הומוגניזציה אולטרסונית של חלב סויה
- האתגרים בייצור חלב סויה טמונים בייצור משקה טעים על בסיס סויה, בעל איכות תזונתית גבוהה, בתנאי תהליך בעלי יעילות גבוהה.
- הומוגניזציה ופסטור אולטרסוניים מציעים את היתרונות של חלב סויה בריא בעל ערכים תזונתיים גבוהים ויציבות בחיי המדף, וכן יציבות מכנית ומיקרוביולוגית גבוהה.
ייצור חלב סויה בסיוע אולטרסאונד
הטיפול האולטרסוני בבסיס סויה ובחלב סויה משנה תכונות פיזיקוכימיות (שינויים מקרומולקולריים, השבתת אנזימים), יוצר הומוגניזציה אחידה בגודל חלקיקים קטן ומשפר את המאפיינים הראולוגיים. תחלוב אולטרסוני מניב חלב צמחי יציב בפני עצמו, ואילו שימור אולטרסוני והשבתת מיקרואורגניזמים מבטיחים יציבות מיקרוביאלית. לצד השיפורים בערכים התזונתיים, ביציבות ובטעם, סוניקציה מצטיינת ביעילותה מבחינת אנרגיה וזמן. בהשוואה לשיטות קונבנציונליות, הטיפול האולטרסוני צורך פחות אנרגיה ויעיל יותר מבחינת זמן.
הומוגנייזרים אולטרסוניים מכסים את מלוא קיבולת הייצור של חלב סויה, משפרים את השימור ומאפשרים גמישות תפקודית בקו הייצור. ניתן להתאים בקלות הומוגנייזרים אולטרסוניים המותקנים בקו הייצור ליעדי הייצור, וכך לייצר פרופילי טעם שונים (למשל, עם טעם פולי סויה או בלעדיו) ומוצרים בעלי תפקודיות שונה, באמצעות שינוי פשוט של פרמטרי התהליך.
סוניקציה יעילה ביותר להומוגניזציה ולשימור של חלב סויה
טעמי סויה והשפעת האולטרסאונד
עיבוד אולטרסוני מאפשר להשפיע על טעמו של בסיס הסויה: ניתן לייצר מוצרי חלב סויה בעלי טעם עז של פולי סויה, המושך את קהל היעד האסייתי, בעוד שצרכנים מערביים מעדיפים טעם מעודן ללא טעם פולי סויה. באמצעות התאמת פרמטרי התהליך האולטרסוני (משרעת, זמן סוניקציה, טמפרטורה, לחץ), ניתן לקבל פרופיל טעם עז או עדין. משמעות הדבר היא שאפשר להשתמש באותה מערכת אולטרסונית כדי להפיק באופן בררני פרופילי טעם שונים של סויה, במטרה לייצר סוגי מוצרים שונים שיתאימו לשוקי יעד שונים.
השבתת אנזימים באמצעות אולטרסאונד
הטעם העז של פולי הסויה קשור בעיקר לפעילות האנזים ליפוקסיגנאז (LOX). השבתת אנזים זה, LOX, היא אחת המטרות המרכזיות של מערכות עיבוד מודרניות.
מנותרמוסוניקציה (MTS) – סוניקציה בתנאי לחץ וטמפרטורה מוגברים – היא שיטה מוכחת להשבתת האנזים ליפוקסיגנאז (LOX). פעילות ליפוקסיגנאז גורמת לחמצון חומצות שומן ופיגמנטים. גלי אולטרסאונד עזים גורמים להשבתה או לדנטורציה של אנזימים כגון ליפוקסיגנאז, פראוקסידאז ופוליפנול אוקסידאז.
MTS הוכחה ככלי יעיל להשבתת כמה אנזימים נוספים, כגון ליפוקסיגנאז, פראוקסידאז, וכן פרוטאזות וליפאזות מחיידקים פסיכרופיליים. (Kuldiloke 2002: 2)
יתרונות ייצור חלב סויה באמצעות אולטרסאונד
- תפוקת מיצוי גבוהה
- טעם נעים
- יציבות מכנית
- יציבות מיקרוביולוגית / שימור
- השבתת אנזימים
- יעילות אנרגטית
יציבות מיקרוביולוגית באמצעות שימור אולטרסוני
אולטרסאונד לבדו או בשילוב עם חום (תרמוסוניקציה), לחץ (מנוסוניקציה) או חום ולחץ גם יחד (מנותרמוסוניקציה) מוכר כשיטה יעילה להשבתת אנזימים שונים במזון, כגון ליפוקסיגנאז, פראוקסידאז ופוליפנול אוקסידאז, וכן ליפאז ופרוטאז עמידים לחום. גלי אולטרסאונד רבי עוצמה הורסים מיקרואורגניזמים, ובכך גורמים להשבתה מיקרוביאלית ובהתאם ליציבות מיקרוביאלית של המוצר. השבתת מיקרואורגניזמים פתוגניים ומיקרואורגניזמים הגורמים לקלקול, או השבתת אנזימים באמצעות סוניקציה, נגרמת בעיקר מהשפעות פיזיקליות (קוויטציה, כוחות מכניים) ו/או כימיות.
מיצוי ובידוד של חלבון סויה באמצעות אולטרסאונד
יישום אולטרסאונד רב עוצמה על חלבון סויה מבודד (SPI) ועל רכז חלבון סויה (SPC) מאפשר שינוי ממוקד של חלבון הסויה לקבלת תוסף מזון בעל פונקציונליות גבוהה. תפיסות מוצר חדשות ומגוונות כוללות שימוש בחלבוני סויה כבסיס, ועיבוד בסיוע אולטרסאונד מאפשר ייצור תעשייתי של מוצרים באיכות מעולה, כגון שייקים טבעוניים ללא מוצרי חלב, תחליפי גבינה, מרקים על בסיס שמנת סויה, ממרחים ורטבים במרקם קרמי.
סוניקציה באמצעות מכשיר אולטרסוני רב עוצמה (למשל UIP2000hdT) גורמת לשינויים משמעותיים במוליכות, מגבירה את המסיסות של רכזי חלבון סויה, מגדילה באופן משמעותי את שטח הפנים הסגולי, החשוב למרקמי מזון, ומעלה את ערכי מדד פעילות האמולסיה (EAI). הקוטר הממוצע המשוקלל לפי מסה D והקוטר הממוצע לפי יחס נפח–שטח פנים D קטנים באופן משמעותי בחלבון סויה מבודד (SPI) וברכז חלבון סויה (SPC).
בהשוואה לטיפולים קונבנציונליים בחלבון סויה, סוניקציה צורכת פחות אנרגיה ויעילה משמעותית יותר מבחינת זמן.
ריאקטורי זרימה אולטרסוניים יעילים מאוד למיצוי ולהומוגניזציה, למשל בעיבוד חלב סויה,
הומוגנייזרים אולטרסוניים לחלב סויה ולתחליפי חלב מהצומח
מעבדי המזון של Hielscher Ultrasonics הם רב־תכליתיים וניתן להתקינם בקלות או לשלבם בשדרוג של קווי ייצור קיימים. הספק גבוה, אמינות ועמידות הופכים את מכשירי הסוניקציה של Hielscher ל"סוס העבודה" בייצור בסיס סויה. הסונוטרודות עשויות טיטניום, ואילו הריאקטורים האולטרסוניים ושאר החלקים הבאים במגע עם הנוזל עשויים פלדת אל־חלד המתאימה למגע עם מזון, וניתן לציידם במחברים סניטריים. כך מתאפשר עיבוד בטוח ואמין של מוצרי מזון ומשקאות.
- יעילות גבוהה
- טכנולוגיה מהמתקדמות ביותר
- אמינות ועמידות
- בקרת תהליך מדויקת הניתנת לכוונון
- עיבוד באצוות ובקו הייצור
- לכל נפח
- תוכנה חכמה
- תכונות חכמות (למשל, אפשרות לתכנות, רישום נתונים, שליטה מרחוק)
- הפעלה קלה ובטוחה
- צורך מועט בתחזוקה
- CIP (ניקוי במקום)
תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה
המכשירים האולטרסוניים של Hielscher ידועים בסטנדרטים הגבוהים ביותר של איכות ותכנון. עמידות וקלות תפעול מאפשרות שילוב חלק של המכשירים האולטרסוניים שלנו במתקנים תעשייתיים. המכשירים האולטרסוניים של Hielscher מתמודדים בקלות עם תנאים קשים וסביבות תובעניות.
Hielscher Ultrasonics היא חברה בעלת הסמכת ISO, והיא שמה דגש מיוחד על מכשירים אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים, המשלבים טכנולוגיה מהמתקדמות ביותר וידידותיות למשתמש. כמובן, המכשירים האולטרסוניים של Hielscher תואמים לדרישות CE ועומדים בדרישות UL, CSA ו־RoHs.
הטבלה שלהלן מספקת אומדן לכושר העיבוד המשוער של המכשירים האולטרסוניים שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 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 |
| 15 עד 150L | 3 עד 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של מכשירי UIP16000 |
מעבד מזון אולטרסוני UIP16000 לייצור תעשייתי של תחליפי חלב מהצומח.
עובדות שכדאי לדעת
חלב סויה
חלב סויה הוא תחליף חלב מן הצומח, המיוצר באמצעות מיצוי של פולי סויה שלמים במים. חלב סויה הוא תחליב של מים ושומנים שמקורם בסויה, המכיל חלבונים ופחמימות המסיסים במים. בשיטה המסורתית הישנה להכנת חלב סויה, פולי הסויה הושרו, נטחנו, סוננו ובושלו. חלב סויה שהוכן כך מתאפיין בחיי מדף קצרים בלבד. עם זאת, הצרכנים כיום ואורח החיים המודרני דורשים מוצרים בעלי חיי מדף ארוכים יותר, שנותרים בטוחים ויציבים לאורך כל תקופת האחסון. לייצור חלב סויה ומשקאות כאלה, השימוש בטכנולוגיית UHT הוא בחירה מתבקשת. באמצעותה ניתן להשיג חיי מדף של כמה חודשים ועד שנה, בהתאם להרכב המוצר. נוסף על כך, בחירה נכונה של חומרים מתחלבים ומייצבים נחוצה כדי להבטיח מוצר הומוגני ללא עליית שומן לפני השטח וללא שקיעה לאורך כל חיי המדף.
ייצור חלב סויה ומשקאות על בסיס סויה
חלב סויה מיוצר מפולי סויה שלמים או מקמח סויה בעל תכולת שומן מלאה. הפולים היבשים מושרים במים למשך הלילה או למשך 3 שעות לפחות, ואף יותר. משך ההשריה תלוי במידה רבה בטמפרטורת המים. לאחר מכן, הפולים המושרים נטחנים בתהליך של טחינה רטובה. מוסיפים מים כדי להעלות את תכולת המים בהתאם לנדרש במוצר חלב הסויה הסופי. משקה הסויה הסופי מתאפיין בדרך כלל בתכולת חלבון של 1–4% וביחס משקלי בין מים לפולי סויה של 20:1 במשקה סויה טיפוסי המותאם לטעמם של הצרכנים המערביים. (בחלב סויה אסייתי מסורתי, היחס המשקלי בין מים לפולי סויה מגיע עד כדי 5:1). התרחיף של פולי הסויה הטחונים מורתח כדי לשפר את מאפייני הטעם, את העיכול ואת היציבות המיקרוביאלית. הטיפול בחום משבית את מעכבי הטריפסין שבפולי הסויה, משבית את הליפוקסיגנאז לקבלת טעם עדין יותר ומפסטר את חלב הסויה. הטיפול בחום נמשך כ־15–20 דקות, ולאחריו מתבצע סינון להסרת שאריות בלתי מסיסות, כגון סיבי ציפת סויה / אוקרה. לבסוף, ניתן להעניק למשקה הסויה טעם באופן מלאכותי באמצעות הוספת סוכר, וניל, שוקולד, פירות או חומרי טעם אחרים.
משקאות סויה ויוגורט
פולי סויה משמשים לייצור מוצרים שונים, כגון תחליפי חלב ומשקאות סויה, מיץ, משקאות מעורבים על בסיס סויה (במיוחד באמריקה הלטינית) וכן יוגורט סויה. משקאות ויוגורטים על בסיס סויה נצרכים בהיקף נרחב כתחליף למוצרי חלב בקרב אנשים עם אי־סבילות ללקטוז וטבעונים, אך צרכנים בוחרים במוצרי סויה גם בזכות יתרונותיהם הבריאותיים וטעמם.
חלב סויה טיפוסי מתאפיין בהרכב הבא בקירוב: 3.6% חלבון, 2% שומן, 2.9% פחמימות ו־0.5% אפר. פולי סויה מכילים כמות קטנה של שומנים רוויים, והם נטולי כולסטרול ולקטוז. נוסף על כך, הם מכילים כמות גדולה של ויטמינים ומינרלים, ההופכת את צריכתם למועילה מאוד לבריאות.
מנותרמוסוניקציה
מנותרמוסוניקציה (MTS) היא שילוב סינרגטי של אולטרסאונד עם חום ולחץ.
ספרות ומקורות
- 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.