Les jus, les smoothies et les boissons nécessitent une homogénéisation fiable et efficace pour obtenir un goût 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 par ultrasons à haut cisaillement empêche la dégradation thermique des vitamines et des composés bioactifs, tout en offrant une stabilité et une douceur exceptionnelles.

Homogénéisation par ultrasons à haut cisaillement de jus, smoothies et boissons

Stabilité améliorée par les ultrasons – en évitant la séparation des phases et la sédimentation : La pulpe des fruits et légumes est décomposée en petites particules, ce qui permet d'obtenir une grande stabilité, d'éviter la sédimentation et de donner une texture lisse.
Modification par ultrasons de la viscosité et de la texture du 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 fonctionnent comme un stabilisateur naturel. 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 très utiles pour utiliser des stabilisateurs naturels tels que les pectines.
Amélioration du profil des phytonutriments par extraction ultrasonique : Les homogénéisateurs à ultrasons brisent les matrices cellulaires et favorisent la libération des molécules piégées telles que les vitamines, les antioxydants, les polyphénols et les flavonoïdes dans le jus. Les phytonutriments deviennent ainsi plus biodisponibles et bioaccessibles lorsqu'ils sont consommés.
Intensification du profil de goût due à la sonication : Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement libèrent non seulement des pectines, mais aussi des molécules d'arômes, des huiles essentielles, des sucres naturels et des phyto-nutriments. (Pour un profil nutritionnel amélioré par ultrasons, voir l'étude de cas ci-dessous). L'extraction par ultrasons libère des molécules bioactives telles que des composés aromatiques et des vitamines de la matrice cellulaire et les rend ainsi disponibles pour les papilles gustatives du consommateur.
Intensification du profil de couleur grâce à la sonication : Les pigments végétaux sont également contenus dans la matrice cellulaire de la plante. Les homogénéisateurs à ultrasons libèrent des pigments végétaux tels que les caroténoïdes, la chlorophylle, les bétalanines et les anthocyanines et en réduisent la taille des particules. La taille réduite des pigments diffuse mieux la lumière que les particules plus grosses et obtient ainsi une couleur plus intense du jus, de la purée ou de la sauce.

Homogénéisation des jus par ultrasons – Des avantages multiples

Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont fiables et efficaces pour mélanger des boissons telles que des jus de fruits, des nectars, des jus de légumes, des smoothies, des limonades aux fruits, des boissons lactées aromatisées, des boissons protéinées, des boissons infusées et bien d'autres encore.
Lors de l'extraction et du pressage du jus, l'ultrason peut augmenter le rendement en jus. Par exemple, le traitement par ultrasons a permis d'augmenter le rendement en jus de raisin jusqu'à 3,4 %, tout en réduisant la durée du traitement de trois fois. Les ultrasons combinés au traitement enzymatique ont également permis d'augmenter le rendement en jus jusqu'à 2 % et de réduire la durée du traitement de plus de quatre fois par rapport au traitement enzymatique traditionnel. L'application successive du traitement ultrasonique et enzymatique a permis d'augmenter le rendement en jus jusqu'à 7,3 %. De même, dans le cas du jus d'ananas, l'ultrason seul a augmenté le rendement d'extraction de 10,8 % pour le jus provenant du moût d'ananas. Le traitement par 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, une saveur et une texture améliorées, un aspect optique attrayant et des fonctionnalités améliorées. Par exemple, l'homogénéisation par ultrasons offre 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 par ultrasons est la préparation d'eaux et de boissons à base de 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 l'échelle nanométrique. L'émulsification par ultrasons est la technique la plus efficace pour produire des nano-émulsions d'apparence claire, d'une stabilité, d'une biodisponibilité et de fonctionnalités exceptionnelles. Par conséquent, la nano-émulsification ultrasonique est largement appliquée dans la fabrication de produits pharmaceutiques et de compléments (par exemple, les teintures CBD, etc.)
Dans le même temps, les homogénéisateurs à ultrasons extraient des molécules d'arômes, des composés bioactifs et des phyto-nutriments, les rendant ainsi plus bioavaiables et bioaccessibles. Mais les homogénéisateurs à ultrasons dissolvent également les sucres, sirops ou édulcorants et dispersent et hydratent les gommes, amidons et autres additifs en suspensions stables à long terme. Une seule unité ultrasonique Hielscher permet à votre fabrication 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 microstructure du jus de pomme.
Étudier et photographier : Ertugay & Baslar, 2014

Étude de cas : Amélioration du profil nutritionnel du jus d'orange soniqué

L'homogénéisation par ultrasons 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 classiques. Guerrouj et ses collègues (2016) ont étudié les effets de l'ultrasonification sur la teneur totale en phénols et en flavonoïdes ainsi que sur les caroténoïdes et l'acide ascorbique (vitamine C) dans le jus d'orange en utilisant un homogénéisateur Hielscher Ultrasonics UP200S. Ils ont constaté une augmentation significative du contenu phénolique total dans les échantillons de jus d'orange soniqués par rapport à un contrôle (voir tableau ci-dessous). Cette augmentation était de 42,74 à 69,45mg GAE/100 ml pour un traitement ultrasonique de 30 min. Ces résultats montrent une amélioration significative des composés phénoliques dans le cadre du traitement par sonication.
Les résultats sur 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 la DPPH par rapport au contrôle, ce qui indique un niveau plus élevé d'antioxydants. Le pourcentage d'inhibition de la DPPH était de 37,48 %, 35,70 %, 34,70 % et 35,21 % dans les échantillons soniqués de 1, 10, 20 et 30 minutes, respectivement, par rapport aux échantillons témoins (21,67 %). Ces résultats sont conformes à ceux obtenus avec le jus de citron vert kasturi soniqué (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, avec une réduction significative du nombre de microbes.

Sondes ultrasoniques et cellules à flux pour l'homogénéisation des jus

Hielscher Ultrasons est un fabricant expérimenté 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 fournissent 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, 7 jours sur 7, à pleine charge. Les processeurs à ultrasons sont disponibles depuis les ultrasonores compacts de laboratoire de 50 watts jusqu'aux systèmes à ultrasons en ligne de 16 000 watts de puissance. Une grande variété de cornes d'amplification, 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 du produit final.
Hielscher Ultrasonics fabrique des sondes ultrasoniques à haute performance qui peuvent être réglées spécifiquement pour fournir 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 ultrasonore de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles.

Homogénéisation des jus par ultrasons en mode batch et en ligne

Les homogénéisateurs à ultrasons à haut cisaillement de Hielscher peuvent être utilisés pour la sonication en ligne par lots et en continu. En fonction du volume de la boisson et de la vitesse de traitement, nous vous recommanderons l'installation ultrasonique la plus appropriée.
L'alimentation de plusieurs flux d'alimentation, qui peuvent être indépendamment dosés dans le système d'homogénéisation continue par ultrasons, rend l'homogénéisation en ligne par traitement ultrasonique à haut cisaillement 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 ultrasoniques et cellules à flux pour tout volume

La gamme de produits Hielscher Ultrasons couvre tout l'éventail des processeurs ultrasoniques, depuis les ultrasonores compacts de laboratoire jusqu'aux processeurs ultrasoniques industriels capables de traiter des charges de camion à l'heure, en passant par les systèmes de table et les systèmes pilotes. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer l'équipement ultrasonore le plus approprié pour votre boisson ou votre produit alimentaire, la capacité de traitement envisagée et les objectifs de production.

Des amplitudes précisément contrôlables pour des résultats optimaux

Tous les homogénéisateurs à ultrasons Hielscher sont contrôlables avec précision et donc des chevaux de travail fiables. L'amplitude est l'un des paramètres de processus cruciaux qui influencent l'efficacité et l'efficience des effets sonomécaniques tels que l'homogénéisation, l'émulsification, l'extraction, l'hydratation, la dissolution et la conservation. Tous les ultrasons Hielscher’ Les processeurs permettent de régler précisément l'amplitude. Les sonotrodes et les cornes d'amplification sont des accessoires qui permettent de modifier l'amplitude dans une plage encore plus large. Les homogénéisateurs industriels à ultrasons à haut cisaillement de Hielscher peuvent fournir de très grandes amplitudes et délivrer l'intensité ultrasonore requise pour des applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent facilement être utilisées 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 ultrasonore par un logiciel intelligent vous donnent la possibilité de traiter votre jus, boisson ou produit alimentaire dans des conditions optimisées. Une sonication optimale pour une homogénéisation des jus la plus efficace possible !
La robustesse des équipements à ultrasons de Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des environnements difficiles. Cela fait de l'équipement à ultrasons de Hielscher un outil de travail fiable qui remplit votre nourriture & 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 de manière approfondie dans notre siège social de Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité des équipements à ultrasons de Hielscher en font un cheval de bataille dans 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 ultrasonicators: