Ultrasone homogenisering van sojamelk
- De uitdagingen van de productie van sojamelk liggen in de productie van een smakelijke, voedzame drank op basis van soja van hoge kwaliteit onder procesomstandigheden met een hoge efficiëntie.
- Ultrasoon homogeniseren en pasteuriseren biedt de voordelen van een gezonde sojamelk met hoge voedingswaarden & houdbare eigenschappen en een hoge mechanische en microbiologische stabiliteit.
Ultrasoon gestuurde productie van sojamelk
De ultrasone behandeling van sojabasis en sojamelk wijzigt de fysisch-chemische eigenschappen (macromoleculaire veranderingen, inactivering van enzymen), zorgt voor een uniforme, fijne homogenisatie en verbetert de reologische eigenschappen. ultrasone emulsificatie resulteert in een zelfstabiele plantaardige melk, terwijl ultrasone conservering en inactivatie van micro-organismen zorgt voor microbiële stabiliteit. Naast de verbetering van voedingswaarden, stabiliteit en smaak, overtuigt sonicatie door zijn energie- en tijdsefficiëntie. In vergelijking met conventionele methoden kost ultrasone behandeling minder energie en is het tijdsefficiënter.
Ultrasone homogenisatoren dekken de volledige productiecapaciteit van sojamelk af, zorgen voor een optimale conservering en maken een functionele veelzijdigheid van de productielijn mogelijk. Ultrasone inline homogenisatoren kunnen eenvoudig worden aangepast aan de productiedoelen, waardoor verschillende smaakprofielen (bijv. bonig, niet-bonig) en productfunctionaliteit kunnen worden geproduceerd door simpelweg de procesparameters te wijzigen.
Sonificatie is zeer efficiënt voor het homogeniseren en conserveren van sojamelk
Sojasmaken en het effect van ultrageluid
Door ultrasone verwerking kan de smaak van sojabasis worden beïnvloed: Sojamelkproducten kunnen worden geproduceerd met een sterke bonensmaak, die aantrekkelijk is voor Aziatische klanten, terwijl westerse consumenten de voorkeur geven aan een zachte smaak zonder bonensmaak. Door de parameters van het ultrasone proces (amplitude, sonificatietijd, temperatuur, druk) aan te passen, kan een sterk of zacht smaakprofiel worden verkregen. Dit betekent dat hetzelfde ultrasone systeem kan worden gebruikt om selectief verschillende sojasmaakprofielen te produceren om verschillende producttypes te vervaardigen voor verschillende doelmarkten.
Ultrasone enzyminactivatie
De intense smaak van sojabonen houdt voornamelijk verband met de activiteit van het enzym lipoxygenase (LOX). De inactivering van dit enzym LOX is een van de belangrijkste doelstellingen van moderne verwerkingssystemen.
Manothermosonicatie (MTS) – de sonificatie onder verhoogde druk en temperatuur – is een bewezen methode om het enzym lipoxygenase (LOX) te inactiveren. Lipoxygenaseactiviteit veroorzaakt oxidatie van vetzuren en pigmenten. Intense ultrasone geluidsgolven veroorzaken de inactivatie of denaturatie van enzymen zoals lipoxygenase, peroxidase en polyfenoloxidase.
MTS is een efficiënt middel gebleken om enkele andere enzymen te inactiveren, zoals lipoxygenase, peroxidase en proteasen en lipasen van psychrofiele bacteriën. (Kuldiloke 2002: 2)
Voordelen van ultrasone sojamelkproductie
- Hoog extractierendement
- aangename smaak
- mechanische stabiliteit
- microbiologische stabiliteit / bewaring
- enzyminactivatie
- energie-efficiëntie
Microbiologische stabiliteit door ultrasone conservering
Ultrasoon geluid alleen of in combinatie met hitte (thermosonicatie) of druk (manosonicatie) of zowel hitte als druk (manothermosonicatie) staat bekend als een effectieve methode om verschillende voedingsenzymen te inactiveren, zoals lipoxygenase, peroxidase en polyfenoloxidase, evenals hittebestendige lipase en protease. Krachtige ultrasone geluidsgolven vernietigen micro-organismen, wat resulteert in microbiële inactivatie en daardoor in microbiële productstabiliteit. De inactivatie van pathogene en bederfveroorzakende micro-organismen of enzymen door middel van sonicatie wordt voornamelijk veroorzaakt door fysieke (caviatie, mechanische krachten) en/of chemische effecten.
Extractie en isolatie van soja-eiwitten met behulp van ultrasone trillingen
De toepassing van ultrageluid op soja-eiwitisolaat (SPI) en soja-eiwitconcentraat (SPC) maakt een gerichte modificatie van het soja-eiwit mogelijk om een zeer functioneel voedingsadditief te verkrijgen. Veel nieuwe productconcepten maken gebruik van soja-eiwitten als basis en ultrasoon geassisteerde verwerking maakt de industriële productie mogelijk van producten van superieure kwaliteit, zoals zuivelvrije, veganistische smoothies, kaasalternatieven, sojaroom soepen, spreads en romige dressings.
Sonificatie met een krachtig ultrasoonapparaat (bijv. UIP2000hdT) veroorzaakt aanzienlijke veranderingen in geleidbaarheid, verhoogt de oplosbaarheid van soja-eiwitconcentraten, verhoogt het specifieke oppervlak aanzienlijk, wat belangrijk is voor de textuur van levensmiddelen, en verhoogt de waarden van de emulsie-activiteitindex (EAI). De gemiddelde gewichtsdiameter D en de gemiddelde volume-oppervlaktdiameter D nemen aanzienlijk af voor soja-eiwitisolaten (SPI) en soja-eiwitconcentraten (SPC).
In vergelijking met conventionele behandelingen van soja-eiwit kost sonicatie minder energie en is het aanzienlijk tijdsefficiënter.
Ultrasone flowreactoren zijn zeer efficiënt voor extractie en homogenisatie, bijvoorbeeld bij de verwerking van sojamelk,
Ultrasone homogenisatoren voor sojamelk en plantaardige melkvervangers
Hielscher ultrasone voedselprocessoren zijn veelzijdig en kunnen eenvoudig worden geïnstalleerd of achteraf worden ingebouwd in bestaande productielijnen. Hoge kracht, betrouwbaarheid en robuustheid maken Hielscher sonicators de “werkpaard” in de productie van sojabasis. Sonotroden zijn gemaakt van titanium, ultrasone reactoren en andere natte onderdelen zijn van voedselveilig roestvrij staal en kunnen worden uitgerust met sanitaire fittingen. Dit maakt een veilige en betrouwbare verwerking van voedingsmiddelen en dranken mogelijk.
- hoog rendement
- ultramoderne technologie
- betrouwbaarheid & robuustheid
- instelbare, nauwkeurige procesregeling
- batch & inline
- voor elk volume
- intelligente software
- slimme functies (bijv. programmeerbaar, dataprotocollering, afstandsbediening)
- eenvoudig en veilig te bedienen
- gering onderhoud
- CIP (clean-in-place)
Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany
Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.
Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 tot 150 liter | 3 tot 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
| n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Ultrasone keukenmachine UIP16000 voor de industriële productie van plantaardige melkvervangers.
Wetenswaardigheden
sojamelk
Sojamelk is een plantaardige melkvervanger die wordt geproduceerd door extractie uit hele sojabonen in water. Sojamelk is een emulsie van water en van soja afgeleide lipiden, die in water oplosbare eiwitten en koolhydraten bevat. Bij de ouderwetse, traditionele manier van sojamelkbereiding werden sojabonen geweekt, gemalen, gefilterd en gekookt. Bereide sojamelk heeft dus maar een korte houdbaarheid. De hedendaagse consument en de moderne levensstijl vragen echter om producten met een langere houdbaarheid, die veilig en stabiel blijven gedurende de volledige opslagperiode. Voor de productie van dergelijke sojamelk en -dranken ligt het gebruik van de UHT-technologie voor de hand. Hierdoor kan een houdbaarheid van enkele maanden tot een jaar worden bereikt, afhankelijk van de samenstelling van het product. Verder is de juiste keuze van emulgatoren en stabilisatoren nodig om een homogeen product zonder schuimvorming en bezinking te garanderen gedurende de gehele houdbaarheidstermijn.
Productie van sojamelk en op soja gebaseerde dranken
Sojamelk wordt gemaakt van hele sojabonen of volvet sojameel. De droge bonen worden een nacht of minimaal 3 uur of langer in water geweekt. De weektijd is sterk afhankelijk van de temperatuur van het water. Daarna worden de geweekte bonen gemalen in een nat maalproces. Het water wordt toegevoegd om het watergehalte te verhogen zoals vereist voor het uiteindelijke sojamelkproduct. De uiteindelijke sojadrank heeft over het algemeen een eiwitgehalte van 1-4% en de gewichtsverhouding tussen water en sojabonen is 20:1 voor een typische sojadrank die de westerse consument aanspreekt. (Traditionele Aziatische sojamelk heeft een gewichtsverhouding tussen water en sojabonen van wel 5:1). De gemalen sojaboonmassa wordt gekookt om de smaakeigenschappen, verteerbaarheid en microbiële stabiliteit te verbeteren. De warmtebehandeling inactiveert trypsineremmers van sojabonen, inactiveert lipoxygenase voor een mildere smaak en pasteuriseert de sojamelk. De hittebehandeling wordt gedurende ongeveer 15-20 minuten toegepast, gevolgd door filtratie om onoplosbare resten zoals sojapulpvezels / okara te verwijderen. Tot slot kan de sojadrank kunstmatig op smaak worden gebracht door toevoeging van suiker, vanille, chocolade, fruit of andere smaakstoffen.
Sojadranken en yoghurt
Sojabonen worden gebruikt om verschillende producten te maken, zoals melkvervangers en sojadranken, sap, sojamixdranken (vooral in Latijns-Amerika) en sojayoghurt. Dranken en yoghurts op basis van soja worden op grote schaal geconsumeerd als zuivelalternatief door lactose-intoleranten en veganisten, maar consumenten kiezen sojaproducten ook vanwege de gezondheidsvoordelen en de smaak.
Typische sojamelk heeft de volgende samenstelling van ongeveer 3,6% eiwit, 2% vet, 2,9% koolhydraten en 0,5% as. Sojabonen hebben een laag gehalte aan verzadigde vetten, zijn cholesterolvrij en lactosevrij. Bovendien hebben ze een hoog gehalte aan vitaminen en mineralen, waardoor de consumptie ervan zeer gunstig is voor de gezondheid.
manothermosonicatie
Manothermosonicatie (MTS) is de synergetische combinatie van ultrageluid met warmte en druk.
Literatuur/referenties
- 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.