Homogenizacija sokova i smoothieja primjenom ultrazvuka velike snage
Sokovi, smoothieji i napitci zahtijevaju pouzdanu i učinkovitu homogenizaciju kako bi se postigli poželjan okus i tekstura te dugoročna stabilnost. Ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama široko se primjenjuju u prehrambenoj industriji i industriji pića za proizvodnju sokova, napitaka, pirea i umaka vrhunske kvalitete. Kao netoplinski postupak, ultrazvučna homogenizacija s visokim smičnim silama sprječava toplinsku razgradnju vitamina i bioaktivnih spojeva, istodobno osiguravajući iznimnu stabilnost i glatkoću.
- Poboljšan profil okusa zahvaljujući ekstrakciji
- Povećan prinos soka
- Veća mikronutritivna vrijednost
- Povećana slatkoća bez dodatnog šećera (ultrazvuk ekstrahira prirodni unutarstanični šećer i time ga čini dostupnim okusnim pupoljcima)
- Poboljšana bioraspoloživost fitonutrijenata
- Glatka tekstura
- Inaktivacija enzima
- Mikrobiološka stabilizacija
- Produljen rok trajanja
Ultrazvučni homogenizator s visokim smičnim silama i staklenom protočnom ćelijom za obradu sokova, smoothieja, pirea i umaka.
Ultrazvučna homogenizacija sokova, smoothieja i napitaka s visokim smičnim silama
Ultrazvučno poboljšana stabilnost – izbjegavanje razdvajanja faza i taloženja: Pulpa voća i povrća usitnjava se u male čestice, čime se postiže visoka stabilnost, izbjegava taloženje i dobiva glatka tekstura.
Ultrazvučna promjena viskoznosti i teksture soka: Voće i povrće poput jabuka, mrkve, naranči, grejpa, limuna i rajčica bogato je pektinima. Pektini su polisaharidi koji djeluju kao prirodni stabilizatori. Ultrazvučni homogenizatori ekstrahiraju pektine iz staničnog matriksa i oslobađaju ih u sok, čime povećavaju viskoznost i stabilnost. Ultrazvučni homogenizatori stoga su izvrsni za iskorištavanje prirodnih stabilizatora poput pektina.
Poboljšan profil fitonutrijenata ultrazvučnom ekstrakcijom: Ultrazvučni homogenizatori razaraju stanične matrikse i potiču oslobađanje zarobljenih molekula poput vitamina, antioksidansa, polifenola i flavonoida u sok. Time fitonutrijenti pri konzumaciji postaju bioraspoloživiji i biodostupniji.
Intenzivniji profil okusa zahvaljujući sonikaciji: Ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama oslobađaju ne samo pektine nego i molekule arome, eterična ulja, prirodne šećere i fitonutrijente. (Za ultrazvučno poboljšan nutritivni profil pogledajte studiju slučaja u nastavku). Ultrazvučna ekstrakcija oslobađa bioaktivne molekule poput aromatskih spojeva i vitamina iz staničnog matriksa te ih time čini dostupnima okusnim pupoljcima potrošača.
Intenzivniji profil boje zahvaljujući sonikaciji: Biljni pigmenti također su sadržani u staničnom matriksu biljke. Ultrazvučni homogenizatori oslobađaju biljne pigmente poput karotenoida, klorofila, betalanina i antocijana te smanjuju veličinu njihovih čestica. Manje čestice pigmenata bolje raspršuju svjetlost od većih čestica, čime se postiže intenzivnija boja soka, pirea ili umaka.
Ultrazvučna homogenizacija sokova – brojne prednosti
Ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama pouzdani su i učinkoviti za miješanje napitaka poput voćnih sokova, nektara, povrtnih sokova, smoothieja, limunada obogaćenih voćem, aromatiziranih mliječnih napitaka, proteinskih shakeova, napitaka obogaćenih dodacima i drugih napitaka.
