הומוגניזציה של מיצים ושייקים באמצעות אולטרסאונד רב־עוצמה

מיצים, שייקים ומשקאות דורשים הומוגניזציה אמינה ויעילה כדי לספק טעם ומרקם רצויים וכן יציבות לאורך זמן. הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי כוחות גזירה גבוהים נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית המזון והמשקאות לייצור מיצים, משקאות, מחיות ורטבים באיכות מעולה. כטיפול שאינו תרמי, הומוגניזציה אולטרסונית בכוחות גזירה גבוהים מונעת פירוק של ויטמינים ותרכובות פעילות ביולוגית עקב חום, ובמקביל מספקת יציבות וחלקות יוצאות דופן.

הומוגניזציה אולטרסונית בכוחות גזירה גבוהים של מיצים, שייקים ומשקאות

שיפור היציבות באמצעות אולטרסאונד – מניעת הפרדת פאזות ושקיעה: ציפת הפירות והירקות מפורקת לחלקיקים קטנים, וכך מושגת יציבות גבוהה, נמנעת שקיעה ומתקבל מרקם חלק.
שינוי הצמיגות והמרקם של המיץ באמצעות אולטרסאונד: פירות וירקות כגון תפוחים, גזרים, תפוזים, אשכוליות, לימונים ועגבניות עשירים בפקטינים. פקטינים הם רב־סוכרים המשמשים כמייצבים טבעיים. הומוגנייזרים אולטרסוניים ממצים את הפקטינים מהמטריצה התאית ומשחררים אותם למיץ, ובכך מגבירים את הצמיגות והיציבות. לכן, הומוגנייזרים אולטרסוניים מתאימים מאוד לניצול מייצבים טבעיים כגון פקטינים.
שיפור פרופיל רכיבי התזונה הצמחיים באמצעות מיצוי אולטרסוני: הומוגנייזרים אולטרסוניים מפרקים מטריצות תאיות ומקדמים את שחרורן של מולקולות כלואות, כגון ויטמינים, נוגדי חמצון, פוליפנולים ופלבונואידים, אל מוצר המיץ. כתוצאה מכך, רכיבי התזונה הצמחיים נעשים זמינים ונגישים יותר מבחינה ביולוגית בעת צריכתם.
העצמת פרופיל הטעם באמצעות סוניקציה: הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי כוחות גזירה גבוהים משחררים לא רק פקטינים, אלא גם מולקולות טעם, שמנים אתריים, סוכרים טבעיים ורכיבי תזונה צמחיים. (לשיפור פרופיל רכיבי התזונה באמצעות אולטרסאונד, ראו את חקר המקרה להלן). מיצוי אולטרסוני משחרר מהמטריצה התאית מולקולות פעילות ביולוגית, כגון תרכובות טעם וויטמינים, ובכך הופך אותן לזמינות לפקעיות הטעם של הצרכן.
העצמת פרופיל הצבע באמצעות סוניקציה: גם פיגמנטים צמחיים מצויים במטריצה התאית של הצמח. הומוגנייזרים אולטרסוניים משחררים פיגמנטים צמחיים כגון קרוטנואידים, כלורופיל, בטלאנינים ואנתוציאנינים ומקטינים את גודל חלקיקיהם. חלקיקי הפיגמנט הקטנים יותר מפזרים אור טוב יותר מחלקיקים גדולים יותר, ובכך מעצימים את צבע המיץ, המחית או הרוטב.

