Eficiência e Qualidade Superior na Produção de Nutmilk com Ultrassônicos

Os nutmilks e as alternativas de leite à base de plantas são um segmento de alimentos em crescimento. Para a produção de nozes e análogos de leite à base de plantas, a extração ultrassônica e a homogeneização têm mostrado grandes vantagens em relação às técnicas convencionais. O ultrassom de alta potência aumenta o rendimento, a estabilidade do produto, o teor de nutrientes e a eficiência geral do processamento.

Maiores rendimentos de nutmilk com ultrassônicos de energia

A extração ultrassônica é bem conhecida como método confiável e altamente eficiente para aumentar o rendimento de óleos derivados de plantas, proteínas, polissacarídeos e micronutrientes. Portanto, a sônica é utilizada na produção de substitutos de leite à base de plantas, por exemplo, feitos de amêndoa, caju, coco, avelã, amendoim, gergelim, soja, castanha-de-tigre, aveia, arroz, cânhamo, ervilhas, pistache, nozes, amaranto ou quinoa. A matéria-prima dos nozes e outras alternativas de leite à base de plantas é muitas vezes cara e maiores rendimentos de extração dessas matérias-primas reduzem os custos de produção e melhoram a eficiência da produção.

Como a extração ultrassônica aumenta o rendimento?

O princípio de trabalho da extração ultrassônica é a cavitação acústica. O mecanismo de intensificação da extração do ultrassom de baixa frequência e alta intensidade é atribuído principalmente ao fenômeno da cavitação acústica. Quando bolhas de cavitação entram em colapso na superfície do material botânico, a erosão e a sonoporação quebram a matriz das células vegetais (como nozes maceradas, sementes, leguminosas e folhas), o que resulta na destruição da estrutura celular e na liberação de substâncias intracelulares como proteínas, lipídios, polissacarídeos, fibras, vitaminas, minerais e fitoquímicos. Assim, a transferência de massa intensificada facilita a liberação de moléculas como proteínas, lipídios, polissacarídeos e fitotemunicatos.
Forças de tesoura geradas ultrasonicamente melhoram a penetração do solvente na matriz celular da matéria botânica e melhoram a permeabilidade das membranas celulares, respectivamente. (Por favor, note que o termo solvente é usado em um sentido amplo de significado e inclui qualquer líquido, por exemplo, água). Esses mecanismos de ultrassoônica de energia são responsáveis pela intensificação significativa do processo alcançada quando a ultrassônica é aplicada para a extração de produtos alimentícios de matéria-prima botânica. Como a cavitação ultrassônica gera forças tão intensas, ela impulsiona a interrupção celular altamente eficaz e a mistura em macro e micro-nível. Além disso, a penetração de solventes, a dissolução de compostos bioativos e a transferência de massa são significativamente melhoradas. Isso torna a extração assistida por ultrassom altamente eficaz, resultando em rendimentos de extratos superiores dentro de um tempo de processo rápido.

Estabilidade melhorada do nutmilk com ultrassônicos

A ultrassonização de alta intensidade e baixa frequência é um método eficaz e confiável para melhorar a estabilidade física das suspensões, bem como a estabilidade microbiana dos produtos alimentícios (por exemplo, leite de nozes e outros substitutos do leite).

Estabilidade físicooquímica ultrasonicamente melhorada dos nutmilks

Amplamente utilizado para homogeneização e emulsificação de produtos alimentícios, o ultrassom de alta potência é uma técnica não térmica altamente eficiente para produzir produtos alimentares altamente homogêneos e estáveis a longo prazo. A homogeneização ultrassônica reduz o diâmetro das gotículas de gordura para tamanho uniforme e dispersa partículas sólidas como amidos, açúcares e fibras uniformemente. Assim, a homogeneização ultrassônica melhora significativamente o físicooquímico de nozes e outros leites à base de plantas, de modo que a separação de fases indesejadas seja evitada.
Lu et al. (2019) investiga os efeitos da ultrassônica de alta potência no leite de coco. O tratamento de sonicação reduziu o tamanho das partículas do leite de coco e homogeneizou a distribuição de gotículas e sólidos no sistema. Em comparação com o leite de coco mecanicamente emulsificado, o tratamento ultrassônico mostrou um efeito significativo no uniforme do sistema de emulsão (p< 0.05). Além disso, observou-se que a sônica promoveu o encapsulamento da amilolose na enzima amilase na camada interfacial. Iswarin e Permadi (2012) investigaram como a ultrassonização afeta o diâmetro da gotícula das bebidas lácteas à base de coco que estudam várias combinações de intensidade ultrassônica. O processamento ultrassônico reduziu o diâmetro do tamanho da gotícula e a redução de tamanho aumentou em maior intensidade de ultrassom.

Estabilidade microbiana ultrasonicamente melhorada de nutmilks

A ultrassônica tem sido comprovada para reduzir a carga microbiana em laticínios, sucos de frutas e outros alimentos líquidos. Por isso, a pasteurização ultrassônica também tem sido adotada no processo de preservação das alternativas ao leite, a fim de melhorar a estabilidade microbiana em substitutos de leite à base de castanhas e outras plantas.
Iorio et al. (2019) estudaram a inativação ultrassônica de Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes no leite de amêndoas e poderiam demonstrar que a pasteurização ultrassônica causa danos sub-letais aos patógenos, o que leva a um aumento da vida útil. Por exemplo, o tratamento de pasteurização ultrassônica reduziu significativamente o nível de E. coli O157:H7 de 5,12 para 3,81 log CFU/mL e reduziu a taxa de crescimento (μmax) (de 1,19 para 0,79 (log CFU/mL)/dia).

