יעילות ואיכות מעולות בייצור חלב אגוזים עם אולטרסאונד

חלב אגוזים ותחליפי חלב צמחיים הם פלח מזון הולך וגדל. לייצור חלב אגוזים ואנלוגים לחלב צמחי, מיצוי קולי והומוגניזציה הראו יתרונות גדולים על פני טכניקות קונבנציונליות. אולטרסאונד בהספק גבוה מגביר את התפוקה, יציבות המוצר, תכולת החומרים המזינים ויעילות העיבוד הכוללת.

תפוקת חלב אגוזים גבוהה יותר עם אולטרסאונד עוצמתי

מיצוי קולי ידוע כשיטה אמינה ויעילה ביותר להגדלת התשואה של שמנים ממקור צמחי, חלבונים, פוליסכרידים ומיקרו-נוטריאנטים. לכן, סוניקציה משמשת לייצור תחליפי חלב צמחיים, למשל עשויים משקדים, קשיו, קוקוס, אגוזי לוז, בוטנים, שומשום, סויה, אגוז נמר, שיבולת שועל, אורז, קנביס, אפונה, פיסטוקים, אגוז מלך, אמרנט או קינואה. חומר הגלם של חלב אגוזים ותחליפי חלב צמחיים אחרים הוא לעתים קרובות יקר ותפוקת מיצוי גבוהה יותר מחומרי גלם אלה מורידה את עלויות הייצור ומשפרת את יעילות הייצור.

כיצד מיצוי קולי מגדיל את התשואה?

עקרון העבודה של מיצוי קולי הוא cavitation אקוסטי. מנגנון המיצוי המתגבר של אולטרסאונד בתדר נמוך ובעוצמה גבוהה מיוחס בעיקר לתופעת הקוויטציה האקוסטית. כאשר בועות קוויטציה קורסות על פני השטח של החומר הבוטני, שחיקה וסונופורציה שוברות את המטריצה של תאי הצמח (כגון אגוזים, זרעים, קטניות ועלים), מה שגורם להרס המבנה התאי ולשחרור חומרים תוך-תאיים כגון חלבונים, שומנים, רב-סוכרים, סיבים, ויטמינים, מינרלים ופיטוכימיקלים. העברת המסה המוגברת מאפשרת שחרור של מולקולות כגון חלבונים, שומנים, פוליסכרידים ופיטו-כימיקלים.
כוחות גזירה הנוצרים באולטרסאונד משפרים את חדירת הממס למטריצה התאית של החומר הבוטני ומשפרים את החדירות של קרומי התא, בהתאמה. (שים לב שהמונח ממס משמש במובן רחב של משמעות וכולל כל נוזל, למשל מים). מנגנונים אלה של אולטרסאונד כוח אחראים להגברת התהליך המשמעותי המושג כאשר אולטרסוניקציה מוחלת על מיצוי מוצרי מזון מחומר גלם בוטני. מכיוון שקוויטציה על-קולית מייצרת כוחות כה עזים, היא מניעה שיבוש וערבוב תאים יעילים ביותר ברמת המאקרו והמיקרו. יתר על כן, חדירת ממסים, המסת תרכובות ביו-אקטיביות והעברת מסה משופרים באופן משמעותי. זה הופך את המיצוי בעזרת אולטרסאונד ליעיל ביותר, וכתוצאה מכך תפוקות תמצית מעולות בזמן תהליך מהיר.

יציבות משופרת של חלב אגוזים עם אולטרסאונד

אולטרסוניקציה בעוצמה גבוהה ובתדר נמוך היא שיטה יעילה ואמינה לשיפור היציבות הפיזית של מתלים, כמו גם את היציבות המיקרוביאלית של מוצרי מזון (למשל, חלב אגוזים ותחליפי חלב אחרים).

