Homogénéisation du lait de soja par ultrasons
- Les défis de la production de lait de soja consistent à produire une boisson à base de soja savoureuse et de haute qualité nutritionnelle dans des conditions de procédé à haut rendement.
- L’homogénéisation et la pasteurisation par ultrasons offrent les avantages d’un lait de soja sain, à haute valeur nutritionnelle et stable pendant le stockage, ainsi qu’une grande stabilité mécanique et microbiologique.
Production de lait de soja assistée par ultrasons
Le traitement par ultrasons de la base de soja et du lait de soja modifie les propriétés physicochimiques (modifications macromoléculaires, inactivation des enzymes), assure une homogénéisation uniforme et fine et améliore les caractéristiques rhéologiques. L’émulsification par ultrasons permet d’obtenir un lait végétal intrinsèquement stable, tandis que la conservation par ultrasons et l’inactivation des microorganismes assurent la stabilité microbiologique. Outre l’amélioration de la valeur nutritionnelle, de la stabilité et de la saveur, la sonication se distingue par son efficacité énergétique et son gain de temps. Par rapport aux méthodes conventionnelles, le traitement par ultrasons consomme moins d’énergie et nécessite moins de temps.
Les homogénéisateurs à ultrasons couvrent l’ensemble des capacités de production de lait de soja, optimisent la conservation et permettent une grande polyvalence fonctionnelle de la ligne de production. Les homogénéisateurs à ultrasons en ligne peuvent être facilement adaptés aux objectifs de production, ce qui permet d’obtenir différents profils de saveur (par exemple, avec ou sans goût de fève) et différentes propriétés fonctionnelles du produit en modifiant simplement les paramètres du procédé.
La sonication est très efficace pour homogénéiser et conserver le lait de soja
Les saveurs du soja et l’effet des ultrasons
Le traitement par ultrasons permet d’influencer la saveur de la base de soja : les produits à base de lait de soja peuvent être élaborés avec un goût de fève prononcé, apprécié par la clientèle asiatique ciblée, tandis que les consommateurs occidentaux préfèrent un goût doux, sans note de fève. En adaptant les paramètres du procédé ultrasonore (amplitude, durée de sonication, température, pression), il est possible d’obtenir un profil de saveur prononcé ou doux. Cela signifie que le même système ultrasonore peut être utilisé pour produire de manière sélective différents profils de saveur de soja, afin de fabriquer différents types de produits répondant aux préférences de divers marchés cibles.
Inactivation des enzymes par ultrasons
Le goût intense de fève de soja est principalement lié à l’activité de l’enzyme lipoxygénase (LOX). L’inactivation de cette enzyme LOX est l’un des principaux objectifs des systèmes de traitement modernes.
La manothermosonication (MTS) – la sonication dans des conditions de pression et de température élevées – est une méthode éprouvée pour inactiver l’enzyme lipoxygénase (LOX). L’activité de la lipoxygénase entraîne l’oxydation des acides gras et des pigments. Des ondes ultrasonores intenses provoquent l’inactivation ou la dénaturation d’enzymes telles que la lipoxygénase, la peroxydase et la polyphénol oxydase.
La MTS s’est révélée être un outil efficace pour inactiver certaines autres enzymes, telles que la lipoxygénase, la peroxydase, ainsi que les protéases et les lipases de bactéries psychrophiles. (Kuldiloke 2002: 2)
Avantages de la production de lait de soja par ultrasons
- rendement d’extraction élevé
- saveur agréable
- stabilité mécanique
- stabilité microbiologique / conservation
- inactivation des enzymes
- efficacité énergétique
Stabilité microbiologique grâce à la conservation par ultrasons
Les ultrasons seuls ou associés à la chaleur (thermosonication), à la pression (manosonication), ou à la chaleur et à la pression (manothermosonication), sont reconnus comme une méthode efficace pour inactiver diverses enzymes alimentaires telles que la lipoxygénase, la peroxydase et la polyphénol oxydase, ainsi que la lipase et la protéase résistantes à la chaleur. Des ondes ultrasonores puissantes détruisent les microorganismes, entraînant leur inactivation et assurant ainsi la stabilité microbiologique du produit. L’inactivation des microorganismes pathogènes et d’altération, ou des enzymes, par sonication est principalement due à des effets physiques (cavitation, forces mécaniques) et/ou chimiques.
Extraction et isolement des protéines de soja par ultrasons
L’application d’ultrasons de puissance à l’isolat de protéines de soja (SPI) et au concentré de protéines de soja (SPC) permet une modification ciblée des protéines de soja afin d’obtenir un additif alimentaire hautement fonctionnel. De nombreux nouveaux concepts de produits utilisent les protéines de soja comme base, et le traitement assisté par ultrasons permet la fabrication industrielle de produits de qualité supérieure tels que des smoothies véganes sans produits laitiers, des alternatives au fromage, des soupes à base de crème de soja, des produits à tartiner et des sauces crémeuses pour salades.
La sonication à l’aide d’un appareil à ultrasons puissant (par exemple, UIP2000hdT) entraîne des modifications importantes de la conductivité, augmente la solubilité des concentrés de protéines de soja, accroît considérablement la surface spécifique, ce qui est important pour les textures alimentaires, et augmente les valeurs de l’indice d’activité émulsifiante (EAI). Le diamètre moyen pondéré en masse D et le diamètre moyen volume–surface D diminuent considérablement pour les isolats de protéines de soja (SPI) et les concentrés de protéines de soja (SPC).
Par rapport aux traitements conventionnels des protéines de soja, la sonication consomme moins d’énergie et nécessite nettement moins de temps.
Les réacteurs ultrasonores à circulation sont très efficaces pour l’extraction et l’homogénéisation, par exemple dans le traitement du lait de soja,
Homogénéisateurs à ultrasons pour le lait de soja et les substituts végétaux du lait
Les appareils de traitement alimentaire Hielscher Ultrasonics sont polyvalents et peuvent être facilement installés ou intégrés à des lignes de production existantes. Leur puissance élevée, leur fiabilité et leur robustesse font des appareils de sonication Hielscher les « chevaux de trait » de la production de base de soja. Les sonotrodes sont fabriquées en titane ; les réacteurs ultrasonores et les autres pièces en contact avec le liquide sont en acier inoxydable de qualité alimentaire et peuvent être équipés de raccords sanitaires. Cela permet un traitement sûr et fiable des produits alimentaires et des boissons.
- haute efficacité
- technologie de pointe
- fiabilité et robustesse
- contrôle précis et réglable du procédé
- traitement par lots et en ligne
- pour tout volume
- logiciel intelligent
- fonctionnalités intelligentes (par exemple, programmation, enregistrement des données, commande à distance)
- utilisation simple et sûre
- faible besoin de maintenance
- CIP (nettoyage en place)
Conception, fabrication et conseil – Qualité fabriquée en Allemagne
Les appareils à ultrasons Hielscher sont réputés pour leurs normes de qualité et de conception des plus élevées. Leur robustesse et leur simplicité d’utilisation permettent une intégration aisée de nos appareils à ultrasons dans les installations industrielles. Les appareils à ultrasons Hielscher font facilement face aux conditions difficiles et aux environnements exigeants.
Hielscher Ultrasonics est une entreprise certifiée ISO qui accorde une importance particulière aux appareils à ultrasons haute performance alliant technologie de pointe et simplicité d’utilisation. Bien entendu, les appareils à ultrasons Hielscher sont conformes aux exigences CE et répondent aux exigences UL, CSA et RoHs.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos appareils à ultrasons :
| Volume par lot | Débit | Appareils recommandés |
|---|---|---|
| 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 |
| 15 à 150L | 3 à 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | supérieur | ensemble de UIP16000 |
Appareil de traitement alimentaire par ultrasons UIP16000 pour la production industrielle de substituts végétaux du lait.
Informations utiles
Lait de soja
Le lait de soja est un substitut végétal du lait produit par extraction de graines de soja entières dans l’eau. Le lait de soja est une émulsion d’eau et de lipides issus du soja, qui contient des protéines hydrosolubles et des glucides. Selon la méthode traditionnelle de préparation du lait de soja, les graines de soja étaient trempées, broyées, filtrées et cuites. Le lait de soja ainsi préparé ne se conserve que peu de temps. Cependant, les consommateurs d’aujourd’hui et le mode de vie moderne exigent des produits présentant une durée de conservation plus longue, qui restent sûrs et stables pendant toute la période de stockage. Pour produire de tels laits et boissons au soja, le recours à la technologie UHT s’impose. Celle-ci permet d’obtenir une durée de conservation allant de plusieurs mois jusqu’à un an, selon la composition du produit. Par ailleurs, le choix approprié des émulsifiants et des stabilisants est nécessaire pour garantir un produit homogène, sans crémage ni sédimentation pendant toute sa durée de conservation.
Production de lait de soja et de boissons à base de soja
Le lait de soja est fabriqué à partir de graines de soja entières ou de farine de soja non dégraissée. Les graines sèches sont trempées dans l’eau pendant une nuit, ou pendant au moins 3 heures, voire davantage. La durée de trempage dépend fortement de la température de l’eau. Les graines trempées sont ensuite broyées par un procédé de broyage humide. De l’eau est ajoutée pour augmenter la teneur en eau en fonction des besoins du produit final à base de lait de soja. La boisson au soja finale présente généralement une teneur en protéines de 1–4% et un rapport massique eau/soja de 20:1 pour une boisson au soja typique appréciée des consommateurs occidentaux. (Le lait de soja asiatique traditionnel présente un rapport massique eau : soja pouvant atteindre 5:1). La suspension de graines de soja broyées est portée à ébullition afin d’améliorer les propriétés gustatives, la digestibilité et la stabilité microbiologique. Le traitement thermique inactive les inhibiteurs de trypsine du soja, inactive la lipoxygénase pour obtenir une saveur plus douce et pasteurise le lait de soja. Le traitement thermique est appliqué pendant environ 15–20 minutes, puis une filtration permet d’éliminer les résidus insolubles tels que les fibres de pulpe de soja / l’okara. Enfin, la boisson au soja peut être aromatisée artificiellement par l’ajout de sucre, de vanille, de chocolat, de fruits ou d’autres arômes.
Boissons et yaourts au soja
Les graines de soja sont utilisées pour produire divers produits tels que des substituts du lait et des boissons au soja, des jus, des boissons mélangées à base de soja (en particulier en Amérique latine), ainsi que des yaourts au soja. Les boissons et les yaourts à base de soja sont largement consommés comme alternatives aux produits laitiers par les personnes intolérantes au lactose et les véganes, mais les consommateurs choisissent également les produits au soja pour leurs bienfaits pour la santé et leur saveur.
Un lait de soja typique présente approximativement la composition suivante : 3,6% de protéines, 2% de matières grasses, 2,9% de glucides et 0,5% de cendres. Les graines de soja ont une faible teneur en graisses saturées et ne contiennent ni cholestérol ni lactose. De plus, elles sont riches en vitamines et en minéraux, ce qui rend leur consommation très bénéfique pour la santé.
Manothermosonication
La manothermosonication (MTS) est la combinaison synergique des ultrasons avec la chaleur et la pression.
Bibliographie/Références
- 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.