高出力超音波によるジュースとスムージーの均質化

ジュース、スムージー、飲料には、望ましい風味と食感、そして長期的な安定性を実現するために、信頼性が高く効率的な均質化が必要です。超音波高せん断ホモジナイザーは、優れた品質のジュース、飲料、ピューレ、ソースを製造するために、食品・飲料業界で広く使用されています。非加熱処理である超音波高せん断均質化は、ビタミンや生理活性化合物の熱分解を防ぐと同時に、卓越した安定性となめらかさをもたらします。

ジュース、スムージー、飲料の超音波高せん断均質化

超音波による安定性の向上 – 相分離と沈降の防止： 果物や野菜の果肉・パルプを微細な粒子に砕くことで、高い安定性を実現し、沈降を防ぎ、なめらかな食感をもたらします。
超音波によるジュースの粘度と食感の調整： リンゴ、ニンジン、オレンジ、グレープフルーツ、レモン、トマトなどの果物や野菜には、ペクチンが豊富に含まれています。ペクチンは、天然の安定剤として機能する多糖類です。超音波ホモジナイザーは、細胞マトリックスからペクチンを抽出してジュース中に放出し、粘度と安定性を高めます。そのため、超音波ホモジナイザーは、ペクチンなどの天然の安定剤の活用に優れています。
超音波抽出による植物由来栄養素の組成の改善： 超音波ホモジナイザーは細胞マトリックスを破壊し、内部に閉じ込められたビタミン、抗酸化物質、ポリフェノール、フラボノイドなどの分子がジュース製品中に放出されるのを促進します。これにより、摂取した際の植物由来栄養素の生体利用能と生体アクセス性が高まります。
超音波処理による風味特性の増強： 超音波高せん断ホモジナイザーは、ペクチンだけでなく、風味分子、精油、天然糖、植物由来栄養素も放出します。（超音波による栄養成分組成の改善については、以下の事例研究をご覧ください）。超音波抽出は、風味化合物やビタミンなどの生理活性分子を細胞マトリックスから放出し、消費者の味蕾で感じられるようにします。
超音波処理による色調の増強： 植物色素も植物の細胞マトリックスに含まれています。超音波ホモジナイザーは、カロテノイド、クロロフィル、ベタラニン、アントシアニンなどの植物色素を放出し、その粒径を小さくします。微細化された色素は大きな粒子よりも光をよく散乱させるため、ジュース、ピューレ、ソースの色がより鮮やかになります。

ジュースの超音波均質化 – 多彩な利点

超音波高せん断ホモジナイザーは、果汁、ネクター、野菜ジュース、スムージー、果物を浸出させたレモネード、風味付き乳飲料、プロテインシェイク、浸出成分入り飲料などの混合において、信頼性が高く効率的です。
ジュースの抽出と搾汁では、超音波処理によってジュースの収率を高めることができます。例えば、超音波処理によってブドウ果汁の収率は最大3.4 %増加し、処理時間は三分の一に短縮されました。超音波処理と酵素処理の併用でも、従来の酵素処理と比較してジュースの収率が最大2 %増加し、処理時間が四分の一未満に短縮されました。超音波処理と酵素処理を順次適用すると、ジュースの収率は最大7.3 %増加しました。同様に、パイナップルジュースでは、超音波処理だけでパイナップルの破砕物からのジュース抽出収率が10.8 %増加しました。超音波処理は、糖、総酸、フェノール類、ビタミンCの含有量も増加させました。（参照：Baslar et al. 2015）
ジュース、果汁入りレモネード、その他の飲料の製造には、安定性、風味と食感の向上、魅力的な外観、機能性の改善を実現するために、信頼性の高い均質化と乳化が必要です。例えば、超音波均質化は卓越した安定性をもたらし、相分離を防ぎ、ジュース、スムージー、乳やタンパク質をベースとする飲料の風味と食感を改善します。さらに、超音波高せん断ホモジナイザーはさまざまな成分を容易に乳化し、透明なエマルションを生成します。超音波乳化の一般的な用途として、大麻成分を配合した水や飲料の調製があります。透明な水系飲料やその他の飲料には、超音波によって安定したカンナビノイド（例：CBD、CBG、THC）を配合できます。活性化合物の生体利用能が高い透明なエマルションを得るには、生理活性化合物をナノサイズで乳化する必要があります。超音波乳化は、透明な外観、卓越した安定性、生体利用能、機能性を備えたナノエマルションを製造するための優れた技術です。そのため、超音波ナノ乳化は医薬品やサプリメント（例：CBDチンキなど）の製造に広く使用されています。
同時に、超音波ホモジナイザーは風味分子、生理活性化合物、植物由来栄養素を抽出し、その生体利用能と生体アクセス性を高めます。また、超音波ホモジナイザーは糖、シロップ、甘味料を溶解し、ガム類、デンプン、その他の添加物を分散・水和させて、長期間安定した懸濁液を生成します。Hielscherの超音波装置一台で、ジュースや飲料の製造に必要な均質化、ナノ乳化、抽出、分散、溶解、水和、混合というさまざまな作業を実行できます。

振幅100μmでUP400Sによる超音波処理を行った際の、リンゴジュースの微細構造への影響。
研究・画像：Ertugay & Baslar, 2014

事例研究：超音波処理したオレンジジュースの栄養成分組成の改善

超音波高せん断均質化は、食品の保存と加工のための非加熱手法です。従来の熱処理に伴う一般的な望ましくない副作用を引き起こさずに、果汁の安定化を改善し、微生物を不活化できるという利点があります。Guerrouj et al. (2016)は、Hielscher UltrasonicsのUP200Sホモジナイザーを使用して、オレンジジュースの総フェノール含有量とフラボノイド含有量、およびカロテノイドとアスコルビン酸（ビタミンC）に対する超音波処理の影響を調査しました。超音波処理したオレンジジュースのサンプルでは、対照と比較して総フェノール含有量が有意に増加しました（下表参照）。30 minの超音波処理によって、この含有量は42.74から69.45mg GAE/100 mlまで増加しました。これらの結果は、超音波処理によってフェノール化合物が有意に増加することを示しています。
オレンジジュースのDPPHフリーラジカル消去活性の結果も下表に示されています。超音波処理したサンプルでは、対照と比較してDPPH阻害率が有意に増加し、抗酸化物質の量がより多いことが示されました。DPPH阻害率は、1、10、20、30 minの超音波処理サンプルでそれぞれ37.48%、35.70%、34.70%、35.21%であり、対照サンプルでは21.67%でした。これらの知見は、超音波処理したカストゥリライム果汁で得られた結果（Bhat et al., 2011）と一致しています。これらの結果は、超音波処理によって抗酸化化合物の抽出性が高まることを示しています。
研究者らは、オレンジジュースの超音波処理によって、総フェノール類、フラボノイド、カロテノイド、アントシアニン、アスコルビン酸などの生理活性化合物が全般的に増加するとともに、微生物数が有意に減少したと結論付けています。

ジュースの均質化用超音波プローブとフローセル

Hielscher Ultrasonicsは、高性能超音波ホモジナイザーの製造に長年の経験を持つメーカーです。その装置は、果汁、野菜ジュース、ネクター、スムージー、プロテイン飲料、さらにはピューレやソースの工業生産において、世界中で使用されています。果汁、飲料、食品の信頼性が高く効率的な均質化は、高度な要求を伴う用途です。均一な食品や飲料を得るためには、一定の振幅を生成し、十分なせん断を与える高出力超音波プローブが必要です。Hielscherのすべての超音波装置は、全負荷で24時間・週7日運転できるように設計・製造されています。超音波プロセッサーは、コンパクトな50 ワットのラボ用超音波処理装置から、強力な16,000ワットのインライン超音波システムまで取りそろえています。多種多様なブースターホーン、ソノトロード、フローセルにより、原料（例：果物、野菜、その他の成分など）と最終製品に求められる特性に合わせて、超音波高せん断ホモジナイザーを個別に構成できます。
Hielscher Ultrasonicsは、非常に低い振幅から非常に高い振幅までの全範囲を提供できるように個別に設定可能な、高性能超音波プローブを製造しています。均質化用途で特殊な仕様（例：高圧および／または高温との組み合わせ）が必要な場合は、カスタマイズした超音波ソノトロードをご用意できます。Hielscherの超音波装置の堅牢性により、高負荷や厳しい環境下でも24時間・週7日の運転が可能です。

バッチ方式とインライン方式によるジュースの超音波均質化

Hielscherの超音波高せん断ホモジナイザーは、バッチ式および連続インライン式の超音波処理に使用できます。飲料の量と処理速度に応じて、最適な超音波装置構成をご提案します。
連続式超音波ホモジナイザーシステムに、個別に供給量を制御できる複数の供給流を導入することで、超音波高せん断処理によるインライン均質化は、時間と労力の面で非常に効率的かつ便利になり、工業規模の量のジュースや飲料を処理できます。

あらゆる処理量に対応する超音波プローブとフローセル

Hielscher Ultrasonicsの製品群は、コンパクトなラボ用超音波処理装置から、卓上システム、パイロットシステム、さらに毎時トラック複数台分を処理できる能力を備えた本格的な産業用超音波プロセッサーまで、超音波プロセッサーの全範囲を網羅しています。この充実した製品群により、お客様の飲料や食品、想定する処理能力、生産目標に最適な超音波装置をご提供できます。

最適な結果を得るための精密な振幅制御

Hielscherのすべての超音波ホモジナイザーは精密に制御できるため、信頼できる主力装置として機能します。振幅は、均質化、乳化、抽出、水和、溶解、保存などの超音波による機械的作用の効率と有効性に影響する、重要なプロセスパラメーターの一つです。Hielscher Ultrasonicsのすべてのプロセッサーでは、振幅を精密に設定できます。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を調整できるアクセサリーです。Hielscherの産業用超音波高せん断ホモジナイザーは、非常に高い振幅を提供し、高度な要求を伴う用途に必要な超音波強度を供給できます。最大200µmの振幅で、24/7の連続運転を容易に行えます。
精密な振幅設定と、スマートソフトウェアによる超音波プロセスパラメーターの常時監視により、最適化された条件下でジュース、飲料、食品を処理できます。最適な超音波処理で、最も効率的なジュースの均質化を実現します！

Hielscherの超音波処理装置は、以下のような飲料の均質化に広く使用されています。

• ジュース
• スムージー
• 果物・野菜のピューレ
• フルーツミルク
• コンブチャ

Hielscherの超音波処理装置の堅牢性により、高負荷や厳しい環境下でも24時間・週7日の運転が可能です。そのため、Hielscherの超音波処理装置は、お客様の食品・飲料製造の要件を満たす信頼できる作業装置となります。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族が所有・経営する企業として、Hielscherは超音波プロセッサーに最高の品質基準を優先しています。すべての超音波処理装置は、ドイツのベルリン近郊にあるテルトウの本社で設計・製造され、徹底的に試験されています。Hielscherの超音波装置の堅牢性と信頼性により、生産現場の主力装置として活躍します。全負荷かつ厳しい環境下での24時間・週7日の運転は、Hielscherの超音波高せん断ホモジナイザーに本来備わる特性です。

下表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力の目安を示しています。