Homogeneização de sumos e smoothies com ultrassons de potência
Os sumos, smoothies e bebidas requerem uma homogeneização fiável e eficiente para proporcionar um sabor e uma textura desejáveis, bem como estabilidade a longo prazo. Os homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento são amplamente utilizados na indústria alimentar e de bebidas para produzir sumos, bebidas, purés e molhos de qualidade superior. Enquanto tratamento não térmico, a homogeneização ultrassónica de elevado cisalhamento evita a degradação térmica das vitaminas e dos compostos bioativos, proporcionando simultaneamente uma estabilidade e uma suavidade excecionais.
- Melhoria do perfil de sabor através da extração
- Aumento do rendimento de sumo
- Maior valor em micronutrientes
- Maior doçura sem adição de açúcar (Os ultrassons extraem o açúcar natural intracelular, tornando-o assim disponível para as papilas gustativas)
- Maior biodisponibilidade dos fitonutrientes
- Textura suave
- Inativação enzimática
- Estabilização microbiana
- Maior prazo de conservação
Homogeneizador ultrassónico de elevado cisalhamento com célula de fluxo de vidro para o tratamento de sumos, smoothies, purés e molhos.
Homogeneização ultrassónica de elevado cisalhamento de sumos, smoothies e bebidas
Estabilidade melhorada por ultrassons – evitando a separação de fases e a sedimentação: A polpa de frutas e legumes é fragmentada em pequenas partículas, alcançando uma elevada estabilidade, evitando a sedimentação e proporcionando uma textura suave.
Modificação ultrassónica da viscosidade e da textura do sumo: Frutas e legumes como maçãs, cenouras, laranjas, toranjas, limões e tomates são ricos em pectinas. As pectinas são polissacáridos que funcionam como estabilizantes naturais. Os homogeneizadores ultrassónicos extraem as pectinas da matriz celular e libertam-nas no sumo, aumentando assim a viscosidade e a estabilidade. Os homogeneizadores ultrassónicos são, por isso, excelentes para aproveitar estabilizantes naturais como as pectinas.
Melhoria do perfil de fitonutrientes por extração ultrassónica: Os homogeneizadores ultrassónicos rompem as matrizes celulares e promovem a libertação de moléculas retidas, como vitaminas, antioxidantes, polifenóis e flavonoides, para o sumo. Os fitonutrientes tornam-se assim mais biodisponíveis e bioacessíveis quando consumidos.
Intensificação do perfil de sabor através da sonicação: Os homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento libertam não só pectinas, mas também moléculas de sabor, óleos essenciais, açúcares naturais e fitonutrientes. (Para saber mais sobre a melhoria do perfil nutricional por ultrassons, consulte o estudo de caso abaixo). A extração ultrassónica liberta moléculas bioativas, como compostos de sabor e vitaminas, da matriz celular, tornando-as assim disponíveis para as papilas gustativas do consumidor.
Intensificação do perfil de cor através da sonicação: Os pigmentos vegetais também estão presentes na matriz celular das plantas. Os homogeneizadores ultrassónicos libertam pigmentos vegetais, como carotenoides, clorofila, betalaínas e antocianinas, e reduzem o tamanho das suas partículas. As partículas de pigmento de tamanho reduzido dispersam melhor a luz do que as partículas maiores, intensificando assim a cor do sumo, puré ou molho.
Homogeneização ultrassónica de sumos – múltiplos benefícios
Os homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento são fiáveis e eficientes na mistura de bebidas como sumos de fruta, néctares, sumos de legumes, smoothies, limonadas com infusão de fruta, bebidas lácteas aromatizadas, batidos proteicos, bebidas com infusões e outras.
Na extração e prensagem de sumos, a sonicação pode aumentar o rendimento de sumo. Por exemplo, o tratamento ultrassónico aumentou o rendimento de sumo de uva em até 3,4 %, reduzindo simultaneamente o tempo de tratamento para um terço. A sonicação combinada com o tratamento enzimático também aumentou o rendimento de sumo em até 2 % e reduziu o tempo de tratamento para menos de um quarto, em comparação com o tratamento enzimático tradicional. A aplicação sucessiva de ultrassons e tratamento enzimático aumentou o rendimento de sumo em até 7,3 %. De igual modo, no sumo de ananás, a sonicação por si só aumentou o rendimento de extração em 10,8 % para o sumo obtido a partir de polpa de ananás triturada. O tratamento ultrassónico também aumentou o teor de açúcares, ácidos totais, compostos fenólicos e vitamina C. (cf. Baslar et al. 2015)
O fabrico de bebidas como sumos, limonadas com sumo e outras bebidas requer homogeneização e emulsificação fiáveis para garantir estabilidade, melhorar o sabor e a textura, proporcionar um aspeto visual apelativo e melhorar as funcionalidades. Por exemplo, a homogeneização ultrassónica proporciona uma estabilidade excecional, evita a separação de fases e melhora o sabor e a textura de sumos, smoothies e bebidas à base de leite e proteínas. Além disso, os homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento emulsionam facilmente vários ingredientes para produzir emulsões transparentes. Uma aplicação comum da emulsificação ultrassónica é a preparação de águas e bebidas com infusão de canábis. As bebidas à base de água transparente e outras bebidas podem incorporar canabinoides estáveis (por exemplo, CBD, CBG, THC) através de ultrassons. Para obter emulsões transparentes com elevada biodisponibilidade dos compostos ativos, os compostos bioativos têm de ser emulsionados à escala nanométrica. A emulsificação ultrassónica é a técnica superior para produzir nanoemulsões com aspeto transparente, estabilidade excecional, biodisponibilidade e funcionalidades. Por isso, a nanoemulsificação ultrassónica é amplamente utilizada no fabrico de produtos farmacêuticos e suplementos (por exemplo, tinturas de CBD, etc.)
Ao mesmo tempo, os homogeneizadores ultrassónicos extraem moléculas de sabor, compostos bioativos e fitonutrientes, tornando-os mais biodisponíveis e bioacessíveis. Mas os homogeneizadores ultrassónicos também dissolvem açúcares, xaropes ou edulcorantes e dispersam e hidratam gomas, amidos e outros aditivos, formando suspensões estáveis a longo prazo. Uma única unidade ultrassónica Hielscher permite realizar, no fabrico de sumos e bebidas, as diversas tarefas de homogeneização, nanoemulsificação, 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 nutricional do sumo de laranja sonicado
A homogeneização ultrassónica de elevado cisalhamento é um método não térmico de conservação e processamento de alimentos que tem a vantagem de melhorar a estabilização e inativar microrganismos nos sumos de fruta sem causar os efeitos secundários indesejáveis comuns associados aos tratamentos térmicos convencionais. Guerrouj et al. (2016) investigaram os efeitos da sonicação no teor total de compostos fenólicos e flavonoides, bem como nos carotenoides e no ácido ascórbico (vitamina C) do sumo de laranja, utilizando um homogeneizador UP200S da Hielscher Ultrasonics. Constataram um aumento significativo do teor total de compostos fenólicos nas amostras de sumo de laranja sonicado em comparação 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 dos compostos fenólicos com o tratamento por sonicação.
Os resultados relativos à atividade de captação do radical livre DPPH pelo sumo de laranja também estão representados na tabela abaixo. As amostras sonicadas apresentaram um aumento significativo da percentagem de inibição de DPPH em comparação com o controlo, indicando um nível mais elevado de antioxidantes. A percentagem de inibição de DPPH foi de 37,48%, 35,70%, 34,70% e 35,21% nas amostras sonicadas durante 1, 10, 20 e 30 min, respetivamente, em comparação com as amostras de controlo (21,67%). Estes resultados são concordantes com os resultados obtidos no sumo de lima kasturi sonicado (Bhat et al., 2011). Estes resultados indicam que o tratamento por sonicação melhora a capacidade de extração dos compostos antioxidantes.
Os investigadores concluem que o tratamento ultrassónico do sumo de laranja resultou num aumento geral dos compostos bioativos, como compostos fenólicos totais, flavonoides, carotenoides, antocianinas e ácido ascórbico, com reduções significativas nas contagens microbianas.
À esquerda: sumo de laranja não tratado; à direita: sumo de laranja sonicado
A homogeneização ultrassónica de elevado cisalhamento produz sumo estável sem sedimentação
O sumo de laranja à esquerda não foi tratado e apresenta uma sedimentação evidente; o sumo de laranja à direita foi homogeneizado por ultrassons e tem uma textura homogénea, estável e suave.
Melhoria por ultrassons dos compostos fenólicos totais, dos flavonoides totais, da atividade de captação do radical DPPH, dos carotenoides totais e do teor de ácido ascórbico no sumo de laranja.
Estudo e tabela: Guerrouj et al. 2016
Sondas ultrassónicas e células de fluxo para a homogeneização de sumos
A Hielscher Ultrasonics é um fabricante com longa experiência em homogeneizadores ultrassónicos de elevado desempenho, utilizados em todo o mundo na produção industrial de sumos de fruta e legumes, néctares, smoothies e bebidas proteicas, bem como de purés e molhos. A homogeneização fiável e eficiente de sumos de fruta, bebidas e produtos alimentares é uma aplicação exigente que requer sondas ultrassónicas de elevada potência, capazes de gerar amplitudes constantes e proporcionar cisalhamento suficiente para obter produtos alimentares e bebidas homogéneos. Todos os dispositivos ultrassónicos Hielscher são concebidos e fabricados para funcionar 24/7 em plena carga. Os processadores ultrassónicos estão disponíveis desde sonicadores de laboratório compactos de 50 watts até potentes sistemas ultrassónicos em linha de 16 000 watts. Uma ampla variedade de amplificadores de amplitude, sonotrodos e células de fluxo permite configurar individualmente um homogeneizador ultrassónico de elevado cisalhamento em função da matéria-prima (por exemplo, frutas, legumes, outros ingredientes, etc.) e das características pretendidas para o produto final.
A Hielscher Ultrasonics fabrica sondas ultrassónicas de elevado desempenho que podem ser ajustadas especificamente para proporcionar todo o espectro de amplitudes, desde muito baixas até muito elevadas. Se a sua aplicação de homogeneização exigir especificações invulgares (por exemplo, combinação com pressões elevadas e/ou temperaturas elevadas), estão disponíveis sonotrodos ultrassónicos personalizados. A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite o funcionamento 24/7 em serviço intensivo e em ambientes exigentes.
Homogeneização ultrassónica de sumos em modo descontínuo e em linha
Os homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento Hielscher podem ser utilizados para sonicação descontínua e contínua em linha. Consoante o volume da bebida e a velocidade de processamento, recomendar-lhe-emos a configuração ultrassónica mais adequada.
A introdução de múltiplos fluxos de alimentação, que podem ser doseados independentemente no sistema de homogeneização ultrassónica contínua, torna a homogeneização em linha por tratamento ultrassónico de elevado cisalhamento altamente eficiente em termos de tempo e mão de obra, prática e capaz de processar volumes industriais de sumos e bebidas.
Sondas ultrassónicas e células de fluxo para qualquer volume
A gama de produtos da Hielscher Ultrasonics abrange todo o espectro de processadores ultrassónicos, desde sonicadores de laboratório compactos, passando por sistemas de bancada e piloto, até processadores ultrassónicos totalmente industriais com capacidade para processar cargas de camião por hora. A gama completa de produtos permite-nos oferecer-lhe o equipamento ultrassónico mais adequado para a sua bebida ou produto alimentar, a capacidade de processamento prevista e os objetivos de produção.
Amplitudes controláveis com precisão para resultados ótimos
Todos os homogeneizadores ultrassónicos Hielscher podem ser controlados com precisão, sendo por isso equipamentos de trabalho fiáveis. A amplitude é um dos parâmetros cruciais do processo que influenciam a eficiência e a eficácia dos efeitos sonomecânicos, como a homogeneização, emulsificação, extração, hidratação, dissolução e conservação. Todos os processadores da Hielscher Ultrasonics permitem ajustar a amplitude com precisão. Os sonotrodos e os amplificadores de amplitude são acessórios que permitem modificar a amplitude numa gama ainda mais ampla. Os homogeneizadores ultrassónicos industriais de elevado cisalhamento Hielscher podem proporcionar amplitudes muito elevadas e a intensidade ultrassónica necessária para aplicações exigentes. É possível manter facilmente amplitudes de até 200µm de forma contínua em funcionamento 24/7.
