Vrhunska učinkovitost i kvaliteta u proizvodnji nutmilka s ultrazvukom
Nutmilks i biljne mliječne alternative su rastući segment hrane. Za proizvodnju nutmilks i biljnih mliječnih analoga, 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 Nutmilk prinosi s snagom ultrazvuka
Ultrazvučna ekstrakcija je dobro poznata kao pouzdana i vrlo učinkovita metoda za povećanje prinosa biljnih ulja, proteina, polisaharida i mikro-hranjivih tvari. Stoga se sonikacija koristi u proizvodnji biljnih nadomjestaka za mlijeko, npr. od badema, indijskog oraščića, kokosa, lješnjaka, kikirikija, sezama, soje, tigrastog oraha, zobene kaše, riže, konoplje, graška, pistacija, oraha, amaranta ili quinoe. Sirovina od muškatnih oraščića i drugih biljnih mliječnih alternativa često je skupa, a veći prinosi ekstrakcije iz tih sirovina smanjuju troškove proizvodnje i poboljšavaju učinkovitost proizvodnje.
industrijski ultrazvučni procesor UIP2000hdT za homogenizaciju nutmilka.
Kako ultrazvučna ekstrakcija povećava prinos?
Radni princip ultrazvučne ekstrakcije je akustična kavitacija. Mehanizam za pojačavanje ekstrakcije niskofrekventnog ultrazvuka visokog intenziteta uglavnom se pripisuje fenomenu akustične kavitacije. Kada se kavitacijski mjehurići uruše na površini botaničkog materijala, erozija i sonoporacija razbijaju matricu biljnih stanica (kao što su macerirani orašasti plodovi, sjemenke, mahunarke i lišće), što rezultira uništenjem stanične strukture i oslobađanjem unutarstaničnih tvari kao što su proteini, lipidi, polisaharidi, vlakna, vitamini, minerali i fitokemikalije. Time pojačani prijenos mase olakšava oslobađanje molekula kao što su proteini, lipidi, polisaharidi i fito-kemikalije.
Ultrazvučno generirane sile smicanja poboljšavaju prodiranje otapala u staničnu matricu botaničke tvari i poboljšavaju propusnost staničnih membrana. (Imajte na umu da se pojam otapalo koristi u širem smislu i uključuje bilo koju tekućinu, npr. vodu). Ovi mehanizmi snage ultrazvuka su odgovorni za značajan proces intenziviranje postignuto kada ultrazvuka se primjenjuje za ekstrakciju prehrambenih proizvoda iz botaničke sirovine. Kao ultrazvučna kavitacija generira takve intenzivne sile, to pokreće vrlo učinkovit poremećaj stanica i miješanje na makro- i mikro razini. Nadalje, značajno se poboljšavaju penetracija otapala, otapanje bioaktivnih spojeva i prijenos mase. To čini ultrazvučno potpomognutu ekstrakciju vrlo učinkovitom, što rezultira vrhunskim prinosima ekstrakta u brzom vremenu procesa.
Poboljšana nutmilk stabilnost s ultrazvukom
Visoko intenzivna, niskofrekventna ultrazvuka je učinkovita i pouzdana metoda za poboljšanje fizičke stabilnosti suspenzija, kao i mikrobne stabilnosti prehrambenih proizvoda (npr. Nutmilk i drugi nadomjesci mlijeka).
Ultrazvučno poboljšana fizikalno-kemijska stabilnost Nutmilks
Široko se koristi za homogenizaciju i emulgiranje prehrambenih proizvoda, ultrazvuk velike snage je vrlo učinkovita ne-termalna tehnika za proizvodnju visoko homogenih i dugoročnih stabilnih prehrambenih proizvoda. Ultrazvučna homogenizacija smanjuje promjer kapljica masti na jednoličnu minutnu veličinu i ravnomjerno raspršuje čvrste čestice kao što su škrob, šećeri i vlakna. Time ultrazvučna homogenizacija značajno poboljšava fizikalno-kemijsku nutmilks i druga biljna mlijeka, tako da je spriječeno neželjeno odvajanje faza.
(2019) istražuje učinke ultrazvuka velike snage na kokosovo mlijeko. Tretman ultrazvukom smanjio je veličinu čestica kokosovog mlijeka i homogenizirao distribuciju kapljica i krutina u sustavu. U usporedbi s mehanički emulgiranih kokosovih mlijeka, ultrazvučni tretman pokazao je značajan učinak na uniformu sustava emulzije (p< 0.05). Osim toga, uočeno je da ultrazvukom potiče enkapsulaciju amiloze u enzim amilazu u međupovršinskom sloju.
Iswarin i Permadi (2012) istraživali su kako ultrazvuka utječe na promjer kapljica mliječnih napitaka na bazi kokosa koji proučavaju različite kombinacije ultrazvučnog intenziteta. Ultrazvučna obrada smanjila je promjer veličine kapljice, a smanjenje veličine povećalo se većim ultrazvučnim intenzitetom.
Ultrazvučno poboljšana mikrobna stabilnost Nutmilksa
Ultrazvuka je dokazano smanjiti mikrobno opterećenje u mliječnim proizvodima, voćnim sokovima i drugim tekućim namirnicama. Stoga je ultrazvučna pasterizacija također usvojena u proces očuvanja mliječnih alternativa kako bi se poboljšala mikrobna stabilnost u nadomjescima mlijeka na bazi oraha i drugih biljaka.
(2019) proučavao ultrazvučnu inaktivaciju Escherichia coli O157:H7 i Listeria monocytogenes u bademovom mlijeku i mogao pokazati ultrazvučnu pasterizaciju uzrokuje subsmrtonosno oštećenje patogena, što dovodi do povećanog roka trajanja. Na primjer, ultrazvučni tretman pasterizacije 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).
- veće prinose
- Vrhunska kvaliteta
- Poboljšani profil hranjivih tvari
- Fizikalno-kemijska i mikrobna stabilizacija
- nema termička razgradnja
- Intenziviranje procesa za veću ukupnu učinkovitost
- Precizno kontrolirani uvjeti
- isplativ
Multisonoreactor s 4x 4kW ultrazvučnim homogenizatorima za kontinuiranu obradu nutmilksa
Veći sadržaj hranjivih tvari s ultrazvučnom ekstrakcijom nutmilka
Mikronutrijenti kao što su vitamini, polifenoli i antioksidansi nalaze se unutar stanične matrice biljaka. Da bi se ti mikronutrijenti učinkovito oslobodili, potreban je potpuni poremećaj stanica i intenzivno mikro-miješanje između stanične tvari i otapala. Kao što je gore opisano, ultrazvučna ekstrakcija je vrlo učinkovita u stanicama za dezintegraciju i oslobađanje lipida, proteina, polisaharida, vlakana i fitokemikalija iz stanične matrice. Ultrazvučna ekstrakcija je vrlo učinkovita metoda za izolaciju cjelokupne količine fitokemikalija iz biljaka u brzom procesu ekstrakcije. Primjena ultrazvuka velike snage proizvodi jake kavitacije učinke, poremećaje / turbulencije, strujanje tekućine velike brzine, koji ispiru fitokemikalije iz unutrašnjosti stanice. Budući da je metoda ne-toplinske ekstrakcije, toplinska degradacija ovih osjetljivih mikronutrijenata spriječena je kada se koristi ultrazvuka.
Ukupni fenolni sadržaj (izražen kao eq mg Naringenin/g bademi) kinetika sa i bez ultrazvukom pomoću UIP1000hdT. Ultrazvučna ekstrakcija povećala je ukupni sadržaj fenola za 258 %.
Podaci su sredstvo ± SD, n = 3. Ultrazvuk (žuti) u odnosu na tihi (narančasti).
Grafikon i studija: Tabib i sur., 2020.
Vrhunska učinkovitost u proizvodnji nutmilka s ultrazvukom
Veći prinosi, poboljšani prehrambeni profil i smanjeno trajanje obrade samo su neke od prednosti kada je u pitanju vrhunska učinkovitost ultrazvučnog nutmilka i prerade ne-mliječnih napitaka. Niska potrošnja energije, nisko održavanje i 24/7 rad su dodatni čimbenici koji doprinose iznimnoj ukupnoj učinkovitosti ultrazvučne obrade. Hielscher visoke performanse ultrazvučni homogenizatori mogu pokrenuti 24/7 pod teškim dužnostima i obraditi velike količine u načinu kontinuiranog protoka. Hielscher ultrazvučni procesori imaju n izvanrednu ukupnu energetsku učinkovitost. Robusnost i nisko održavanje također održavaju niske operativne troškove.
Što istraživanje kaže o ultrazvučnoj preradi hrane
"Ultrasonic's se pojavio u bezuvjetnoj mjeri u posljednjem desetljeću. Svoju primjenu pronašao je u industriji voćnih sokova i pića zbog svojih višenamjenskih željenih učinaka. Tehnologija je jeftina, jednostavna, pouzdana i ekološki prihvatljiva i vrlo učinkovita u očuvanju sokova s poboljšanim atributima kvalitete." (Dolas i sur., 2019.)
“Sonication je nadolazeća tehnologija koja može poboljšati kvalitetu hrane i smanjiti gubitak hranjivih tvari.” (Cheok i sur., 2013.)
Ultrazvučni procesori hrane za industrijsku proizvodnju nutmilka
Hielscher Ultrasonics dizajnira, proizvodi i distribuira ultrazvučni sustav prerade hrane visokih performansi za kontinuiranu industrijsku proizvodnju muškatnih plodova (kao što su indijski oraščić, badem, lješnjak, orah, kikiriki, kokosovo mlijeko) i biljne nadomjestaka za mlijeko (kao što su riža, soja, pir, zobena kaša, sezam, laneno sjeme, grašak, fermentirano mlijeko od tigrastog oraha).
Korištenje ultrazvučne obrade hrane nudi glavne prednosti kao ne-toplinska, čisto mehanička metoda, što rezultira poboljšanim konačnim proizvodima, smanjuje vrijeme obrade i prihvatljivija je za okoliš.
Hielscher ultrazvučni sustavi za preradu hrane koriste se za mnogostruke primjene kao sigurna, pouzdana i isplativa tehnologija za proizvodnju visokokvalitetne hrane i pića. Instalacija i rad svih Hielscher ultrazvučnih procesora je jednostavan: Oni zahtijevaju samo malo prostora, mogu se lako naknadno ugraditi u postojeće pogone za obradu.
Hielscher Ultrasonics je dugo iskusan u primjeni ultrazvuka snage u hrani & industriju pića, kao i mnoge druge industrijske grane. Naši ultrazvučni procesori opremljeni su lako čistim (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodes i flow-cells (mokri dijelovi). Hielscher ultrazvuk’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 μm mogu se lako kontinuirano izvoditi u 24/7 radu. Visoke amplitude su važne za postizanje ahomogene raspodjele čestica i inaktivaciju otpornijih mikroba (npr. gram-pozitivne bakterije). Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Sve sonotrode i ultrazvučni reaktori stanica protoka mogu raditi pod povišenim temperaturama i pritiscima, što omogućuje pouzdanu termo-mano-ultrazvukom (ultrazvukom u kombinaciji s povišenom temperaturom i tlakom) i vrlo učinkovitu ekstrakciju i stabilizaciju.
Vrhunska tehnologija, visokoutni i sofisticirani softver čine Hielscher Ultrasonics’ pouzdani radni konji u vašoj liniji ekstrakcije hrane, homogenizacije i pasterizacije. S malim otiskom stopala i svestranim mogućnostima ugradnje, Hielscher ultrasonicators mogu se lako integrirati ili retro-ugraditi u postojeće proizvodne linije.
Molimo vas da nas kontaktirate kako biste saznali više o značajkama i mogućnostima naših ultrazvučnih sustava ekstrakcije, homogenizacije i pasterizacije. Rado ćemo s vama razgovarati o vašoj prijavi!
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Batch Volumen | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 mL | 10 do 200 mL / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l / min | UIP4000hdT |
| N.a. | 10 do 100 l / min | UIP16000 |
| N.a. | veći | grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Književnost / 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 nutmilika i biljnih mliječnih nadomjestaka
Proizvodnja muškatnih oraščića i drugih biljnih, nemliječnih napitaka (npr. od badema, indijskog oraščića, kokosa, lješnjaka, kikirikija, sezama, soje, tigrastog oraha, zoi, pira, riže, konoplje, graška, lanenog sjemena, lanenog sjemena, oraha) uključuje najčešće sljedeće korake prerade: mokro mljevenje i mljevenje za ekstrakciju, filtriranje, dodavanje prehrambenih aditiva i sastojaka, pasterizacija / sterilizacija, homogenizacija i aseptično pakiranje.
široko korišteni aditivi su desni i lecitin, koji se koriste za poboljšanje stabilnosti, kao i sol i sladila, koji se koriste za izmjenu teksture i profila okusa. Često su biljne nadomjesci mlijeka obogaćeni i obogaćeni proteinima, vitaminima i mineralima kako bi se dobio uravnotežen nutritivni profil biljnog ne-mliječnog napitka.
Ovisno o vrsti biljne zamjene za mlijeko, kao baza se koristi drugi sirovi sastojak (npr. orašasti plodovi, žitarice, mahunarke). Ova specifična sirovina (npr. bademi, soja ili zob) miješa se s određenom količinom vode i melje u mokrom procesu mljevenja pod povišenim temperaturama. Tijekom ovog zagrijanog procesa mljevenja iz sirovine se izvlače vrijedni biljni spojevi kao što su proteini, lipidi, vlakna i vitamini, što je dugotrajno i često vrlo neučinkovito. Zbog nepotpune ekstrakcije može biti potreban drugi korak ekstrakcije kako bi se povećao prinos oraha ili biljne zamjene za mlijeko. Kada se ultrazvučna ekstrakcija provodi u procesu mljevenja, ekstrakcija biljnih spojeva značajno se povećava i ubrzava.
Nakon mljevenja i ekstrakcije, biljno mlijeko se odvaja od ekstrahiranih biljnih vlakana u velikim centrifugama. Kako bi se poboljšala tekstura i osjetilne kvalitete, biljno mlijeko može se homogenizirati jestivim uljem ili zgusnuti dodavanjem desni, pomiješati s raznim dodacima (vitamini, minerali), te se konačno pasterizira toplinskom obradom, a zatim pakira.
Sonication se može koristiti za raspršivanje desni i drugih prehrambenih aditiva homogeno u biljnom napitku i promicanje mikrobne stabilizacije ultrazvučnom pasterizacijom.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi Laboratorija do industrijske veličine.