Kiemelkedő hatékonyság és minőség a diófélékből készült tejek ultrahangos előállításában
A diófélékből készült tejek és a növényi alapú tejalternatívák egyre növekvő élelmiszeripari szegmenst alkotnak. A diófélékből készült tejek és a növényi alapú tejhelyettesítők előállításában az ultrahangos extrakció és homogenizálás jelentős előnyöket mutatott a hagyományos technikákkal szemben. A nagy teljesítményű ultrahang növeli a hozamot, a termék stabilitását, a tápanyagtartalmat és a feldolgozás általános hatékonyságát.
Nagyobb hozam a diófélékből készült tejek előállításában nagy teljesítményű ultrahanggal
Az ultrahangos extrakció jól ismert, megbízható és rendkívül hatékony módszer a növényi eredetű olajok, fehérjék, poliszacharidok és mikrotápanyagok kinyerési hozamának növelésére. Ezért az ultrahangos kezelést növényi alapú tejhelyettesítők előállításában alkalmazzák, például mandulából, kesudióból, kókuszból, mogyoróból, földimogyoróból, szezámmagból, szójából, tigrismogyoróból, zabból, rizsből, kenderből, borsóból, pisztáciából, dióból, amarántból vagy quinoából. A diófélékből készült tejek és más növényi alapú tejalternatívák nyersanyaga gyakran drága, és az ezekből a nyersanyagokból elért nagyobb extrakciós hozamok csökkentik a gyártási költségeket és javítják a termelés hatékonyságát.
Ipari ultrahangos processzor UIP2000hdT diófélékből készült tejek homogenizálására.
Hogyan növeli az ultrahangos extrakció a hozamot?
Az ultrahangos extrakció működési elve az akusztikus kavitáció. Az alacsony frekvenciájú, nagy intenzitású ultrahang extrakciót fokozó mechanizmusa elsősorban az akusztikus kavitáció jelenségének tulajdonítható. Amikor a kavitációs buborékok a növényi anyag felületén összeomlanak, az erózió és a szonoporáció megbontja a növényi sejtek mátrixát (például macerált diófélék, magvak, hüvelyesek és levelek esetében), ami a sejtszerkezet roncsolódását és a sejten belüli anyagok, például fehérjék, lipidek, poliszacharidok, rostok, vitaminok, ásványi anyagok és fitokemikáliák felszabadulását eredményezi. Az így fokozott anyagátadás elősegíti az olyan molekulák felszabadulását, mint a fehérjék, lipidek, poliszacharidok és fitokemikáliák.
Az ultrahanggal létrehozott nyíróerők javítják az oldószer behatolását a növényi anyag sejtmátrixába, illetve a sejtmembránok áteresztőképességét. (Felhívjuk a figyelmet arra, hogy az oldószer kifejezést tág értelemben használjuk, és az bármilyen folyadékot, például vizet is magában foglal). A nagy teljesítményű ultrahang e mechanizmusai felelősek azért a jelentős folyamatintenzifikálásért, amely az ultrahangos kezelés növényi nyersanyagból történő élelmiszer-extrakcióban való alkalmazásával érhető el. Mivel az ultrahangos kavitáció ilyen intenzív erőket hoz létre, rendkívül hatékony sejtfeltárást és keverést idéz elő makro- és mikroszinten. Emellett az oldószer behatolása, a bioaktív vegyületek kioldódása és az anyagátadás is jelentősen javul. Ez rendkívül hatékonnyá teszi az ultrahanggal segített extrakciót, amely rövid feldolgozási idő alatt kiemelkedő extrakciós hozamokat eredményez.
A diófélékből készült tejek jobb stabilitása ultrahanggal
A nagy intenzitású, alacsony frekvenciájú ultrahangos kezelés hatékony és megbízható módszer a szuszpenziók fizikai stabilitásának, valamint az élelmiszerek (például a diófélékből készült tejek és más tejhelyettesítők) mikrobiális stabilitásának javítására.
A diófélékből készült tejek ultrahanggal javított fizikai-kémiai stabilitása
Az élelmiszerek homogenizálására és emulgeálására széles körben alkalmazott nagy teljesítményű ultrahang rendkívül hatékony, nem termikus technika a nagyfokú homogenitású és hosszú távon stabil élelmiszerek előállítására. Az ultrahangos homogenizálás a zsírcseppek átmérőjét egyenletesen apró méretűre csökkenti, és egyenletesen diszpergálja a szilárd részecskéket, például a keményítőket, cukrokat és rostokat. Ezáltal az ultrahangos homogenizálás jelentősen javítja a diófélékből készült tejek és más növényi alapú tejek fizikai-kémiai stabilitását, így megakadályozza a nem kívánt fázisszétválást.
Lu és munkatársai (2019) a nagy teljesítményű ultrahangos kezelés kókusztejre gyakorolt hatásait vizsgálják. Az ultrahangos kezelés csökkentette a kókusztej részecskeméretét, és homogenizálta a cseppek és szilárd részecskék eloszlását a rendszerben. A mechanikusan emulgeált kókusztejhez képest az ultrahangos kezelés jelentős hatást mutatott az emulziós rendszer egyenletességére (p < 0,05). Emellett megfigyelték, hogy az ultrahangos kezelés elősegítette az amilóz beágyazódását az amiláz enzimbe a határfelületi rétegben.
Iswarin és Permadi (2012) az ultrahang intenzitásának különböző kombinációit tanulmányozva vizsgálták, hogyan befolyásolja az ultrahangos kezelés a kókuszalapú tejitalok cseppátmérőjét. Az ultrahangos feldolgozás csökkentette a cseppek átmérőjét, és a méretcsökkenés nagyobb ultrahang-intenzitás mellett fokozódott.
A diófélékből készült tejek ultrahanggal javított mikrobiális stabilitása
Bizonyított, hogy az ultrahangos kezelés csökkenti a tejtermékek, gyümölcslevek és más folyékony élelmiszerek mikrobiális terhelését. Ezért az ultrahangos pasztőrözést a tejalternatívák tartósítási folyamatában is alkalmazzák a diófélékből készült és más növényi alapú tejhelyettesítők mikrobiális stabilitásának javítására.
Iorio és munkatársai (2019) az Escherichia coli O157:H7 és a Listeria monocytogenes ultrahangos inaktiválását vizsgálták mandulatejben, és kimutatták, hogy az ultrahangos pasztőrözés szubletális károsodást okoz a kórokozókban, ami hosszabb eltarthatóságot eredményez. Az ultrahangos pasztőrözési kezelés például jelentősen csökkentette az E. coli O157:H7 szintjét 5,12 értékről 3,81 log CFU/mL értékre, és csökkentette a növekedési sebességet (µmax) (1,19 értékről 0,79 (log CFU/mL)/nap értékre).
- Nagyobb hozamok
- Kiemelkedő minőség
- Jobb tápanyagprofil
- Fizikai-kémiai és mikrobiális stabilizálás
- Nincs termikus lebomlás
- Folyamatintenzifikálás a nagyobb általános hatékonyság érdekében
- Pontosan szabályozható körülmények
- Költséghatékony
Multisonoreactor 4x 4kW teljesítményű ultrahangos homogenizátorral a diófélékből készült tejek folyamatos feldolgozására
Magasabb tápanyagtartalom a diófélékből készült tejek ultrahangos extrakciójával
A mikrotápanyagok, például a vitaminok, polifenolok és antioxidánsok a növények sejtmátrixában helyezkednek el. E mikrotápanyagok hatékony felszabadításához teljes sejtfeltárásra és a sejtanyag, valamint az oldószer közötti intenzív mikrokeverésre van szükség. A fentiekben leírtak szerint az ultrahangos extrakció rendkívül hatékony a sejtek roncsolásában, valamint a lipidek, fehérjék, poliszacharidok, rostok és fitokemikáliák sejtmátrixból történő felszabadításában. Az ultrahangos extrakció rendkívül hatékony módszer a fitokemikáliák teljes mennyiségének növényi anyagokból való elkülönítésére egy gyors extrakciós folyamat során. A nagy teljesítményű ultrahang alkalmazása erős kavitációs hatásokat, zavarokat / turbulenciát és nagy sebességű folyadékáramlást hoz létre, amelyek kimossák a fitokemikáliákat a sejt belsejéből. Mivel ez nem termikus extrakciós módszer, az ultrahangos kezelés alkalmazásakor elkerülhető ezen érzékeny mikrotápanyagok termikus lebomlása.
A teljes fenoltartalom (eq mg naringenin/g mandula egységben kifejezve) kinetikája ultrahangos kezeléssel és anélkül, a következő készülék használatával: UIP1000hdT. Az ultrahangos extrakció 258 %-kal növelte a teljes fenoltartalmat.
Az adatok átlagértékek ± SD, n = 3. Ultrahanggal (sárga), illetve ultrahang nélkül (narancssárga).
Grafikon és tanulmány: Tabib et al., 2020
Kiemelkedő hatékonyság a diófélékből készült tejek ultrahangos előállításában
A nagyobb hozamok, a jobb tápanyagprofil és a rövidebb feldolgozási idő csupán néhány előny a diófélékből készült tejek és tejmentes italok ultrahangos feldolgozásának kiemelkedő hatékonyságából. Az alacsony energiafogyasztás, a csekély karbantartási igény és a 24/7 üzem további tényezők, amelyek hozzájárulnak az ultrahangos feldolgozás kivételes általános hatékonyságához. A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorai 24/7 üzemben, nagy igénybevétel mellett működhetnek, és folyamatos átfolyásos üzemmódban nagy térfogatokat dolgozhatnak fel. A Hielscher ultrahangos processzorok kiemelkedő általános energiahatékonysággal rendelkeznek. A robusztus felépítés és a csekély karbantartási igény az üzemeltetési költségeket is alacsonyan tartja.
Mit mondanak a kutatások az ultrahangos élelmiszer-feldolgozásról?
„Az ultrahang-technológia az elmúlt évtizedben széles körben elterjedt. Sokféle kívánatos hatásának köszönhetően alkalmazásra talált a gyümölcslé- és italiparban. A technológia olcsó, egyszerű, megbízható és környezetbarát, továbbá rendkívül hatékony a gyümölcslevek tartósításában, miközben javítja azok minőségi jellemzőit.” (Dolas et al., 2019)
„Az ultrahangos kezelés feltörekvő technológia, amely javíthatja az élelmiszerek minőségét és csökkentheti a tápanyagveszteséget.” (Cheok et al., 2013)
Ultrahangos élelmiszer-feldolgozó berendezések a diófélékből készült tejek ipari előállításához
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos élelmiszer-feldolgozó rendszereket tervez, gyárt és forgalmaz a diófélékből készült tejek (például kesudió-, mandula-, mogyoró-, dió-, földimogyoró- és kókusztej), valamint növényi alapú tejhelyettesítők (például rizs-, szója-, tönköly-, zab-, szezám-, lenmag-, borsó- és fermentált tigrismogyorótej) folyamatos ipari előállítására.
Az ultrahangos élelmiszer-feldolgozás jelentős előnyökkel jár, mivel nem termikus, tisztán mechanikai módszer, amely jobb végtermékeket eredményez, csökkenti a feldolgozási időt és környezetbarátabb.
A Hielscher ultrahangos élelmiszer-feldolgozó rendszereit számos alkalmazásban használják, mivel biztonságos, megbízható és költséghatékony technológiát kínálnak kiváló minőségű élelmiszerek és italok előállítására. Minden Hielscher ultrahangos processzor telepítése és üzemeltetése egyszerű: kis helyigényűek, és könnyen utólag beépíthetők a meglévő feldolgozóüzemekbe.
A Hielscher Ultrasonics sokéves tapasztalattal rendelkezik a nagy teljesítményű ultrahang élelmiszer- és italipari, valamint számos más iparágban történő alkalmazásában. Ultrahangos processzoraink könnyen tisztítható (helyben tisztítható CIP / helyben sterilizálható SIP) szonotródákkal és átfolyó cellákkal (a folyadékkal érintkező alkatrészekkel) vannak felszerelve. A Hielscher Ultrasonics ipari ultrahangos processzorai nagyon nagy amplitúdók leadására képesek. Akár 200µm amplitúdó mellett is könnyen biztosítható a folyamatos 24/7 üzem. A nagy amplitúdók fontosak a homogén részecskeeloszlás eléréséhez és az ellenállóbb mikrobák (például Gram-pozitív baktériumok) inaktiválásához. Még nagyobb amplitúdókhoz egyedi ultrahangos szonotródák is rendelkezésre állnak. Minden szonotróda és ultrahangos átfolyócellás reaktor üzemeltethető megemelt hőmérsékleten és nyomáson, ami lehetővé teszi a megbízható termo-mano-szonikációt (ultrahangos kezelés megemelt hőmérséklettel és nyomással kombinálva), valamint a rendkívül hatékony extrakciót és stabilizálást.
A legkorszerűbb technológia, a nagy teljesítmény és a kifinomult szoftver a Hielscher Ultrasonics berendezéseit megbízható munkaeszközökké teszi az élelmiszer-extrakciós, homogenizálási és pasztőrözési gyártósoron. Kis helyigényüknek és sokoldalú telepítési lehetőségeiknek köszönhetően a Hielscher ultrahangos kezelőkészülékek könnyen integrálhatók vagy utólag beépíthetők a meglévő gyártósorokba.
Lépjen kapcsolatba velünk most, hogy többet megtudjon ultrahangos extrakciós, homogenizálási és pasztőrözési rendszereink jellemzőiről és képességeiről. Örömmel megbeszéljük Önnel az alkalmazását!
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos kezelőkészülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Sarzs térfogata | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | készülékcsoport: UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt keveréshez, diszpergáláshoz, emulgeáláshoz és extrakcióhoz laboratóriumi, kísérleti üzemi és ipari méretekben.
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
Hasznos tudnivalók
Diófélékből készült tejek és növényi alapú tejtermék-helyettesítők előállítása
A diófélékből készült tejek és más növényi alapú, tejmentes italok (például mandulából, kesudióból, kókuszból, mogyoróból, földimogyoróból, szezámmagból, szójából, tigrismogyoróból, zabból, tönkölyből, rizsből, kenderből, borsóból, lenmagból, a len magjából, dióból) előállítása általában a következő feldolgozási lépéseket foglalja magában: nedves őrlés és aprítás az extrakcióhoz, szűrés, élelmiszer-adalékanyagok és összetevők hozzáadása, pasztőrözés / sterilizálás, homogenizálás és aszeptikus csomagolás.
Széles körben használt adalékanyagok a stabilitás javítására szolgáló gumik és lecitin, valamint az állag és az ízprofil módosítására használt só és édesítőszerek. A növényi alapú tejhelyettesítőket gyakran fehérjével, vitaminokkal és ásványi anyagokkal dúsítják és gazdagítják, hogy a növényi alapú, tejmentes ital kiegyensúlyozott tápanyagprofillal rendelkezzen.
A növényi alapú tejhelyettesítő típusától függően eltérő nyers összetevőt (például dióféléket, gabonaféléket, hüvelyeseket) használnak alapként. Ezt a meghatározott nyersanyagot (például mandulát, szójababot vagy zabot) bizonyos mennyiségű vízzel keverik össze, és megemelt hőmérsékleten, nedves őrlési eljárással őrlik meg. E melegített őrlési folyamat során értékes növényi vegyületeket, például fehérjéket, lipideket, rostokat és vitaminokat nyernek ki a nyersanyagból, ami időigényes és gyakran meglehetősen alacsony hatékonyságú. A nem teljes extrakció miatt szükség lehet egy második extrakciós lépésre a diófélékből készült tej vagy a növényi alapú tejhelyettesítő hozamának növeléséhez. Ha az őrlési folyamatba ultrahangos extrakciót építenek be, a növényi vegyületek kinyerése jelentősen fokozódik és felgyorsul.
Az őrlés és az extrakció után a növényi tejet nagy centrifugákban választják el az extrahált növényi rostoktól. Az állag és az érzékszervi tulajdonságok javítása érdekében a növényi tej étkezési olajjal homogenizálható vagy gumik hozzáadásával sűríthető, különféle adalékanyagokkal (vitaminokkal, ásványi anyagokkal) keverhető, végül pedig hőkezeléssel pasztőrözik, majd csomagolják.
Az ultrahangos kezelés alkalmazható a gumik és más élelmiszer-adalékanyagok homogén diszpergálására a növényi alapú italban, és a mikrobiális stabilizálás elősegítésére ultrahangos pasztőrözéssel.
Emellett az ultrahangos kezelést fehérjék extrakciójára és módosítására használják, hogy nagy funkcionalitású élelmiszer-adalékanyagokat és étrend-kiegészítőket állítsanak elő. Tudjon meg többet a növényi alapú fehérjék ultrahangos feldolgozásáról!
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.