הומוגניזציה אולטרסונית של מיצים – יתרונות רבים

הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי כוחות גזירה גבוהים הם אמינים ויעילים לערבוב משקאות כגון מיצי פירות, נקטרים, מיצי ירקות, שייקים, לימונדות מועשרות בפירות, משקאות חלב בטעמים, שייקי חלבון, משקאות עם רכיבים מוחדרים ועוד.
במיצוי ובסחיטה של מיץ, סוניקציה יכולה להגדיל את תפוקת המיץ. לדוגמה, טיפול אולטרסוני הגדיל את תפוקת מיץ הענבים בשיעור של עד 3.4 %, תוך קיצור משך הטיפול פי שלושה. סוניקציה בשילוב טיפול אנזימטי הגדילה גם היא את תפוקת המיץ בשיעור של עד 2 % וקיצרה את משך הטיפול ביותר מפי ארבעה בהשוואה לטיפול אנזימטי מסורתי. יישום עוקב של אולטרסאונד וטיפול אנזימטי הגדיל את תפוקת המיץ בשיעור של עד 7.3 %. בדומה לכך, במיץ אננס, סוניקציה לבדה הגדילה את תפוקת המיצוי של מיץ מעיסת אננס ב-10.8 %. הטיפול האולטרסוני הגדיל גם את תכולת הסוכרים, כלל החומצות, התרכובות הפנוליות וויטמין C. (ראו Baslar et al. 2015)
ייצור משקאות כגון מיצים, לימונדות מועשרות במיץ ומשקאות אחרים דורש הומוגניזציה ותחלוב אמינים להשגת יציבות, טעם ומרקם משופרים, מראה מושך ותכונות תפקודיות משופרות. לדוגמה, הומוגניזציה אולטרסונית מספקת יציבות יוצאת דופן, מונעת הפרדת פאזות ומשפרת את הטעם והמרקם של מיצים, שייקים וכן משקאות על בסיס חלב וחלבון. נוסף על כך, הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי כוחות גזירה גבוהים מתחלבים בקלות רכיבים שונים ליצירת תחליבים צלולים. יישום נפוץ של תחלוב אולטרסוני הוא הכנת מים ומשקאות מועשרים בקנאביס. ניתן להחדיר קנבינואידים יציבים (למשל CBD, CBG, THC) למשקאות מים צלולים ולמשקאות אחרים באמצעות אולטרסאונד. כדי לקבל תחליבים צלולים בעלי זמינות ביולוגית גבוהה של התרכובות הפעילות, יש לתחלב את התרכובות הפעילות ביולוגית לגודל ננומטרי. תחלוב אולטרסוני הוא הטכניקה העדיפה לייצור ננו-תחליבים בעלי מראה צלול, יציבות יוצאת דופן, זמינות ביולוגית ותכונות תפקודיות. לפיכך, ננו-תחלוב אולטרסוני מיושם באופן נרחב בייצור תרופות ותוספי תזונה (למשל טינקטורות CBD וכו׳).
במקביל, הומוגנייזרים אולטרסוניים ממצים מולקולות טעם, תרכובות פעילות ביולוגית ורכיבי תזונה צמחיים, ובכך מגבירים את זמינותם הביולוגית ואת נגישותם לספיגה. הומוגנייזרים אולטרסוניים גם ממיסים סוכרים, סירופים או ממתיקים, ומפזרים ומבצעים הידרציה של גומי צמחי, עמילנים ותוספים אחרים ליצירת תרחיפים יציבים לאורך זמן. יחידה אולטרסונית אחת של Hielscher מאפשרת לבצע בייצור המיצים והמשקאות שלכם את המשימות השונות של הומוגניזציה, ננו-תחלוב, מיצוי, פיזור, המסה, הידרציה וערבוב.

השפעת סוניקציה באמצעות UP400S במשרעת של 100μm על המיקרו-מבנה של מיץ תפוחים.
מחקר ותמונה: Ertugay & Baslar, 2014

מקרה בוחן: שיפור פרופיל רכיבי התזונה במיץ תפוזים שעבר סוניקציה

הומוגניזציה אולטרסונית בכוחות גזירה גבוהים היא שיטה לא תרמית לשימור ולעיבוד מזון, שיתרונה הוא שיפור הייצוב והשבתת מיקרואורגניזמים במיצי פירות בלי לגרום לתופעות הלוואי הבלתי רצויות הנפוצות הקשורות לטיפולים תרמיים קונבנציונליים. Guerrouj ועמיתיו (2016) חקרו את השפעות הסוניקציה על התכולה הכוללת של תרכובות פנוליות ופלבונואידים וכן על קרוטנואידים וחומצה אסקורבית (ויטמין C) במיץ תפוזים באמצעות הומוגנייזר UP200S של Hielscher Ultrasonics. הם מצאו עלייה משמעותית בתכולת התרכובות הפנוליות הכוללת בדגימות מיץ התפוזים שעברו סוניקציה בהשוואה לביקורת (ראו טבלה להלן). עלייה זו הייתה מ-42.74 עד ל-69.45mg GAE/100 ml בטיפול אולטרסוני שנמשך 30 min. תוצאות אלה מראות עלייה משמעותית בתכולת התרכובות הפנוליות בעקבות טיפול בסוניקציה.
גם התוצאות של פעילות לכידת הרדיקלים החופשיים מסוג DPPH במיץ התפוזים מוצגות בטבלה להלן. דגימות שעברו סוניקציה הראו עלייה משמעותית באחוז עיכוב ה-DPPH בהשוואה לביקורת, המעידה על רמה גבוהה יותר של נוגדי חמצון. אחוז עיכוב ה-DPPH היה 37.48%, 35.70%, 34.70% ו-35.21% בדגימות שעברו סוניקציה במשך 1, 10, 20 ו-30 min, בהתאמה, בהשוואה לדגימות הביקורת (21.67%). ממצאים אלה תואמים לתוצאות שנמצאו במיץ ליים קסטורי שעבר סוניקציה (Bhat et al., 2011). תוצאות אלה מצביעות על כך שטיפול בסוניקציה משפר את יכולת המיצוי של תרכובות נוגדות חמצון.
החוקרים מסיקים כי הטיפול האולטרסוני במיץ התפוזים הביא לעלייה כללית בתכולת התרכובות הפעילות ביולוגית, כגון כלל התרכובות הפנוליות, פלבונואידים, קרוטנואידים, אנתוציאנינים וחומצה אסקורבית, לצד ירידה משמעותית בספירות המיקרוביאליות.

גשושיות אולטרסוניות ותאי זרימה להומוגניזציה של מיצים

Hielscher Ultrasonics היא יצרנית בעלת ניסיון רב שנים של הומוגנייזרים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים, המשמשים ברחבי העולם בייצור תעשייתי של מיצי פירות וירקות, נקטרים, שייקים ומשקאות חלבון, וכן להכנת מחיות ורטבים. הומוגניזציה אמינה ויעילה של מיצי פירות, משקאות ומוצרי מזון היא יישום תובעני הדורש גשושיות אולטרסוניות בהספק גבוה, המייצרות אמפליטודות קבועות ומספקות גזירה מספקת לקבלת מוצרי מזון ומשקאות הומוגניים. כל המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מתוכננים ומיוצרים להפעלה 24/7 בעומס מלא. מעבדים אולטרסוניים זמינים החל ממכשירים אולטרסוניים מעבדתיים קומפקטיים בהספק של 50 watts ועד למערכות אולטרסוניות עוצמתיות לעיבוד בקו הייצור בהספק של 16,000 watts. מגוון רחב של קרני הגברה, סונוטרודות ותאי זרימה מאפשר התאמה פרטנית של תצורת הומוגנייזר אולטרסוני בכוחות גזירה גבוהים לחומר הגלם (למשל פירות, ירקות, רכיבים אחרים וכו') ולתכונות הרצויות של המוצר הסופי.
Hielscher Ultrasonics מייצרת גשושיות אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים, שניתן לכוונן באופן ייעודי כדי לספק את מלוא טווח האמפליטודות, ממתונות מאוד ועד גבוהות מאוד. אם יישום ההומוגניזציה שלכם דורש מפרט חריג (למשל שילוב עם לחצים מוגברים ו/או טמפרטורות מוגברות), זמינות סונוטרודות אולטרסוניות המותאמות אישית. העמידות של הציוד האולטרסוני של Hielscher מאפשרת הפעלה 24/7 בעומס עבודה כבד ובסביבות תובעניות.

הומוגניזציה אולטרסונית של מיצים בעיבוד באצוות ובקו הייצור

ניתן להשתמש בהומוגנייזרים האולטרסוניים של Hielscher בעלי כוחות גזירה גבוהים לסוניקציה במנות ובזרימה רציפה בקו התהליך. בהתאם לנפח המשקה ולמהירות העיבוד, נמליץ לכם על המערך האולטרסוני המתאים ביותר.
הזנה של זרמים מרובים, שניתן לווסת את כמויותיהם באופן בלתי תלוי במערכת ההומוגנייזר האולטרסוני הרציף, הופכת את ההומוגניזציה בקו התהליך באמצעות טיפול אולטרסוני בעל כוחות גזירה גבוהים ליעילה ביותר מבחינת זמן ועבודה, לנוחה ולמסוגלת לעבד נפחים תעשייתיים של מיצים ומשקאות.

גשושיות אולטרסוניות ותאי זרימה לכל נפח

מגוון המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את מלוא קשת המעבדים האולטרסוניים, החל ממכשירים אולטרסוניים מעבדתיים קומפקטיים, דרך מערכות שולחניות ומערכות פיילוט ועד למעבדים אולטרסוניים תעשייתיים לחלוטין, בעלי יכולת לעבד מטעני משאיות בשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לכם את הציוד האולטרסוני המתאים ביותר למשקה או למוצר המזון שלכם, לתפוקת העיבוד המתוכננת וליעדי הייצור.

אמפליטודות הניתנות לשליטה מדויקת להשגת תוצאות מיטביות

כל ההומוגנייזרים האולטרסוניים של Hielscher ניתנים לשליטה מדויקת, ולכן הם כלי עבודה אמינים. האמפליטודה היא אחד מפרמטרי התהליך המכריעים המשפיעים על היעילות והאפקטיביות של השפעות סונומכניות כגון הומוגניזציה, תחלוב, מיצוי, הידרציה, המסה ושימור. כל המעבדים של Hielscher Ultrasonics מאפשרים לקבוע את האמפליטודה במדויק. סונוטרודות וקרני הגברה הן אביזרים המאפשרים לשנות את האמפליטודה בטווח רחב עוד יותר. ההומוגנייזרים האולטרסוניים התעשייתיים של Hielscher בעלי כוחות גזירה גבוהים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד ואת העוצמה האולטרסונית הנדרשת ליישומים תובעניים. ניתן להפעילם בקלות וברציפות באמפליטודות של עד 200µm בהפעלה של 24/7.
הגדרות אמפליטודה מדויקות וניטור מתמיד של פרמטרי התהליך האולטרסוני באמצעות תוכנה חכמה מאפשרים לכם לעבד את המיץ, המשקה או מוצר המזון שלכם בתנאים מיטביים. סוניקציה מיטבית להומוגניזציה היעילה ביותר של מיצים!

מכשירי הסוניקציה של Hielscher נמצאים בשימוש נרחב להומוגניזציה של משקאות כגון

• מיצים
• שייקים
• מחיות פירות וירקות
• משקאות חלב עם פירות
• משקאות קומבוצ'ה

עמידותם של מכשירי הסוניקציה של Hielscher מאפשרת הפעלה של 24/7 בעומס עבודה כבד ובסביבות תובעניות. תכונה זו הופכת את מכשירי הסוניקציה של Hielscher לכלי עבודה אמינים העומדים בדרישות ייצור המזון והמשקאות שלכם.

האיכות הגבוהה ביותר – תכנון וייצור בגרמניה

כעסק בבעלות ובניהול משפחתיים, Hielscher מעניקה עדיפות לתקני האיכות הגבוהים ביותר עבור המעבדים האולטרסוניים שלה. כל המכשירים האולטרסוניים מתוכננים, מיוצרים ונבדקים ביסודיות במטה שלנו בטלטו שליד ברלין, גרמניה. העמידות והאמינות של הציוד האולטרסוני של Hielscher הופכות אותו לכלי עבודה איתן במערך הייצור שלכם. הפעלה של 24/7 בעומס מלא ובסביבות תובעניות היא מאפיין טבעי של ההומוגנייזרים האולטרסוניים של Hielscher בעלי כוחות גזירה גבוהים.

הטבלה שלהלן מספקת לכם הערכה של תפוקת העיבוד המשוערת של המכשירים האולטרסוניים שלנו: