Efficacité et qualité supérieures dans la production de lait de noix grâce aux ultrasons

Les laits de fruits à coque et les substituts de lait à base de plantes constituent un segment alimentaire en pleine expansion. Pour la production de laits de noix et d'analogues de lait à base de plantes, l'extraction et l'homogénéisation par ultrasons ont montré de grands avantages par rapport aux techniques conventionnelles. Les ultrasons de forte puissance augmentent le rendement, la stabilité du produit, la teneur en nutriments et l'efficacité globale du traitement.

Des rendements plus élevés pour le lait de noisette grâce aux ultrasons de puissance

L'extraction par ultrasons est bien connue comme une méthode fiable et très efficace pour augmenter le rendement des huiles, des protéines, des polysaccharides et des micro-nutriments d'origine végétale. La sonication est donc utilisée dans la production de substituts de lait d'origine végétale, par exemple à base d'amande, de noix de cajou, de noix de coco, de noisette, d'arachide, de sésame, de soja, de souchet, d'avoine, de riz, de chanvre, de pois, de pistache, de noix, d'amarante ou de quinoa. La matière première des laits de noix et d'autres laits végétaux est souvent coûteuse et des rendements d'extraction plus élevés à partir de ces matières premières permettent de réduire les coûts de production et d'améliorer l'efficacité de la production.

Comment l'extraction par ultrasons augmente-t-elle le rendement ?

Le principe de fonctionnement de l'extraction par ultrasons est la cavitation acoustique. Le mécanisme d'intensification de l'extraction par les ultrasons à basse fréquence et à haute intensité est principalement attribué au phénomène de cavitation acoustique. Lorsque les bulles de cavitation s'effondrent à la surface de la matière végétale, l'érosion et la sonoporation brisent la matrice des cellules végétales (comme les noix, les graines, les légumineuses et les feuilles macérées), ce qui entraîne la destruction de la structure cellulaire et la libération de substances intracellulaires telles que les protéines, les lipides, les polysaccharides, les fibres, les vitamines, les minéraux et les substances phytochimiques. Le transfert de masse ainsi intensifié facilite la libération de molécules telles que les protéines, les lipides, les polysaccharides et les substances phytochimiques.
Les forces de cisaillement générées par les ultrasons améliorent la pénétration du solvant dans la matrice cellulaire de la matière végétale et la perméabilité des membranes cellulaires, respectivement. (Veuillez noter que le terme "solvant" est utilisé au sens large et inclut tout liquide, par exemple l'eau). Ces mécanismes des ultrasons de puissance sont responsables de l'intensification significative du processus obtenue lorsque les ultrasons sont appliqués à l'extraction de produits alimentaires à partir de matières premières botaniques. La cavitation ultrasonique générant des forces aussi intenses, elle entraîne une désintégration et un mélange cellulaires très efficaces aux niveaux macro et micro. En outre, la pénétration du solvant, la dissolution des composés bioactifs et le transfert de masse sont considérablement améliorés. L'extraction assistée par ultrasons est donc très efficace et permet d'obtenir des extraits de qualité supérieure en un temps record.

Amélioration de la stabilité du lait de noisette grâce aux ultrasons

Les ultrasons à haute intensité et à basse fréquence constituent une méthode efficace et fiable pour améliorer la stabilité physique des suspensions ainsi que la stabilité microbienne des produits alimentaires (par exemple, le lait de noix et d'autres substituts du lait).

Amélioration de la stabilité physico-chimique des noix par ultrasons

Largement utilisés pour l'homogénéisation et l'émulsification des produits alimentaires, les ultrasons de forte puissance sont une technique non thermique très efficace pour produire des produits alimentaires très homogènes et stables à long terme. L'homogénéisation par ultrasons réduit le diamètre des gouttelettes de graisse à une taille minuscule uniforme et disperse uniformément les particules solides telles que les amidons, les sucres et les fibres. L'homogénéisation ultrasonique améliore ainsi considérablement les propriétés physicochimiques des laits de noix et d'autres laits à base de plantes, ce qui permet d'éviter toute séparation de phase indésirable.
Lu et al. (2019) étudient les effets des ultrasons de forte puissance sur le lait de coco. Le traitement par sonication a réduit la taille des particules du lait de coco et homogénéisé la distribution des gouttelettes et des solides dans le système. Par rapport au lait de coco émulsifié mécaniquement, le traitement par ultrasons a montré un effet significatif sur l'uniformité du système d'émulsion (p< 0.05). En outre, il a été observé que la sonication favorisait l'encapsulation de l'amylose dans l'enzyme amylase dans la couche interfaciale. Iswarin et Permadi (2012) ont étudié l'effet des ultrasons sur le diamètre des gouttelettes de boissons lactées à base de noix de coco en étudiant différentes combinaisons d'intensité ultrasonique. Le traitement par ultrasons a réduit le diamètre des gouttelettes et la réduction de la taille augmente avec l'intensité des ultrasons.

Stabilité microbienne des Nutmilks améliorée par ultrasons

Il a été prouvé que les ultrasons réduisent la charge microbienne dans les produits laitiers, les jus de fruits et d'autres aliments liquides. C'est pourquoi la pasteurisation ultrasonique a également été adoptée dans le processus de conservation des substituts du lait afin d'améliorer la stabilité microbienne des substituts du lait à base de noix et d'autres plantes.
Iorio et al. (2019) ont étudié l'inactivation par ultrasons d'Escherichia coli O157:H7 et de Listeria monocytogenes dans le lait d'amande et ont pu démontrer que la pasteurisation par ultrasons cause des dommages sublétaux aux agents pathogènes, ce qui permet d'augmenter la durée de conservation. Par exemple, le traitement par pasteurisation ultrasonique a réduit de manière significative le niveau d'E. coli O157:H7 de 5,12 à 3,81 log CFU/mL et a abaissé le taux de croissance (µmax) (de 1,19 à 0,79 (log CFU/mL)/jour).

Une teneur en nutriments plus élevée grâce à l'extraction ultrasonique du lait de noisette

Les micronutriments tels que les vitamines, les polyphénols et les antioxydants se trouvent dans la matrice cellulaire des plantes. Pour libérer efficacement ces micronutriments, il faut une désintégration complète des cellules et un micro-mélange intense entre la matière cellulaire et le solvant. Comme décrit ci-dessus, l'extraction par ultrasons est très efficace pour désintégrer les cellules et libérer les lipides, les protéines, les polysaccharides, les fibres et les substances phytochimiques de la matrice cellulaire. L'extraction par ultrasons est une méthode très efficace pour isoler la totalité des substances phytochimiques des plantes dans le cadre d'un processus d'extraction rapide. L'application d'ultrasons de forte puissance produit de puissants effets de cavitation, des perturbations/turbulences, des courants liquides à grande vitesse, qui éliminent les composés phytochimiques de l'intérieur des cellules. Comme il s'agit d'une méthode d'extraction non thermique, la dégradation thermique de ces micronutriments sensibles est évitée lors de l'utilisation des ultrasons.

Cinétique du contenu phénolique total (exprimé en mg de naringénine/g d'amandes) avec et sans sonication à l'aide de l'appareil de mesure du contenu phénolique. UIP1000hdT. L'extraction par ultrasons a augmenté la teneur totale en composés phénoliques de 258 %.
Les données sont les moyennes ± SD, n = 3. Échographie (jaune) contre silence (orange).
Graphique et étude : Tabib et al, 2020

Efficacité supérieure dans la production de lait de noisette grâce aux ultrasons

Des rendements plus élevés, un meilleur profil nutritionnel et une durée de traitement réduite ne sont que quelques-uns des avantages de l'efficacité supérieure du traitement ultrasonique du lait de noix et des boissons non laitières. Une faible consommation d'énergie, une maintenance réduite et un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 sont d'autres facteurs qui contribuent à l'efficacité globale exceptionnelle du traitement par ultrasons. Les homogénéisateurs à ultrasons haute performance Hielscher peuvent fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, sous une charge élevée et traiter de grands volumes en mode de débit continu. Les processeurs à ultrasons Hielscher ont une efficacité énergétique globale exceptionnelle. La robustesse et la faible maintenance permettent également de réduire les coûts d'exploitation.

Ce que dit la recherche sur le traitement alimentaire par ultrasons

"Les ultrasons se sont imposés de manière inconditionnelle au cours de la dernière décennie. Ils ont trouvé leur application dans l'industrie des jus de fruits et des boissons en raison de leurs effets multifonctionnels souhaités. La technologie est peu coûteuse, simple, fiable et respectueuse de l'environnement et très efficace dans la préservation des jus avec des attributs de qualité améliorés." (Dolas et al., 2019)

“La sonication est une technologie émergente qui peut améliorer la qualité des aliments et réduire la perte de nutriments.” (Cheok et al., 2013)

Processeurs alimentaires à ultrasons pour la production industrielle de lait de noix

Hielscher Ultrasonics conçoit, fabrique et distribue des systèmes de traitement des aliments par ultrasons de haute performance pour la production industrielle continue de laits de noix (tels que le lait de cajou, d'amande, de noisette, de noix, d'arachide, de noix de coco) et de substituts de lait à base de plantes (tels que le lait de riz, de soja, d'épeautre, d'avoine, de sésame, de lin, de pois, le lait de souchet fermenté).
L'utilisation de la transformation alimentaire par ultrasons offre des avantages majeurs, car il s'agit d'une méthode non thermique et purement mécanique, qui permet d'améliorer les produits finaux, de réduire le temps de transformation et de respecter l'environnement.
Les systèmes de traitement des aliments par ultrasons Hielscher sont utilisés dans de nombreuses applications et constituent une technologie sûre, fiable et rentable pour produire des aliments et des boissons de haute qualité. L'installation et le fonctionnement de tous les processeurs à ultrasons Hielscher sont simples : Ils ne nécessitent que peu d'espace et peuvent être facilement installés dans des installations de traitement existantes.
Hielscher Ultrasonics possède une longue expérience dans l'application des ultrasons de puissance dans l'industrie alimentaire. & L'industrie de la bière et des boissons, ainsi que de nombreuses autres branches industrielles. Nos processeurs à ultrasons sont équipés de sonotrodes et de cellules d'écoulement (les parties humides) faciles à nettoyer (nettoyage en place CIP / stérilisation en place SIP). Hielscher Ultrasons’ Les processeurs industriels à ultrasons peuvent fournir des amplitudes très élevées. Des amplitudes allant jusqu'à 200 µm peuvent être facilement exploitées en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Les amplitudes élevées sont importantes pour obtenir une distribution homogène des particules et pour inactiver les microbes les plus résistants (par exemple, les bactéries gram-positives). Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes ultrasoniques personnalisées sont disponibles. Toutes les sonotrodes et tous les réacteurs ultrasoniques à cellules d'écoulement peuvent être utilisés à des températures et des pressions élevées, ce qui permet une thermo-mano-sonication fiable (sonication combinée à une température et une pression élevées) ainsi qu'une extraction et une stabilisation très efficaces.
Une technologie de pointe, des performances élevées et des logiciels sophistiqués font de Hielscher Ultrasonics un système de contrôle de la qualité.’ Les ultrasons Hielscher sont des outils de travail fiables pour vos lignes d'extraction, d'homogénéisation et de pasteurisation des aliments. Avec un faible encombrement et des options d'installation polyvalentes, les ultrasons Hielscher peuvent être facilement intégrés ou installés dans des lignes de production existantes.
N'hésitez pas à nous contacter pour en savoir plus sur les caractéristiques et les capacités de nos systèmes d'extraction, d'homogénéisation et de pasteurisation par ultrasons. Nous nous ferons un plaisir de discuter avec vous de votre application !

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :