Homogeneização de sumos e smoothies utilizando ultra-sons de potência
Os sumos, batidos e bebidas requerem uma homogeneização fiável e eficiente para proporcionar um sabor e uma textura desejáveis, bem como uma estabilidade a longo prazo. Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são amplamente utilizados na indústria alimentar e de bebidas para produzir sumos, bebidas, purés e molhos de qualidade superior. Como tratamento não térmico, a homogeneização ultra-sónica de alto cisalhamento evita que as vitaminas e os compostos bioactivos sofram degradação térmica, ao mesmo tempo que proporciona uma estabilidade e suavidade excepcionais.
- Melhoria do perfil de sabor devido à extração
- Aumento do rendimento do sumo
- Maior valor de micronutrientes
- Maior doçura sem açúcar adicional (Os EUA extraem o açúcar natural intracelular e tornam-no assim disponível para as papilas gustativas)
- Aumento da biodisponibilidade dos fito-nutrientes
- Textura suave
- Inativação enzimática
- Estabilização microbiana
- Aumento do prazo de validade
Homogeneizador ultrassónico de alto cisalhamento com célula de fluxo de vidro para o tratamento de sumos, batidos, purés e molhos.
Homogeneização ultra-sónica de alto cisalhamento de sumos, batidos e bebidas
Estabilidade melhorada por ultra-sons – evitando a separação de fases e a sedimentação: A polpa de frutas e legumes é decomposta em pequenas partículas, o que permite uma elevada estabilidade, evitando a sedimentação e conferindo uma textura suave.
Modificação ultra-sónica da viscosidade e da textura dos sumos: As frutas e os legumes, como as maçãs, as cenouras, as laranjas, as toranjas, os limões e os tomates, são ricos em pectinas. As pectinas são polissacáridos que funcionam como estabilizadores naturais. Homogeneizadores ultra-sônicos extrair as pectinas da matriz celular e liberá-lo para o suco, aumentando assim a viscosidade e estabilidade. Homogeneizadores ultra-sônicos são, portanto, grande em fazer uso de estabilizadores naturais, como pectinas.
Melhoria do perfil de fitonutrientes por extração ultra-sónica: Os homogeneizadores de ultra-sons quebram as matrizes celulares e promovem a libertação de moléculas aprisionadas, tais como vitaminas, antioxidantes, polifenóis e flavonóides, no produto de sumo. Os fitonutrientes tornam-se assim mais biodisponíveis e bioacessíveis quando consumidos.
Perfil de sabor intensificado devido à sonicação: Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento não só libertam pectinas, mas também moléculas de sabor, óleos essenciais, açúcares naturais e fito-nutrientes. (Para perfil de nutrientes ultrassonicamente melhorado, veja o estudo de caso abaixo). A extração ultra-sônica libera moléculas bioativas, como compostos de sabor e vitaminas da matriz celular e os torna assim disponíveis para as papilas gustativas do consumidor.
Perfil de cor intensificado devido à Sonicação: Os pigmentos vegetais também estão contidos na matriz celular da planta. Os homogeneizadores de ultra-sons libertam pigmentos vegetais, tais como carotenóides, clorofila, betalaninas e antocianinas, e reduzem o seu tamanho de partícula. O tamanho reduzido dos pigmentos dispersa melhor a luz do que as partículas maiores, obtendo-se assim uma cor intensificada do sumo, do puré ou do molho.
Homogeneização de sumos por ultra-sons – Vantagens do coletor
Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são fiáveis e eficientes para misturar bebidas como sumos de fruta, néctares, sumos de vegetais, smoothies, limonadas com infusão de fruta, bebidas lácteas aromatizadas, batidos de proteínas, bebidas com infusão e muito mais.