שיפור אולטרה-סאונד ביציבות הפיזיקוכימית של חלב אגוזים

אולטרסאונד בהספק גבוה, הנמצא בשימוש נרחב עבור הומוגניזציה ותחליב של מוצרי מזון, הוא טכניקה לא-תרמית יעילה ביותר לייצור מוצרי מזון הומוגניים מאוד ויציבים לטווח ארוך. הומוגניזציה על-קולית מפחיתה את קוטר טיפות השומן לגודל זעיר אחיד ומפזרת חלקיקים מוצקים כגון עמילנים, סוכרים וסיבים באופן שווה. בכך, הומוגניזציה קולית משפרת את הפיזיקוכימיה של חלב אגוזים וחלב צמחי אחר באופן משמעותי, כך שהפרדת פאזה לא רצויה נמנעת.
Lu et al. (2019) חוקר את ההשפעות של ultrasonication בעוצמה גבוהה על חלב קוקוס. טיפול הסוניקציה הפחית את גודל החלקיקים של חלב הקוקוס והפך את פיזור הטיפות והמוצקים במערכת להומוגני. בהשוואה לחלב קוקוס מתחלב מכנית, הטיפול האולטרסוני הראה השפעה משמעותית על אחידות מערכת התחליב (p< 0.05). בנוסף, נצפה כי סוניקציה קידמה את האנקפסולציה של עמילוז לתוך האנזים עמילאז בשכבה הבין-פנים. Iswarin and Permadi (2012) חקרו כיצד אולטרסוניקציה משפיעה על קוטר הטיפות של משקאות חלב מבוססי קוקוס וחקרו שילובים שונים של עוצמה קולית. עיבוד קולי הפחית את קוטר גודל הטיפה והקטנת הגודל גדלה בעוצמת אולטרסאונד גבוהה יותר.

שיפור אולטרה-סאונד ביציבות המיקרוביאלית של חלב אגוזים

אולטרסוניקציה הוכחה כמפחיתה את העומס המיקרוביאלי במוצרי חלב, מיצי פירות ומזונות נוזליים אחרים. לכן, פסטור אולטראסוני אומץ גם בתהליך שימור תחליפי חלב על מנת לשפר את יציבות החיידקים בתחליפי חלב אגוזים ותחליפי חלב צמחיים אחרים.
Iorio et al. (2019) חקרו את ההשבתה העל-קולית של Escherichia coli O157:H7 וליסטריה מונוציטוגנים בחלב שקדים ויכלו להדגים שהפסטור העל-קולי גורם נזק תת-קטלני לפתוגנים, מה שמוביל לחיי מדף ארוכים יותר. לדוגמה, טיפול פסטור קולי הפחית באופן משמעותי את רמת E. coli O157:H7 מ- 5.12 ל- 3.81 log CFU/mL והוריד את קצב הצמיחה (μmax) (מ- 1.19 ל- 0.79 (log CFU/mL) ליום).

תכולת חומרים מזינים גבוהה יותר עם מיצוי חלב אגוזים קולי

מיקרונוטריאנטים כגון ויטמינים, פוליפנולים ונוגדי חמצון ממוקמים בתוך המטריצה התאית של צמחים. כדי לשחרר את המיקרונוטריאנטים האלה ביעילות, נדרשת הפרעה מלאה לתאים וערבוב מיקרו אינטנסיבי בין חומר תאי לממס. כפי שתואר לעיל, מיצוי על-קולי יעיל מאוד בפירוק תאים ובשחרור שומנים, חלבונים, רב-סוכרים, סיבים ופיטוכימיקלים מהמטריצה התאית. מיצוי קולי הוא שיטה יעילה ביותר לבודד את הכמות המלאה של פיטוכימיקלים מצמחים בתהליך מיצוי מהיר. היישום של אולטרסאונד בעוצמה גבוהה מייצר אפקטים קוויטציה חזקים, הפרעות / מערבולות, זרימת נוזל במהירות גבוהה, אשר שוטפים את הפיטוכימיקלים מתוך פנים התא. להיות שיטת מיצוי לא תרמית, השפלה תרמית של אלה micronutrients רגישים נמנע בעת שימוש ultrasonication.

סה"כ תוכן פנולי (מבוטא כמו eq mg Naringenin/g שקדים) קינטיקה עם וללא סוניקציה באמצעות UIP1000hdT. מיצוי קולי הגדיל את התוכן הפנולי הכולל ב -258%.
נתונים הם האמצעים ± SD, n = 3. אולטרסאונד (צהוב) לעומת שקט (כתום).
גרף ומחקר: טביב ואחרים, 2020

יעילות מעולה בייצור חלב אגוזים עם אולטרסאונד

יבולים גבוהים יותר, פרופיל תזונתי משופר ומשך עיבוד קצר יותר הם רק כמה יתרונות כשמדובר ביעילות המעולה של חלב אגוזים קולי ועיבוד משקאות שאינם חלב. צריכת אנרגיה נמוכה, תחזוקה נמוכה ופעולה 24/7 הם גורמים נוספים התורמים ליעילות הכוללת יוצאת הדופן של עיבוד קולי. Hielscher ביצועים גבוהים homogenizers קולי יכול לרוץ 24/7 תחת חובה כבדה לעבד נפחים גבוהים במצב זרימה רציפה. Hielscher מעבדים קוליים יש n יעילות האנרגיה הכוללת יוצאת דופן. חוסן ותחזוקה נמוכה שומרים גם על עלויות תפעול נמוכות.

מה המחקר אומר על עיבוד מזון קולי

"האולטרסאונד הופיע במידה בלתי מותנית בעשור האחרון. זה מצא את היישום שלה בתעשיית מיצי פירות ומשקאות בשל ההשפעות הרצויות רב תכליתי שלה. הטכנולוגיה זולה, פשוטה, אמינה וידידותית לסביבה ויעילה מאוד בשימור מיצים בעלי תכונות איכות משופרות". (Dolas et al., 2019)

“סוניקציה היא טכנולוגיה חדשה שיכולה לשפר את איכות המזון ולהפחית את אובדן החומרים המזינים.” (Cheok et al., 2013)

מעבדי מזון אולטראסוניים לייצור חלב אגוזים תעשייתי

Hielscher Ultrasonics מתכננת, מייצרת ומפיצה מערכת עיבוד מזון קולית בעלת ביצועים גבוהים לייצור תעשייתי מתמשך של חלב אגוזים (כגון קשיו, שקדים, אגוזי לוז, אגוזי מלך, בוטנים, חלב קוקוס), ותחליפי חלב על בסיס צמחי (כגון אורז, סויה, כוסמין, שיבולת שועל, שומשום, זרעי פשתן, אפונה, חלב אגוזי נמר מותסס).
השימוש בעיבוד מזון אולטראסוני מציע יתרונות גדולים בהיותו שיטה לא תרמית, מכנית גרידא, המביאה לשיפור המוצרים הסופיים, מקטינה את זמן העיבוד וידידותית יותר לסביבה.
מערכות עיבוד מזון קוליות Hielscher משמשים עבור יישומים רבים להיות טכנולוגיה בטוחה, אמינה וחסכונית לייצור מזון ומשקאות באיכות גבוהה. התקנה ותפעול של כל המעבדים קוליים Hielscher הוא פשוט: הם דורשים רק מעט מקום, ניתן להתאים בקלות לתוך מתקני עיבוד קיימים.
Hielscher Ultrasonics הוא זמן רב מנוסה ביישום של אולטרסאונד כוח במזון & תעשיית המשקאות, כמו גם ענפי תעשייה רבים אחרים. המעבדים העל-קוליים שלנו מצוידים בסונוטרודים קלים לניקוי (CIP במקום / SIP מעוקר במקום), סונוטרודים ותאי זרימה (החלקים הרטובים). Hielscher Ultrasonics’ מעבדים קוליים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. אמפליטודות גבוהות חשובות, להשיג פיזור חלקיקים הומוגני ולהשבית מיקרובים עמידים יותר (למשל, חיידקים גראם-חיוביים). עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. ניתן להפעיל את כל הסונוטרודים וכורי תאי הזרימה העל-קוליים תחת טמפרטורות ולחצים גבוהים, מה שמאפשר תרמו-מנו-סוניקציה אמינה (סוניקציה בשילוב עם טמפרטורה ולחץ גבוהים) וחילוץ וייצוב יעילים ביותר.
טכנולוגיה חדישה, ביצועים גבוהים ותוכנה מתוחכמת להפוך את Hielscher Ultrasonics’ סוסי עבודה אמינים בקו מיצוי המזון, ההומוגניזציה והפסטור שלך. עם טביעת רגל קטנה ואפשרויות התקנה רב-תכליתיות, ניתן לשלב בקלות אולטרסאונד Hielscher או להתאים רטרו לקווי ייצור קיימים.
אנא צרו איתנו קשר כדי ללמוד עוד על התכונות והיכולת של מערכות המיצוי, ההומוגניזציה והפסטור העל-קוליות שלנו. נשמח לדון איתך בבקשתך!

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: