.
Ultraäänikäsittelyn ansiosta voimistunut väriprofiili: Myös kasvipigmentit sisältyvät kasvin solumatriisiin. Ultraäänihomogenisaattorit vapauttavat kasvipigmenttejä, kuten karotenoideja, klorofylliä, betalanins-pigmenttejä ja antosyaaneja, ja pienentävät niiden hiukkaskokoa. Pienemmät pigmenttihiukkaset sirottavat valoa paremmin kuin suuremmat hiukkaset, jolloin mehun, soseen tai kastikkeen väri voimistuu.

Mehujen ultraäänihomogenointi – monipuoliset edut

Suuria leikkausvoimia tuottavat ultraäänihomogenisaattorit sekoittavat luotettavasti ja tehokkaasti juomia, kuten hedelmämehuja, nektareita, kasvismehuja, smoothieita, hedelmillä maustettuja limonadeja, maustettuja maitojuomia, proteiinipirtelöitä, uutetuilla aineksilla maustettuja juomia ja monia muita juomia.
Mehun uutossa ja puristuksessa ultraäänikäsittely voi lisätä mehusaantoa. Esimerkiksi ultraäänikäsittely lisäsi rypälemehun saantoa jopa 3,4 % ja lyhensi samalla käsittelyajan kolmasosaan. Ultraäänikäsittely yhdistettynä entsymaattiseen käsittelyyn lisäsi myös mehusaantoa jopa 2 % ja lyhensi käsittelyajan alle neljäsosaan perinteiseen entsymaattiseen käsittelyyn verrattuna. Ultraäänen ja entsymaattisen käsittelyn peräkkäinen käyttö lisäsi mehusaantoa jopa 7,3 %. Vastaavasti pelkkä ultraäänikäsittely lisäsi ananasmassasta saatavan ananasmehun uuttosaantoa 10,8 %. Ultraäänikäsittely lisäsi myös sokerien, kokonaishappojen, fenolisten yhdisteiden ja C-vitamiinin pitoisuuksia. (vrt. Baslar et al. 2015)
Juomien, kuten mehujen, mehulla maustettujen limonadien ja muiden juomien, valmistus edellyttää luotettavaa homogenointia ja emulgointia stabiiliuden, paremman maun ja rakenteen, houkuttelevan ulkonäön sekä parempien toiminnallisten ominaisuuksien saavuttamiseksi. Esimerkiksi ultraäänihomogenointi tuottaa poikkeuksellisen stabiiliuden, estää faasien erottumisen ja parantaa mehujen, smoothieiden sekä maito- ja proteiinipohjaisten juomien makua ja rakennetta. Lisäksi suuria leikkausvoimia tuottavat ultraäänihomogenisaattorit emulgoivat helposti erilaisia ainesosia kirkkaiden emulsioiden valmistamiseksi. Ultraääniemulgoinnin yleinen käyttökohde on kannabiksella täydennettyjen vesien ja juomien valmistus. Kirkkaisiin vesijuomiin ja muihin juomiin voidaan lisätä stabiileja kannabinoideja (esim. CBD, CBG, THC) ultraäänen avulla. Jotta saadaan kirkkaita emulsioita, joiden vaikuttavilla yhdisteillä on suuri biologinen hyötyosuus, bioaktiiviset yhdisteet on emulgoitava nanokokoon. Ultraääniemulgointi on ylivertainen menetelmä nanoemulsioiden valmistukseen, kun tavoitellaan kirkasta ulkonäköä, poikkeuksellista stabiiliutta, biologista hyötyosuutta ja toiminnallisia ominaisuuksia. Siksi ultraäänellä toteutettavaa nanoemulgointia käytetään laajasti lääkkeiden ja ravintolisien valmistuksessa (esim. CBD-tinktuurat jne.)
Samalla ultraäänihomogenisaattorit uuttavat makumolekyylejä, bioaktiivisia yhdisteitä ja kasviravintoaineita, mikä parantaa niiden biologista hyötyosuutta ja biosaatavuutta ruoansulatuksessa. Ultraäänihomogenisaattorit myös liuottavat sokereita, siirappeja tai makeutusaineita sekä dispergoivat ja hydratoivat kumeja, tärkkelyksiä ja muita lisäaineita pitkäaikaisesti stabiileiksi suspensioiksi. Yksi Hielscher ultraäänilaite hoitaa mehujen ja juomien valmistuksessa homogenoinnin, nanoemulgoinnin, uuton, dispergoinnin, liuotuksen, hydratoinnin ja sekoituksen erilaiset tehtävät.

UP400S -laitteella amplitudilla 100μm tehdyn ultraäänikäsittelyn vaikutus omenamehun mikrorakenteeseen.
Tutkimus ja kuva: Ertugay & Baslar, 2014

Tapaustutkimus: ultraäänikäsitellyn appelsiinimehun parantunut ravintoaineprofiili

Suuria leikkausvoimia hyödyntävä ultraäänihomogenointi on ei-terminen elintarvikkeiden säilöntä- ja käsittelymenetelmä, jonka etuna on hedelmämehujen stabiloinnin tehostaminen ja mikro-organismien inaktivointi ilman tavanomaisiin lämpökäsittelyihin liittyviä yleisiä ei-toivottuja sivuvaikutuksia. Guerrouj et al. (2016) tutkivat ultraäänikäsittelyn vaikutuksia appelsiinimehun fenolisten yhdisteiden ja flavonoidien kokonaispitoisuuksiin sekä karotenoideihin ja askorbiinihappoon (C-vitamiiniin) käyttäen Hielscher Ultrasonics UP200S -homogenisaattoria. He havaitsivat ultraäänikäsitellyissä appelsiinimehunäytteissä merkittävän fenolisten yhdisteiden kokonaispitoisuuden kasvun verrokkiin verrattuna (katso alla oleva taulukko). Pitoisuus kasvoi arvosta 42,74 arvoon 69,45mg GAE/100 ml, kun ultraäänikäsittely kesti 30 min. Tulokset osoittavat fenolisten yhdisteiden määrän lisääntyneen merkittävästi ultraäänikäsittelyn aikana.
Myös appelsiinimehun DPPH-vapaiden radikaalien sieppausaktiivisuutta koskevat tulokset esitetään alla olevassa taulukossa. Ultraäänikäsitellyissä näytteissä DPPH:n estoprosentti kasvoi merkittävästi verrokkiin verrattuna, mikä osoittaa suurempaa antioksidanttipitoisuutta. DPPH:n estoprosentti oli 1, 10, 20 ja 30 min ultraäänikäsitellyissä näytteissä vastaavasti 37,48%, 35,70%, 34,70% ja 35,21%, kun verrokkinäytteiden arvo oli 21,67%. Havainnot ovat yhteneviä ultraäänikäsitellystä kasturilimemehusta saatujen tulosten kanssa (Bhat et al., 2011). Tulokset osoittavat, että ultraäänikäsittely parantaa antioksidanttiyhdisteiden uutettavuutta.
Tutkijat päättelevät, että appelsiinimehun ultraäänikäsittely lisäsi yleisesti bioaktiivisten yhdisteiden, kuten fenolisten yhdisteiden kokonaismäärän, flavonoidien, karotenoidien, antosyaanien ja askorbiinihapon, pitoisuuksia ja vähensi samalla merkittävästi mikrobimääriä.

Ultraäänianturit ja virtauskennot mehujen homogenointiin

Hielscher Ultrasonics on kokenut, pitkään toiminut suorituskykyisten ultraäänihomogenisaattorien valmistaja. Sen laitteita käytetään maailmanlaajuisesti hedelmä- ja kasvismehujen, nektarien, smoothieiden ja proteiinijuomien sekä soseiden ja kastikkeiden teollisessa tuotannossa. Hedelmämehujen, juomien ja elintarvikkeiden luotettava ja tehokas homogenointi on vaativa käyttökohde, joka edellyttää suuritehoisia ultraääniantureita. Niiden on tuotettava vakaita amplitudeja ja riittäviä leikkausvoimia homogeenisten elintarvikkeiden ja juomien aikaansaamiseksi. Kaikki Hielscher ultraäänilaitteet on suunniteltu ja valmistettu ympärivuorokautiseen käyttöön täydellä kuormituksella (24/7). Ultraääniprosessoreita on saatavilla pienikokoisista 50 watin laboratorio-ultraäänilaitteista tehokkaisiin 16 000 watin jatkuvatoimisiin ultraäänijärjestelmiin. Laaja valikoima amplitudinvahvistimia, sonotrodeja ja virtauskennoja mahdollistaa suuria leikkausvoimia tuottavan ultraäänihomogenisaattorin yksilöllisen kokoonpanon raaka-aineen (esim. hedelmät, vihannekset, muut ainesosat jne.) ja lopputuotteen haluttujen ominaisuuksien mukaisesti.
Hielscher Ultrasonics valmistaa suorituskykyisiä ultraääniantureita, jotka voidaan säätää tuottamaan koko amplitudialue erittäin pienistä erittäin suuriin amplitudeihin. Jos homogenointisovelluksesi edellyttää poikkeavia ominaisuuksia (esim. yhdistämistä korotettuun paineeseen ja/tai korotettuun lämpötilaan), saatavilla on räätälöityjä ultraäänisonotrodeja. Hielscher ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa ympärivuorokautisen käytön (24/7) raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.

Mehujen ultraäänihomogenointi erä- ja jatkuvatoimisessa käytössä

Suuria leikkausvoimia tuottavia Hielscher ultraäänihomogenisaattoreita voidaan käyttää eräkohtaiseen ja jatkuvatoimiseen ultraäänikäsittelyyn. Suosittelemme sinulle sopivinta ultraäänikokoonpanoa juoman tilavuuden ja käsittelynopeuden perusteella.
Useiden syöttövirtojen syöttäminen jatkuvatoimiseen ultraäänihomogenisaattorijärjestelmään toisistaan riippumattomasti annosteltuina tekee suuria leikkausvoimia hyödyntävästä jatkuvatoimisesta ultraäänihomogenoinnista erittäin aika- ja työtehokasta sekä helppokäyttöistä ja mahdollistaa mehujen ja juomien käsittelyn teollisissa määrissä.

Ultraäänianturit ja virtauskennot kaikille tilavuuksille

Hielscher Ultrasonicsin tuotevalikoima kattaa ultraääniprosessorien koko kirjon pienikokoisista laboratoriolaitteista pöytä- ja pilottilaitteistoihin sekä täysin teollisiin ultraääniprosessoreihin, jotka pystyvät käsittelemään kuorma-autokuormallisia tunnissa. Kattavan tuotevalikoiman ansiosta voimme tarjota sinulle sopivimman ultraäänilaitteiston juomaasi tai elintarvikettasi, suunniteltua prosessikapasiteettiasi ja tuotantotavoitteitasi varten.

Tarkasti säädettävät amplitudit optimaalisiin tuloksiin

Kaikki Hielscher ultraäänihomogenisaattorit ovat tarkasti säädettäviä ja siten luotettavia työjuhtia. Amplitudi on yksi keskeisistä prosessiparametreista, jotka vaikuttavat sonomekaanisten vaikutusten, kuten homogenoinnin, emulgoinnin, uuton, hydratoinnin, liuotuksen ja säilönnän, tehokkuuteen ja vaikuttavuuteen. Kaikki Hielscher Ultrasonics -yrityksen prosessorit mahdollistavat amplitudin tarkan säätämisen. Sonotrodit ja amplitudinvahvistimet ovat lisävarusteita, joiden avulla amplitudia voidaan muuttaa entistä laajemmalla alueella. Suuria leikkausvoimia tuottavat teolliset Hielscher ultraäänihomogenisaattorit pystyvät tuottamaan erittäin suuria amplitudeja ja vaativissa sovelluksissa tarvittavan ultraääni-intensiteetin. Jopa 200µm suuruisia amplitudeja voidaan helposti käyttää jatkuvasti ympärivuorokautisessa käytössä (24/7).
Tarkat amplitudiasetukset ja ultraääniprosessin parametrien jatkuva seuranta älykkäällä ohjelmistolla mahdollistavat mehun, juoman tai elintarvikkeen käsittelyn optimoiduissa olosuhteissa. Optimaalinen ultraäänikäsittely mahdollisimman tehokkaaseen mehujen homogenointiin!

Hielscher ultraäänilaitteita käytetään laajasti juomien homogenointiin. Näitä juomia ovat esimerkiksi

• mehut
• smoothiet
• hedelmä- ja kasvissoseet
• hedelmämaitojuomat
• kombuchat

Hielscher ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa ympärivuorokautisen käytön (24/7) raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä. Tämä tekee Hielscher ultraäänilaitteista luotettavia työvälineitä, jotka täyttävät elintarvike- ja juomatuotantosi vaatimukset.

Korkein laatu – suunniteltu ja valmistettu Saksassa

Perheomisteisena ja perheen johtamana yrityksenä Hielscher asettaa ultraääniprosessoriensa korkeimmat laatustandardit etusijalle. Kaikki ultraäänilaitteet suunnitellaan, valmistetaan ja testataan perusteellisesti päätoimipaikassamme Teltowissa lähellä Berliiniä Saksassa. Hielscher ultraäänilaitteiden kestävyys ja luotettavuus tekevät niistä tuotantosi työjuhtia. Ympärivuorokautinen käyttö (24/7) täydellä kuormituksella ja vaativissa ympäristöissä on suuria leikkausvoimia tuottavien Hielscher ultraäänihomogenisaattorien luontainen ominaisuus.

Alla oleva taulukko antaa suuntaa-antavan arvion ultraäänilaitteidemme käsittelykapasiteetista: