שיפור יצירת ג׳ל מפירות וירקות באמצעות אולטרסאונד
הסמכת רטבים, מיצים, ריבות ומזונות אחרים באמצעות יצירת ג׳ל היא תהליך נפוץ בייצור מזונות נוזליים. מיצוי אולטרסוני של פקטינים וסוכרים תוך־תאיים טבעיים מפירות וירקות הוא שיטה יעילה ביותר לקידום יצירת ג׳ל במוצרי מזון ללא הוספת סוכרים מזוקקים. כך, הטיפול האולטרסוני לא רק מגדיל את היעילות הכלכלית באמצעות הפחתת עלויות הייצור (מכיוון שאין צורך בסוכר ובתוספי הסמכה), אלא גם מסייע לייצר מזונות בריאים יותר ומופחתי קלוריות.
יצירת ג׳ל והסמכה של מוצרי מזון
הכנת ג׳לים מפירות עשירים בפקטינים היא תהליך מבוסס ונפוץ לייצור מוצרי מזון שונים, ובהם רטבים, מחיות, קטשופ, מיצים, שייקים, ריבות הדרים וריבות. הסמכה ויצירת ג׳ל במזונות כאלה דורשות לעיתים קרובות הוספת כמויות גדולות של סוכר כדי להשיג את דרגת יצירת הג׳ל הרצויה. הצורך בסוכרים מזוקקים נובע בעיקר מכך שהפקטינים והסוכר הטבעי שבפירות ובירקות כלואים במטריצה התאית של תאי הצמח, שם הם נותרים ברובם בלתי מנוצלים.
מכשיר הסוניקציה UIP4000hdT הוא מעבד מזון רב־עוצמה בהספק 4kW לייצור מזון תעשייתי, כגון מיצוי פקטין וחומרי טעם וכן הומוגניזציה.
הפתרון: מיצוי אולטרסוני של פקטינים וסוכרים טבעיים
טיפול אולטרסוני הוא טכנולוגיה מבוססת ונפוצה למיצוי מולקולות פעילות ביולוגית מצמחים, כגון פירות וירקות. לכן, סוניקציה היא טכניקה מוערכת בעיבוד מזון, כגון ייצור מיצים, שייקים, משקאות, רטבים, מחיות, סוגי קטשופ, ממרחי פרי, ריבות וריבות הדרים, שבהם גלי האולטרסאונד מסייעים לשחרר תרכובות טעם, פקטינים וסוכרים (למשל פרוקטוז) מהמטריצה התאית של החומר הצמחי. פירוש הדבר הוא שאולטרסאונד לא רק מקדם יצירת ג׳ל, אלא גם הופך מוצרי מזון לעשירים יותר בטעם ולמתוקים יותר, ללא הוספת חומרי טעם, סוכרים ותוספים אחרים. עם העלייה בביקוש למזונות טבעיים שעברו עיבוד מועט, עיבוד מזון אולטרסוני הוא הטכנולוגיה האידיאלית ליצירת מזונות בריאים ובעלי טעם עז. טיפול אולטרסוני בפקטין שבמזון נמצא כשיטת הכנה יעילה ביותר, אמינה, חסכונית באנרגיה וידידותית לסביבה, במיוחד עבור פקטין בעל דרגת מתוקסילציה נמוכה.
פקטין הוא רכיב מועדף במוצרי מזון דלי סוכר ובריאים בזכות תכונותיו יוצרות הג׳ל. באמצעות הקרנה אולטרסונית של נוזלים על בסיס פירות וירקות, ניתן להימנע מהוספת סוכר מזוקק או להפחיתה במידה ניכרת, שכן פעילות הפקטין מקנה את תכונות יצירת הג׳ל הרצויות ותורמת לתכונות ראולוגיות רצויות של מוצר המזון.
יתרונות נוספים של עיבוד מזון אולטרסוני כוללים השבתת אנזימים כגון פקטין מתילאסטרז, וכן הומוגניזציה (מרקם חלק יותר) ופסטור (יציבות מיקרוביאלית משופרת).
- תהליך עדין
- ללא תוספת סוכר או עם תוספת מופחתת
- טיפול מהיר
- ללא תוספים או עם כמות מופחתת של תוספים
- מוצרי מזון בריאים
- טיפול מכני בלבד
- כדאי מבחינה כלכלית / חסכוני בעלויות
- קל ובטוח לתפעול
- התקנה פשוטה או שילוב במערכת קיימת
- הגדלת קנה מידה ליניארית לחלוטין
- יכולת עיבוד של כל נפח
מיצוי אולטרסוני של פקטין, חומרי טעם וסוכר מהמטריצה התאית הצמחית יושם בהצלחה בפירות הדר, תפוזים, לימונים, מנגו, פסיפלורה, תפוחים, אגסים, אפרסקים, עגבניות ופירות וירקות רבים נוספים.
כיצד להימנע מהרס המבנה המולקולרי של הפקטין
טיפול אולטרסוני יכול לקדם במידה רבה את יצירת הג׳ל במוצרי פירות וירקות המכילים פקטין. עם זאת, סוניקציית יתר, כלומר טיפול אולטרסוני בעוצמה גבוהה מדי או למשך זמן ארוך מדי, עלולה להרוס את המבנה המולקולרי של הפקטין ובכך להפחית את איכות יצירת הג׳ל. Hielscher Ultrasonics מספקת מכשירי סוניקציה מהמתקדמים ביותר, המאפשרים הגדרה מדויקת של תנאי ההפעלה, בקרה וניטור של תהליך מיצוי הפקטין. הגדרות נגישות בקלות, האפשרות להגדיר מראש ולשמור פרמטרים של טיפול וכן שליטה מרחוק באמצעות כל דפדפן אינטרנט מבטיחות שהמוצר שלכם יעבור סוניקציה בתנאים מיטביים. נוסף על כך, נתוני כל ההפעלות האולטרסוניות נרשמים אוטומטית בכרטיס SD מובנה, כך שניתן לנטר ולסקור כל טיפול בנפרד לצורך הבטחת איכות ועמידה בתנאי ייצור נאותים (GMP).
מכשירי הסוניקציה התעשייתיים של Hielscher יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. ניתן להפעיל בקלות וברציפות אמפליטודות של עד 200µm בפעולה של 24/7. לאמפליטודות גבוהות אף יותר, זמינות סונוטרודות אולטרסוניות מותאמות אישית.
הטבלה שלהלן נותנת מושג על כושר העיבוד המשוער של מכשירי הסוניקציה שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
צרו קשר! / שאלו אותנו!
מכשיר מיצוי אולטרסוני UIP4000hdT עם מערך לעבודה בזרימה רציפה למיצוי פקטין.
ספרות / מקורות
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol. 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019):
Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353. - Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong (2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Rahul Seshadri, Jochen Weiss, Greg J Hulbert, John Mount (2003): Ultrasonic processing influences rheological and optical properties of high-methoxyl pectin dispersions. Food Hydrocolloids, Volume 17, Issue 2, 2003. 191-197.
- Chan Y.T., Tan M.C., Chin N.L. (2018): Effect of partial sugar replacement with ultrasonically treated citrus pectin on aeration and rheological properties of batter. Journal of Food Processing and Preservation, Volume 42, Issue 12, 2018.
- Wen-Yi Qiu, Wu-Dan Cai, Meng Wang, Jing-Kun Yan (2019): Effect of ultrasonic intensity on the conformational changes in citrus pectin under ultrasonic processing. Food Chemistry, Volume 297, 2019.
עובדות שכדאי לדעת
פקטינים במוצרי מזון
פקטין הוא רב־סוכר המצוי בדופן התא של מרבית הירקות והפירות. פקטינים ידועים בתכונותיהם הבולטות ליצירת ג׳ל ולהסמכה, שבזכותן הם תוסף נפוץ בתעשיית המזון. נוסף על כך, פקטינים ידועים בתכונותיהם המועילות לבריאות.
ייצור ג׳לים מפירות או מירקות המכילים כמות גדולה של פקטין אינו מאתגר במיוחד. הוספת סוכר מקדמת יצירת ג׳ל באמצעות פקטין בעל דרגת מתוקסילציה נמוכה (LM). עם זאת, השימוש בפקטין בעל דרגת מתוקסילציה נמוכה (LM) דורש בדרך כלל כמויות גדולות של סוכר מוסף (כ־50 wt%). לכן, פקטינים בעלי דרגת מתוקסילציה נמוכה (LM) בשילוב כמויות גדולות מאוד של סוכרים מוספים רלוונטיים רק לקינוחים, לריבות ולריבות הדרים.
למשל, האנזימים פוליגלקטורונאזות, פקטין ליאז ופקטין מתילאסטרז (PME) משתייכים לקבוצת האנזימים הפקטינוליטיים, או הפקטינאזות, המבצעים הידרוליזה של הקשרים הגליקוזידיים בחומרים פקטיניים. טיפול אולטרסוני משמש להשבתת אנזימים כגון פקטינאזות כדי לקבל מוצרי מזון יציבים יותר. קראו עוד על השבתת אנזימים באמצעות אולטרסאונד!
