Soijamaidon ultraäänihomogenointi
- Soijamaidon valmistuksen haasteena on tuottaa maukas, ravitsemuksellisesti korkealaatuinen soijapohjainen juoma erittäin tehokkaissa prosessiolosuhteissa.
- Ultraäänihomogenointi ja pastörointi tarjoavat terveellisen soijamaidon edut: korkean ravintoarvon, säilyvyyden sekä hyvän mekaanisen ja mikrobiologisen stabiiliuden.
Ultraääniavusteinen soijamaidon valmistus
Soijapohjan ja soijamaidon ultraäänikäsittely muuttaa fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia (makromolekyylien muutokset, entsyymien inaktivointi), tuottaa tasaisen ja hienojakoisen homogenointituloksen ja parantaa reologisia ominaisuuksia. Ultraääniemulgointi tuottaa itsestään stabiilin kasvimaidon, kun taas säilyvyyden parantaminen ultraäänellä ja mikro-organismien inaktivointi varmistavat mikrobiologisen stabiiliuden. Ravintoarvon, stabiiliuden ja maun parantamisen lisäksi ultraäänikäsittely vakuuttaa energia- ja aikatehokkuudellaan. Perinteisiin menetelmiin verrattuna ultraäänikäsittely kuluttaa vähemmän energiaa ja on aikatehokkaampaa.
Ultraäänihomogenisaattorit kattavat soijamaidon valmistuksen koko tuotantokapasiteetin, optimoivat säilyvyyden ja mahdollistavat tuotantolinjan toiminnallisen monipuolisuuden. Linjaan asennettavat ultraäänihomogenisaattorit voidaan helposti säätää tuotantotavoitteiden mukaisiksi, jolloin erilaisia makuprofiileja (esim. papumainen, ilman papumaista makua) ja tuotteen toiminnallisia ominaisuuksia voidaan tuottaa yksinkertaisesti prosessiparametreja muuttamalla.
Ultraäänikäsittely on erittäin tehokas menetelmä soijamaidon homogenointiin ja säilyvyyden parantamiseen
Soijan maut ja ultraäänen vaikutus
Ultraäänikäsittelyllä voidaan vaikuttaa soijapohjan makuun: soijamaitotuotteisiin voidaan tuottaa voimakas papumainen maku, joka miellyttää aasialaista kohdeasiakasryhmää, kun taas länsimaiset kuluttajat suosivat pehmeää makua ilman papumaisuutta. Ultraääniprosessin parametreja (amplitudi, ultraäänikäsittelyn kesto, lämpötila, paine) mukauttamalla voidaan saada joko voimakas tai mieto makuprofiili. Tämä tarkoittaa, että samalla ultraäänijärjestelmällä voidaan tuottaa valikoivasti erilaisia soijan makuprofiileja ja siten valmistaa erityyppisiä tuotteita eri kohdemarkkinoiden mieltymysten mukaisesti.
Entsyymien inaktivointi ultraäänellä
Voimakas soijapavun maku liittyy pääasiassa lipoksigenaasientsyymin (LOX) aktiivisuuteen. Tämän LOX-entsyymin inaktivointi on yksi nykyaikaisten käsittelyjärjestelmien keskeisistä tavoitteista.
Manotermosonikaatio (MTS) – ultraäänikäsittely korotetussa paineessa ja lämpötilassa – on todistetusti toimiva menetelmä lipoksigenaasientsyymin (LOX) inaktivointiin. Lipoksigenaasin aktiivisuus aiheuttaa rasvahappojen ja pigmenttien hapettumista. Voimakkaat ultraääniaallot aiheuttavat entsyymien, kuten lipoksigenaasin, peroksidaasin ja polyfenolioksidaasin, inaktivoitumista tai denaturoitumista.
MTS on osoitettu tehokkaaksi menetelmäksi eräiden muiden entsyymien, kuten lipoksigenaasin, peroksidaasin sekä psykrofiilisten bakteerien proteaasien ja lipaasien, inaktivointiin. (Kuldiloke 2002: 2)
Soijamaidon ultraääniavusteisen valmistuksen edut
- suuri uuttosaanto
- miellyttävä maku
- mekaaninen stabiilius
- mikrobiologinen stabiilius / säilyvyys
- entsyymien inaktivointi
- energiatehokkuus
Mikrobiologinen stabiilius ultraäänellä parannetun säilyvyyden avulla
Ultraääni yksinään tai yhdistettynä lämpöön (termosonikaatio), paineeseen (manosonikaatio) tai sekä lämpöön että paineeseen (manotermosonikaatio) tunnetaan tehokkaana menetelmänä erilaisten elintarvike-entsyymien, kuten lipoksigenaasin, peroksidaasin ja polyfenolioksidaasin sekä lämpöä kestävän lipaasin ja proteaasin, inaktivointiin. Voimakkaat ultraääniaallot tuhoavat mikro-organismeja, mikä johtaa mikrobien inaktivoitumiseen ja siten tuotteen mikrobiologiseen stabiiliuteen. Taudinaiheuttaja- ja pilaajamikro-organismien tai entsyymien inaktivoituminen ultraäänikäsittelyssä johtuu pääasiassa fysikaalisista (kavitaatio, mekaaniset voimat) ja/tai kemiallisista vaikutuksista.
