Najwyższa wydajność i jakość w produkcji mleka orzechowego z ultradźwiękami

Nutmilki i roślinne alternatywy mleka są rosnącym segmentem żywności. Do produkcji mleka orzechowego i roślinnych analogów mleka, ekstrakcja ultradźwiękowa i homogenizacja wykazały ogromne zalety w porównaniu z konwencjonalnymi technikami. Ultradźwięki o dużej mocy zwiększają wydajność, stabilność produktu, zawartość składników odżywczych i ogólną wydajność przetwarzania.

Wyższe plony mleka orzechowego z ultradźwiękami mocy

Ekstrakcja ultradźwiękowa jest dobrze znana jako niezawodna i wysoce wydajna metoda zwiększania wydajności olejów roślinnych, białek, polisacharydów i mikroskładników odżywczych. Dlatego też sonikacja jest stosowana w produkcji roślinnych substytutów mleka, np. z migdałów, orzechów nerkowca, orzechów kokosowych, orzechów laskowych, orzeszków ziemnych, sezamu, soi, orzechów tygrysich, owsa, ryżu, konopi, grochu, pistacji, orzechów włoskich, amarantusa lub komosy ryżowej. Surowiec do produkcji mleka orzechowego i innych alternatywnych mlek roślinnych jest często drogi, a wyższa wydajność ekstrakcji z tych surowców obniża koszty produkcji i poprawia wydajność produkcji.

Jak ekstrakcja ultradźwiękowa zwiększa wydajność?

Zasada działania ekstrakcji ultradźwiękowej polega na kawitacji akustycznej. Mechanizm intensyfikacji ekstrakcji ultradźwięków o niskiej częstotliwości i wysokiej intensywności przypisuje się głównie zjawisku kawitacji akustycznej. Kiedy pęcherzyki kawitacyjne zapadają się na powierzchni materiału botanicznego, erozja i sonoporacja rozbijają matrycę komórek roślinnych (takich jak macerowane orzechy, nasiona, rośliny strączkowe i liście), co powoduje zniszczenie struktury komórkowej i uwolnienie substancji wewnątrzkomórkowych, takich jak białka, lipidy, polisacharydy, włókna, witaminy, minerały i fitochemikalia. Zintensyfikowany w ten sposób transfer masy ułatwia uwalnianie cząsteczek, takich jak białka, lipidy, polisacharydy i fitochemikalia.
Generowane ultradźwiękowo siły ścinające poprawiają penetrację rozpuszczalnika do macierzy komórkowej materii botanicznej i poprawiają przepuszczalność błon komórkowych. (Należy pamiętać, że termin rozpuszczalnik jest używany w szerokim znaczeniu i obejmuje dowolną ciecz, np. wodę). Te mechanizmy ultradźwięków mocy są odpowiedzialne za znaczną intensyfikację procesu osiągniętą, gdy ultradźwięki są stosowane do ekstrakcji produktów spożywczych z surowców botanicznych. Ponieważ kawitacja ultradźwiękowa generuje tak intensywne siły, napędza bardzo skuteczne rozbijanie komórek i mieszanie na poziomie makro i mikro. Ponadto znacznie poprawia się penetracja rozpuszczalnika, rozpuszczanie związków bioaktywnych i przenoszenie masy. Dzięki temu ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami jest wysoce skuteczna, co skutkuje wyższą wydajnością ekstraktu w krótkim czasie.

Lepsza stabilność mleka orzechowego dzięki ultradźwiękom

Ultradźwięki o wysokiej intensywności i niskiej częstotliwości są skuteczną i niezawodną metodą poprawy stabilności fizycznej zawiesin, a także stabilności mikrobiologicznej produktów spożywczych (np. mleka orzechowego i innych substytutów mleka).

Ultradźwiękowo poprawiona stabilność fizykochemiczna Nutmilks

Powszechnie stosowane do homogenizacji i emulgowania produktów spożywczych, ultradźwięki o dużej mocy są wysoce wydajną techniką nietermiczną do wytwarzania wysoce jednorodnych i długotrwale stabilnych produktów spożywczych. Homogenizacja ultradźwiękowa zmniejsza średnicę kropelek tłuszczu do jednolitego, niewielkiego rozmiaru i równomiernie rozprasza cząstki stałe, takie jak skrobia, cukry i włókna. W ten sposób homogenizacja ultradźwiękowa znacznie poprawia właściwości fizykochemiczne mleka orzechowego i innych mlek roślinnych, dzięki czemu zapobiega się niepożądanej separacji faz.
Lu et al. (2019) bada wpływ ultradźwięków o dużej mocy na mleko kokosowe. Leczenie ultradźwiękami zmniejszyło wielkość cząstek mleka kokosowego i ujednoliciło rozkład kropelek i ciał stałych w układzie. W porównaniu z mechanicznie zemulgowanym mlekiem kokosowym, obróbka ultradźwiękowa wykazała znaczący wpływ na jednorodność układu emulsyjnego (p< 0.05). Dodatkowo zaobserwowano, że sonikacja promowała enkapsulację amylozy do enzymu amylazy w warstwie międzyfazowej. Iswarin i Permadi (2012) zbadali, w jaki sposób ultradźwięki wpływają na średnicę kropli napojów mlecznych na bazie kokosa, badając różne kombinacje intensywności ultradźwięków. Przetwarzanie ultradźwiękowe zmniejszyło średnicę kropli, a redukcja wielkości wzrosła przy wyższej intensywności ultradźwięków.

Ultradźwiękowo poprawiona stabilność mikrobiologiczna Nutmilks

Udowodniono, że ultradźwięki zmniejszają obciążenie mikrobiologiczne w nabiale, sokach owocowych i innych płynnych produktach spożywczych. Dlatego też pasteryzacja ultradźwiękowa została również przyjęta do procesu konserwacji alternatyw mleka w celu poprawy stabilności mikrobiologicznej w substytutach mleka na bazie orzechów i innych roślin.
Iorio et al. (2019) badali inaktywację ultradźwiękową Escherichia coli O157:H7 i Listeria monocytogenes w mleku migdałowym i mogli wykazać, że pasteryzacja ultradźwiękowa powoduje subletalne uszkodzenie patogenów, co prowadzi do wydłużenia okresu przydatności do spożycia. Na przykład, pasteryzacja ultradźwiękowa znacznie obniżyła poziom E. coli O157:H7 z 5,12 do 3,81 log CFU / ml i obniżyła tempo wzrostu (µmax) (z 1,19 do 0,79 (log CFU / ml) / dzień).

Wyższa zawartość składników odżywczych dzięki ultradźwiękowej ekstrakcji mleka z orzechów

Mikroskładniki odżywcze, takie jak witaminy, polifenole i przeciwutleniacze, znajdują się w macierzy komórkowej roślin. Aby skutecznie uwolnić te mikroelementy, wymagane jest całkowite rozbicie komórek i intensywne mikromieszanie między materią komórkową a rozpuszczalnikiem. Jak opisano powyżej, ekstrakcja ultradźwiękowa jest bardzo skuteczna w komórkach dezintegracyjnych i uwalnianiu lipidów, białek, polisacharydów, włókien i fitochemikaliów z macierzy komórkowej. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest wysoce skuteczną metodą izolowania pełnej ilości fitochemikaliów z roślin w ramach szybkiego procesu ekstrakcji. Zastosowanie ultradźwięków o dużej mocy powoduje silne efekty kawitacji, zakłócenia / turbulencje, strumienie cieczy o dużej prędkości, które wypłukują fitochemikalia z wnętrza komórki. Będąc nietermiczną metodą ekstrakcji, zapobiega się degradacji termicznej tych wrażliwych mikroelementów podczas stosowania ultradźwięków.

Całkowita zawartość fenoli (wyrażona jako eq mg Naringenin / g migdałów) kinetyka z i bez sonikacji przy użyciu UIP1000hdT. Ekstrakcja ultradźwiękowa zwiększyła całkowitą zawartość fenoli o 258%.
Dane są średnimi ± SD, n = 3. Ultradźwięki (żółty) kontra cisza (pomarańczowy).
Wykres i badanie: Tabib et al., 2020

Najwyższa wydajność w produkcji mleka orzechowego z ultradźwiękami

Wyższa wydajność, ulepszony profil odżywczy i skrócony czas przetwarzania to tylko kilka zalet, jeśli chodzi o doskonałą wydajność ultradźwiękowego przetwarzania mleka orzechowego i napojów bezmlecznych. Niskie zużycie energii, niskie koszty utrzymania i praca w trybie 24/7 to dodatkowe czynniki, które przyczyniają się do wyjątkowej ogólnej wydajności przetwarzania ultradźwiękowego. Wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe firmy Hielscher mogą pracować w trybie 24/7 pod dużym obciążeniem i przetwarzać duże ilości w trybie ciągłego przepływu. Procesory ultradźwiękowe Hielscher mają wyjątkową ogólną efektywność energetyczną. Solidność i niskie koszty konserwacji utrzymują również niskie koszty operacyjne.

