Efficienza e qualità superiori nella produzione di latte di noci con gli ultrasuoni

I nutmilks e gli analoghi del latte a base vegetale sono un segmento alimentare in crescita. Per la produzione di nutmilks e di analoghi del latte a base vegetale, l'estrazione e l'omogeneizzazione a ultrasuoni hanno dimostrato grandi vantaggi rispetto alle tecniche convenzionali. Gli ultrasuoni ad alta potenza aumentano la resa, la stabilità del prodotto, il contenuto di nutrienti e l'efficienza complessiva della lavorazione.

Maggiore resa del latte di noci con gli ultrasuoni di potenza

L'estrazione a ultrasuoni è ben nota come metodo affidabile e altamente efficiente per aumentare la resa di oli, proteine, polisaccaridi e micronutrienti di origine vegetale. Pertanto, la sonicazione viene utilizzata nella produzione di sostituti del latte a base vegetale, ad esempio a base di mandorle, anacardi, cocco, nocciole, arachidi, sesamo, soia, noci tigre, avena, riso, canapa, piselli, pistacchi, noci, amaranto o quinoa. La materia prima del latte di noci e di altri latti alternativi di origine vegetale è spesso costosa e una maggiore resa di estrazione da queste materie prime riduce i costi di produzione e migliora l'efficienza produttiva.

In che modo l'estrazione a ultrasuoni aumenta la resa?

Il principio di funzionamento dell'estrazione a ultrasuoni è la cavitazione acustica. Il meccanismo di intensificazione dell'estrazione degli ultrasuoni a bassa frequenza e alta intensità è attribuito principalmente al fenomeno della cavitazione acustica. Quando le bolle di cavitazione collassano sulla superficie del materiale vegetale, l'erosione e la sonoporzione rompono la matrice delle cellule vegetali (ad esempio noci, semi, legumi e foglie macerati), con conseguente distruzione della struttura cellulare e rilascio di sostanze intracellulari come proteine, lipidi, polisaccaridi, fibre, vitamine, minerali e sostanze fitochimiche. Il trasferimento di massa così intensificato facilita il rilascio di molecole come proteine, lipidi, polisaccaridi e sostanze fitochimiche.
Le forze di taglio generate dagli ultrasuoni migliorano la penetrazione del solvente nella matrice cellulare della materia botanica e migliorano la permeabilità delle membrane cellulari. (Si noti che il termine solvente è usato in senso lato e comprende qualsiasi liquido, ad esempio l'acqua). Questi meccanismi degli ultrasuoni di potenza sono responsabili della significativa intensificazione del processo ottenuta quando gli ultrasuoni vengono applicati per l'estrazione di prodotti alimentari da materie prime botaniche. Poiché la cavitazione ultrasonica genera forze così intense, essa provoca un'efficace disgregazione e miscelazione delle cellule a livello macro e micro. Inoltre, la penetrazione del solvente, la dissoluzione dei composti bioattivi e il trasferimento di massa risultano notevolmente migliorati. Ciò rende l'estrazione assistita da ultrasuoni altamente efficace, consentendo di ottenere rese di estratto superiori in tempi rapidi.

Miglioramento della stabilità del latte di noci con gli ultrasuoni

L'ultrasuonazione ad alta intensità e bassa frequenza è un metodo efficace e affidabile per migliorare la stabilità fisica delle sospensioni e la stabilità microbica dei prodotti alimentari (ad esempio, latte di noci e altri sostituti del latte).