Pri ekstrakciji i prešanju soka sonikacija može povećati prinos soka. Primjerice, ultrazvučna obrada povećala je prinos soka od grožđa do 3,4 %, uz istodobno trostruko skraćenje vremena obrade. Sonikacija u kombinaciji s enzimskom obradom također je povećala prinos soka do 2 % i skratila vrijeme obrade više od četiri puta u usporedbi s tradicionalnom enzimskom obradom. Uzastopna primjena ultrazvuka i enzimske obrade povećala je prinos soka do 7,3 %. Slično tome, pri proizvodnji soka od ananasa sama sonikacija povećala je prinos ekstrakcije soka iz kaše ananasa za 10,8 %. Ultrazvučna obrada također je povećala sadržaj šećera, ukupnih kiselina, fenolnih spojeva i vitamina C. (usp. Baslar et al. 2015)
Proizvodnja napitaka poput sokova, limunada s dodatkom soka i drugih pića zahtijeva pouzdanu homogenizaciju i emulgiranje radi postizanja stabilnosti, poboljšanog okusa i teksture, privlačnog izgleda i poboljšanih funkcionalnih svojstava. Primjerice, ultrazvučna homogenizacija osigurava iznimnu stabilnost, sprječava razdvajanje faza te poboljšava okus i teksturu sokova, smoothieja, kao i napitaka na bazi mlijeka i proteina. Nadalje, ultrazvučni homogenizatori s visokim smičnim silama lako emulgiraju različite sastojke kako bi se dobile prozirne emulzije. Česta primjena ultrazvučnog emulgiranja jest priprema voda i napitaka obogaćenih kanabisom. Prozirni napitci na bazi vode i druga pića mogu se ultrazvučno obogatiti stabilnim kanabinoidima (npr. CBD, CBG, THC). Kako bi se dobile prozirne emulzije s visokom bioraspoloživošću aktivnih spojeva, bioaktivni spojevi moraju se emulgirati do nanoveličine. Ultrazvučno emulgiranje nadmoćna je tehnika za proizvodnju nanoemulzija prozirnog izgleda, iznimne stabilnosti, bioraspoloživosti i funkcionalnih svojstava. Stoga se ultrazvučno nanoemulgiranje široko primjenjuje u proizvodnji farmaceutskih proizvoda i dodataka prehrani (npr. tinktura CBD-a itd.)
Istodobno, ultrazvučni homogenizatori ekstrahiraju molekule arome, bioaktivne spojeve i fitonutrijente, čineći ih bioraspoloživijima i biopristupačnijima. Ultrazvučni homogenizatori također otapaju šećere, sirupe ili sladila te dispergiraju i hidratiziraju gume, škrobove i druge dodatke u dugotrajno stabilne suspenzije. Jedan ultrazvučni uređaj Hielscher u vašoj proizvodnji sokova i napitaka omogućuje obavljanje različitih zadataka homogenizacije, nanoemulgiranja, ekstrakcije, dispergiranja, otapanja, hidratacije i miješanja.
Učinak sonikacije uređajem UP400S pri amplitudi od 100μm na mikrostrukturu soka od jabuke.
Istraživanje i slika: Ertugay & Baslar, 2014
Studija slučaja: poboljšani nutritivni profil soka od naranče obrađenog sonikacijom
Ultrazvučna homogenizacija s visokim smičnim silama netoplinska je metoda konzerviranja i obrade hrane čija je prednost poboljšanje stabilizacije i inaktivacija mikroorganizama u voćnim sokovima bez izazivanja uobičajenih neželjenih nuspojava povezanih s konvencionalnim toplinskim obradama. Guerrouj i sur. (2016) istraživali su učinke sonikacije na ukupni sadržaj fenolnih spojeva i flavonoida te na karotenoide i askorbinsku kiselinu (vitamin C) u soku od naranče primjenom homogenizatora Hielscher Ultrasonics UP200S. Utvrdili su značajno povećanje ukupnog sadržaja fenolnih spojeva u soniciranim uzorcima soka od naranče u usporedbi s kontrolnim uzorkom (vidjeti tablicu u nastavku). Sadržaj se povećao s 42,74 na čak 69,45mg GAE/100 ml pri ultrazvučnoj obradi u trajanju od 30 min. Ti rezultati pokazuju značajno povećanje sadržaja fenolnih spojeva tijekom sonikacije.
