Ultrazvučna homogenizacija sojina mlijeka
- Izazovi proizvodnje sojina mlijeka leže u proizvodnji ukusnog napitka na bazi soje visoke prehrambene kvalitete u uvjetima visoke učinkovitosti procesa.
- Ultrazvučna homogenizacija i pasterizacija pružaju prednosti zdravog sojina mlijeka visoke hranjive vrijednosti i stabilnosti tijekom skladištenja, kao i visoke mehaničke i mikrobiološke stabilnosti.
Proizvodnja sojina mlijeka potpomognuta ultrazvukom
Ultrazvučna obrada sojine baze i sojina mlijeka mijenja fizikalno-kemijska svojstva (makromolekularne promjene, inaktivacija enzima), omogućuje ujednačenu homogenizaciju do sitnih čestica i poboljšava reološka svojstva. Ultrazvučna emulgacija rezultira biljnim mlijekom koje je samo po sebi stabilno, dok ultrazvučno konzerviranje i inaktivacija mikroorganizama osiguravaju mikrobiološku stabilnost. Osim poboljšanja hranjive vrijednosti, stabilnosti i okusa, sonikacija se ističe energetskom i vremenskom učinkovitošću. U usporedbi s konvencionalnim metodama, ultrazvučna obrada troši manje energije i vremenski je učinkovitija.
Ultrazvučni homogenizatori pokrivaju cjelokupan proizvodni kapacitet proizvodnje sojina mlijeka, omogućuju optimizirano konzerviranje i funkcionalnu svestranost proizvodne linije. Protočni ultrazvučni homogenizatori mogu se lako prilagoditi proizvodnim ciljevima, omogućujući proizvodnju različitih profila okusa (npr. s okusom po mahunarkama ili bez njega) i različitih funkcionalnih svojstava proizvoda jednostavnom promjenom procesnih parametara.
Sonikacija je vrlo učinkovita za homogenizaciju i konzerviranje sojina mlijeka
Okusi soje i učinak ultrazvuka
Ultrazvučna obrada omogućuje utjecaj na okus sojine baze: proizvodi od sojina mlijeka mogu se proizvesti s izraženim okusom po mahunarkama, koji privlači ciljnu skupinu azijskih kupaca, dok zapadni potrošači preferiraju blag okus bez note mahunarki. Prilagodbom parametara ultrazvučnog procesa (amplitude, vremena sonikacije, temperature, tlaka) može se dobiti izražen ili blag profil okusa. To znači da se isti ultrazvučni sustav može upotrebljavati za ciljanu proizvodnju različitih profila okusa soje radi proizvodnje različitih vrsta proizvoda koji odgovaraju različitim ciljnim tržištima.
Ultrazvučna inaktivacija enzima
Intenzivan okus sojina zrna uglavnom je povezan s aktivnošću enzima lipoksigenaze (LOX). Inaktivacija tog enzima LOX jedan je od glavnih ciljeva suvremenih sustava obrade.
Manotermosonikacija (MTS) – sonikacija u uvjetima povišenog tlaka i temperature – dokazana je metoda za inaktivaciju enzima lipoksigenaze (LOX). Aktivnost lipoksigenaze uzrokuje oksidaciju masnih kiselina i pigmenata. Intenzivni ultrazvučni valovi uzrokuju inaktivaciju ili denaturaciju enzima poput lipoksigenaze, peroksidaze i polifenol-oksidaze.
Dokazano je da je MTS učinkovito sredstvo za inaktivaciju nekih drugih enzima, poput lipoksigenaze, peroksidaze te proteaza i lipaza iz psihrofilnih bakterija. (Kuldiloke 2002: 2)
Prednosti ultrazvučne proizvodnje sojina mlijeka
- visok prinos ekstrakcije
- ugodan okus
- mehanička stabilnost
- mikrobiološka stabilnost / konzerviranje
- inaktivacija enzima
- energetska učinkovitost
Mikrobiološka stabilnost ultrazvučnim konzerviranjem
Ultrazvuk samostalno ili u kombinaciji s toplinom (termosonikacija), tlakom (manosonikacija) ili i toplinom i tlakom (manotermosonikacija) poznat je kao učinkovita metoda za inaktivaciju različitih enzima u hrani, poput lipoksigenaze, peroksidaze i polifenol-oksidaze, kao i lipaze i proteaze otpornih na toplinu. Snažni ultrazvučni valovi razaraju mikroorganizme, što rezultira njihovom inaktivacijom, a time i mikrobiološkom stabilnošću proizvoda. Inaktivacija patogenih mikroorganizama i mikroorganizama koji uzrokuju kvarenje ili enzima sonikacijom uglavnom je uzrokovana fizikalnim (kavitacija, mehaničke sile) i/ili kemijskim učincima.
Ekstrakcija i izolacija sojinih proteina ultrazvukom
Primjena ultrazvuka velike snage na izolat sojinih proteina (SPI) i koncentrat sojinih proteina (SPC) omogućuje ciljanu modifikaciju sojinih proteina radi dobivanja visokofunkcionalnog prehrambenog dodatka. Brojni novi koncepti proizvoda uključuju upotrebu sojinih proteina kao osnove, a ultrazvučno potpomognuta obrada omogućuje industrijsku proizvodnju proizvoda vrhunske kvalitete kao što su veganski smoothieji bez mliječnih sastojaka, zamjene za sir, juhe na bazi sojina vrhnja, namazi i kremasti preljevi.
Sonikacija snažnim ultrazvučnim uređajem (npr. UIP2000hdT) uzrokuje značajne promjene vodljivosti, povećava topljivost koncentrata sojinih proteina, značajno povećava specifičnu površinu, što je važno za teksturu hrane, te povećava vrijednosti indeksa emulgirajuće aktivnosti (EAI). Maseno ponderirani srednji promjer D i volumensko-površinski srednji promjer D značajno se smanjuju kod izolata sojinih proteina (SPI) i koncentrata sojinih proteina (SPC).
U usporedbi s konvencionalnim postupcima obrade sojinih proteina, sonikacija troši manje energije i znatno je vremenski učinkovitija.
Ultrazvučni protočni reaktori vrlo su učinkoviti za ekstrakciju i homogenizaciju, npr. pri preradi sojina mlijeka,
Ultrazvučni homogenizatori za sojino mlijeko i biljne zamjene za mlijeko
Uređaji za preradu hrane Hielscher Ultrasonics svestrani su i mogu se jednostavno ugraditi ili naknadno integrirati u postojeće proizvodne linije. Velika snaga, pouzdanost i robusnost čine sonikatore Hielscher „radnim konjem” u proizvodnji sojine baze. Sonotrode su izrađene od titana, a ultrazvučni reaktori i ostali dijelovi u dodiru s proizvodom od nehrđajućeg čelika prikladnog za kontakt s hranom te se mogu opremiti sanitarnim priključcima. To omogućuje sigurnu i pouzdanu preradu prehrambenih proizvoda i pića.
- visoka učinkovitost
- najsuvremenija tehnologija
- pouzdanost i robusnost
- prilagodljivo, precizno upravljanje procesom
- šaržna obrada i obrada u proizvodnoj liniji
- za bilo koji volumen
- inteligentan softver
- pametne funkcije (npr. mogućnost programiranja, bilježenje podataka, daljinsko upravljanje)
- jednostavno i sigurno rukovanje
- mali zahtjevi za održavanjem
- CIP (čišćenje na mjestu)
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj
Ultrazvučni uređaji Hielscher poznati su po najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Ultrazvučni uređaji Hielscher s lakoćom podnose teške uvjete i zahtjevna okruženja.
Hielscher Ultrasonics tvrtka je s ISO certifikatom i poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji se odlikuju najsuvremenijom tehnologijom i jednostavnošću upotrebe. Naravno, ultrazvučni uređaji Hielscher sukladni su zahtjevima oznake CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Tablica u nastavku daje vam uvid u približan kapacitet obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen šarže | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 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 |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | veći | skupina uređaja UIP16000 |
Ultrazvučni uređaj za preradu hrane UIP16000 za industrijsku proizvodnju biljnih zamjena za mlijeko.
Korisne činjenice
Sojino mlijeko
Sojino mlijeko biljna je zamjena za mlijeko koja se proizvodi ekstrakcijom iz cijelih zrna soje u vodi. Sojino mlijeko emulzija je vode i lipida podrijetlom iz soje koja sadrži bjelančevine topljive u vodi i ugljikohidrate. U starinskom, tradicionalnom načinu pripreme sojina mlijeka zrna soje namakala su se, mljela, filtrirala i kuhala. Tako pripremljeno sojino mlijeko ima samo kratak rok trajanja. Međutim, današnji potrošači i suvremeni način života zahtijevaju proizvode s duljim rokom trajanja koji ostaju sigurni i stabilni tijekom cijelog razdoblja skladištenja. Za proizvodnju takvih sojinih mlijeka i napitaka primjena UHT tehnologije očit je izbor. Time se može postići rok trajanja od nekoliko mjeseci pa sve do godinu dana, ovisno o sastavu proizvoda. Nadalje, pravilan odabir emulgatora i stabilizatora nužan je kako bi se osigurao homogen proizvod bez izdvajanja vrhnja i taloženja tijekom cijelog roka trajanja.
Proizvodnja sojina mlijeka i napitaka na bazi soje
Sojino mlijeko proizvodi se od cijelih zrna soje ili punomasnog sojina brašna. Suha zrna namaču se u vodi preko noći ili najmanje 3 sata ili dulje. Vrijeme namakanja uvelike ovisi o temperaturi vode. Nakon toga namočena zrna melju se postupkom mokrog mljevenja. Voda se dodaje kako bi se udio vode povećao na razinu potrebnu za konačni proizvod sojina mlijeka. Konačni sojin napitak općenito sadrži 1–4% bjelančevina, a maseni omjer vode i zrna soje iznosi 20:1 za tipičan sojin napitak koji odgovara zapadnim potrošačima. (Tradicionalno azijsko sojino mlijeko ima maseni omjer vode i zrna soje koji iznosi čak 5:1). Suspenzija mljevenih zrna soje kuha se kako bi se poboljšali okus, probavljivost i mikrobiološka stabilnost. Toplinska obrada inaktivira inhibitore tripsina iz soje, inaktivira lipoksigenazu radi blažeg okusa i pasterizira sojino mlijeko. Toplinska obrada provodi se približno 15–20 minuta, nakon čega slijedi filtracija radi uklanjanja netopljivih ostataka poput vlakana sojine pulpe / okare. Na kraju se sojin napitak može umjetno aromatizirati dodavanjem šećera, vanilije, čokolade, voća ili drugih aroma.
Sojini napitci i jogurt
Zrna soje upotrebljavaju se za proizvodnju raznih proizvoda poput zamjena za mlijeko i sojinih napitaka, soka, miješanih sojinih napitaka (osobito u Latinskoj Americi) te sojina jogurta. Osobe s intolerancijom na laktozu i vegani često konzumiraju napitke i jogurte na bazi soje kao zamjenu za mliječne proizvode, no potrošači odabiru sojine proizvode i zbog njihovih zdravstvenih dobrobiti i okusa.
Tipično sojino mlijeko ima sljedeći sastav: približno 3,6% bjelančevina, 2% masti, 2,9% ugljikohidrata i 0,5% pepela. Zrna soje imaju nizak udio zasićenih masti te ne sadrže kolesterol ni laktozu. Osim toga, sadrže velike količine vitamina i minerala, zbog čega je njihova konzumacija vrlo korisna za zdravlje.
Manotermosonikacija
Manotermosonikacija (MTS) sinergijska je kombinacija ultrazvuka s toplinom i tlakom.
Literatura/Reference
- 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.