Stabilità fisico-chimica migliorata con gli ultrasuoni per i frutti di bosco

Ampiamente utilizzati per l'omogeneizzazione e l'emulsionamento dei prodotti alimentari, gli ultrasuoni ad alta potenza sono una tecnica non termica altamente efficiente per produrre prodotti alimentari altamente omogenei e stabili a lungo termine. L'omogeneizzazione a ultrasuoni riduce il diametro delle gocce di grasso a dimensioni minime uniformi e disperde uniformemente le particelle solide come amidi, zuccheri e fibre. In questo modo, l'omogeneizzazione a ultrasuoni migliora in modo significativo le caratteristiche fisico-chimiche del latte di noci e di altri latti a base vegetale, evitando separazioni di fase indesiderate.
Lu et al. (2019) studiano gli effetti dell'ultrasuoni ad alta potenza sul latte di cocco. Il trattamento con ultrasuoni ha ridotto la dimensione delle particelle del latte di cocco e ha omogeneizzato la distribuzione delle goccioline e dei solidi nel sistema. Rispetto al latte di cocco emulsionato meccanicamente, il trattamento a ultrasuoni ha mostrato un effetto significativo sull'uniformità del sistema di emulsione (p < 0.05). Additionally, it was observed that sonication promoted the encapsulation of amylose into the enzyme amylase in the interfacial layer. Iswarin and Permadi (2012) investigated how ultrasonication affects the droplet diameter of coconut-based milk drinks studying various combinations of ultrasonic intensity. Ultrasonic processing reduced the diameter of the droplet size and size reduction increased at higher ultrasound intensity.

Stabilità microbica migliorata con gli ultrasuoni di Nutmilks

È stato dimostrato che gli ultrasuoni riducono la carica microbica nei latticini, nei succhi di frutta e in altri alimenti liquidi. Pertanto, la pastorizzazione a ultrasuoni è stata adottata anche nel processo di conservazione delle alternative al latte, al fine di migliorare la stabilità microbica dei sostituti del latte a base di noci e di altre piante.
Iorio et al. (2019) hanno studiato l'inattivazione a ultrasuoni di Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes nel latte di mandorla e hanno potuto dimostrare che la pastorizzazione a ultrasuoni provoca un danno sub-letale ai patogeni, con conseguente aumento della conservabilità. Ad esempio, il trattamento di pastorizzazione a ultrasuoni ha ridotto significativamente il livello di E. coli O157:H7 da 5,12 a 3,81 log CFU/mL e ha abbassato il tasso di crescita (µmax) (da 1,19 a 0,79 (log CFU/mL)/giorno).

Maggiore contenuto di sostanze nutritive con l'estrazione a ultrasuoni del latte di noci

I micronutrienti come le vitamine, i polifenoli e gli antiossidanti si trovano all'interno della matrice cellulare delle piante. Per rilasciare questi micronutrienti in modo efficiente, è necessaria una completa disgregazione delle cellule e un'intensa micro-miscelazione tra la materia cellulare e il solvente. Come descritto in precedenza, l'estrazione a ultrasuoni è molto efficiente nella disintegrazione delle cellule e nel rilascio di lipidi, proteine, polisaccaridi, fibre e sostanze fitochimiche dalla matrice cellulare. L'estrazione a ultrasuoni è un metodo altamente efficiente per isolare la quantità completa di sostanze fitochimiche dalle piante in un processo di estrazione rapido. L'applicazione di ultrasuoni ad alta potenza produce forti effetti di cavitazione, disturbi / turbolenze, flussi di liquidi ad alta velocità, che lavano le sostanze fitochimiche dall'interno delle cellule. Essendo un metodo di estrazione non termico, l'uso degli ultrasuoni impedisce la degradazione termica di questi micronutrienti sensibili.

Contenuto fenolico totale (espresso come eq mg di naringenina/g di mandorle) cinetico con e senza sonicazione utilizzando il metodo UIP1000hdT. L'estrazione a ultrasuoni ha aumentato il contenuto fenolico totale del 258%.
I dati sono le medie ± SD, n = 3. Ultrasuoni (giallo) contro silenzio (arancione).
Grafico e studio: Tabib et al., 2020

Maggiore efficienza nella produzione di latte di nocciole con gli ultrasuoni

Rese più elevate, miglioramento del profilo nutrizionale e riduzione della durata della lavorazione sono solo alcuni dei vantaggi offerti dalla superiore efficienza della lavorazione ad ultrasuoni del latte di nocciole e delle bevande non lattiero-casearie. Il basso consumo energetico, la manutenzione ridotta e il funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7 sono altri fattori che contribuiscono all'eccezionale efficienza complessiva della lavorazione a ultrasuoni. Gli omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni Hielscher possono funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e processare volumi elevati in modalità flusso continuo. I processori a ultrasuoni Hielscher hanno un'eccezionale efficienza energetica complessiva. La robustezza e la manutenzione ridotta mantengono bassi anche i costi operativi.