Soijaproteiinin uutto ja eristäminen ultraäänellä
Tehoultraäänen käyttö soijaproteiini-isolaatin (SPI) ja soijaproteiinikonsentraatin (SPC) käsittelyssä mahdollistaa soijaproteiinin kohdennetun muokkaamisen erittäin toiminnallisen elintarvikelisäaineen aikaansaamiseksi. Monet uudet tuotekonseptit perustuvat soijaproteiinien käyttöön pohjana, ja ultraääniavusteinen käsittely mahdollistaa laadultaan erinomaisten tuotteiden, kuten maidottomien vegaanisten smoothieiden, juuston vaihtoehtojen, soijakermapohjaisten keittojen, levitteiden ja kermaisten kastikkeiden, teollisen valmistuksen.
Ultraäänikäsittely tehokkaalla ultraäänilaitteella (esim. UIP2000hdT) aiheuttaa merkittäviä muutoksia sähkönjohtavuudessa, lisää soijaproteiinikonsentraattien liukoisuutta, kasvattaa merkittävästi ominaispinta-alaa, mikä on tärkeää elintarvikkeiden rakenteen kannalta, ja suurentaa emulsioaktiivisuusindeksin (EAI) arvoja. Massapainotettu keskimääräinen halkaisija D ja tilavuus–pinta-alakeskihalkaisija D pienenevät merkittävästi soijaproteiini-isolaateilla (SPI) ja soijaproteiinikonsentraateilla (SPC).
Perinteisiin soijaproteiinin käsittelymenetelmiin verrattuna ultraäänikäsittely kuluttaa vähemmän energiaa ja on huomattavasti aikatehokkaampaa.
Ultraäänivirtausreaktorit ovat erittäin tehokkaita uutossa ja homogenoinnissa, esimerkiksi soijamaidon käsittelyssä,
Ultraäänihomogenisaattorit soijamaidolle ja kasvipohjaisille maidonkorvikkeille
Hielscher Ultrasonics -elintarvikekäsittelylaitteet ovat monipuolisia, ja ne voidaan helposti asentaa tai jälkiasentaa olemassa oleviin tuotantolinjoihin. Suuri teho, luotettavuus ja kestävyys tekevät valmistajan Hielscher ultraäänilaitteista soijapohjan valmistuksen ”työjuhdan”. Sonotrodit valmistetaan titaanista, ja ultraäänireaktorit sekä muut tuotteen kanssa kosketuksiin joutuvat osat valmistetaan elintarvikekäyttöön soveltuvasta ruostumattomasta teräksestä. Ne voidaan varustaa hygienialiittimillä. Tämä mahdollistaa elintarvikkeiden ja juomien turvallisen ja luotettavan käsittelyn.
- korkea tehokkuus
- uusinta teknologiaa
- luotettavuus ja kestävyys
- säädettävä, tarkka prosessinohjaus
- eräkäsittely ja jatkuvatoiminen käsittely tuotantolinjassa
- kaikille tilavuuksille
- älykäs ohjelmisto
- älykkäät ominaisuudet (esim. ohjelmoitavuus, tietojen tallennus, etäohjaus)
- helppo ja turvallinen käyttää
- vähäinen huoltotarve
- CIP (puhdistus paikallaan)
Suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Saksassa valmistettua laatua
Valmistajan Hielscher ultraäänilaitteet tunnetaan korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Valmistajan Hielscher ultraäänilaitteet selviytyvät helposti ankarista olosuhteista ja vaativista ympäristöistä.
Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys, joka painottaa erityisesti suorituskykyisiä ultraäänilaitteita, joissa yhdistyvät uusin teknologia ja käyttäjäystävällisyys. Valmistajan Hielscher ultraäänilaitteet ovat luonnollisesti CE-vaatimusten mukaisia ja täyttävät UL-, CSA- ja RoHs-vaatimukset.
