Homogenizacja soków i smoothie za pomocą ultradźwięków mocy
Soki, koktajle i napoje wymagają niezawodnej i wydajnej homogenizacji, aby zapewnić pożądany smak i konsystencję, a także długotrwałą stabilność. Ultradźwiękowe homogenizatory wysokoobrotowe są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym i napojów do produkcji soków, napojów, przecierów i sosów najwyższej jakości. Jako obróbka nietermiczna, homogenizacja ultradźwiękowa zapobiega degradacji termicznej witamin i związków bioaktywnych, zapewniając jednocześnie wyjątkową stabilność i gładkość.
Ultradźwiękowa homogenizacja soków, koktajli i napojów za pomocą wysokiego ścinania
Ultradźwiękowo poprawiona stabilność – unikanie separacji faz i sedymentacji: Miąższ owoców i warzyw jest rozbijany na małe cząstki, co zapewnia wysoką stabilność, zapobiega sedymentacji i nadaje gładką konsystencję.
Ultradźwiękowa modyfikacja lepkości i tekstury soku: Owoce i warzywa, takie jak jabłka, marchew, pomarańcze, grejpfruty, cytryny i pomidory są bogate w pektyny. Pektyny są polisacharydami, które działają jako naturalny stabilizator. Homogenizatory ultradźwiękowe ekstrahują pektyny z macierzy komórkowej i uwalniają je do soku, zwiększając w ten sposób lepkość i stabilność. Homogenizatory ultradźwiękowe są zatem doskonałe w wykorzystaniu naturalnych stabilizatorów, takich jak pektyny.
Ulepszony profil fitoskładników dzięki ekstrakcji ultradźwiękowej: Homogenizatory ultradźwiękowe rozbijają matryce komórkowe i promują uwalnianie uwięzionych cząsteczek, takich jak witaminy, przeciwutleniacze, polifenole i flawonoidy do produktu sokowego. W ten sposób fitoskładniki stają się bardziej biodostępne i bioprzyswajalne po spożyciu.
Zintensyfikowany profil smakowy dzięki sonikacji: Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu nie tylko uwalniają pektyny, ale także cząsteczki smakowe, olejki eteryczne, naturalne cukry i fitoskładniki odżywcze. (W przypadku ultradźwiękowo ulepszonego profilu składników odżywczych, patrz studium przypadku poniżej). Ekstrakcja ultradźwiękowa uwalnia bioaktywne cząsteczki, takie jak związki smakowe i witaminy z macierzy komórkowej, dzięki czemu są one dostępne dla kubków smakowych konsumenta.
Zintensyfikowany profil kolorów dzięki sonikacji: Pigmenty roślinne są również zawarte w macierzy komórkowej rośliny. Homogenizatory ultradźwiękowe uwalniają pigmenty roślinne, takie jak karotenoidy, chlorofil, betalaniny i antocyjany i zmniejszają ich wielkość cząstek. Zmniejszony rozmiar pigmentu rozprasza światło lepiej niż większe cząstki, dzięki czemu uzyskuje się zintensyfikowany kolor soku, przecieru lub sosu.
Ultradźwiękowy homogenizator wysokoobrotowy ze szklaną komorą przepływową do przetwarzania soków, koktajli, przecierów i sosów.
- Ulepszony profil smakowy dzięki ekstrakcji
- Zwiększona wydajność soku
- Wyższa wartość mikroelementów
- Zwiększona słodycz bez dodatkowego cukru (US ekstrahuje wewnątrzkomórkowy naturalny cukier i czyni go w ten sposób dostępnym dla kubków smakowych).
- Zwiększona biodostępność fitoskładników odżywczych
- Gładka tekstura
- Inaktywacja enzymów
- Stabilizacja mikrobiologiczna
- Wydłużony okres trwałości
Ultradźwiękowa homogenizacja soku – Różnorodne korzyści
Ultradźwiękowe homogenizatory o wysokim ścinaniu są niezawodne i wydajne w mieszaniu napojów, takich jak soki owocowe, nektary, soki warzywne, koktajle, lemoniady owocowe, smakowe napoje mleczne, koktajle proteinowe, napoje infuzyjne i inne.
W ekstrakcji i tłoczeniu soku, ultradźwięki mogą zwiększyć wydajność soku. Na przykład obróbka ultradźwiękowa zwiększyła wydajność soku winogronowego nawet o 3,4%, jednocześnie trzykrotnie skracając czas obróbki. Ultradźwięki w połączeniu z obróbką enzymatyczną również zwiększyły wydajność soku do 2% i skróciły czas obróbki ponad czterokrotnie w porównaniu z tradycyjną obróbką enzymatyczną. Kolejne zastosowanie ultradźwięków i obróbki enzymatycznej zwiększyło wydajność soku do 7,3%. Podobnie, w samym soku ananasowym ultradźwięki zwiększyły wydajność ekstrakcji o 10,8% dla soku z zacieru ananasowego. Obróbka ultradźwiękowa zwiększyła również zawartość cukrów, kwasów ogółem, fenoli i witaminy C. (por. Baslar et al. 2015).
Produkcja napojów, takich jak soki, lemoniady i inne napoje, wymaga niezawodnej homogenizacji i emulgowania w celu zapewnienia stabilności, poprawy smaku i tekstury, atrakcyjnego wyglądu optycznego i ulepszonych funkcji. Na przykład homogenizacja ultradźwiękowa zapewnia wyjątkową stabilność, zapobiega rozdzielaniu faz oraz poprawia smak i konsystencję soków, koktajli, a także napojów na bazie mleka i białka. Ponadto homogenizatory ultradźwiękowe o wysokim ścinaniu z łatwością emulgują różne składniki, tworząc klarowne emulsje. Powszechnym zastosowaniem emulgowania ultradźwiękowego jest przygotowywanie wód i napojów zawierających konopie indyjskie. Czyste napoje wodne i inne napoje mogą być ultradźwiękowo nasycane stabilnymi kannabinoidami (np. CBD, CBG, THC). W celu uzyskania klarownych emulsji o wysokiej biodostępności związków aktywnych, związki bioaktywne muszą być emulgowane w nanorozmiarach. Emulsyfikacja ultradźwiękowa jest doskonałą techniką wytwarzania nanoemulsji o wyraźnym wyglądzie, wyjątkowej stabilności, biodostępności i funkcjonalności. Dlatego też nanoemulsyfikacja ultradźwiękowa jest szeroko stosowana w produkcji farmaceutyków i suplementów (np. nalewek CBD itp.).
Jednocześnie homogenizatory ultradźwiękowe ekstrahują cząsteczki smakowe, związki bioaktywne i fitoskładniki odżywcze, czyniąc je bardziej biodostępnymi i biodostępnymi. Ale homogenizatory ultradźwiękowe rozpuszczają również cukry, syropy lub substancje słodzące oraz rozpraszają i uwadniają gumy, skrobie i inne dodatki w długotrwałe stabilne zawiesiny. Pojedyncza jednostka ultradźwiękowa Hielscher zapewnia produkcję soków i napojów z realizacją różnych zadań homogenizacji, nano-emulsyfikacji, ekstrakcji, dyspergowania, rozpuszczania, nawadniania i mieszania.
Wpływ sonikacji za pomocą UP400S przy amplitudzie 100 μm na mikrostrukturę soku jabłkowego.
Opracowanie i zdjęcie: Ertugay & Baslar, 2014
Studium przypadku: Ulepszony profil składników odżywczych w sonikowanym soku pomarańczowym
Homogenizacja ultradźwiękowa o wysokiej ścinaniu jest nietermiczną metodą konserwacji i przetwarzania żywności, która ma tę zaletę, że poprawia stabilizację i inaktywuje mikroorganizmy w sokach owocowych bez powodowania powszechnych niepożądanych skutków ubocznych związanych z konwencjonalną obróbką cieplną. Guerrouj et al. (2016) zbadali wpływ ultradźwięków na całkowitą zawartość fenoli i flawonoidów, a także na karotenoidy i kwas askorbinowy (witaminę C) w soku pomarańczowym przy użyciu homogenizatora Hielscher Ultrasonics UP200S. Stwierdzono znaczny wzrost całkowitej zawartości fenoli w sonikowanych próbkach soku pomarańczowego w porównaniu z kontrolą (patrz tabela poniżej). Wzrost ten wynosił od 42,74 do 69,45 mg GAE/100 ml w przypadku obróbki ultradźwiękowej trwającej 30 minut. Wyniki te wskazują na znaczne wzmocnienie związków fenolowych w leczeniu ultradźwiękami.
