Poboljšano geliranje voća i povrća ultrazvukom
Zgušnjavanje umaka, sokova, džemova i drugih namirnica geliranjem uobičajen je postupak u proizvodnji tekuće hrane. Ultrazvučna ekstrakcija pektina i prirodnih unutarstaničnih šećera iz voća i povrća vrlo je učinkovita metoda za poticanje geliranja prehrambenih proizvoda bez dodavanja rafiniranih šećera. Time ultrazvučna obrada ne samo da povećava ekonomsku učinkovitost smanjenjem troškova proizvodnje (jer šećer i dodaci za zgušnjavanje nisu potrebni), nego i pomaže u proizvodnji zdravijih namirnica smanjene kalorijske vrijednosti.
Geliranje i zgušnjavanje prehrambenih proizvoda
Priprema gelova od voća bogatog pektinima široko je prihvaćen postupak za proizvodnju različitih prehrambenih proizvoda, uključujući umake, piree, kečap, sokove, smoothieje, marmelade i džemove. Zgušnjavanje i geliranje takvih namirnica često zahtijeva dodavanje velikih količina šećera kako bi se postigao željeni stupanj geliranja. Rafinirane šećere uglavnom je potrebno dodavati zato što su pektini i prirodni šećer u voću i povrću zarobljeni u staničnoj matrici biljnih stanica, gdje ostaju uglavnom neiskorišteni.
Ultrazvučni uređaj UIP4000hdT snažan je uređaj za obradu hrane snage 4kW za industrijsku proizvodnju hrane, primjerice za ekstrakciju pektina i aroma te homogenizaciju.
Rješenje: ultrazvučna ekstrakcija pektina i prirodnih šećera
Ultrazvučna obrada dobro je uhodana i široko primjenjivana tehnologija za ekstrakciju bioaktivnih molekula iz biljaka, primjerice voća i povrća. Stoga je sonikacija cijenjena tehnika u obradi hrane, primjerice u proizvodnji sokova, smoothieja, napitaka, umaka, pirea, kečapa, voćnih namaza, džemova i marmelada, gdje ultrazvučni valovi pomažu u oslobađanju aromatskih spojeva, pektina i šećera (npr. fruktoze) iz stanične matrice biljnog materijala. To znači da ultrazvuk ne samo da potiče geliranje, nego i čini prehrambene proizvode aromatičnijima i slađima bez dodavanja aroma, šećera i drugih dodataka. Uz rastuću potražnju za prirodnim, minimalno obrađenim namirnicama, ultrazvučna obrada hrane idealna je tehnologija za stvaranje zdravih namirnica intenzivne arome. Pokazalo se da je ultrazvučna obrada pektina u hrani vrlo učinkovita, pouzdana, energetski štedljiva i ekološki prihvatljiva strategija pripreme, osobito za pektin niskog stupnja metoksilacije.
Pektin je omiljen sastojak zdravih prehrambenih proizvoda i proizvoda s niskim udjelom šećera zbog svojih svojstava stvaranja gela. Primjenom ultrazvučnog zračenja na tekućine na bazi voća i povrća dodavanje rafiniranog šećera može se izbjeći ili znatno smanjiti jer funkcionalnost pektina osigurava željena svojstva geliranja i pridonosi povoljnim reološkim svojstvima prehrambenog proizvoda.
Dodatne prednosti ultrazvučne obrade hrane uključuju inaktivaciju enzima kao što je pektin-metilesteraza te homogenizaciju (glađa tekstura) i pasterizaciju (poboljšana mikrobiološka stabilnost).
- Blag postupak
- Bez dodavanja šećera ili uz manje dodanog šećera
- Brza obrada
- Bez dodataka ili uz manje dodataka
- Zdravi prehrambeni proizvodi
- Isključivo mehanička obrada
- Ekonomski povoljno / troškovno učinkovito
- Jednostavno i sigurno rukovanje
- Jednostavna ugradnja ili naknadna ugradnja
- Potpuno linearno povećanje na veće proizvodno mjerilo
- Mogućnost obrade bilo kojeg volumena
Ultrazvučna ekstrakcija pektina, aroma i šećera iz biljne stanične matrice uspješno se primjenjuje na agrume, naranče, limune, mango, marakuju, jabuke, kruške, breskve, rajčice i mnoge druge vrste voća i povrća.
Kako izbjeći uništavanje molekularne strukture pektina
Ultrazvučna obrada može snažno potaknuti stvaranje gela u proizvodima od voća i povrća koji sadržavaju pektin. Međutim, prekomjerna sonikacija, odnosno ultrazvučna obrada prevelikog intenziteta ili predugog trajanja, može uništiti molekularnu strukturu pektina i time smanjiti kvalitetu geliranja. Hielscher Ultrasonics isporučuje najsuvremenije ultrazvučne uređaje koji omogućuju precizno postavljanje radnih parametara te upravljanje i praćenje postupka ekstrakcije pektina. Lako dostupne postavke, mogućnost prethodnog postavljanja i spremanja parametara obrade te daljinsko upravljanje putem bilo kojeg internetskog preglednika osiguravaju sonikaciju vašeg proizvoda u optimalnim uvjetima. Nadalje, podaci svih ciklusa ultrazvučne obrade automatski se bilježe na ugrađenu SD karticu, tako da se svaka pojedinačna obrada može pratiti i naknadno pregledati radi osiguranja kvalitete i ispunjavanja zahtjeva dobre proizvođačke prakse (GMP).
Industrijski sonikatori Hielscher mogu postići vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200µm mogu se lako kontinuirano održavati pri radu 24/7. Za još više amplitude dostupne su ultrazvučne sonotrode izrađene po narudžbi.
Tablica u nastavku daje uvid u približan kapacitet obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | skupina uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Ultrazvučni ekstraktor UIP4000hdT s protočnim sustavom za ekstrakciju pektina.
Literatura / Reference
- 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.
Korisne činjenice
Pektini u prehrambenim proizvodima
Pektin je polisaharid prisutan u staničnoj stijenci većine vrsta povrća i voća. Pektini su poznati po svojim izvanrednim svojstvima geliranja i zgušnjavanja, zbog kojih se široko primjenjuju kao dodaci u prehrambenoj industriji. Osim toga, pektini su poznati po svojim povoljnim učincima na zdravlje.
Proizvodnja gelova od voća ili povrća s visokim udjelom pektina nije osobito zahtjevna. Dodavanje šećera potiče geliranje pektina pri uporabi pektina niskog stupnja metoksilacije (LM). Međutim, uporaba pektina niskog stupnja metoksilacije (LM) obično zahtijeva velike količine dodanog šećera (približno 50 wt%). Stoga su pektini niskog stupnja metoksilacije (LM) u kombinaciji s vrlo velikim količinama dodanih šećera relevantni samo za deserte, džemove i marmelade.
Primjerice, enzimi poligalakturonaze, pektin-liaza i pektin-metilesteraza (PME) pripadaju skupini pektinolitičkih enzima ili pektinaza, koji hidroliziraju glikozidne veze pektinskih tvari. Ultrazvučna obrada primjenjuje se za inaktivaciju enzima kao što su pektinaze kako bi se dobili stabilniji prehrambeni proizvodi. Pročitajte više o ultrazvučnoj inaktivaciji enzima!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorijskih do industrijskih veličina.