Rezultati aktivnosti hvatanja slobodnih radikala DPPH u soku od naranče također su prikazani u tablici u nastavku. Sonicirani uzorci pokazali su značajno povećanje postotka inhibicije DPPH u usporedbi s kontrolnim uzorkom, što upućuje na višu razinu antioksidansa. Postotak inhibicije DPPH iznosio je 37,48%, 35,70%, 34,70% i 35,21% u uzorcima soniciranima tijekom 1, 10, 20 i 30 min, tim redoslijedom, u usporedbi s kontrolnim uzorcima (21,67%). Ti su nalazi u skladu s rezultatima dobivenima za sonicirani sok od limete kasturi (Bhat i sur., 2011). Ti rezultati upućuju na to da sonikacija poboljšava mogućnost ekstrakcije antioksidacijskih spojeva.
Istraživači zaključuju da je ultrazvučna obrada soka od naranče rezultirala općim povećanjem sadržaja bioaktivnih spojeva kao što su ukupni fenolni spojevi, flavonoidi, karotenoidi, antocijani i askorbinska kiselina, uz značajno smanjenje broja mikroorganizama.
Lijevo: neobrađeni sok od naranče; desno: sonicirani sok od naranče
Ultrazvučnom homogenizacijom s visokim smičnim silama dobiva se stabilan sok bez taloženja
Sok od naranče s lijeve strane nije obrađen i pokazuje jasno taloženje; sok od naranče s desne strane ultrazvučno je homogeniziran te ima homogenu, stabilnu i glatku teksturu.
Ultrazvučno povećanje sadržaja ukupnih fenolnih spojeva, ukupnih flavonoida, ukupnih karotenoida i askorbinske kiseline te aktivnosti hvatanja radikala DPPH u soku od naranče.
Istraživanje i tablica: Guerrouj i sur. 2016
Ultrazvučne sonde i protočne ćelije za homogenizaciju sokova
Hielscher Ultrasonics proizvođač je s dugogodišnjim iskustvom u proizvodnji ultrazvučnih homogenizatora visokih performansi koji se diljem svijeta upotrebljavaju u industrijskoj proizvodnji voćnih i povrtnih sokova, nektara, smoothieja, proteinskih napitaka te pirea i umaka. Pouzdana i učinkovita homogenizacija voćnih sokova, napitaka i prehrambenih proizvoda zahtjevna je primjena za koju su potrebne ultrazvučne sonde velike snage koje stvaraju konstantne amplitude i osiguravaju dovoljno smično djelovanje za dobivanje homogenih prehrambenih proizvoda i napitaka. Svi ultrazvučni uređaji Hielscher projektirani su i proizvedeni za rad 24/7 pod punim opterećenjem. Ultrazvučni procesori dostupni su u rasponu od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja snage 50 vata do snažnih ultrazvučnih sustava za obradu u liniji snage 16.000 vata. Širok izbor pojačivača amplitude, sonotroda i protočnih ćelija omogućuje individualno konfiguriranje ultrazvučnog homogenizatora s visokim smičnim silama u skladu sa sirovinom (npr. voćem, povrćem, drugim sastojcima itd.) i željenim svojstvima konačnog proizvoda.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne sonde visokih performansi koje se mogu ciljano podesiti za ostvarivanje cijelog raspona amplituda, od vrlo blagih do vrlo visokih. Ako vaša primjena homogenizacije zahtijeva neuobičajene specifikacije (npr. kombinaciju s povišenim tlakovima i/ili povišenim temperaturama), dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost ultrazvučne opreme Hielscher omogućuje rad 24/7 pri velikom opterećenju i u zahtjevnim okruženjima.
Ultrazvučna homogenizacija sokova u šaržnom načinu rada i u liniji
Hielscher ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem mogu se upotrebljavati za šaržnu i kontinuiranu protočnu sonikaciju. Ovisno o volumenu napitka i brzini obrade, preporučit ćemo vam najprikladniju konfiguraciju ultrazvučnog sustava.
Dovođenje više ulaznih tokova, koji se mogu neovisno dozirati u kontinuirani sustav ultrazvučnog homogenizatora, čini protočnu homogenizaciju ultrazvučnom obradom s visokim smicanjem vrlo učinkovitom u pogledu vremena i rada, praktičnom i sposobnom za obradu industrijskih količina sokova i napitaka.
Ultrazvučne sonde i protočne ćelije za svaki volumen
Asortiman tvrtke Hielscher Ultrasonics obuhvaća cijeli raspon ultrazvučnih procesora, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvučnih uređaja preko stolnih i pilotnih sustava do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora s kapacitetom obrade kamionskih količina na sat. Cjelokupan asortiman omogućuje nam da vam ponudimo najprikladniju ultrazvučnu opremu za vaš napitak ili prehrambeni proizvod, predviđeni kapacitet obrade i proizvodne ciljeve.
Precizno podesive amplitude za optimalne rezultate
Svi Hielscher ultrazvučni homogenizatori omogućuju precizno upravljanje te su stoga pouzdani radni strojevi. Amplituda je jedan od ključnih procesnih parametara koji utječu na učinkovitost i djelotvornost sonomehaničkih učinaka kao što su homogenizacija, emulgiranje, ekstrakcija, hidratacija, otapanje i konzerviranje. Svi procesori tvrtke Hielscher Ultrasonics omogućuju precizno podešavanje amplitude. Sonotrode i pojačivači amplitude pribor su koji omogućuje promjenu amplitude u još širem rasponu. Hielscher industrijski ultrazvučni homogenizatori s visokim smicanjem mogu postići vrlo visoke amplitude i osigurati potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne primjene. Amplitude do 200µm mogu se lako održavati tijekom kontinuiranog rada 24/7.
Precizno podešavanje amplitude i stalan nadzor parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera omogućuju vam obradu soka, napitka ili prehrambenog proizvoda u optimiziranim uvjetima. Optimalna sonikacija za najučinkovitiju homogenizaciju sokova!
Hielscher sonikatori široko se upotrebljavaju za homogenizaciju napitaka kao što su
Robusnost Hielscher sonikatora omogućuje rad 24/7 pri velikim opterećenjima i u zahtjevnim okruženjima. Zbog toga su Hielscher sonikatori pouzdan radni alat koji ispunjava vaše zahtjeve u proizvodnji hrane i napitaka.
Najviša kvaliteta – projektirano i proizvedeno u Njemačkoj
Kao tvrtka u obiteljskom vlasništvu i pod obiteljskim upravljanjem, Hielscher daje prednost najvišim standardima kvalitete svojih ultrazvučnih procesora. Svi ultrazvučni uređaji projektiraju se, proizvode i temeljito ispituju u našem sjedištu u Teltowu blizu Berlina u Njemačkoj. Robusnost i pouzdanost Hielscher ultrazvučne opreme čine je pouzdanim radnim strojem u vašoj proizvodnji. Rad 24/7 pod punim opterećenjem i u zahtjevnim okruženjima prirodno je svojstvo Hielscher ultrazvučnih homogenizatora s visokim smicanjem.
Tablica u nastavku daje pregled približnog kapaciteta 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 |
| nije primjenjivo | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| nije primjenjivo | veći | skupina uređaja UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Ultrazvučni homogenizatori velike snage za rad od laboratorijskog do pilotnog i industrijskog mjerila.
Literatura / Reference
- Kamal Guerrouj, Marta Sánchez-Rubio, Amaury Taboada-Rodríguez, Rita María Cava-Roda, Fulgencio Marín-Iniesta (2016): Sonication at mild temperatures enhances bioactive compounds and microbiological quality of orange juice. Food and Bioproducts Processing 99, 2016. 20–28.
- Mustafa Fatih Ertugay; Mehmet Başlar (2014): The effect of ultrasonic treatments on cloudy quality-related quality parameters in apple juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 26, 2014. 226–231.
- J. Wu , T.V. Gamage, K.S. Vilkhu, L.K. Simons, R. Mawson (2008): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.
- Mirja Mokkila , Annikka Mustranta, Johanna Buchert, Kaisa Poutanen (2004): Combining Power Ultrasound with Enzymes in Berry Juice Processing. VTT Technical Research Centre of Finland. Presentetd at BioCat Conference 2004.
- Mehmet Başlar, Hatice Biranger Yildirim, Zeynep Hazal Tekin, Mustafa Fatih Ertugay (2015): Ultrasonic Applications for Juice Making. In: M. Ashokkumar, (ed.), Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry, 2015.
Korisne činjenice
Koja je razlika između soka, soka od koncentrata i nektara?
Sok je piće dobiveno ekstrakcijom ili prešanjem prirodne tekućine sadržane u voću i povrću. Taj se naziv može odnositi i na tekućine aromatizirane koncentratom. Sok se obično konzumira kao napitak, ali se može upotrebljavati i kao sastojak ili komponenta za aromatiziranje hrane ili drugih napitaka, primjerice smoothieja.
Sokovi se dijele na 100% sok, sok od koncentrata i nektar. 100% sok je voćni sok proizveden 100% od prirodnog voća i povrća bez dodanih bojila, konzervansa ili šećera. Međutim, voćni sok može se pripremiti na različite načine, odnosno od svježeg nekoncentriranog soka ili od koncentrata soka. U prvom se slučaju voće preša, a sok skladišti ili puni u boce neposredno nakon berbe. U drugom slučaju, kod soka „proizvedenog od koncentrata”, prešani se sok koncentrira uklanjanjem vode iz svježe prešanog soka obradom pod vakuumom. Tako se dobiva koncentrat nalik sirupu, smanjenog volumena, što pogoduje prijevozu soka. Nakon prijevoza koncentrata soka na krajnje odredište, dodavanjem vode ponovno se dobiva voćni sok.
Pojam nektar odnosi se na sok od voća koje sadržava previše voćnih kiselina ili voćne pulpe da bi se konzumiralo kao 100% sok. Uobičajeni primjeri voća za proizvodnju nektara jesu banane, mango, marelice, breskve ili kruške. Sok, odnosno tehnički gledano pire, razrjeđuje se vodom, a može mu se dodati i šećer kako bi se postigla konzistencija prikladna za piće i ugodan okus. Udio voćnog soka u nektaru varira između 25 i 99 % ovisno o udjelu voća i recepturi proizvođača. Iako nektar može sadržavati dodane šećere, ne sadržava bojila ni konzervanse.
Ostale vrste napitaka koji sadržavaju sokove uključuju limunade i mliječne napitke aromatizirane sokom, smoothieje i obogaćene proizvode na bazi soka. Sokovi se mogu sastojati od ekstrakta jedne vrste voća ili povrća ili od kombinacije dviju ili više vrsta voća i povrća. Najpopularniji voćni sokovi proizvode se od naranče, jabuke, brusnice ili grožđa. Ostali popularni napitci na bazi voća proizvode se od ananasa, marakuje, grejpa, manga, banane, trešnje i kivija.
Komercijalni sokovi od povrća obično se proizvode od različitih kombinacija mrkve, cikle, celera, bundeve i rajčice. Posljednje dvije namirnice, iako tehnički nisu povrće, obično se upotrebljavaju za poboljšanje okusa. Ostali popularni sastojci sokova od povrća jesu peršin, listovi maslačka, kelj, celer, komorač, brokula i krastavci. Limun, češnjak, đumbir, kurkuma i drugi začini dodaju se zbog povoljnih učinaka na zdravlje i radi stvaranja zanimljivih profila okusa.
Još jedna primjena sonikacije u proizvodnji napitaka jest intenziviranje i poboljšanje fermentacije kombuche i sokova sličnih kombuchi. Kliknite ovdje i pročitajte više o ultrazvučno poboljšanoj fermentaciji kombuche!