Wyniki dotyczące aktywności zmiatania wolnych rodników DPPH w soku pomarańczowym są również przedstawione w poniższej tabeli. Sonikowane próbki wykazały znaczny wzrost procentowej inhibicji DPPH w porównaniu do kontroli, co wskazuje na wyższy poziom przeciwutleniaczy. Procentowa inhibicja DPPH wynosiła 37,48%, 35,70%, 34,70% i 35,21% odpowiednio w próbkach sonikowanych przez 1, 10, 20 i 30 minut w porównaniu z próbkami kontrolnymi (21,67%). Wyniki te są zgodne z wynikami uzyskanymi w sonikowanym soku z limonki kasturi (Bhat et al., 2011). Wyniki te wskazują, że obróbka sonikacyjna zwiększa ekstrahowalność związków przeciwutleniających.
Naukowcy doszli do wniosku, że obróbka ultradźwiękowa soku pomarańczowego spowodowała ogólne wzmocnienie związków bioaktywnych, takich jak fenole ogółem, flawonoidy, karotenoidy, antocyjany i kwas askorbinowy, przy znacznym zmniejszeniu liczby drobnoustrojów.
Po lewej: nietraktowany sok pomarańczowy; Po prawej: sonikowany sok pomarańczowy
Ultradźwiękowa homogenizacja o wysokim ścinaniu zapewnia stabilny sok bez sedymentacji
Sok pomarańczowy po lewej stronie jest nieprzetworzony i wykazuje wyraźną sedymentację; sok pomarańczowy po prawej stronie jest homogenizowany ultradźwiękowo i ma jednorodną, stabilną i gładką konsystencję.
Ultradźwiękowa poprawa całkowitej zawartości fenoli, całkowitej zawartości flawonoidów, aktywności zmiatania rodników DPPH, całkowitej zawartości karotenoidów i kwasu askorbinowego w soku pomarańczowym.
Badanie i tabela: Guerrouj et al. 2016
Sondy ultradźwiękowe i komory przepływowe do homogenizacji soków
Hielscher Ultrasonics jest długoletnim producentem wysokowydajnych homogenizatorów ultradźwiękowych, które są stosowane na całym świecie w przemysłowej produkcji soków owocowych i warzywnych, nektarów, koktajli, napojów białkowych, a także przecierów i sosów. Niezawodna i wydajna homogenizacja soków owocowych, napojów i produktów spożywczych jest wymagającym zastosowaniem, które wymaga sond ultradźwiękowych o dużej mocy, które generują stałe amplitudy i zapewniają wystarczające ścinanie w celu uzyskania jednorodnych produktów spożywczych i napojów. Wszystkie urządzenia ultradźwiękowe Hielscher są zaprojektowane i wyprodukowane do pracy przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu pod pełnym obciążeniem. Procesory ultradźwiękowe są dostępne od kompaktowych ultrasonografów laboratoryjnych o mocy 50 W do potężnych systemów ultradźwiękowych inline o mocy 16 000 W. Szeroka gama rogów wspomagających, sonotrod i komórek przepływowych pozwala na indywidualne ustawienie ultradźwiękowego homogenizatora o wysokim ścinaniu w zależności od surowca (np. owoców, warzyw, innych składników itp.) I pożądanych cech produktu końcowego.
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne sondy ultradźwiękowe, które można specjalnie ustawić, aby zapewnić pełne spektrum bardzo łagodnych do bardzo wysokich amplitud. Jeśli aplikacja homogenizacji wymaga nietypowych specyfikacji (np. kombinacji z podwyższonym ciśnieniem i/lub podwyższoną temperaturą), dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużych obciążeniach i w wymagających środowiskach.
Ultradźwiękowa homogenizacja soku w trybie wsadowym i liniowym
Homogenizatory ultradźwiękowe Hielscher mogą być używane do sonikacji wsadowej i ciągłej w linii produkcyjnej. W zależności od objętości napoju i szybkości przetwarzania, zalecamy najbardziej odpowiednią konfigurację ultradźwiękową.
Podawanie wielu strumieni zasilających, które mogą być niezależnie dozowane do ciągłego systemu homogenizatora ultradźwiękowego, sprawia, że homogenizacja inline przy użyciu ultradźwiękowej obróbki wysokoobrotowej jest wysoce wydajna czasowo i pracochłonna, wygodna i zdolna do przetwarzania przemysłowych ilości soków i napojów.
Sondy ultradźwiękowe i komory przepływowe dla dowolnej objętości
Asortyment produktów Hielscher Ultrasonics obejmuje pełne spektrum procesorów ultradźwiękowych, od kompaktowych ultrasonografów laboratoryjnych, przez systemy stacjonarne i pilotażowe, po w pełni przemysłowe procesory ultradźwiękowe o wydajności umożliwiającej przetwarzanie ładunków ciężarówek na godzinę. Pełna gama produktów pozwala nam zaoferować najbardziej odpowiedni sprzęt ultradźwiękowy do napojów lub produktów spożywczych, przewidywaną wydajność procesu i cele produkcyjne.
Precyzyjnie kontrolowane amplitudy dla optymalnych wyników
Wszystkie homogenizatory ultradźwiękowe Hielscher są precyzyjnie sterowane, a tym samym niezawodne konie robocze. Amplituda jest jednym z kluczowych parametrów procesu, które wpływają na wydajność i skuteczność efektów sonomechanicznych, takich jak homogenizacja, emulgowanie, ekstrakcja, nawodnienie, rozpuszczanie i konserwacja. Wszystkie ultradźwięki Hielscher’ Procesory umożliwiają precyzyjne ustawienie amplitudy. Sonotrody i rogi wspomagające to akcesoria, które pozwalają modyfikować amplitudę w jeszcze szerszym zakresie. Przemysłowe homogenizatory ultradźwiękowe o wysokim ścinaniu firmy Hielscher mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy i zapewniać wymaganą intensywność ultradźwięków w wymagających zastosowaniach. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo uruchamiane w sposób ciągły w trybie 24/7.
Precyzyjne ustawienia amplitudy i stałe monitorowanie parametrów procesu ultradźwiękowego za pomocą inteligentnego oprogramowania dają możliwość przetwarzania soku, napoju lub produktu spożywczego w zoptymalizowanych warunkach. Optymalna sonikacja dla najbardziej wydajnej homogenizacji soku!
Wytrzymałość sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużym obciążeniu i w wymagających środowiskach. To sprawia, że sprzęt ultradźwiękowy firmy Hielscher jest niezawodnym narzędziem pracy, które spełnia wymagania dotyczące żywności & wymagania dotyczące produkcji napojów.
Najwyższa jakość – Zaprojektowany i wyprodukowany w Niemczech
Jako firma rodzinna, Hielscher priorytetowo traktuje najwyższe standardy jakości dla swoich procesorów ultradźwiękowych. Wszystkie ultradźwięki są projektowane, produkowane i dokładnie testowane w naszej siedzibie w Teltow koło Berlina w Niemczech. Solidność i niezawodność sprzętu ultradźwiękowego firmy Hielscher sprawiają, że jest to koń roboczy w Twojej produkcji. Praca 24/7 pod pełnym obciążeniem i w wymagających środowiskach jest naturalną cechą ultradźwiękowych homogenizatorów o wysokim ścinaniu firmy Hielscher.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Wysokiej mocy homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do pilot i Przemysł skala.
Literatura / Referencje
- Kamal Guerrouj, Marta Sánchez-Rubio, Amaury Taboada-Rodríguez, Rita María Cava-Roda, Fulgencio Marín-Iniesta (2016): Sonication at mild temperatures enhances bioactive compounds and microbiological quality of orange juice. Food and Bioproducts Processing 99, 2016. 20–28.
- Mustafa Fatih Ertugay; Mehmet Başlar (2014): The effect of ultrasonic treatments on cloudy quality-related quality parameters in apple juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 26, 2014. 226–231.
- J. Wu , T.V. Gamage, K.S. Vilkhu, L.K. Simons, R. Mawson (2008): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.
- Mirja Mokkila , Annikka Mustranta, Johanna Buchert, Kaisa Poutanen (2004): Combining Power Ultrasound with Enzymes in Berry Juice Processing. VTT Technical Research Centre of Finland. Presentetd at BioCat Conference 2004.
- Mehmet Başlar, Hatice Biranger Yildirim, Zeynep Hazal Tekin, Mustafa Fatih Ertugay (2015): Ultrasonic Applications for Juice Making. In: M. Ashokkumar, (ed.), Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry, 2015.
Fakty, które warto znać
Sok, sok z koncentratu i nektar
Sok to napój powstały w wyniku ekstrakcji lub wyciskania naturalnego płynu zawartego w owocach i warzywach. Może również odnosić się do płynów aromatyzowanych koncentratem. Sok jest powszechnie spożywany jako napój, ale może być również stosowany jako składnik lub składnik aromatyzujący w żywności lub innych napojach, takich jak smoothie.
Soki dzielą się na soki 100%, soki z koncentratu i nektary. Sok 100% to sok owocowy wyprodukowany w 100% z naturalnych owoców i warzyw bez dodatku barwników, konserwantów i cukrów. Sok owocowy można jednak przygotować na różne sposoby, tj. ze świeżego, niezagęszczonego soku lub z koncentratu soku. W pierwszym przypadku owoce są wyciskane i przechowywane lub butelkowane bezpośrednio po zbiorze owoców. W przypadku drugiego wariantu soku "wyprodukowanego z koncentratu", wyciśnięty sok jest zagęszczany poprzez usunięcie wody ze świeżo wyciśniętego soku w procesie próżniowym. W ten sposób uzyskuje się koncentrat przypominający syrop, który ma zmniejszoną objętość, co jest korzystne dla transportu produktu sokowniczego. Po przetransportowaniu koncentratu soku do miejsca przeznaczenia, jest on przekształcany w sok owocowy poprzez dodanie wody.
Termin nektar odnosi się do soku z owoców, które zawierają zbyt dużo kwasowości lub miąższu owocowego, aby mogły być spożywane jako 100% sok. Typowymi przykładami owoców produkujących nektar są banany, mango, morele, brzoskwinie lub gruszki. Sok, który technicznie rzecz biorąc jest przecierem, jest rozcieńczany wodą i może zawierać dodatek cukru, dzięki czemu ma konsystencję nadającą się do picia i przyjemny smak. Zawartość soku owocowego w nektarze waha się od 25 do 99% w zależności od zawartości owoców i receptury producenta. Nektar może zawierać dodatek cukru, ale nie zawiera żadnych barwników ani konserwantów.
Inne formy napojów zawierające soki to lemoniady o smaku soku i mleka, smoothies i wzbogacone produkty sokowe. Soki mogą składać się z ekstraktu z pojedynczego owocu lub warzywa lub mogą być łączone z dwóch lub więcej źródeł owoców i warzyw. Najpopularniejsze soki owocowe wytwarzane są z pomarańczy, jabłek, żurawiny lub winogron. Inne popularne napoje owocowe wytwarzane są z ananasa, marakui, grejpfruta, mango, banana, wiśni i kiwi.
Komercyjne soki warzywne są zwykle wytwarzane z różnych kombinacji marchwi, buraków, selera, dyni i pomidorów. Te dwa ostatnie, choć nie są technicznie warzywami, są powszechnie stosowane w celu zwiększenia smakowitości. Inne popularne składniki soków warzywnych to pietruszka, mniszek lekarski, jarmuż, seler, koper włoski, brokuły i ogórki. Cytryna, czosnek, imbir, kurkuma i inne przyprawy są dodawane ze względu na korzyści zdrowotne i w celu stworzenia ciekawych profili smakowych.
Innym zastosowaniem ultradźwięków w produkcji napojów jest zintensyfikowana i ulepszona fermentacja kombuchy i soków podobnych do kombuchy. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej fermentacji kombuchy!