Alla oleva taulukko antaa käsityksen ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Tilavuusvirta | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 10–2000 mL | 20–400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20 L | 0,2–4 L/min | UIP2000hdT |
| 10–100 L | 2–10 L/min | UIP4000hdT |
| 15–150 L | 3–15 L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | ryhmä, joka koostuu laitteista UIP16000 |
Ultraäänikäyttöinen elintarvikkeiden käsittelylaite UIP16000 kasvipohjaisten maidonkorvikkeiden teolliseen valmistukseen.
Hyödyllistä tietoa
Soijamaito
Soijamaito on kasvipohjainen maidonkorvike, jota valmistetaan uuttamalla kokonaisia soijapapuja vedessä. Soijamaito on veden ja soijasta peräisin olevien lipidien emulsio, joka sisältää vesiliukoisia proteiineja ja hiilihydraatteja. Vanhanaikaisessa, perinteisessä soijamaidon valmistuksessa soijapavut liotettiin, jauhettiin, suodatettiin ja keitettiin. Näin valmistetun soijamaidon säilyvyysaika on vain lyhyt. Nykyajan kuluttajat ja moderni elämäntapa edellyttävät kuitenkin tuotteita, joiden säilyvyysaika on pidempi ja jotka pysyvät turvallisina ja stabiileina koko varastointiajan. Tällaisten soijamaitojen ja juomien valmistuksessa UHT-teknologian käyttö on ilmeinen ratkaisu. Sillä voidaan saavuttaa useiden kuukausien ja jopa vuoden säilyvyysaika tuotteen koostumuksesta riippuen. Lisäksi emulgointiaineiden ja stabilointiaineiden oikea valinta on välttämätöntä, jotta tuote pysyy homogeenisena ilman kermoittumista ja sedimentoitumista koko säilyvyysajan.
Soijamaidon ja soijapohjaisten juomien valmistus
Soijamaito valmistetaan kokonaisista soijapavuista tai täysrasvaisesta soijajauhosta. Kuivia papuja liotetaan vedessä yön yli tai vähintään 3 tuntia tai pidempään. Liotusaika riippuu voimakkaasti veden lämpötilasta. Tämän jälkeen liotetut pavut jauhetaan märkäjauhatuksessa. Vettä lisätään vesipitoisuuden nostamiseksi lopullisen soijamaitotuotteen vaatimusten mukaiseksi. Lopullisen soijajuoman proteiinipitoisuus on yleensä 1–4 %, ja länsimaisia kuluttajia miellyttävän tyypillisen soijajuoman veden ja soijapapujen massasuhde on 20:1. (Perinteisessä aasialaisessa soijamaidossa veden ja soijapapujen massasuhde on jopa 5:1). Jauhettua soijapapulietettä keitetään makuominaisuuksien, sulavuuden ja mikrobiologisen stabiiliuden parantamiseksi. Lämpökäsittely inaktivoi soijapapujen trypsiini-inhibiittorit, inaktivoi lipoksigenaasin miedomman maun aikaansaamiseksi ja pastöroi soijamaidon. Lämpökäsittely kestää noin 15–20 minuuttia, minkä jälkeen liukenemattomat jäännökset, kuten soijamassan kuidut / okara, poistetaan suodattamalla. Lopuksi soijajuoma voidaan maustaa keinotekoisesti lisäämällä sokeria, vaniljaa, suklaata, hedelmiä tai muita makuaineita.
Soijajuomat ja jogurtti
Soijapavuista valmistetaan erilaisia tuotteita, kuten maidonkorvikkeita ja soijajuomia, mehua, soijasekoitusjuomia (erityisesti Latinalaisessa Amerikassa) sekä soijajogurttia. Laktoosi-intolerantit ja vegaanit käyttävät yleisesti soijapohjaisia juomia ja jogurtteja maitotuotteiden vaihtoehtoina, mutta kuluttajat valitsevat soijatuotteita myös niiden terveyshyötyjen ja maun vuoksi.
Tyypillinen soijamaito sisältää noin 3,6 % proteiinia, 2 % rasvaa, 2,9 % hiilihydraatteja ja 0,5 % tuhkaa. Soijapavuissa on vähän tyydyttyneitä rasvoja, ja ne ovat kolesterolittomia ja laktoosittomia. Lisäksi ne sisältävät runsaasti vitamiineja ja kivennäisaineita, mikä tekee niiden nauttimisesta erittäin hyödyllistä terveydelle.
Manotermosonikaatio
Manotermosonikaatio (MTS) on ultraäänen, lämmön ja paineen synergistinen yhdistelmä.
Kirjallisuus/viitteet
- 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.