Vrhunska učinkovitost i kvaliteta u proizvodnji mlijeka od oraha s ultrazvukom
Mlijeko od orašastih plodova i biljne zamjene za mlijeko rastući su segment hrane. Za proizvodnju mlijeka od orašastih plodova i analoga mlijeka biljnog porijekla, ultrazvučna ekstrakcija i homogenizacija pokazala je velike prednosti u odnosu na konvencionalne tehnike. Ultrazvuk velike snage povećava prinos, stabilnost proizvoda, sadržaj hranjivih tvari i ukupnu učinkovitost obrade.
Veći prinosi mlijeka od orašastih plodova uz Power Ultrasonics
Ultrazvučna ekstrakcija dobro je poznata kao pouzdana i vrlo učinkovita metoda za povećanje prinosa biljnih ulja, proteina, polisaharida i mikronutrijenata. Stoga se sonikacija koristi u proizvodnji biljnih zamjena za mlijeko, npr. od badema, indijskog oraha, kokosa, lješnjaka, kikirikija, sezama, soje, tigrovog oraha, zobi, riže, konoplje, graška, pistacija, oraha, amaranta ili kvinoja. Sirovina mlijeka od orašastih plodova i drugih biljnih mliječnih alternativa često je skupa, a veći prinosi ekstrakcije iz ovih sirovina smanjuju troškove proizvodnje i poboljšavaju učinkovitost proizvodnje.
Industrijski ultrazvučni procesor UIP2000hdT za homogenizaciju orašastog mlijeka.
Kako ultrazvučna ekstrakcija povećava prinos?
Princip rada ultrazvučne ekstrakcije je akustična kavitacija. Mehanizam intenziviranja ekstrakcije niskofrekventnog ultrazvuka visokog intenziteta uglavnom se pripisuje fenomenu akustične kavitacije. Kada se kavitacijski mjehurići kolabiraju na površini botaničkog materijala, erozija i sonoporacija razbijaju matricu biljnih stanica (kao što su macerirani orašasti plodovi, sjemenke, mahunarke i lišće), što rezultira uništavanjem stanične strukture i oslobađanjem unutarstaničnih stanica. tvari kao što su proteini, lipidi, polisaharidi, vlakna, vitamini, minerali i fitokemikalije. Time intenzivirani prijenos mase olakšava otpuštanje molekula kao što su proteini, lipidi, polisaharidi i fitokemikalije.
Ultrazvučno generirane sile smicanja poboljšavaju prodiranje otapala u stanični matriks botaničke tvari i poboljšavaju propusnost staničnih membrana. (Imajte na umu da se izraz otapalo koristi u širokom smislu i uključuje bilo koju tekućinu, npr. vodu). Ovi mehanizmi snage ultrazvuka odgovorni su za značajno intenziviranje procesa postignuto kada se ultrazvuk primjenjuje za ekstrakciju prehrambenih proizvoda iz botaničkih sirovina. Budući da ultrazvučna kavitacija stvara tako intenzivne sile, ona pokreće vrlo učinkovito ometanje stanica i miješanje na makro i mikro razini. Nadalje, prodiranje otapala, otapanje bioaktivnih spojeva i prijenos mase značajno su poboljšani. To čini ekstrakciju potpomognutu ultrazvukom vrlo učinkovitom, što rezultira vrhunskim prinosima ekstrakta u kratkom vremenu procesa.
Ultrazvukom poboljšana stabilnost mlijeka od oraha
Ultrazvučna obrada visokog intenziteta i niske frekvencije učinkovita je i pouzdana metoda za poboljšanje fizičke stabilnosti suspenzija, kao i mikrobne stabilnosti prehrambenih proizvoda (npr. orašasto mlijeko i druge zamjene za mlijeko).
Ultrazvučno poboljšana fizikalno-kemijska stabilnost orašastog mlijeka
Široko korišten za homogenizaciju i emulzifikaciju prehrambenih proizvoda, ultrazvuk velike snage vrlo je učinkovita netermalna tehnika za proizvodnju visoko homogenih i dugoročno stabilnih prehrambenih proizvoda. Ultrazvučna homogenizacija smanjuje promjer kapljica masti na jednoličnu sitnu veličinu i ravnomjerno raspršuje krute čestice poput škroba, šećera i vlakana. Time ultrazvučna homogenizacija značajno poboljšava fizikalno-kemijske karakteristike mlijeka od orašastih plodova i drugog mlijeka biljnog podrijetla, tako da je spriječeno neželjeno odvajanje faza.
Lu i sur. (2019) istražuje učinke ultrazvuka velike snage na kokosovo mlijeko. Tretman sonikacijom smanjio je veličinu čestica kokosovog mlijeka i homogenizirao distribuciju kapljica i krutina u sustavu. U usporedbi s mehanički emulgiranim kokosovim mlijekom, ultrazvučni tretman pokazao je značajan učinak na ujednačenost emulzijskog sustava (p< 0.05). Dodatno, primijećeno je da ultrazvuk potiče inkapsulaciju amiloze u enzim amilazu u međufaznom sloju. Iswarin i Permadi (2012) istraživali su kako ultrazvuk utječe na promjer kapljica napitaka na bazi kokosovog mlijeka proučavajući različite kombinacije ultrazvučnog intenziteta. Ultrazvučna obrada smanjila je promjer veličine kapljice, a smanjenje veličine povećalo se pri većem intenzitetu ultrazvuka.
Ultrazvučno poboljšana mikrobna stabilnost mlijeka od oraha
Dokazano je da ultrazvuk smanjuje mikrobno opterećenje u mliječnim proizvodima, voćnim sokovima i drugoj tekućoj hrani. Stoga je ultrazvučna pasterizacija također usvojena u procesu konzerviranja mliječnih alternativa kako bi se poboljšala mikrobna stabilnost u orašastim plodovima i drugim mliječnim nadomjestcima biljnog porijekla.
Iorio i sur. (2019) proučavali su ultrazvučnu inaktivaciju Escherichia coli O157:H7 i Listeria monocytogenes u bademovom mlijeku i mogli su pokazati da ultrazvučna pasterizacija uzrokuje sub-letalno oštećenje patogena, što dovodi do produljenog roka trajanja. Na primjer, tretman ultrazvučnom pasterizacijom značajno je smanjio razinu E. coli O157:H7 s 5,12 na 3,81 log CFU/mL i smanjio stopu rasta (µmax) (s 1,19 na 0,79 (log CFU/mL)/dan).
- veći prinosi
- Vrhunska kvaliteta
- Poboljšan profil hranjivih tvari
- Fizikalno-kemijska i mikrobna stabilizacija
- Nema toplinske degradacije
- Intenzifikacija procesa za veću ukupnu učinkovitost
- Precizno kontrolirani uvjeti
- Isplativo
Multisonoreaktor s 4x 4kW ultrazvučna homogenizatora za kontinuiranu obradu orašastog mlijeka
Veći sadržaj hranjivih tvari s ultrazvučnom ekstrakcijom orašastog mlijeka
Mikronutrijenti poput vitamina, polifenola i antioksidansa nalaze se unutar stanične matrice biljaka. Za učinkovito oslobađanje ovih mikronutrijenata potrebno je potpuno razbijanje stanica i intenzivno mikromiješanje između stanične tvari i otapala. Kao što je gore opisano, ultrazvučna ekstrakcija je vrlo učinkovita u dezintegraciji stanica i oslobađanju lipida, proteina, polisaharida, vlakana i fitokemikalija iz stanične matrice. Ultrazvučna ekstrakcija vrlo je učinkovita metoda za izolaciju kompletne količine fitokemikalija iz biljaka unutar brzog procesa ekstrakcije. Primjena ultrazvuka velike snage proizvodi jake efekte kavitacije, smetnje/turbulencije, strujanje tekućine velikom brzinom, koje ispire fitokemikalije iz unutrašnjosti stanice. Budući da se radi o ne-termalnoj ekstrakcijskoj metodi, toplinska degradacija ovih osjetljivih mikronutrijenata je spriječena korištenjem ultrazvučne obrade.
Kinetika ukupnog sadržaja fenola (izražena kao eq mg naringenina/g badema) sa i bez sonikacije pomoću UIP1000hdT. Ultrazvučna ekstrakcija povećala je ukupni sadržaj fenola za 258 %.
Podaci su srednje vrijednosti ± SD, n = 3. Ultrazvuk (žuto) naspram tihog (narančasto).
Grafikon i studija: Tabib et al., 2020
Vrhunska učinkovitost u proizvodnji mlijeka od oraha s ultrazvukom
Veći prinosi, poboljšani nutritivni profil i smanjeno trajanje obrade samo su neke od prednosti kada je u pitanju vrhunska učinkovitost ultrazvučne obrade mlijeka od oraha i nemliječnih napitaka. Niska potrošnja energije, nisko održavanje i rad 24/7 dodatni su čimbenici koji pridonose iznimnoj ukupnoj učinkovitosti ultrazvučne obrade. Hielscher ultrazvučni homogenizatori visokih performansi mogu raditi 24/7 pod teškim uvjetima i obrađivati velike količine u načinu kontinuiranog protoka. Hielscher ultrazvučni procesori imaju izvanrednu ukupnu energetsku učinkovitost. Robusnost i malo održavanja također održavaju niske operativne troškove.
Što istraživanja govore o ultrazvučnoj obradi hrane
“Ultrasonic se pojavio u bezuvjetnoj mjeri u posljednjem desetljeću. Svoju primjenu je pronašao u industriji voćnih sokova i pića zbog višenamjenskih željenih učinaka. Tehnologija je jeftina, jednostavna, pouzdana i ekološki prihvatljiva te vrlo učinkovita u čuvanju sokova s poboljšanim svojstvima kvalitete.” (Dolas i sur., 2019.)
“Sonikacija je nadolazeća tehnologija koja može poboljšati kvalitetu hrane i smanjiti gubitak hranjivih tvari.” (Cheok i sur., 2013.)
Ultrazvučni procesori hrane za industrijsku proizvodnju orašastog mlijeka
Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučni sustav za preradu hrane visokih performansi za kontinuiranu industrijsku proizvodnju mlijeka od orašastih plodova (kao što su indijski oraščići, bademi, lješnjaci, orasi, kikiriki, kokosovo mlijeko) i biljnih zamjena za mlijeko (kao što su riža, soja , pir, zob, sezam, laneno sjeme, grašak, fermentirano mlijeko tigrovog oraščića).
Korištenje ultrazvučne obrade hrane nudi velike prednosti jer se radi o ne-termalnoj, čisto mehaničkoj metodi, koja rezultira poboljšanim konačnim proizvodima, skraćuje vrijeme obrade i ekološki je prihvatljivija.
Hielscher ultrazvučni sustavi za preradu hrane koriste se za višestruke primjene kao sigurna, pouzdana i troškovno učinkovita tehnologija za proizvodnju visokokvalitetne hrane i pića. Instalacija i rad svih Hielscher ultrazvučnih procesora je jednostavan: Zahtijeva samo malo prostora, lako se mogu naknadno ugraditi u postojeće procesne objekte.
Hielscher Ultrasonics ima dugogodišnje iskustvo u primjeni snažnog ultrazvuka u hrani & industriji pića kao i mnogim drugim industrijskim granama. Naši ultrazvučni procesori opremljeni su sonotrodama i protočnim ćelijama (mokri dijelovi) koje se lako čiste (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP). Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako neprekidno izvoditi u radu 24/7. Visoke amplitude važne su za postizanje nehomogene distribucije čestica i za inaktivaciju otpornijih mikroba (npr. gram-pozitivnih bakterija). Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Sve sonotrode i ultrazvučne protočne ćelije reaktori mogu raditi pod povišenim temperaturama i pritiscima, što omogućuje pouzdanu termo-mano-sonication (sonication u kombinaciji s povišenom temperaturom i tlakom) i visoko učinkovitu ekstrakciju i stabilizaciju.
Najsuvremenija tehnologija, visoke performanse i sofisticirani softver čine Hielscher Ultrasonics’ pouzdani radni konji u vašoj liniji za ekstrakciju hrane, homogenizaciju i pasterizaciju. S malom površinom i raznovrsnim mogućnostima ugradnje, Hielscher ultrasonicators se mogu lako integrirati ili retro-ugraditi u postojeće proizvodne linije.
Obratite nam se kako biste saznali više o značajkama i mogućnostima naših sustava ultrazvučne ekstrakcije, homogenizacije i pasterizacije. Bilo bi nam drago porazgovarati o vašoj prijavi s vama!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Tabib, Malak, Yang Tao, Christian Ginies, Isabelle Bornard, Njara Rakotomanomana, Adnane Remmal, Farid Chemat (2020): A One-Pot Ultrasound-Assisted Almond Skin Separation/Polyphenols Extraction and its Effects on Structure, Polyphenols, Lipids, and Proteins Quality. Applied Sciences 10, no. 10: 3628.
- Iswarin, S.J.; Permadi, B. (2012): Coconut milk’s fat breaking by means of ultrasound. Int. J. Basic Appl. Sci. 12, 2012. 1–5.
- Maria Clara Iorio, Antonio Bevilacqua, Maria Rosaria Corbo, Daniela Campaniello, Milena Sinigaglia, Clelia Altieri (2019): A case study on the use of ultrasound for the inhibition of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in almond milk. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 52, 2019. 477-483.
- Rupali Dolas, Chakkaravarthi Saravanan, Barjinder Pal Kaur (2019): Emergence and era of ultrasonic’s in fruit juice preservation: A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 58, 2019.
- Xu Lu, Jinghao Chen, Mingjing Zheng, Juanjuan Guo, Jingxuan Qi, Yingtong Chen, Song Miao, Baodong Zheng (2019): Effect of high-intensity ultrasound irradiation on the stability and structural features of coconut-grain milk composite systems utilizing maize kernels and starch with different amylose contents. Ultrasonics Sonochemistry Volume 55, 2019. 135-148.
Činjenice koje vrijedi znati
Proizvodnja mlijeka od oraha i mliječnih zamjena biljnog podrijetla
Proizvodnja mlijeka od oraha i drugih biljnih nemliječnih napitaka (npr. od badema, indijskog oraha, kokosa, lješnjaka, kikirikija, sezama, soje, tigrovog oraha, zobi, pira, riže, konoplje, graška, lanenog sjemena, lanenog sjemena, oraha ) obično uključuje sljedeće korake obrade: mokro mljevenje i mljevenje za ekstrakciju, filtraciju, dodavanje prehrambenih aditiva i sastojaka, pasterizaciju/sterilizaciju, homogenizaciju i aseptično pakiranje.
naširoko korišteni aditivi su gume i lecitin, koji se koriste za poboljšanje stabilnosti, kao i sol i zaslađivači, koji se koriste za modificiranje teksture i profila okusa. Biljne zamjene za mlijeko često su obogaćene proteinima, vitaminima i mineralima kako bi se dobio uravnotežen nutritivni profil biljnog nemliječnog napitka.
Ovisno o vrsti biljne zamjene za mlijeko, kao baza se koristi različita sirovina (npr. orašasti plodovi, žitarice, mahunarke). Ova specifična sirovina (npr. bademi, soja ili zob) se miješa s određenom količinom vode i melje u procesu mokrog mljevenja na povišenim temperaturama. Tijekom ovog procesa grijanog mljevenja iz sirovine se ekstrahiraju vrijedni biljni spojevi poput proteina, lipida, vlakana i vitamina, što je dugotrajno i često vrlo neučinkovito. Zbog nepotpune ekstrakcije, može biti potreban drugi korak ekstrakcije kako bi se povećao prinos orašastog mlijeka ili biljne zamjene za mlijeko. Kada se ultrazvučna ekstrakcija implementira u proces mljevenja, ekstrakcija biljnih spojeva se značajno povećava i ubrzava.
Nakon mljevenja i ekstrakcije, biljno mlijeko se u velikim centrifugama odvaja od ekstrahiranih biljnih vlakana. Radi poboljšanja teksture i senzorskih kvaliteta, biljno mlijeko se može homogenizirati jestivim uljem ili zgusnuti dodavanjem guma, pomiješati s raznim dodacima (vitamini, minerali), te se na kraju toplinskom obradom pasterizira i zatim pakira.
Sonikacija se može koristiti za homogeno raspršivanje guma i drugih prehrambenih aditiva u biljnim napitcima i promicanje mikrobne stabilizacije ultrazvučnom pasterizacijom.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.