Maior teor de nutrientes com extração ultrassônica de leite de nozes

Micronutrientes como vitaminas, polifenóis e antioxidantes estão localizados dentro da matriz celular das plantas. Para liberar esses micronutrientes de forma eficiente, é necessária uma interrupção celular completa e uma intensa micro-mistura entre matéria celular e solvente. Como descrito acima, a extração ultrassônica é muito eficiente em células de desintegração e libera lipídios, proteínas, polissacarídeos, fibras e fitoquímicos da matriz celular. A extração ultrassônica é um método altamente eficiente para isolar a quantidade completa de fitoquímicos dos botânicos dentro de um processo de extração rápida. A aplicação do ultrassom de alta potência produz fortes efeitos de cavitação, distúrbios / turbulências, fluxo líquido de alta velocidade, que lavam os fitoquímicos do interior da célula. Sendo um método de extração não térmica, a degradação térmica desses micronutrientes sensíveis é evitada ao usar a ultrassônica.

Teor fenólico total (expresso como eq mg Naringenin/g amêndoas) cinética com e sem sônica usando o UIP1000hdT. A extração ultrassônica aumentou o teor fenólico total em 258 %.
Os dados são os meios ± SD, n = 3. Ultrassom (amarelo) versus silencioso (laranja).
Gráfico e estudo: Tabib et al., 2020

Eficiência Superior na Produção de Nutmilk com Ultrassonics

Maiores rendimentos, melhor perfil nutricional e menor duração do processamento são apenas algumas vantagens quando se trata da eficiência superior do leite ultrassônico e do processamento de bebidas não lácteas. O baixo consumo de energia, a baixa manutenção e a operação 24/7 são fatores adicionais que contribuem para a excepcional eficiência global do processamento ultrassônico. Os homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho hielscher podem rodar 24 horas por dia, 7ºcência sob o trabalho pesado e processar grandes volumes no modo de fluxo contínuo. Os processadores ultrassônicos Hielscher têm uma excelente eficiência energética global. Robustez e baixa manutenção mantêm os custos operacionais baixos, também.

O que a pesquisa diz sobre processamento de alimentos ultrassônicos

"O ultrassônico surgiu em uma extensão incondicional na última década. Encontrou sua aplicação na indústria de sucos de frutas e bebidas devido aos seus efeitos multifuncionais desejados. A tecnologia é barata, simples, confiável e ambientalmente amigável e altamente eficaz na preservação de sucos com atributos de qualidade aprimorados." (Dolas et al., 2019)

“A sonication é uma tecnologia futura que pode melhorar a qualidade dos alimentos e reduzir a perda de nutrientes.” (Cheok et al., 2013)

Processadores de alimentos ultrassônicos para produção industrial de leite de nozes

Hielscher Ultrasonics projeta, fabrica e distribui sistema de processamento de alimentos ultrassônicos de alto desempenho para produção industrial contínua de nozes (como caju, amêndoa, avelã, nozes, amendoim, leite de coco) e substitutos de leite à base de plantas (como arroz, soja, espelta, aveia, gergelim, linhaça, ervilha, leite de tigre fermentado).
O uso do processamento de alimentos ultrassônicos oferece grandes vantagens por ser um método não térmico, puramente mecânico, que resulta em produtos finais melhorados, diminui o tempo de processamento e é mais amigável ao meio ambiente.
Os sistemas de processamento de alimentos ultrassônicos hielscher são usados para aplicações múltiplas sendo uma tecnologia segura, confiável e econômica para produzir alimentos e bebidas de alta qualidade. A instalação e operação de todos os processadores ultrassônicos Hielscher é simples: eles exigem apenas pouco espaço, podem ser facilmente adaptados para as instalações de processamento existentes.
Hielscher Ultrasonics é muito experiente na aplicação de ultrassom de energia nos alimentos & indústria de bebidas, bem como muitos outros ramos industriais. Nossos processadores ultrassônicos são equipados com sonotrodos e células de fluxo fáceis de limpar (CIP/ esterilizar no local) e células de fluxo (as partes molhadas). Hielscher Ultrasonics’ processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente na operação 24/7. Altas amplitudes são importantes para alcançar a distribuição de partículas ahomogêneas e inativar micróbios mais resistentes (por exemplo, bactérias gram-positivas). Para amplitudes ainda maiores, sonotrodes ultrassônicos personalizados estão disponíveis. Todos os sonotrodes e reatores de células de fluxo ultrassônico podem ser operados sob temperaturas e pressões elevadas, o que permite uma sônica termo-mano-sonication confiável (sonicação em combinação com temperatura e pressão elevadas) e extração e estabilização altamente eficazes.
Tecnologia de ponta, software de alto desempenho e sofisticado fazem Hielscher Ultrasonics’ cavalos de trabalho confiáveis em sua linha de extração de alimentos, homogeneização e pasteurização. Com uma pequena pegada e opções de instalação versáteis, os ultrassonicadores Hielscher podem ser facilmente integrados ou retro-equipados nas linhas de produção existentes.
Entre em contato conosco para saber mais sobre as características e capacidade de nossos sistemas de extração, homogeneização e pasteurização ultrassônicas. Ficaríamos felizes em discutir sua candidatura com você!

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators: