Peningkatan Gelasi Buah dan Sayuran dengan Ultrasonik
Pengentalan saus, jus, selai, dan makanan lainnya melalui gelasi merupakan proses umum dalam produksi makanan cair. Ekstraksi ultrasonik pektin dan gula intraseluler alami dari buah dan sayuran merupakan metode yang sangat efisien untuk mendorong gelasi produk pangan tanpa penambahan gula rafinasi. Dengan demikian, ultrasonikasi tidak hanya meningkatkan efisiensi ekonomi dengan mengurangi biaya produksi (karena gula dan bahan tambahan pengental tidak diperlukan), tetapi juga membantu menghasilkan makanan yang lebih sehat dengan kandungan kalori lebih rendah.
Gelasi dan Pengentalan Produk Pangan
Pembuatan gel dari buah yang kaya akan pektin merupakan proses yang telah diterapkan secara luas untuk produksi berbagai produk pangan, termasuk saus, puree, saus tomat, jus, smoothie, marmalade, dan selai. Pengentalan dan gelasi makanan tersebut sering kali memerlukan penambahan gula dalam jumlah besar untuk mencapai tingkat gelasi yang diinginkan. Gula rafinasi umumnya diperlukan karena pektin dan gula alami dalam buah dan sayuran terperangkap di dalam matriks seluler sel tumbuhan, sehingga sebagian besarnya tetap tidak termanfaatkan.
Sonikator ultrasonik UIP4000hdT merupakan alat pengolah pangan berdaya tinggi sebesar 4kW untuk produksi pangan industri, seperti ekstraksi pektin dan cita rasa serta homogenisasi.
Solusinya: Ekstraksi Ultrasonik Pektin dan Gula Alami
Ultrasonikasi merupakan teknologi yang telah mapan dan banyak digunakan untuk mengekstraksi molekul bioaktif dari tumbuhan seperti buah dan sayuran. Oleh karena itu, sonikasi merupakan teknik yang bernilai dalam pengolahan pangan, seperti produksi jus, smoothie, minuman, saus, puree, saus tomat, olesan buah, selai, dan marmalade, dengan gelombang ultrasonik yang membantu melepaskan senyawa cita rasa, pektin, dan gula (misalnya fruktosa) dari matriks seluler bahan tumbuhan. Ini berarti ultrasonik tidak hanya mendorong pembentukan gel, tetapi juga membuat produk pangan lebih bercita rasa dan manis tanpa penambahan perisa, gula, dan bahan tambahan lainnya. Seiring meningkatnya permintaan akan makanan alami yang diolah secara minimal, pengolahan pangan ultrasonik merupakan teknologi ideal untuk menghasilkan makanan yang sehat dan kaya cita rasa. Perlakuan ultrasonik terhadap pektin dalam pangan telah terbukti menjadi strategi pengolahan yang sangat efisien, andal, hemat energi, dan ramah lingkungan, terutama untuk pektin bermetoksil rendah.
Pektin merupakan bahan yang disukai dalam produk pangan rendah gula dan sehat karena sifatnya yang membentuk gel. Dengan menerapkan iradiasi ultrasonik pada cairan berbahan dasar buah dan sayuran, penambahan gula rafinasi dapat dihindari atau dikurangi secara signifikan, karena fungsi pektin memberikan sifat gelasi yang diinginkan dan berkontribusi terhadap sifat reologi produk pangan yang menguntungkan.
Manfaat tambahan pengolahan pangan ultrasonik meliputi inaktivasi enzim seperti pektin metilesterase serta homogenisasi (tekstur lebih halus) dan pasteurisasi (peningkatan stabilitas mikrobiologis).
- Proses dengan kondisi ringan
- Tanpa atau dengan lebih sedikit gula tambahan
- Perlakuan cepat
- Tanpa atau dengan lebih sedikit bahan tambahan
- Produk pangan sehat
- Perlakuan yang sepenuhnya mekanis
- Menguntungkan secara ekonomi / efisien dalam biaya
- Mudah dan aman dioperasikan
- Pemasangan atau pemasangan tambahan pada sistem yang ada secara mudah
- Peningkatan skala yang sepenuhnya linear
- Kapasitas pengolahan untuk volume berapa pun
Ekstraksi ultrasonik pektin, cita rasa, dan gula dari matriks seluler tumbuhan telah berhasil diterapkan pada buah sitrus, jeruk, lemon, mangga, markisa, apel, pir, persik, tomat, dan banyak buah serta sayuran lainnya.
Cara Menghindari Kerusakan Struktur Molekuler Pektin
Ultrasonikasi dapat sangat mendorong pembentukan gel dalam produk buah dan sayuran yang mengandung pektin. Namun, sonikasi berlebihan, yaitu perlakuan ultrasonik dengan intensitas terlalu tinggi atau selama waktu yang terlalu lama, dapat merusak struktur molekuler pektin sehingga menurunkan kualitas gelasi. Hielscher Ultrasonics menyediakan sonikator ultrasonik mutakhir yang memungkinkan pengaturan operasi, pengendalian, dan pemantauan proses ekstraksi pektin secara presisi. Pengaturan yang mudah diakses, opsi untuk menetapkan terlebih dahulu dan menyimpan parameter perlakuan, serta kendali jarak jauh melalui peramban internet apa pun memastikan produk Anda disonikasi dalam kondisi optimal. Selain itu, data dari seluruh pengoperasian ultrasonik secara otomatis direkam pada kartu SD bawaan, sehingga setiap perlakuan dapat dipantau dan ditinjau untuk penjaminan mutu serta memenuhi Cara Produksi yang Baik (GMP).
Sonikator industri Hielscher dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara terus-menerus dalam pengoperasian 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang dibuat sesuai kebutuhan.
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pengolahan sonikator ultrasonik kami:
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lebih besar | gabungan unit UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Ekstraktor ultrasonik UIP4000hdT dengan konfigurasi aliran kontinu untuk ekstraksi pektin.
Literatur / Referensi
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol. 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019):
Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353. - Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong (2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Rahul Seshadri, Jochen Weiss, Greg J Hulbert, John Mount (2003): Ultrasonic processing influences rheological and optical properties of high-methoxyl pectin dispersions. Food Hydrocolloids, Volume 17, Issue 2, 2003. 191-197.
- Chan Y.T., Tan M.C., Chin N.L. (2018): Effect of partial sugar replacement with ultrasonically treated citrus pectin on aeration and rheological properties of batter. Journal of Food Processing and Preservation, Volume 42, Issue 12, 2018.
- Wen-Yi Qiu, Wu-Dan Cai, Meng Wang, Jing-Kun Yan (2019): Effect of ultrasonic intensity on the conformational changes in citrus pectin under ultrasonic processing. Food Chemistry, Volume 297, 2019.
Fakta yang Perlu Diketahui
Pektin dalam Produk Pangan
Pektin merupakan polisakarida yang terdapat pada dinding sel sebagian besar sayuran dan buah. Pektin dikenal karena sifat pembentuk gel dan pengentalnya yang luar biasa, sehingga pektin menjadi bahan tambahan yang banyak digunakan dalam industri pangan. Selain itu, pektin dikenal memiliki sifat yang bermanfaat bagi kesehatan.
Produksi gel dengan buah atau sayuran yang memiliki kandungan pektin tinggi tidak terlalu sulit. Penambahan gula mendorong pembentukan gel pektin dengan pektin bermetoksil rendah (LM). Namun, penggunaan pektin bermetoksil rendah (LM) biasanya memerlukan gula tambahan dalam jumlah besar (sekitar 50 wt%). Oleh karena itu, pektin bermetoksil rendah (LM) yang dikombinasikan dengan gula tambahan dalam jumlah sangat besar hanya relevan untuk hidangan penutup, selai, dan marmalade.
Sebagai contoh, enzim poligalakturonase, pektin liase, dan pektin metilesterase (PME) termasuk dalam kelompok enzim pektinolitik atau pektinase, yang menghidrolisis ikatan glikosidik pada zat pektat. Ultrasonikasi digunakan untuk menginaktivasi enzim seperti pektinase guna memperoleh produk pangan yang lebih stabil. Baca lebih lanjut tentang inaktivasi enzim secara ultrasonik!
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari skala laboratorium hingga industri.