Co badania mówią o ultradźwiękowym przetwarzaniu żywności

"Ultradźwięki pojawiły się w bezwarunkowym stopniu w ostatniej dekadzie. Znalazła zastosowanie w przemyśle soków owocowych i napojów ze względu na wielofunkcyjne pożądane efekty. Technologia ta jest niedroga, prosta, niezawodna i przyjazna dla środowiska oraz wysoce skuteczna w konserwacji soków o podwyższonych cechach jakościowych". (Dolas et al., 2019)

“Sonikacja to nadchodząca technologia, która może poprawić jakość żywności i zmniejszyć utratę składników odżywczych.” (Cheok et al., 2013)

Ultradźwiękowe procesory żywności do przemysłowej produkcji mleka orzechowego

Hielscher Ultrasonics projektuje, produkuje i dystrybuuje wysokowydajny ultradźwiękowy system przetwarzania żywności do ciągłej przemysłowej produkcji mleka orzechowego (takiego jak nerkowca, migdałów, orzechów laskowych, orzechów włoskich, orzeszków ziemnych, mleka kokosowego) oraz substytutów mleka roślinnego (takich jak ryż, soja, orkisz, owies, sezam, siemię lniane, groch, sfermentowane mleko z orzechów tygrysich).
Zastosowanie ultradźwiękowego przetwarzania żywności oferuje główne zalety jako nietermiczna, czysto mechaniczna metoda, która skutkuje ulepszonymi produktami końcowymi, skraca czas przetwarzania i jest bardziej przyjazna dla środowiska.
Ultradźwiękowe systemy przetwarzania żywności firmy Hielscher są wykorzystywane do różnorodnych zastosowań, będąc bezpieczną, niezawodną i opłacalną technologią do produkcji wysokiej jakości żywności i napojów. Instalacja i obsługa wszystkich procesorów ultradźwiękowych Hielscher jest prosta: Wymagają one tylko niewielkiej przestrzeni, można je łatwo doposażyć w istniejących zakładach przetwórczych.
Firma Hielscher Ultrasonics posiada wieloletnie doświadczenie w stosowaniu ultradźwięków w przemyśle spożywczym. & przemysł napojów, a także wiele innych gałęzi przemysłu. Nasze procesory ultradźwiękowe są wyposażone w łatwe do czyszczenia (czyszczenie na miejscu CIP / sterylizacja na miejscu SIP) sonotrody i komory przepływowe (części mokre). Hielscher Ultrasonics’ Przemysłowe procesory ultradźwiękowe mogą dostarczać bardzo wysokie amplitudy. Amplitudy do 200 µm mogą być łatwo stale uruchamiane w trybie 24/7. Wysokie amplitudy są ważne dla uzyskania jednorodnego rozkładu cząstek i inaktywacji bardziej odpornych drobnoustrojów (np. bakterii Gram-dodatnich). Dla jeszcze wyższych amplitud dostępne są niestandardowe sonotrody ultradźwiękowe. Wszystkie sonotrody i ultradźwiękowe reaktory przepływowe mogą pracować w podwyższonych temperaturach i ciśnieniach, co pozwala na niezawodną termo-mano-sonikację (sonikację w połączeniu z podwyższoną temperaturą i ciśnieniem) oraz wysoce skuteczną ekstrakcję i stabilizację.
Najnowocześniejsza technologia, wysoka wydajność i zaawansowane oprogramowanie sprawiają, że Hielscher Ultrasonics’ niezawodne konie robocze w linii ekstrakcji, homogenizacji i pasteryzacji żywności. Dzięki niewielkim rozmiarom i wszechstronnym opcjom instalacji, ultradźwięki Hielscher można łatwo zintegrować lub zamontować w istniejących liniach produkcyjnych.
Skontaktuj się z nami, aby dowiedzieć się więcej o funkcjach i możliwościach naszych ultradźwiękowych systemów ekstrakcji, homogenizacji i pasteryzacji. Z przyjemnością omówimy z Tobą Twoją aplikację!

Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: