Ultrahangos kezelés a gyümölcslé tartósításához és a tápanyagok javításához
A modern élelmiszer-feldolgozásban a frissesség megőrzése és a tápérték növelése központi kihívás. A nagy teljesítményű ultrahangos kezelés - szonda típusú ultrahangos készülékek segítségével - erőteljes, nem termikus feldolgozási módszerként nyert teret. Ez a cikk egy tudományos tanulmány eredményeit mutatja be, amely azt vizsgálja, hogy a Stevia rebaudianával édesített eperlé táplálkozási profilját hogyan javítják a Hielscher ultrahangos processzorok.
Főbb meglátások: Az ultrahangos kezelés növeli a fenoltartalmat, a flavonoid szintet és az antioxidáns kapacitást - mindezt ipari telepítésre alkalmas skálázható körülmények között.
Miért cserélje ki a hőt ultrahangra?
A hagyományos pasztőrözés lebonthatja a termolabilis vegyületeket, például a polifenolokat és a flavonoidokat. Az ultrahangos kezelés ezzel szemben egy nem termikus feldolgozási technika, amely akusztikus kavitációt használ a sejt megszakításának és a molekuláris diffúziónak fokozására hőkárosodás nélkül.
Ultrahangos gyümölcslé tartósítás és tápanyag-extrakció
Šic Žlabur et al. (2019) nemrégiben megjelent lektorált tanulmánya a folyóiratban “Molecules” szilárd bizonyítékot szolgáltat a nagy intenzitású ultrahang hatékonyságáról, a Hielscher ultrahangos UP400St modellt használva a Stevia rebaudianával édesített eperlé kezelésére. Az eredmények jelentős következményekkel járnak az ipari gyümölcslé-feldolgozásra, mivel a kísérleti körülmények lineárisan skálázhatók az alkalmazott Hielscher ultrahangos rendszerekkel.
Az ultrahangos gyümölcslé feldolgozásának előnyei:
- A bioaktív vegyületek fokozott extrakciója
- Az íz és a szín megőrzése
- A mikrobiális terhelés csökkentése
- Skálázható és energiahatékony
- Tiszta címkézésű, adalékanyagmentes eljárás
A kísérleti beállítás: Juice Sonication
A tanulmány egy Hielscher UP400St ultrahangos processzort (400 W, 24 kHz) alkalmazott az eperlé kezelésére zöld stevia por jelenlétében.
A kutatók értékelték a szongatípus ultrahangos kezelésének hatásait különböző amplitúdókon (50%, 75%, 100%), szondaátmérőkön (sonotrode S24d7 7 mm-rel és S24d22 22 mm-es hegymérettel) és ultrahangos időkkel (15, 20 és 25 perc). Az összes vizsgált körülmény között a legintenzívebb kezelés - 100% amplitúdó, 22 mm-es szonda, 25 perc - hozta a legszembetűnőbb eredményeket.
Eredmények áttekintése – Ultrahangos gyümölcslé feldolgozás
Megnövelt teljes fenoltartalom (TPC)
Az ultrahangos gyümölcslevek akár 23% -kal magasabb TPC-t mutattak az enyhe ultrahangos kezeléshez képest, és 18% -kal magasabbat, mint a steviával nem szonikált gyümölcslevek.
| minta | TPC (mg GAE/L) | Flavonoidok (mg GAE/L) | Antioxidáns kapacitás (mmol TE/L) |
|---|---|---|---|
| Vezérlő | 927,3 ± 55,6 | 659,0 ± 39,6 | 3,77 ± 0,28 |
| JGSP | 1003,2 ± 13,6 | 685,2 ± 40,7 | 3,84 ± 0,09 |
| C18 | 1185,6 ± 0,2 | 791,5 ± 1,1 | 3,89 ± 1,15 |
C18: Ultrahangos 22 mm-es szondával, 100% amplitúdó, 25 perc
Táblázat: Az ultrahangos kezelés hatása a fenoltartalomra és az antioxidáns aktivitásra
A teljes fenoltartalom (TPC) 23% -kal nőtt a legenyhébb ultrahangos kezeléshez képest és 18% -kal a stevia nem ultrahangos mintáihoz képest.
A legfontosabb javított fenolok közé tartozott a luteolin, az apigenin, a kvercetin, a miricetin és a kaempferol, 3-7-szeres növekedéssel.
Az antioxidáns kapacitás (ABTS vizsgálattal) szintén nőtt, ami a bioaktív anyagok emelkedését mutatja.
Fenolsavak és flavonoid profil
Az ultrahang lehetővé tette a fenolsavak, például a pirogallol és a 4-metil-katekol kiváló extrakcióját, a pirogallol közel 2 mg / g-ot ért el a legintenzívebben ultrahangos gyümölcslében - több mint 3,5× magasabb, mint a nem ultrahangos társaiknál.
Az akusztikus kavitáció során a hidroxilgyökök képződése valószínűleg hozzájárul a fenolos vegyületek fokozott hidroxilációjához és felszabadulásához, ami összhangban van az ultrahangos extrakcióval kapcsolatos korábbi mechanisztikus vizsgálatokkal.
Jobb édesség funkcionális előnyökkel
Nevezetesen, a tanulmány feltárta a szteviol-glikozidokat, különösen a szteviozidot és a rebaudiozid A-t (Reb A) - a Stevia rebaudiana elsődleges édesítőszereit. Az ultrahangos kezelés jelentősen növelte koncentrációjukat:
- A szteviozid-tartalom 61%-kal nőtt.
- A Reb A tartalma megduplázódott (+114%).
Ez a javítás nemcsak édesség, hanem érzékszervi és anyagcsere szempontjából is előnyös. A magasabb Reb A szint javítja az ízt azáltal, hogy csökkenti a sztevioziddal gyakran társuló keserűséget.
Ultrahangos gyümölcslé feldolgozás: ipari relevancia és méretezhetőség
A Hielscher ultrahangos készülékek lehetővé teszik az összes fontos folyamatparaméter pontos vezérlését. Ezáltal minden eredmény lineárisan skálázható, köszönhetően a Hielscher ultrahangos processzorok kialakításának, amelyek állandó energiaintenzitást tartanak fenn a felskálázás során. Ez műszakilag megvalósíthatóvá és gazdaságilag vonzóvá teszi az asztali ipari rendszerekről a folyamatos ipari rendszerekre való áttérést.
Ez a tanulmány egyre több bizonyítékot támaszt alá, amelyek alátámasztják a nagy intenzitású ultrahangot, mint fenntartható, nem termikus feldolgozási módszert. A megfigyelt kombinált előnyök - tápanyag-növelés, jobb antioxidáns kapacitás és optimalizált érzékszervi tulajdonságok - hangsúlyozzák értékét a funkcionális italok fejlesztésében.
Mit jelent ez az ipar számára?
A Hielscher méretezhető technológiai platformjaival, a gyümölcslégyártók most már nemcsak alternatívaként, hanem frissítésként is figyelembe vehetik az ultrahangos kezelést - mind a termékminőség, mind a fogyasztók egészsége szempontjából.
- nagy hatékonyság
- A legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság & Erőteljesség
- állítható, precíz folyamatvezérlés
- halom & Inline
- bármely kötethez
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. programozható, adatprotokoll, távirányító)
- könnyen és biztonságosan kezelhető
- Alacsony karbantartási igény
- CIP (helyben tisztítható)
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| 15–150 liter | 3–15 l/perc | UIP6000hdT |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000hdT |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000hdT |
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség
A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Ultrahangos élelmiszer-homogenizátor UIP16000 élelmiszerek és italok ipari feldolgozására.
Irodalom / Hivatkozások
- Šic Žlabur, J.; Dobričević, N.; Brnčić, M.; Barba, F.J.; Lorenzo, J.M.; Franco, D.; Atanasov, A.G.; Voća, S.; Rimac Brnčić, S. (2019): Evaluation of the Behavior of Phenolic Compounds and Steviol Glycosides of Sonicated Strawberry Juice Sweetened with Stevia (Stevia rebaudiana Bertoni). Molecules 2019, 24, 1202.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Mehmet Başlar, Mustafa F. Ertugay (2013): The effect of ultrasound and photosonication treatment on polyphenoloxidase (PPO) activity, total phenolic component and colour of apple juice. International Journal of Food Science and Technology, Volume 48, Issue 4, April 2013. 886–892.
- Morteza Rouhani (2019): Modeling and optimization of ultrasound-assisted green extraction and rapid HPTLC analysis of stevioside from Stevia Rebaudiana. Industrial Crops and Products, Volume 132, 2019. 226-235.
- Dogan Kubra, P.K. Akman, F. Tornuk(2019): Improvement of Bioavailability of Sage and Mint by Ultrasonic Extraction. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 2019. 2(2): p.122- 135.
Gyakran Ismételt Kérdések
Hogyan tartósítják a gyümölcsleveket?
A gyümölcsleveket jellemzően termikus pasztőrözéssel tartósítják, ahol a hő inaktiválja a romlást okozó mikroorganizmusokat és enzimeket. Az alternatív módszerek közé tartozik a nagynyomású feldolgozás (HPP), az ultrahangos kezelés, az impulzusos elektromos mezők (PEF) és a kémiai tartósítószerek, például szorbátok vagy benzoátok. Ezeknek a megközelítéseknek a célja az eltarthatóság meghosszabbítása, a biztonság és az érzékszervi minőség megőrzése mellett.
Tudjon meg többet az ultrahangos gyümölcslé tartósításáról!
Miért előnyös a nem termikus gyümölcslé-feldolgozás?
A nem termikus feldolgozás - például a HPP, a PEF vagy az ultrahangos kezelés - minimalizálja a hőérzékeny tápanyagok, ízek és bioaktív vegyületek termikus lebomlását. Lehetővé teszi a mikrobiális inaktiválást, miközben megőrzi a táplálkozási minőséget és az érzékszervi jellemzőket, tisztább alternatívát kínálva a hagyományos hőkezelésekkel szemben. Tudjon meg többet az ultrahanggal támogatott HPP létartósítás előnyeiről!
Egészségesek a steviás italok?
A Stevia, a Stevia rebaudiana-ból származó természetes, nem tápláló édesítőszer, az FDA általánosan biztonságosnak (GRAS) ismert. Elhanyagolható kalóriatartalommal rendelkezik, nem emeli a vércukorszintet vagy az inzulinszintet, így megfelelő alternatíva cukorbetegek vagy cukorbevitel csökkentésére törekvők számára. Az egészségügyi előnyök azonban az ital általános összetételétől függenek – a steviával édesített italok még mindig tartalmazhatnak adalékanyagokat, vagy hiányozhatnak a tápértékük.
További információ ultrahangos stevia extrakció!
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.