O ajuste preciso da amplitude e a monitorização permanente dos parâmetros do processo ultrassónico através de software inteligente permitem-lhe processar o seu sumo, bebida ou produto alimentar em condições otimizadas. Sonicação ótima para a homogeneização de sumos mais eficiente!
Os sonicadores Hielscher são amplamente utilizados para homogeneizar bebidas como
A robustez dos sonicadores Hielscher permite o funcionamento 24/7 em serviço intensivo e em ambientes exigentes. Isto torna os sonicadores Hielscher uma ferramenta de trabalho fiável que satisfaz os seus requisitos de fabrico de alimentos e bebidas.
A mais elevada qualidade – concebidos e fabricados na Alemanha
Enquanto empresa de propriedade e gestão familiar, a Hielscher dá prioridade aos mais elevados padrões de qualidade para os seus processadores ultrassónicos. Todos os sonicadores são concebidos, fabricados e rigorosamente testados na nossa sede em Teltow, perto de Berlim, na Alemanha. A robustez e a fiabilidade do equipamento ultrassónico da Hielscher tornam-no um equipamento de trabalho incansável na sua produção. O funcionamento 24/7 em plena carga e em ambientes exigentes é uma característica natural dos homogeneizadores ultrassónicos de elevado cisalhamento da Hielscher.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade aproximada de processamento dos nossos sonicadores:
| Volume por 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 |
| não aplicável | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| não aplicável | superior | conjunto de UIP16000 |
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Homogeneizadores ultrassónicos de elevada potência desde a escala de laboratório até à escala piloto e industrial .
Bibliografia / 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.
Informações úteis
Qual é a diferença entre sumo, sumo a partir de concentrado e néctar?
O sumo é uma bebida obtida pela extração ou prensagem do líquido natural contido em frutas e legumes. O termo também pode referir-se a líquidos aromatizados com concentrado. O sumo é habitualmente consumido como bebida, mas também pode ser utilizado como ingrediente ou componente aromatizante em alimentos ou outras bebidas, como smoothies.
O sumo distingue-se em sumo 100%, sumo a partir de concentrado e néctar. O sumo 100% é sumo de fruta produzido a 100% a partir de frutas e legumes 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 de concentrado de sumo. No primeiro caso, os frutos são prensados e o sumo é armazenado ou engarrafado imediatamente após a colheita. Na variante de sumo «a partir de concentrado», o sumo prensado é concentrado mediante a remoção de água do sumo acabado de espremer, através de um tratamento sob vácuo. Obtém-se assim um concentrado semelhante a um xarope, com volume reduzido, o que favorece o transporte do produto. Depois de o concentrado de sumo ser transportado para o seu destino final, 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 para serem consumidos como sumo 100%. Exemplos comuns de frutos utilizados na produção de néctar são bananas, mangas, alperces, pêssegos ou peras. O sumo, que tecnicamente é um puré, é diluído com água e pode ser-lhe adicionado açúcar para lhe conferir uma consistência adequada para beber 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 limonadas e leites aromatizados com sumo, smoothies e produtos de sumo enriquecidos. Os sumos podem consistir no extrato de uma única fruta ou legume ou resultar da combinação de duas ou mais fontes de frutas e legumes. 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 legumes comerciais são habitualmente feitos de combinações variadas de cenouras, beterrabas, aipo, abóbora e tomates. Os dois últimos, embora tecnicamente não sejam legumes, são habitualmente utilizados para tornar o sabor mais agradável. Outros ingredientes populares nos sumos de legumes são salsa, folhas de dente-de-leão, couve frisada, aipo, funcho, brócolos e pepinos. Adicionam-se limão, alho, gengibre, curcuma e outras especiarias pelos seus benefícios para a saúde e para criar perfis de sabor interessantes.
Outra aplicação da sonicação na produção de bebidas é a intensificação e melhoria da fermentação de kombuchas e sumos semelhantes a kombucha. Clique aqui para saber mais sobre a melhoria da fermentação de kombucha por ultrassons!