Sojas piena homogenizācija ar ultraskaņu
- Sojas piena ražošanas izaicinājums ir pagatavot garšīgu, uzturvērtības ziņā augstvērtīgu dzērienu uz sojas bāzes ļoti efektīvos procesa apstākļos.
- Homogenizācija un pasterizācija ar ultraskaņu nodrošina veselīga sojas piena priekšrocības – augstu uzturvērtību, stabilitāti uzglabāšanas laikā, kā arī augstu mehānisko un mikrobioloģisko stabilitāti.
Sojas piena ražošana ar ultraskaņas palīdzību
Sojas bāzes un sojas piena apstrāde ar ultraskaņu maina fizikāli ķīmiskās īpašības (makromolekulāras izmaiņas, enzīmu inaktivācija), nodrošina vienmērīgu homogenizāciju ar smalku daļiņu izmēru un uzlabo reoloģiskās īpašības. Emulģēšana ar ultraskaņu nodrošina augu pienu, kas saglabā stabilitāti pats par sevi, savukārt konservēšana ar ultraskaņu un mikroorganismu inaktivācija nodrošina mikrobioloģisko stabilitāti. Papildus uzturvērtības, stabilitātes un garšas uzlabošanai apstrāde ar ultraskaņu izceļas ar energoefektivitāti un laika ietaupījumu. Salīdzinājumā ar tradicionālajām metodēm apstrāde ar ultraskaņu patērē mazāk enerģijas un laika.
Ultraskaņas homogenizatori aptver visu sojas piena ražošanas jaudas diapazonu, nodrošina optimizētu konservēšanu un ražošanas līnijas funkcionālo daudzpusību. Ultraskaņas homogenizatorus apstrādei plūsmā var viegli pielāgot ražošanas mērķiem, ļaujot iegūt dažādus garšas profilus (piemēram, ar pupiņu piegaršu vai bez tās) un produkta funkcionālās īpašības, vienkārši mainot procesa parametrus.
Apstrāde ar ultraskaņu ir ļoti efektīva sojas piena homogenizācijai un konservēšanai
Sojas garšas un ultraskaņas ietekme
Apstrāde ar ultraskaņu ļauj ietekmēt sojas bāzes garšu: sojas piena produktus var ražot ar izteiktu pupiņu piegaršu, kas patīk Āzijas mērķauditorijas patērētājiem, savukārt Rietumu patērētāji dod priekšroku maigai garšai bez pupiņu piegaršas. Pielāgojot ultraskaņas procesa parametrus (amplitūdu, apstrādes ar ultraskaņu ilgumu, temperatūru, spiedienu), var iegūt gan izteiktu, gan maigu garšas profilu. Tas nozīmē, ka vienu un to pašu ultraskaņas sistēmu var izmantot, lai mērķtiecīgi iegūtu dažādus sojas garšas profilus un ražotu dažādu veidu produktus atšķirīgu mērķtirgu vēlmju apmierināšanai.
Enzīmu inaktivācija ar ultraskaņu
Izteiktā sojas pupiņu garša galvenokārt ir saistīta ar enzīma lipoksigenāzes (LOX) aktivitāti. Šā enzīma LOX inaktivācija ir viens no mūsdienu apstrādes sistēmu galvenajiem mērķiem.
Manotermosonikācija (MTS) – apstrāde ar ultraskaņu paaugstināta spiediena un temperatūras apstākļos – ir pārbaudīta metode enzīma lipoksigenāzes (LOX) inaktivācijai. Lipoksigenāzes aktivitāte izraisa taukskābju un pigmentu oksidēšanos. Intensīvi ultraskaņas viļņi izraisa tādu enzīmu kā lipoksigenāzes, peroksidāzes un polifenoloksidāzes inaktivāciju vai denaturāciju.
Ir pierādīts, ka MTS ir efektīvs līdzeklis dažu citu enzīmu, piemēram, lipoksigenāzes, peroksidāzes, kā arī psihrofilo baktēriju proteāžu un lipāžu inaktivācijai. (Kuldiloke 2002: 2)
Sojas piena ražošanas ar ultraskaņu priekšrocības
- augsts ekstrakcijas iznākums
- patīkama garša
- mehāniskā stabilitāte
- mikrobioloģiskā stabilitāte / konservēšana
- enzīmu inaktivācija
- energoefektivitāte
Mikrobioloģiskā stabilitāte, konservējot ar ultraskaņu
Ultraskaņa atsevišķi vai kombinācijā ar siltumu (termosonikācija), spiedienu (manosonikācija) vai gan siltumu, gan spiedienu (manotermosonikācija) ir pazīstama kā efektīva metode dažādu pārtikas enzīmu, piemēram, lipoksigenāzes, peroksidāzes un polifenoloksidāzes, kā arī karstumizturīgas lipāzes un proteāzes inaktivācijai. Spēcīgi ultraskaņas viļņi sagrauj mikroorganismus, izraisot to inaktivāciju un tādējādi nodrošinot produkta mikrobioloģisko stabilitāti. Patogēno un bojāšanos izraisošo mikroorganismu vai enzīmu inaktivāciju apstrādē ar ultraskaņu galvenokārt izraisa fizikāla (kavitācija, mehāniskie spēki) un/vai ķīmiska iedarbība.
Sojas olbaltumvielu ekstrakcija un izolēšana ar ultraskaņu
Lieljaudas ultraskaņas izmantošana sojas olbaltumvielu izolāta (SPI) un sojas olbaltumvielu koncentrāta (SPC) apstrādē ļauj mērķtiecīgi modificēt sojas olbaltumvielas, lai iegūtu pārtikas piedevu ar augstu funkcionalitāti. Daudzveidīgās jaunu produktu koncepcijās sojas olbaltumvielas izmanto kā pamatu, un apstrāde ar ultraskaņas palīdzību ļauj rūpnieciski ražot augstākas kvalitātes produktus, piemēram, vegāniskus smūtijus bez piena produktiem, siera alternatīvas, zupas uz sojas krējuma bāzes, smērējamus produktus un krēmīgas salātu mērces.
Apstrāde ar jaudīgu ultraskaņas iekārtu (piem., UIP2000hdT) izraisa būtiskas elektrovadītspējas izmaiņas, palielina sojas olbaltumvielu koncentrātu šķīdību, ievērojami palielina īpatnējo virsmas laukumu, kas ir svarīgs pārtikas produktu tekstūrai, un palielina emulsijas aktivitātes indeksa (EAI) vērtības. Sojas olbaltumvielu izolātiem (SPI) un sojas olbaltumvielu koncentrātiem (SPC) ievērojami samazinās masas vidējais diametrs D un tilpuma un virsmas laukuma vidējais diametrs D.
Salīdzinājumā ar tradicionālajām sojas olbaltumvielu apstrādes metodēm apstrāde ar ultraskaņu patērē mazāk enerģijas un aizņem ievērojami mazāk laika.
Ultraskaņas plūsmas reaktori ir ļoti efektīvi ekstrakcijai un homogenizācijai, piemēram, sojas piena apstrādē,
Ultraskaņas homogenizatori sojas pienam un augu izcelsmes piena aizstājējiem
Hielscher Ultrasonics pārtikas apstrādes iekārtas ir daudzpusīgas, un tās var viegli uzstādīt vai integrēt esošajās ražošanas līnijās, tās modernizējot. Lielā jauda, uzticamība un izturība padara Hielscher ultraskaņas iekārtas par sojas bāzes ražošanas “darba zirgu”. Sonotrodes ir izgatavotas no titāna, savukārt ultraskaņas reaktori un citas ar produktu saskarē esošās daļas ir izgatavotas no pārtikas rūpniecībai piemērota nerūsējošā tērauda, un tās var aprīkot ar higiēniskiem savienojumiem. Tas nodrošina drošu un uzticamu pārtikas produktu un dzērienu apstrādi.
- augsta efektivitāte
- vismodernākās tehnoloģijas
- uzticamība un izturība
- regulējama, precīza procesa vadība
- apstrāde partijās un plūsmā
- jebkuram tilpumam
- vieda programmatūra
- viedās funkcijas (piem., programmējamība, datu reģistrēšana, tālvadība)
- vienkārša un droša lietošana
- neliela nepieciešamība pēc apkopes
- CIP (tīrīšana uz vietas)
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Vācijā radīta kvalitāte
Hielscher ultraskaņas iekārtas ir plaši pazīstamas ar visaugstākajiem kvalitātes un konstrukcijas standartiem. Izturība un vienkārša lietošana ļauj mūsu ultraskaņas iekārtas netraucēti integrēt rūpnieciskajās ražotnēs. Hielscher ultraskaņas iekārtas viegli tiek galā ar skarbiem apstākļiem un prasīgu darba vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums, kas īpašu uzmanību pievērš augstas veiktspējas ultraskaņas iekārtām ar vismodernākajām tehnoloģijām un ērtu lietošanu. Protams, Hielscher ultraskaņas iekārtas atbilst CE prasībām un izpilda UL, CSA un RoHs prasības.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas iekārtu aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās iekārtas |
|---|---|---|
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lielāks | iekārtu grupa ar UIP16000 |
Ultraskaņas pārtikas apstrādes iekārta UIP16000 augu izcelsmes piena aizstājēju rūpnieciskai ražošanai.
Noderīgi fakti
Sojas piens
Sojas piens ir augu izcelsmes piena aizstājējs, ko iegūst, ekstrahējot veselas sojas pupas ūdenī. Sojas piens ir ūdens un sojas izcelsmes lipīdu emulsija, kas satur ūdenī šķīstošas olbaltumvielas un ogļhidrātus. Senajā, tradicionālajā sojas piena pagatavošanas procesā sojas pupas mērcēja, samala, filtrēja un vārīja. Šādi pagatavotam sojas pienam ir tikai īss derīguma termiņš. Tomēr mūsdienu patērētāji un modernais dzīvesveids pieprasa produktus ar ilgāku derīguma termiņu, kas saglabājas droši un stabili visā uzglabāšanas laikā. Šāda sojas piena un dzērienu ražošanā UHT tehnoloģijas izmantošana ir pašsaprotama. Tādējādi atkarībā no produkta sastāva var panākt derīguma termiņu no vairākiem mēnešiem līdz pat gadam. Turklāt pareiza emulgatoru un stabilizatoru izvēle ir nepieciešama, lai nodrošinātu viendabīgu produktu bez tauku slāņa veidošanās un nogulsnēšanās visā derīguma termiņā.
Sojas piena un sojas dzērienu ražošana
Sojas pienu ražo no veselām sojas pupām vai pilntauku sojas miltiem. Sausās pupas mērcē ūdenī visu nakti vai vismaz 3 stundas vai ilgāk. Mērcēšanas laiks ir ļoti atkarīgs no ūdens temperatūras. Pēc tam izmērcētās pupas samaļ mitrās malšanas procesā. Ūdeni pievieno, lai palielinātu ūdens saturu atbilstoši galaproduktam – sojas pienam – nepieciešamajam līmenim. Gatavā sojas dzēriena olbaltumvielu saturs parasti ir 1–4%, un Rietumu patērētāju iecienītā tipiskā sojas dzērienā ūdens un sojas pupu masas attiecība ir 20:1. (Tradicionālajā Āzijas sojas pienā ūdens un sojas pupu masas attiecība sasniedz pat 5:1). Samalto sojas pupu suspensiju vāra, lai uzlabotu garšas īpašības, sagremojamību un mikrobioloģisko stabilitāti. Termiskā apstrāde inaktivē sojas pupu tripsīna inhibitorus, inaktivē lipoksigenāzi, lai iegūtu maigāku garšu, un pasterizē sojas pienu. Termisko apstrādi veic aptuveni 15–20 minūtes, pēc tam filtrē, lai atdalītu nešķīstošās atliekas, piemēram, sojas mīkstuma šķiedras / okaru. Visbeidzot sojas dzērienam var mākslīgi piešķirt garšu, pievienojot cukuru, vaniļu, šokolādi, augļus vai citus garšas piedevas.
Sojas dzērieni un jogurts
Sojas pupas izmanto dažādu produktu ražošanai, piemēram, piena aizstājējiem un sojas dzērieniem, sulai, jauktiem sojas dzērieniem (īpaši Latīņamerikā), kā arī sojas jogurtam. Sojas dzērienus un jogurtus plaši lieto cilvēki ar laktozes nepanesību un vegāni kā alternatīvu piena produktiem, taču patērētāji izvēlas sojas produktus arī to labvēlīgās ietekmes uz veselību un garšas dēļ.
Tipiskam sojas pienam ir šāds aptuvenais sastāvs: 3,6% olbaltumvielu, 2% tauku, 2,9% ogļhidrātu un 0,5% pelnvielu. Sojas pupās ir maz piesātināto tauku, un tās nesatur holesterīnu un laktozi. Turklāt tajās ir daudz vitamīnu un minerālvielu, tāpēc to lietošana uzturā ir ļoti labvēlīga veselībai.
Manotermosonikācija
Manotermosonikācija (MTS) ir ultraskaņas sinerģiska kombinācija ar siltumu un spiedienu.
Literatūra/atsauces
- Mauricio A. Rostagno, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2003): Ultrasound-assisted extraction of soy isoflavones. Journal of Chromatography A, Volume 1012, Issue 2, 2003. 119-128.
- M. Morales-de la Peña, O. Martín-Belloso, J. Welti-Chanes (2018): High-power ultrasound as pre-treatment in different stages of soymilk manufacturing process to increase the isoflavone content. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 49, 2018. 154-160.
- Berk, Z. (1992): Soymilk and related products. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy; Corporate Document Repository: Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from Soybeans. Services Bulletin No. 97, Chapter 8. Retrieved 16 January 2017.
- Bourke, P.; Tiwari, B.; O’Donnell, C.; Cullen, P. J. (2010): Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance. Trends in Food Science and Technology, Vol. 21, Issue 7, 2010.