Ultraskaņas apstrāde sulas saglabāšanai un barības vielu uzlabošanai

Mūsdienu pārtikas pārstrādē svaiguma saglabāšana, vienlaikus paaugstinot uzturvērtību, ir galvenais izaicinājums. Augstas veiktspējas ultrasonication - izmantojot zondes tipa ultraskaņas aparātus - ir ieguvusi vilcību kā spēcīga netermiskas apstrādes metode. Šajā rakstā ir izklāstīti zinātniskā pētījuma rezultāti, kas pēta to, kā Hielscher ultraskaņas procesori uzlabo zemeņu sulas uztura profilu, kas saldināts ar Stevia rebaudiana.

Galvenie ieskati: Ultraskaņas apstrāde palielina fenola saturu, flavonoīdu līmeni un antioksidantu spēju - tas viss mērogojamos apstākļos, kas piemēroti rūpnieciskai ieviešanai.

Kāpēc aizstāt siltumu ar ultraskaņu?

Tradicionālā pasterizācija var noārdīt termolabiles savienojumus, piemēram, polifenolus un flavonoīdus. Ultrasonication, turpretī, ir netermiskā apstrādes metode, kas izmanto akustisko kavitāciju, lai uzlabotu šūnu traucējumus un molekulāro difūziju bez siltuma bojājumiem.

Nesen recenzēts pētījums, ko publicēja Šic Žlabur et al. (2019), kas publicēts žurnālā “Molecules” sniedz pārliecinošus pierādījumus par augstas intensitātes ultraskaņas efektivitāti, izmantojot Hielscher ultraskaņas modeli UP400St, zemeņu sulas apstrādei, kas saldināta ar Stevia rebaudiana. Atklājumiem ir būtiska ietekme uz rūpniecisko sulu apstrādi, ņemot vērā, ka eksperimentālie apstākļi ir lineāri mērogojami ar izmantotajām Hielscher ultraskaņas sistēmām.

Ultraskaņas sulas apstrādes priekšrocības:

• Uzlabota bioaktīvo savienojumu ekstrakcija
• Garšas un krāsas saglabāšana
• Mikrobu slodzes samazināšana
• Mērogojams un energoefektīvs
• Tīras etiķetes, process bez piedevām

Eksperimentālais iestatījums: sulas ultraskaņas apstrāde

Pētījumā tika izmantots Hielscher UP400St ultraskaņas procesors (400 W, 24 kHz), lai apstrādātu zemeņu sulu zaļā stēvijas pulvera klātbūtnē.
Pētnieki novērtēja zondes ultraskaņas efektu dažādās amplitūdās (50%, 75%, 100%), zondes diametros (sonotrode S24d7 ar 7 mm un S24d22 ar 22 mm gala izmēru) un ultraskaņas laiku (15, 20 un 25 minūtes). Visos pārbaudītajos apstākļos visintensīvākā ārstēšana - 100% amplitūda, 22 mm zonde, 25 minūtes - deva visizteiktākos rezultātus.

Rezultātu pārskats – Ultraskaņas sulas apstrāde

Paaugstināts kopējais fenola saturs (TPC)

Ultraskaņas sulas uzrādīja līdz pat 23% augstāku TPC, salīdzinot ar vieglu ultraskaņas apskaņojumu, un par 18% augstāku nekā neapstrādātas sulas ar steviju.

C18: Ultraskaņas ar 22 mm zondi, 100% amplitūda, 25 minūtes
Tabula: Ultraskaņas apstrādes ietekme uz fenola saturu un antioksidantu aktivitāti

 
Kopējais fenola saturs (TPC) palielinājās par 23%, salīdzinot ar vieglāko ultraskaņas apskaņu, un par 18%, salīdzinot ar neapstrādātiem paraugiem ar steviju.
Galvenie uzlabotie fenoli ietvēra luteolīnu, apigenīnu, kvercetīnu, miricītīnu un kaempferolu, ar pieaugumu no 3 līdz 7 reizēm.
Palielinājās arī antioksidantu spēja (izmantojot ABTS testu), parādot bioaktīvo vielu pieaugumu.

Fenola skābes un flavonoīdu profils

Ultraskaņa ļāva iegūt labāku fenolskābju, piemēram, pirogallola un 4-metilkatehola, ekstrakciju, un pirogallols sasniedz gandrīz 2 mg / g visintensīvākajā ultraskaņas sulā - vairāk nekā 3,5× augstāks nekā neultraskaņas kolēģiem.

Hidroksilradikāļu veidošanās akustiskās kavitācijas laikā, visticamāk, veicina uzlabotu hidroksilāciju un fenola savienojumu izdalīšanos, kas atbilst iepriekšējiem mehāniskajiem pētījumiem par ultraskaņas ekstrakciju.

Uzlabots saldums ar funkcionāliem ieguvumiem

Proti, pētījumā tika pētīti steviolglikozīdi, jo īpaši steviozīds un rebaudiozīds A (Reb A) - galvenie saldinātāji Stevia rebaudiana. Ultraskaņas apstrāde ievērojami palielināja to koncentrāciju:

• Steviozīdu saturs palielinājās par 61%.
• Reb A saturs dubultojās (+114%).

Šis uzlabojums ir izdevīgs ne tikai no salduma viedokļa, bet arī no maņu un vielmaiņas viedokļa. Augstāks Reb A līmenis uzlabo garšu, samazinot rūgtumu, kas bieži saistīts ar steviozīdu.

Ultraskaņas sulas apstrāde: rūpnieciskā nozīme un mērogojamība

Hielscher ultraskaņas aparāti ļauj precīzi kontrolēt visus svarīgos procesa parametrus. Tādējādi visi rezultāti ir lineāri mērogojami, pateicoties Hielscher ultraskaņas procesoru konstrukcijai, kas palielināšanas laikā uztur nemainīgu enerģijas intensitāti. Tas padara pāreju no stenda uz nepārtrauktām rūpnieciskām sistēmām gan tehniski iespējamu, gan ekonomiski pievilcīgu.

Šis pētījums papildina arvien vairāk pierādījumu, kas atbalsta augstas intensitātes ultraskaņu kā ilgtspējīgu, netermisku apstrādes metodi. Novērotie kombinētie ieguvumi - barības vielu uzlabošana, uzlabota antioksidantu spēja un optimizētas sensorās īpašības - uzsver tā vērtību funkcionālo dzērienu attīstībā.

Tātad, ko tas nozīmē rūpniecībai?
Izmantojot mērogojamas tehnoloģiju platformas, piemēram, Hielscher, sulu ražotāji tagad var uzskatīt ultraskaņas apstrādi ne tikai kā alternatīvu, bet arī kā jauninājumu gan produktu kvalitātei, gan patērētāju veselībai.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.