Verbeterde gelering van fruit en groenten met ultrageluid
Het indikken van sauzen, sappen, jams en andere voedingsmiddelen door gelering is een gangbaar proces bij de productie van vloeibare voedingsmiddelen. Ultrasone extractie van pectinen en natuurlijke intracellulaire suikers uit fruit en groenten is een zeer efficiënte methode om de gelering van voedingsmiddelen te bevorderen zonder toevoeging van geraffineerde suikers. Daarbij verhoogt ultrasone behandeling niet alleen de economische efficiëntie door de productiekosten te verlagen (aangezien suiker en verdikkingsmiddelen niet nodig zijn), maar helpt deze ook om gezondere voedingsmiddelen met minder calorieën te produceren.
Gelering en indikking van voedingsmiddelen
De bereiding van gels uit pectinerijk fruit is een algemeen toegepast proces voor de productie van diverse voedingsmiddelen, waaronder sauzen, purees, ketchup, sappen, smoothies, marmelades en jams. Voor het indikken en geleren van dergelijke voedingsmiddelen moeten vaak grote hoeveelheden suiker worden toegevoegd om de gewenste mate van gelering te bereiken. Geraffineerde suikers zijn meestal nodig omdat de pectinen en natuurlijke suiker in fruit en groenten opgesloten zitten in de cellulaire matrix van de plantencellen, waar ze grotendeels onbenut blijven.
De sonicator UIP4000hdT is een krachtige voedselprocessor van 4kW voor industriële voedselproductie, zoals de extractie van pectine en aromastoffen en homogenisatie.
De oplossing: ultrasone extractie van pectinen en natuurlijke suikers
Ultrasone behandeling is een gevestigde en veelgebruikte technologie om bioactieve moleculen te extraheren uit planten, zoals fruit en groenten. Daarom is sonicatie een gewaardeerde techniek bij de verwerking van voedingsmiddelen, zoals de productie van sappen, smoothies, dranken, sauzen, purees, ketchups, fruitspreads, jams en marmelades, waarbij de ultrasone golven helpen om aromastoffen, pectinen en suikers (bijv. fructose) vrij te maken uit de cellulaire matrix van het plantaardige materiaal. Dit betekent dat ultrageluid niet alleen de gelering bevordert, maar voedingsmiddelen ook smaakvoller en zoeter maakt zonder toevoeging van aroma’s, suikers en andere additieven. Met de toenemende vraag naar natuurlijke, weinig bewerkte voedingsmiddelen is ultrasone voedselverwerking de ideale technologie om gezonde voedingsmiddelen met een intense smaak te creëren. Ultrasone behandeling van pectine in voedingsmiddelen blijkt een zeer efficiënte, betrouwbare, energiebesparende en milieuvriendelijke bereidingsstrategie te zijn, vooral voor laagmethoxylpectine.
Pectine is vanwege zijn gelvormende eigenschappen een geliefd ingrediënt in suikerarme en gezonde voedingsmiddelen. Door ultrasone bestraling toe te passen op vloeistoffen op basis van fruit en groenten kan de toevoeging van geraffineerde suiker worden vermeden of aanzienlijk worden verminderd, aangezien de functionaliteit van pectine de gewenste geleringseigenschappen oplevert en bijdraagt aan gunstige reologische eigenschappen van het voedingsmiddel.
Bijkomende voordelen van ultrasone voedselverwerking zijn de inactivering van enzymen zoals pectinemethylesterase, evenals homogenisatie (gladdere textuur) en pasteurisatie (verbeterde microbiële stabiliteit).
- Mild proces
- Geen of minder toegevoegde suiker
- Snelle behandeling
- Geen of minder additieven
- Gezonde voedingsmiddelen
- Uitsluitend mechanische behandeling
- Economisch voordelig / kostenefficiënt
- Eenvoudig en veilig te bedienen
- Eenvoudige installatie of inbouw achteraf
- Volledig lineaire opschaling
- Verwerkingscapaciteit voor elk volume
Ultrasone extractie van pectine, aromastoffen en suiker uit de plantaardige cellulaire matrix is met succes toegepast op citrusvruchten, sinaasappels, citroenen, mango’s, passievruchten, appels, peren, perziken, tomaat en vele andere soorten fruit en groenten.
Hoe vernietiging van de moleculaire structuur van pectine te voorkomen
Ultrasone behandeling kan de gelvorming in pectinehoudende fruit- en groenteproducten sterk bevorderen. Overmatige sonicatie, dat wil zeggen een ultrasone behandeling met een te hoge intensiteit of gedurende een te lange periode, kan echter de moleculaire structuur van pectine vernietigen en daardoor de kwaliteit van de gelering verminderen. Hielscher Ultrasonics levert geavanceerde sonicatoren die nauwkeurige bedrijfsinstellingen, regeling en bewaking van het pectine-extractieproces mogelijk maken. Eenvoudig toegankelijke instellingen, de mogelijkheid om behandelingsparameters vooraf in te stellen en op te slaan en de bediening op afstand via elke internetbrowser zorgen ervoor dat uw product onder optimale omstandigheden wordt gesoniceerd. Bovendien worden de gegevens van alle ultrasone behandelingen automatisch vastgelegd op een ingebouwde SD-kaart, zodat elke afzonderlijke behandeling kan worden bewaakt en beoordeeld voor kwaliteitsborging en om te voldoen aan Good Manufacturing Practices (GMP).
Industriële sonicatoren van Hielscher kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplitudes tot 200µm kunnen eenvoudig continu worden toegepast in 24/7-bedrijf. Voor nog hogere amplitudes zijn op maat gemaakte ultrasone sonotroden beschikbaar.
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicatoren:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 1 tot 500mL | 10 tot 200mL/min | UP100H |
| 10 tot 2000mL | 20 tot 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 tot 20L | 0,2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 tot 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | hoger | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Stel ons uw vragen!
Ultrasone extractor UIP4000hdT met doorstroomopstelling voor pectine-extractie.
Literatuur / Referenties
- 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.
Wetenswaardigheden
Pectinen in voedingsmiddelen
Pectine is een polysacharide dat aanwezig is in de celwand van de meeste groenten en vruchten. Pectinen staan bekend om hun opmerkelijke gelerende en verdikkende eigenschappen, waardoor ze een veelgebruikt additief in de voedingsmiddelenindustrie zijn. Daarnaast staan pectinen bekend om hun gunstige gezondheidseigenschappen.
De productie van gels met fruit of groenten die een hoog pectinegehalte hebben, is niet bijzonder moeilijk. De toevoeging van suiker bevordert de gelering van pectine bij gebruik van laagmethoxylpectine (LM). Het gebruik van laagmethoxylpectine (LM) vereist echter normaal gesproken grote hoeveelheden toegevoegde suiker (ongeveer 50 wt%). Daarom zijn laagmethoxylpectinen (LM) in combinatie met zeer grote hoeveelheden toegevoegde suikers alleen relevant voor desserts, jams en marmelades.
Zo behoren de enzymen polygalacturonasen, pectinelyase en pectinemethylesterase (PME) tot de groep van pectinolytische enzymen of pectinasen, die de glycosidische bindingen van pectinestoffen hydrolyseren. Ultrasone behandeling wordt gebruikt om enzymen zoals pectinasen te inactiveren en zo stabielere voedingsmiddelen te verkrijgen. Lees meer over ultrasone enzyminactivering!
Hielscher Ultrasonics produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties van laboratoriumformaat tot industrieel formaat.