Homogénéisation des jus et des smoothies par ultrasons de puissance
Les jus, les smoothies et les boissons nécessitent une homogénéisation fiable et efficace pour obtenir une saveur et une texture désirables ainsi qu'une stabilité à long terme. Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont largement utilisés dans l'industrie alimentaire et des boissons pour produire des jus, des boissons, des purées et des sauces de qualité supérieure. En tant que traitement non thermique, l'homogénéisation à haut cisaillement par ultrasons empêche la dégradation thermique des vitamines et des composés bioactifs, tout en assurant une stabilité et une onctuosité exceptionnelles.
- Amélioration du profil aromatique grâce à l'extraction
- Augmentation du rendement en jus
- Valeur supérieure en micronutriments
- Augmentation du goût sucré sans ajout de sucre (Les États-Unis extraient le sucre naturel intracellulaire et le rendent ainsi disponible pour les papilles gustatives)
- Amélioration de la biodisponibilité des phyto-nutriments
- Texture lisse
- Inactivation enzymatique
- Stabilisation microbienne
- Amélioration de la durée de conservation
Homogénéisateur ultrasonique à haut cisaillement avec cellule d'écoulement en verre pour le traitement des jus, des smoothies, des purées et des sauces.
Homogénéisation ultrasonique à haut cisaillement des jus, des smoothies et des boissons
Stabilité améliorée par ultrasons – en évitant la séparation des phases et la sédimentation : Les pulpes de fruits et de légumes sont réduites en petites particules, ce qui leur confère une grande stabilité, évite la sédimentation et donne une texture lisse.
Modification par ultrasons de la viscosité et de la texture des jus : Les fruits et légumes tels que les pommes, les carottes, les oranges, les pamplemousses, les citrons et les tomates sont riches en pectines. Les pectines sont des polysaccharides qui jouent le rôle de stabilisateurs naturels. Les homogénéisateurs à ultrasons extraient les pectines de la matrice cellulaire et les libèrent dans le jus, augmentant ainsi la viscosité et la stabilité. Les homogénéisateurs à ultrasons sont donc parfaits pour utiliser les stabilisateurs naturels tels que les pectines.
Amélioration du profil des phytonutriments par extraction ultrasonique : Les homogénéisateurs ultrasoniques brisent les matrices cellulaires et favorisent la libération des molécules piégées telles que les vitamines, les antioxydants, les polyphénols et les flavonoïdes dans le produit de jus. Les phytonutriments deviennent ainsi plus biodisponibles et bioaccessibles lorsqu'ils sont consommés.
Profil de saveur intensifié grâce à la sonication : Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement libèrent non seulement les pectines, mais aussi les molécules aromatiques, les huiles essentielles, les sucres naturels et les phyto-nutriments. (Pour un profil nutritionnel amélioré par ultrasons, voir l'étude de cas ci-dessous). L'extraction par ultrasons libère les molécules bioactives telles que les composés aromatiques et les vitamines de la matrice cellulaire et les met ainsi à la disposition des papilles gustatives du consommateur.
Profil de couleur intensifié par la sonication : Les pigments végétaux sont également contenus dans la matrice cellulaire de la plante. Les homogénéisateurs à ultrasons libèrent les pigments végétaux tels que les caroténoïdes, la chlorophylle, les bétalanines et les anthocyanes et en réduisent la taille des particules. La taille réduite des pigments diffuse mieux la lumière que les particules plus grosses et permet d'intensifier la couleur du jus, de la purée ou de la sauce.
Homogénéisation du jus par ultrasons – Avantages du collecteur
Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont fiables et efficaces pour le mélange de boissons telles que les jus de fruits, les nectars, les jus de légumes, les smoothies, les limonades infusées aux fruits, les boissons lactées aromatisées, les boissons protéinées, les boissons infusées et bien d'autres encore.
Lors de l'extraction et du pressage du jus, les ultrasons peuvent augmenter le rendement du jus. Par exemple, le traitement par ultrasons a augmenté le rendement du jus de raisin jusqu'à 3,4 %, tout en réduisant le temps de traitement par trois. La combinaison des ultrasons et du traitement enzymatique a également permis d'augmenter le rendement en jus jusqu'à 2 % et de réduire le temps de traitement de plus de quatre fois par rapport au traitement enzymatique traditionnel. L'application successive des ultrasons et du traitement enzymatique a permis d'augmenter le rendement en jus jusqu'à 7,3 %. De même, dans le jus d'ananas, les ultrasons seuls ont augmenté le rendement d'extraction de 10,8 % pour le jus provenant de la purée d'ananas. Le traitement aux ultrasons a également augmenté la teneur en sucres, en acides totaux, en composés phénoliques et en vitamine C. (cf. Baslar et al. 2015).
La fabrication de boissons telles que les jus, les limonades à base de jus et d'autres boissons nécessite une homogénéisation et une émulsification fiables pour assurer la stabilité, l'amélioration de la saveur et de la texture, un aspect optique attrayant et des fonctionnalités améliorées. Par exemple, l'homogénéisation par ultrasons assure une stabilité exceptionnelle, empêche la séparation des phases et améliore la saveur et la texture des jus, des smoothies, ainsi que des boissons à base de lait et de protéines. En outre, les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement émulsionnent facilement divers ingrédients pour produire des émulsions claires. Une application courante de l'émulsification ultrasonique est la préparation d'eaux et de boissons infusées au cannabis. Les boissons à base d'eau claire et d'autres boissons peuvent être infusées par ultrasons avec des cannabinoïdes stables (par exemple, CBD, CBG, THC). Afin d'obtenir des émulsions claires avec une biodisponibilité élevée des composés actifs, les composés bioactifs doivent être émulsifiés à une taille nanométrique. L'émulsification ultrasonique est la technique la plus performante pour produire des nano-émulsions d'apparence claire, d'une stabilité, d'une biodisponibilité et d'une fonctionnalité exceptionnelles. C'est pourquoi la nano-émulsification ultrasonique est largement appliquée à la fabrication de produits pharmaceutiques et de compléments alimentaires (par exemple, les teintures de CBD, etc.).
En même temps, les homogénéisateurs ultrasoniques extraient les molécules d'arôme, les composés bioactifs et les phyto-nutriments, ce qui les rend plus biodisponibles et bioaccessibles. Mais les homogénéisateurs à ultrasons dissolvent également les sucres, les sirops ou les édulcorants et dispersent et hydratent les gommes, les amidons et autres additifs dans des suspensions stables à long terme. Un seul appareil à ultrasons Hielscher permet à votre production de jus et de boissons de remplir les différentes tâches d'homogénéisation, de nano-émulsification, d'extraction, de dispersion, de dissolution, d'hydratation et de mélange.
L'effet de la sonication avec l'UP400S à une amplitude de 100μm sur la micro-structure du jus de pomme.
Étude et photo : Ertugay & Baslar, 2014
Étude de cas : Amélioration du profil nutritionnel du jus d'orange sonifié
L'homogénéisation ultrasonique à haut cisaillement est une méthode non thermique de conservation et de traitement des aliments qui présente l'avantage d'améliorer la stabilisation et d'inactiver les micro-organismes dans les jus de fruits sans provoquer les effets secondaires indésirables courants associés aux traitements thermiques conventionnels. Guerrouj et al. (2016) ont étudié les effets de l'ultrasonication sur la teneur totale en composés phénoliques et en flavonoïdes ainsi que sur les caroténoïdes et l'acide ascorbique (vitamine C) dans le jus d'orange à l'aide d'un homogénéisateur Hielscher Ultrasonics UP200S. Ils ont constaté une augmentation significative de la teneur phénolique totale dans les échantillons de jus d'orange sonicisés par rapport à un contrôle (voir tableau ci-dessous). Cette augmentation est passée de 42,74 à 69,45 mg GAE/100 ml pour un traitement ultrasonique de 30 minutes. Ces résultats montrent une augmentation significative des composés phénoliques lors du traitement par sonication.
Les résultats de l'activité de piégeage des radicaux libres DPPH du jus d'orange sont également représentés dans le tableau ci-dessous. Les échantillons sonifiés ont montré une augmentation significative du pourcentage d'inhibition de DPPH par rapport au contrôle, ce qui indique une teneur plus élevée en antioxydants. Le pourcentage d'inhibition de DPPH était de 37,48%, 35,70%, 34,70% et 35,21% dans les échantillons soniqués pendant 1, 10, 20 et 30 minutes, respectivement, par rapport aux échantillons de contrôle (21,67%). Ces résultats concordent avec ceux obtenus pour le jus de lime kasturi sonifié (Bhat et al., 2011). Ces résultats indiquent que le traitement par sonication améliore l'extractibilité des composés antioxydants.
Les chercheurs concluent que le traitement ultrasonique du jus d'orange a entraîné une augmentation générale des composés bioactifs tels que les composés phénoliques totaux, les flavonoïdes, les caroténoïdes, les anthocyanes et l'acide ascorbique, ainsi qu'une réduction significative du nombre de microbes.
À gauche : jus d'orange non traité ; à droite : jus d'orange soniqué
L'homogénéisation ultrasonique à cisaillement élevé permet d'obtenir un jus stable sans sédimentation.
Le jus d'orange de gauche n'est pas traité et présente une sédimentation claire ; le jus d'orange de droite est homogénéisé par ultrasons et présente une texture homogène, stable et lisse.
Amélioration par ultrasons des composés phénoliques totaux, des flavonoïdes totaux, de l'activité de piégeage du radical DPPH, des caroténoïdes totaux et de la teneur en acide ascorbique dans le jus d'orange.
Étude et tableau : Guerrouj et al. 2016
Sondes ultrasoniques et cellules d'écoulement pour l'homogénéisation des jus de fruits
Hielscher Ultrasonics est un fabricant de longue date d'homogénéisateurs à ultrasons de haute performance qui sont utilisés dans le monde entier pour la production industrielle de jus de fruits et de légumes, de nectars, de smoothies, de boissons protéinées, ainsi que pour les purées et les sauces. L'homogénéisation fiable et efficace des jus de fruits, des boissons et des produits alimentaires est une application exigeante qui nécessite des sondes ultrasoniques de grande puissance qui génèrent des amplitudes constantes et délivrent un cisaillement suffisant pour obtenir des produits alimentaires et des boissons homogènes. Tous les appareils à ultrasons Hielscher sont conçus et fabriqués pour fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 à pleine charge. Les processeurs à ultrasons sont disponibles depuis les ultrasons de laboratoire compacts de 50 watts jusqu'aux puissants systèmes à ultrasons en ligne de 16 000 watts. Une grande variété de pavillons de surpression, de sonotrodes et de cellules d'écoulement permet de configurer individuellement un homogénéisateur ultrasonique à haut cisaillement en fonction de la matière première (par exemple, fruits, légumes, autres ingrédients, etc.) et des caractéristiques souhaitées pour le produit final.
Hielscher Ultrasonics fabrique des sondes ultrasoniques de haute performance qui peuvent être spécifiquement réglées pour délivrer le spectre complet des amplitudes très faibles à très élevées. Si votre application d'homogénéisation nécessite des spécifications inhabituelles (par exemple, combinaison avec des pressions et/ou des températures élevées), des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher lui permet de fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants.
Homogénéisation de jus par ultrasons en mode batch et en ligne
Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement Hielscher peuvent être utilisés pour la sonication en ligne par lots ou en continu. En fonction du volume de boisson et de la vitesse de traitement, nous vous recommanderons l'installation ultrasonique la mieux adaptée.
L'alimentation de flux multiples, qui peuvent être dosés indépendamment dans le système d'homogénéisation ultrasonique en continu, rend l'homogénéisation en ligne par traitement ultrasonique à cisaillement élevé très efficace en termes de temps et de main-d'œuvre, pratique et capable de traiter des volumes industriels de jus et de boissons.
Sondes à ultrasons et cellules à écoulement pour tous les volumes
La gamme de produits Hielscher Ultrasonics couvre tout le spectre des processeurs à ultrasons, depuis les ultrasons de laboratoire compacts jusqu'aux processeurs à ultrasons industriels capables de traiter des camions à l'heure, en passant par les systèmes de paillasse et les systèmes pilotes. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer l'équipement ultrasonique le mieux adapté à votre boisson ou produit alimentaire, à la capacité de traitement envisagée et aux objectifs de production.
Amplitudes contrôlables avec précision pour des résultats optimaux
Tous les homogénéisateurs à ultrasons Hielscher sont contrôlables avec précision et donc fiables. L'amplitude est l'un des paramètres cruciaux du processus qui influence l'efficacité des effets sonomécaniques tels que l'homogénéisation, l'émulsification, l'extraction, l'hydratation, la dissolution et la conservation. Tous les produits Hielscher Ultrasonics’ permettent un réglage précis de l'amplitude. Les sonotrodes et les cornes d'amplification sont des accessoires qui permettent de modifier l'amplitude dans une gamme encore plus large. Les homogénéisateurs industriels à ultrasons à cisaillement élevé de Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et l'intensité ultrasonique requise pour les applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement exploitées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Les réglages précis de l'amplitude et la surveillance permanente des paramètres du processus ultrasonique via un logiciel intelligent vous permettent de traiter votre jus, votre boisson ou votre produit alimentaire dans des conditions optimales. Une sonication optimale pour une homogénéisation des jus la plus efficace possible !
Les sonicateurs Hielscher sont largement utilisés pour homogénéiser des boissons telles que
La robustesse des sonicateurs Hielscher leur permet de fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles et dans des environnements exigeants. Cela fait des sonicateurs Hielscher un outil de travail fiable qui répond à vos besoins en matière d'alimentation. & les exigences en matière de fabrication de boissons.
La plus haute qualité – Conçu et fabriqué en Allemagne
En tant qu'entreprise familiale, Hielscher accorde la priorité aux normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les appareils à ultrasons sont conçus, fabriqués et testés minutieusement dans notre siège social de Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité des équipements à ultrasons de Hielscher en font des outils de travail pour votre production. Le fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, à pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des homogénéisateurs à ultrasons à haut cisaillement de Hielscher.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :
| Volume du lot | Débit | Dispositifs recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 à 20L | 0.2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| n.d. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | plus grande | groupe de UIP16000 |
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Homogénéisateurs ultrasoniques haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.
Littérature / Références
- 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.
Qu'il faut savoir
Quelle est la différence entre le jus, le jus concentré et le nectar ?
Le jus est une boisson obtenue par extraction ou pression du liquide naturel contenu dans les fruits et les légumes. Il peut également s'agir de liquides aromatisés à l'aide de concentrés. Le jus est généralement consommé comme boisson, mais il peut également être utilisé comme ingrédient ou composant aromatique dans des aliments ou d'autres boissons, comme dans les smoothies.
On distingue les jus 100%, les jus à base de concentré et les nectars. Le jus 100% est un jus de fruits fabriqué à 100% à partir de fruits et de légumes naturels, sans ajout de colorants, de conservateurs ou de sucres. Cependant, les jus de fruits peuvent être préparés de différentes manières, c'est-à-dire à partir de jus frais non concentré ou à partir de jus concentré. Dans le premier cas, les fruits sont pressés et stockés ou mis en bouteille directement après la récolte. Dans le second cas, le jus pressé est concentré en éliminant l'eau du jus fraîchement pressé par un traitement sous vide. On obtient ainsi un concentré semblable à un sirop, dont le volume est réduit, ce qui est favorable au transport du produit. Après avoir été expédié à sa destination finale, le concentré de jus est transformé en jus de fruit en y ajoutant de l'eau.
Le terme nectar désigne le jus de fruits qui contiennent trop d'acidité ou de pulpe pour être consommés en tant que jus à 100 %. Les bananes, les mangues, les abricots, les pêches ou les poires sont des exemples courants de fruits produisant du nectar. Le jus, qui est techniquement une purée, est dilué avec de l'eau et peut être additionné de sucre pour lui donner une consistance buvable et une saveur agréable. La teneur en jus de fruits du nectar varie entre 25 et 99 % en fonction de la teneur en fruits et de la recette du fabricant. Si le nectar peut contenir des sucres ajoutés, il ne contient ni colorants ni conservateurs.
Les limonades et laits aromatisés au jus, les smoothies et les produits à base de jus enrichis sont d'autres formes de boissons contenant des jus. Les jus peuvent être constitués de l'extrait d'un seul fruit ou légume ou être combinés à partir de deux ou plusieurs sources de fruits et de légumes. Les jus de fruits les plus populaires sont fabriqués à partir d'oranges, de pommes, de canneberges ou de raisins. D'autres boissons populaires à base de fruits sont fabriquées à partir d'ananas, de fruits de la passion, de pamplemousses, de mangues, de bananes, de cerises et de kiwis.
Les jus de légumes du commerce sont généralement fabriqués à partir de différentes combinaisons de carottes, de betteraves, de céleri, de citrouille et de tomates. Ces deux dernières, bien qu'elles ne soient pas techniquement des légumes, sont couramment utilisées pour augmenter l'appétence. Le persil, le pissenlit, le chou frisé, le céleri, le fenouil, le brocoli et les concombres sont d'autres éléments populaires dans les jus de légumes. Le citron, l'ail, le gingembre, le curcuma et d'autres épices sont ajoutés pour leurs effets bénéfiques sur la santé et pour créer des profils de saveurs intéressants.
Une autre application des ultrasons dans la production de boissons est l'intensification et l'amélioration de la fermentation des kombuchas et des jus de type kombucha. Cliquez ici pour en savoir plus sur la fermentation du kombucha améliorée par ultrasons !