Na extração e prensagem de sumos, a ultra-sons pode aumentar o rendimento do sumo. Por exemplo, o tratamento ultrassónico aumentou o rendimento do sumo de uva até 3,4 %, encurtando o tempo de tratamento três vezes. A combinação de ultra-sons com tratamento enzimático também aumentou o rendimento do sumo até 2% e encurtou o tempo de tratamento em mais de quatro vezes, quando comparado com o tratamento enzimático tradicional. A aplicação sucessiva de ultra-sons e tratamento enzimático aumentou o rendimento do sumo até 7,3 %. Da mesma forma, no sumo de ananás, a ultrassonografia isolada aumentou o rendimento da extração em 10,8% para o sumo de puré de ananás. O tratamento ultra-sônico também aumentou o teor de açúcares, ácidos totais, fenólicos e vitamina C. (cf. Baslar et al. 2015)
O fabrico de bebidas, tais como sumos, limonadas com sumo e outras bebidas, requer uma homogeneização e emulsificação fiáveis para garantir a estabilidade, um melhor sabor e textura, uma aparência ótica apelativa e funcionalidades melhoradas. Por exemplo, a homogeneização por ultra-sons proporciona uma estabilidade excecional, evita a separação de fases e melhora o sabor e a textura dos sumos, dos batidos, bem como das bebidas à base de leite e de proteínas. Além disso, os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento emulsionam facilmente vários ingredientes para produzir emulsões claras. Uma aplicação comum da emulsificação ultra-sónica é a preparação de águas e bebidas com infusão de cannabis. As bebidas de água limpa e outras bebidas podem ser infundidas por ultra-sons com canabinóides estáveis (por exemplo, CBD, CBG, THC). A fim de obter emulsões claras com uma elevada biodisponibilidade dos compostos activos, os compostos bioactivos devem ser emulsionados em nano-tamanho. A emulsificação ultra-sônica é a técnica superior para produzir nano-emulsões com aparência clara, estabilidade excecional, biodisponibilidade e funcionalidades. Por conseguinte, a nano-emulsificação ultra-sónica é amplamente aplicada no fabrico de produtos farmacêuticos e suplementos (por exemplo, tinturas de CBD, etc.)
Ao mesmo tempo, os homogeneizadores de ultra-sons extraem moléculas de sabor, compostos bioactivos e fito-nutrientes, tornando-os mais bioavançáveis e bioacessíveis. Mas homogeneizadores de ultrassom também dissolver açúcares, xaropes ou adoçantes e dispersar e hidratar gomas, amidos e outros aditivos em suspensões estáveis a longo prazo. Uma única unidade ultra-sônica Hielscher fornece sua fabricação de sucos e bebidas com o cumprimento das várias tarefas de homogeneização, nano-emulsificação, extração, dispersão, dissolução, hidratação e mistura.
O efeito da sonicação com o UP400S a uma amplitude de 100μm na microestrutura do sumo de maçã.
Estudo e imagem: Ertugay & Baslar, 2014
Estudo de caso: Melhoria do perfil de nutrientes no sumo de laranja sonicado
A homogeneização ultrassônica de alto cisalhamento é um método não térmico de preservação e processamento de alimentos que tem a vantagem de melhorar a estabilização e inativar microrganismos em sucos de frutas sem causar os efeitos colaterais indesejados comuns associados aos tratamentos térmicos convencionais. Guerrouj et al. (2016) investigaram os efeitos da ultrassonografia no teor total de fenólicos e flavonóides, bem como em carotenóides e ácido ascórbico (vitamina C) em suco de laranja usando um homogeneizador Hielscher Ultrasonics UP200S. Eles encontraram um aumento significativo no teor de fenólicos totais nas amostras de sumo de laranja sonicado quando comparado com um controlo (ver tabela abaixo). Este aumento foi de 42,74 até 69,45mg GAE/100 ml para um tratamento ultrassónico de 30 min. Estes resultados mostram um aumento significativo nos compostos fenólicos dentro do tratamento de sonicação.
Os resultados da atividade de eliminação do radical livre DPPH do sumo de laranja também estão representados na tabela abaixo. As amostras sonicadas mostraram um aumento significativo na percentagem de inibição de DPPH em comparação com o controlo, indicando um nível mais elevado de antioxidantes. A inibição percentual do DPPH foi de 37,48%, 35,70%, 34,70% e 35,21% nas amostras sonicadas de 1, 10, 20 e 30 minutos, respetivamente, em comparação com as amostras de controlo (21,67%). Estes resultados são congruentes com os resultados encontrados no suco de limão kasturi sonicado (Bhat et al., 2011). Estes resultados indicam que o tratamento de sonicação melhorar a capacidade de extração de compostos antioxidantes.
Os investigadores concluem que o tratamento ultrassónico do sumo de laranja resultou num aumento geral dos compostos bioactivos, tais como fenólicos totais, flavonóides, carotenóides, antocianinas e ácido ascórbico, com reduções significativas nas contagens microbianas.
Esquerda: sumo de laranja não tratado; Direita: sumo de laranja sonicado
A homogeneização ultra-sónica de alto cisalhamento produz um sumo estável sem sedimentação
O sumo de laranja da esquerda não foi tratado e apresenta uma sedimentação clara; o sumo de laranja da direita foi homogeneizado por ultra-sons e apresenta uma textura homogénea, estável e suave.
Melhoria ultra-sónica nos fenólicos totais, flavonóides totais, atividade de eliminação do radical DPPH, carotenóides totais e teor de ácido ascórbico no sumo de laranja.
Estudo e tabela: Guerrouj et al. 2016
Sondas ultra-sónicas e células de fluxo para homogeneização de sumos
A Hielscher Ultrasonics é um fabricante experiente de homogeneizadores ultra-sónicos de alto desempenho que são utilizados em todo o mundo na produção industrial de sumos de fruta e vegetais, néctares, smoothies, bebidas proteicas, bem como para purés e molhos. A homogeneização fiável e eficiente de sumos de fruta, bebidas e produtos alimentares é uma aplicação exigente que requer sondas ultra-sónicas de alta potência que geram amplitudes constantes e fornecem cisalhamento suficiente para obter produtos alimentares e bebidas homogéneos. Todos os dispositivos ultra-sónicos da Hielscher são concebidos e fabricados para funcionarem 24 horas por dia, 7 dias por semana, em plena carga. Os processadores ultra-sónicos estão disponíveis desde os compactos ultrassónicos de laboratório de 50 watts até aos potentes sistemas ultra-sónicos em linha de 16.000 watts. Uma grande variedade de cornetas de reforço, sonotrodos e células de fluxo permitem a configuração individual de um homogeneizador ultrassónico de alto cisalhamento em correspondência com a matéria-prima (por exemplo, frutas, legumes, outros ingredientes, etc.) e as caraterísticas desejadas do produto final.
A Hielscher Ultrasonics fabrica sondas ultra-sónicas de alto desempenho que podem ser especificamente ajustadas para fornecer todo o espetro de amplitudes muito suaves a muito elevadas. Se a sua aplicação de homogeneização exigir especificações invulgares (por exemplo, combinação com pressões elevadas e/ou temperaturas elevadas), estão disponíveis sonotrodos ultra-sónicos personalizados. A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite o funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes exigentes.
Homogeneização ultra-sónica de sumos em modo de lote e em linha
Os homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento da Hielscher podem ser utilizados para a sonicação em linha contínua e em lote. Dependendo do volume da bebida e da velocidade de processamento, recomendaremos a configuração ultra-sónica mais adequada.
A alimentação de múltiplos fluxos de alimentação, que podem ser doseados de forma independente no sistema homogeneizador ultrassónico contínuo, torna a homogeneização em linha utilizando o tratamento ultrassónico de alto cisalhamento altamente eficiente em termos de tempo e mão de obra, conveniente e capaz de processar volumes industriais de sumos e bebidas.
Sondas ultra-sónicas e células de fluxo para qualquer volume
A gama de produtos da Hielscher Ultrasonics abrange todo o espetro de processadores de ultra-sons, desde ultra-sons compactos de laboratório, passando por sistemas de bancada e sistemas-piloto, até processadores de ultra-sons totalmente industriais com capacidade para processar cargas de camiões por hora. A gama completa de produtos permite-nos oferecer-lhe o equipamento de ultra-sons mais adequado para a sua bebida ou produto alimentar, capacidade de processo prevista e objectivos de produção.
Amplitudes controláveis com precisão para resultados óptimos
Todos os homogeneizadores ultra-sónicos Hielscher são controláveis com precisão e, por isso, cavalos de trabalho fiáveis. A amplitude é um dos parâmetros cruciais do processo que influenciam a eficiência e a eficácia dos efeitos sonomecânicos, tais como homogeneização, emulsificação, extração, hidratação, dissolução e preservação. Todos os ultra-sons Hielscher’ Os processadores de ultra-sons permitem a regulação exacta da amplitude. Os sonotrodos e as buzinas de reforço são acessórios que permitem modificar a amplitude numa gama ainda mais ampla. Os homogeneizadores ultrassónicos de alto cisalhamento industriais da Hielscher podem fornecer amplitudes muito elevadas e proporcionar a intensidade ultrassónica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7.
Os ajustes precisos da amplitude e a monitorização permanente dos parâmetros do processo ultrassónico através de um software inteligente dão-lhe a possibilidade de processar o seu sumo, bebida ou produto alimentar em condições optimizadas. Sonicação óptima para a homogeneização mais eficiente do sumo!
Os sonicadores Hielscher são amplamente utilizados para homogeneizar bebidas como
A robustez dos sonicadores Hielscher permite o funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado e em ambientes exigentes. Isto faz dos sonicadores Hielscher uma ferramenta de trabalho fiável que satisfaz as suas necessidades alimentares. & requisitos de fabrico de bebidas.
Qualidade mais elevada – Concebido e fabricado na Alemanha
Sendo uma empresa familiar, a Hielscher dá prioridade aos mais elevados padrões de qualidade para os seus processadores ultra-sónicos. Todos os ultrassons são concebidos, fabricados e exaustivamente testados na nossa sede em Teltow, perto de Berlim, na Alemanha. A robustez e a fiabilidade do equipamento ultrassónico da Hielscher fazem dele um cavalo de batalha na sua produção. A operação 24/7 sob carga total e em ambientes exigentes é uma caraterística natural dos homogeneizadores ultra-sónicos de alto cisalhamento da Hielscher.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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Homogeneizadores ultra-sónicos de alta potência de laboratório para piloto e Industrial escala.
Literatura / Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Qual é a diferença entre sumo, sumo de concentrado e néctar?
O sumo é uma bebida feita a partir da extração ou prensagem do líquido natural contido na fruta e nos legumes. Pode também referir-se a líquidos que são aromatizados com concentrado. O sumo é normalmente consumido como bebida, mas também pode ser utilizado como ingrediente ou componente aromatizante em alimentos ou outras bebidas, como nos batidos.
O sumo é diferenciado em sumo 100%, sumo de concentrado e néctar. O sumo a 100% é o sumo de fruta feito a partir de 100% de frutos e vegetais naturais sem adição de corantes, conservantes ou açúcares. No entanto, o sumo de fruta pode ser preparado de diferentes formas, ou seja, a partir de sumo fresco não concentrado ou a partir de sumo concentrado. No primeiro caso, os frutos são prensados e armazenados ou engarrafados diretamente após a colheita. Para a última variante de sumo "feito a partir de concentrado", o sumo prensado é concentrado através da remoção de água do sumo acabado de prensar sob um tratamento de vácuo. Deste modo, obtém-se um concentrado tipo xarope, que tem um volume reduzido, o que é favorável ao transporte do produto de sumo. Após o transporte do sumo concentrado para o seu destino final, este é transformado em sumo de fruta através da adição de água.
O termo néctar refere-se ao sumo de frutos que contêm demasiada acidez ou polpa de fruta para serem consumidos como sumo a 100%. Exemplos comuns de frutos produtores de néctar são as bananas, as mangas, os alperces, os pêssegos ou as pêras. O sumo ou, que é tecnicamente um puré, é diluído com água e pode ter açúcar adicionado para lhe dar uma consistência potável e um sabor agradável. O teor de sumo de fruta no néctar varia entre 25 e 99 %, consoante o teor de fruta e a receita do fabricante. Embora o néctar possa conter açúcares adicionados, não contém quaisquer corantes ou conservantes.
Outras formas de bebidas que contêm sumos são as limonadas e os leites com sabor a sumo, os batidos e os produtos de sumo fortificados. Os sumos podem consistir no extrato de um único fruto ou vegetal ou ser combinados a partir de duas ou mais fontes de frutos e vegetais. Os sumos de fruta mais populares são feitos de laranjas, maçãs, arandos ou uvas. Outras bebidas populares à base de fruta são feitas de ananás, maracujá, toranja, manga, banana, cereja e kiwi.
Os sumos de vegetais comerciais são normalmente feitos a partir de combinações variadas de cenoura, beterraba, aipo, abóbora e tomate. Estes dois últimos, embora não sejam tecnicamente vegetais, são normalmente utilizados para aumentar a palatabilidade. Outros itens populares nos sumos de vegetais são a salsa, os dentes-de-leão, a couve, o aipo, o funcho, os brócolos e os pepinos. O limão, o alho, o gengibre, o cúrcuma e outras especiarias são adicionados para proporcionar benefícios para a saúde e para criar perfis de sabor interessantes.
Outra aplicação da ultrassonografia na produção de bebidas é a fermentação intensificada e melhorada de kombuchas e sucos tipo kombucha. Clique aqui para ler mais sobre ultrassom melhorado fermentação kombucha!