Ultrasone homogenisatie van sojamelk
- De uitdagingen bij de productie van sojamelk liggen in het produceren van een smakelijke sojadrank van hoge voedingskwaliteit onder zeer efficiënte procesomstandigheden.
- Ultrasone homogenisatie en pasteurisatie bieden de voordelen van gezonde sojamelk met een hoge voedingswaarde en houdbaarheid bij kamertemperatuur, evenals een hoge mechanische en microbiologische stabiliteit.
Ultrasoon ondersteunde productie van sojamelk
De ultrasone behandeling van sojabasis en sojamelk verandert de fysisch-chemische eigenschappen (macromoleculaire veranderingen, enzyminactivering), zorgt voor een uniforme homogenisatie met een fijne deeltjesgrootte en verbetert de reologische eigenschappen. Ultrasone emulgering resulteert in een uit zichzelf stabiele plantaardige melk, terwijl ultrasone conservering en inactivering van micro-organismen de microbiële stabiliteit waarborgen. Naast de verbeteringen van voedingswaarde, stabiliteit en smaak overtuigt sonicatie door haar energie- en tijdsefficiëntie. In vergelijking met conventionele methoden verbruikt de ultrasone behandeling minder energie en is deze tijdsefficiënter.
Ultrasone homogenisatoren dekken de volledige productiecapaciteit voor sojamelk, zorgen voor een geoptimaliseerde conservering en maken functionele veelzijdigheid van de productielijn mogelijk. Ultrasone inline-homogenisatoren kunnen eenvoudig aan de productiedoelen worden aangepast, waardoor verschillende smaakprofielen (bijv. met of zonder bonensmaak) en productfunctionaliteiten kunnen worden gerealiseerd door simpelweg de procesparameters te veranderen.
Sonicatie is zeer efficiënt voor het homogeniseren en conserveren van sojamelk
Sojasmaken en het effect van ultrageluid
Ultrasone verwerking maakt het mogelijk de smaak van sojabasis te beïnvloeden: sojamelkproducten kunnen worden geproduceerd met een sterke bonensmaak, die de Aziatische doelgroep aanspreekt, terwijl westerse consumenten de voorkeur geven aan een zachte smaak zonder bonensmaak. Door de ultrasone procesparameters (amplitude, sonicatieduur, temperatuur, druk) aan te passen, kan een sterk of mild smaakprofiel worden verkregen. Dit betekent dat hetzelfde ultrasone systeem kan worden gebruikt om gericht verschillende sojasmaakprofielen te produceren, om zo verschillende producttypen te maken die verschillende doelmarkten aanspreken.
Ultrasone enzyminactivering
De intense sojabonensmaak 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) – sonicatie onder verhoogde druk en temperatuur – is een beproefde methode om het enzym lipoxygenase (LOX) te inactiveren. Lipoxygenaseactiviteit veroorzaakt oxidatie van vetzuren en pigmenten. Intense ultrasone golven veroorzaken de inactivering of denaturatie van enzymen zoals lipoxygenase, peroxidase en polyfenoloxidase.
MTS is aantoonbaar een efficiënt middel om enkele andere enzymen te inactiveren, zoals lipoxygenase, peroxidase en proteasen en lipasen van psychrofiele bacteriën. (Kuldiloke 2002: 2)
Voordelen van ultrasone sojamelkproductie
- hoge extractieopbrengst
- aangename smaak
- mechanische stabiliteit
- microbiologische stabiliteit / conservering
- enzyminactivering
- energie-efficiëntie
Microbiologische stabiliteit door ultrasone conservering
Ultrageluid alleen of in combinatie met warmte (thermosonicatie), druk (manosonicatie) of zowel warmte als druk (manothermosonicatie) staat bekend als een effectieve methode om verschillende voedingsmiddelenenzymen zoals lipoxygenase, peroxidase en polyfenoloxidase, evenals hittebestendige lipase en protease, te inactiveren. Krachtige ultrasone golven vernietigen micro-organismen, wat resulteert in microbiële inactivering en daarmee microbiële productstabiliteit. De inactivering van ziekteverwekkende en bederfveroorzakende micro-organismen of enzymen door sonicatie wordt voornamelijk veroorzaakt door fysische (cavitatie, mechanische krachten) en/of chemische effecten.
Extractie en isolatie van soja-eiwit met ultrageluid
De toepassing van krachtig ultrageluid op soja-eiwitisolaat (SPI) en soja-eiwitconcentraat (SPC) maakt een gerichte modificatie van het soja-eiwit mogelijk om een zeer functioneel voedingsmiddelenadditief te verkrijgen. Talrijke nieuwe productconcepten gebruiken soja-eiwitten als basis, en ultrasoon ondersteunde verwerking maakt de industriële productie mogelijk van producten van superieure kwaliteit, zoals zuivelvrije, veganistische smoothies, kaasalternatieven, soepen op basis van sojaroom, spreads en romige dressings.
Sonicatie met een krachtige sonicator (bijv. UIP2000hdT) veroorzaakt significante veranderingen in de geleidbaarheid, verhoogt de oplosbaarheid van soja-eiwitconcentraten, vergroot het specifieke oppervlak aanzienlijk, wat belangrijk is voor de textuur van voedingsmiddelen, en verhoogt de waarden van de emulsieactiviteitsindex (EAI). De naar massa gewogen gemiddelde diameter D en de gemiddelde volume–oppervlaktediameter D nemen significant af voor soja-eiwitisolaten (SPI) en soja-eiwitconcentraten (SPC).
In vergelijking met conventionele behandelingen van soja-eiwit verbruikt sonicatie minder energie en is deze aanzienlijk tijdsefficiënter.
Ultrasone doorstroomreactoren zijn zeer efficiënt voor extractie en homogenisatie, bijv. bij de verwerking van sojamelk,
Ultrasone homogenisatoren voor sojamelk en plantaardige melkvervangers
De apparaten van Hielscher Ultrasonics voor de verwerking van voedingsmiddelen zijn veelzijdig en kunnen eenvoudig in bestaande productielijnen worden geïnstalleerd of achteraf worden ingebouwd. Hoog vermogen, betrouwbaarheid en robuustheid maken sonicators van Hielscher tot het “werkpaard” bij de productie van sojabasis. Sonotroden zijn gemaakt van titanium, ultrasone reactoren en andere onderdelen die met het product in contact komen zijn gemaakt van roestvast staal dat geschikt is voor contact met voedingsmiddelen en kunnen worden uitgerust met hygiënische aansluitingen. Dit maakt de veilige en betrouwbare verwerking van voedingsmiddelen en dranken mogelijk.
- hoge efficiëntie
- de modernste technologie
- betrouwbaarheid & robuustheid
- instelbare, nauwkeurige procesregeling
- batch & inline
- voor elk volume
- intelligente software
- slimme functies (bijv. programmeerbaarheid, gegevensregistratie, afstandsbediening)
- eenvoudig en veilig te bedienen
- weinig onderhoud
- CIP (reiniging ter plaatse)
Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit uit Duitsland
Sonicators van Hielscher staan bekend om hun hoogste kwaliteits- en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening maken een soepele integratie van onze sonicators in industriële installaties mogelijk. Sonicators van Hielscher kunnen moeiteloos omgaan met zware omstandigheden en veeleisende omgevingen.
Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt bijzondere nadruk op sonicators met hoge prestaties met de modernste technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard voldoen sonicators van Hielscher aan de CE-voorschriften en aan de eisen van UL, CSA en RoHs.
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze sonicators:
| Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 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 |
| 15 tot 150L | 3 tot 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 tot 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | hoger | cluster van UIP16000 |
Ultrasoon apparaat UIP16000 voor de verwerking van voedingsmiddelen 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 lipiden uit soja, die in water oplosbare eiwitten en koolhydraten bevat. Bij de ouderwetse, traditionele bereiding van sojamelk werden sojabonen geweekt, gemalen, gefilterd en gekookt. Sojamelk die op deze manier is bereid, is slechts kort houdbaar. De huidige consumenten en de moderne levensstijl vragen echter om producten met een langere houdbaarheid, die gedurende de gehele opslagperiode veilig en stabiel blijven. Voor de productie van dergelijke soorten sojamelk en dranken ligt het gebruik van UHT-technologie voor de hand. Hiermee kan een houdbaarheid van enkele maanden tot maximaal een jaar worden verkregen, afhankelijk van de samenstelling van het product. Verder is de juiste keuze van emulgatoren en stabilisatoren noodzakelijk om gedurende de gehele houdbaarheid een homogeen product zonder oproming en sedimentatie te waarborgen.
Productie van sojamelk en dranken op basis van soja
Sojamelk wordt gemaakt van hele sojabonen of volvette sojabloem. De droge bonen worden een nacht of minimaal 3 uur of langer in water geweekt. De weektijd hangt sterk samen met de temperatuur van het water. Vervolgens worden de geweekte bonen gemalen in een nat maalproces. Er wordt water toegevoegd om het watergehalte te verhogen tot het niveau dat nodig is voor het uiteindelijke sojamelkproduct. De uiteindelijke sojadrank heeft doorgaans een eiwitgehalte van 1–4% en een massaverhouding van water tot sojabonen van 20:1 voor een typische sojadrank die westerse consumenten aanspreekt. (Traditionele Aziatische sojamelk heeft een massaverhouding van water : sojabonen van wel 5:1). De suspensie van gemalen sojabonen wordt gekookt om de smaakeigenschappen, verteerbaarheid en microbiële stabiliteit te verbeteren. De warmtebehandeling inactiveert trypsineremmers uit sojabonen, inactiveert lipoxygenase voor een mildere smaak en pasteuriseert de sojamelk. De warmtebehandeling duurt ca. 15–20 minuten en wordt gevolgd door filtratie om onoplosbare resten zoals vezels van sojapulp / okara te verwijderen. Ten slotte kan de sojadrank kunstmatig op smaak worden gebracht door suiker, vanille, chocolade, fruit of andere smaakstoffen toe te voegen.
Sojadranken en yoghurt
Sojabonen worden gebruikt voor de productie van verschillende producten, zoals melkvervangers en sojadranken, sap, sojamixdranken (vooral in Latijns-Amerika) en sojayoghurt. Dranken en yoghurts op basis van soja worden veelvuldig als zuivelalternatief geconsumeerd door mensen met lactose-intolerantie en veganisten, maar consumenten kiezen ook voor sojaproducten vanwege hun gezondheidsvoordelen en smaak.
Typische sojamelk heeft een samenstelling van ca. 3,6% eiwit, 2% vet, 2,9% koolhydraten en 0,5% as. Sojabonen bevatten weinig verzadigde vetten en zijn cholesterolvrij en lactosevrij. Bovendien bevatten ze veel 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.