Cosa dice la ricerca sul trattamento alimentare a ultrasuoni

“Gli ultrasuoni sono emersi in modo incondizionato nell'ultimo decennio. Ha trovato applicazione nell'industria dei succhi di frutta e delle bevande grazie ai suoi effetti multifunzionali desiderati. Questa tecnologia è poco costosa, semplice, affidabile, rispettosa dell'ambiente e altamente efficace nella conservazione dei succhi di frutta con caratteristiche qualitative migliori.” (Dolas et al., 2019)

“La sonicazione è una tecnologia emergente che può migliorare la qualità degli alimenti e ridurre la perdita di nutrienti.” (Cheok et al., 2013)

Processori alimentari a ultrasuoni per la produzione industriale di latte di noci

Hielscher Ultrasonics progetta, produce e distribuisce sistemi di trattamento alimentare a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione industriale in continuo di latte di noci (come latte di anacardi, mandorle, nocciole, noci, arachidi, cocco) e di sostituti del latte a base vegetale (come latte di riso, di soia, di farro, di avena, di sesamo, di semi di lino, di piselli, di noci tigre fermentate).
L'uso degli ultrasuoni per la lavorazione degli alimenti offre notevoli vantaggi, essendo un metodo non termico e puramente meccanico, che consente di ottenere prodotti finali migliori, di ridurre i tempi di lavorazione e di rispettare l'ambiente.
I sistemi Hielscher per la lavorazione degli alimenti a ultrasuoni sono utilizzati per molteplici applicazioni, essendo una tecnologia sicura, affidabile ed economica per produrre alimenti e bevande di alta qualità. L'installazione e il funzionamento di tutti i processori a ultrasuoni Hielscher sono semplici: Richiedono poco spazio e possono essere facilmente installati in impianti di lavorazione esistenti.
Hielscher Ultrasonics ha una lunga esperienza nell'applicazione degli ultrasuoni di potenza nel settore alimentare. & l'industria delle bevande e molti altri settori industriali. I nostri processori a ultrasuoni sono dotati di sonotrodi e celle di flusso (le parti umide) facili da pulire (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP). Hielscher Ultrasonics’ I processori industriali a ultrasuoni possono fornire ampiezze molto elevate. Ampiezze fino a 200 µm possono essere facilmente gestite in modo continuo, 24 ore su 24 e 7 giorni su 7. Le ampiezze elevate sono importanti per ottenere una distribuzione omogenea delle particelle e per inattivare i microbi più resistenti (ad esempio, i batteri gram-positivi). Per ampiezze ancora maggiori, sono disponibili sonotrodi a ultrasuoni personalizzati. Tutti i sonotrodi e i reattori a celle di flusso a ultrasuoni possono funzionare a temperature e pressioni elevate, il che consente una termomano-sonicazione affidabile (sonicazione in combinazione con temperatura e pressione elevate) e un'estrazione e stabilizzazione altamente efficaci.
Tecnologia all'avanguardia, alte prestazioni e software sofisticato fanno di Hielscher Ultrasonics’ affidabili cavalli di battaglia nelle vostre linee di estrazione, omogeneizzazione e pastorizzazione degli alimenti. Con un ingombro ridotto e opzioni di installazione versatili, gli ultrasonici Hielscher possono essere facilmente integrati o adattati alle linee di produzione esistenti.
Contattateci per saperne di più sulle caratteristiche e sulle capacità dei nostri sistemi di estrazione, omogeneizzazione e pastorizzazione a ultrasuoni. Saremo lieti di discutere con voi della vostra applicazione!

La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori: