Eficiência e qualidade superiores na produção de leite de nozes com ultrassom

Leites de nozes e alternativas ao leite à base de plantas são um segmento de alimentos em crescimento. Para a produção de leites de nozes e análogos de leite à base de plantas, a extração e homogeneização ultrassônica 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 leite de nozes com ultrassom de potência

A extração ultrassônica é bem conhecida como um método confiável e altamente eficiente para aumentar o rendimento de óleos, proteínas, polissacarídeos e micronutrientes derivados de plantas. Portanto, a sonicação é usada na produção de substitutos do leite à base de plantas, por exemplo, feitos de amêndoa, caju, coco, avelã, amendoim, gergelim, soja, noz-tigre, aveia, arroz, cânhamo, ervilha, pistache, noz, amaranto ou quinua. A matéria-prima do leite de nozes e outras alternativas ao leite à base de plantas costuma ser cara e o maior rendimento de extração dessas matérias-primas reduz os custos de produção e melhora a eficiência da produção.

Como a extração ultrassônica aumenta o rendimento?

O princípio de funcionamento 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 as bolhas de cavitação colapsam na superfície do material botânico, a erosão e a sonoporação quebram a matriz das células vegetais (como nozes, sementes, leguminosas e folhas maceradas), o que resulta na destruição da estrutura celular e na liberação de substâncias intracelulares, como proteínas, lipídios, polissacarídeos, fibras, vitaminas, minerais e fitoquímicos. A transferência de massa assim intensificada facilita a liberação de moléculas como proteínas, lipídios, polissacarídeos e fitoquímicos.
As forças de cisalhamento geradas por ultrassom melhoram a penetração do solvente na matriz celular da matéria botânica e melhoram a permeabilidade das membranas celulares, respectivamente. (Observe que o termo solvente é usado em um sentido amplo e inclui qualquer líquido, por exemplo, água). Esses mecanismos de ultrassom de potência são responsáveis pela intensificação significativa do processo alcançada quando a ultrassonografia é aplicada para a extração de produtos alimentícios de matéria-prima botânica. Como a cavitação ultrassônica gera forças tão intensas, ela impulsiona a ruptura e mistura celular altamente eficazes nos níveis macro e micro. Além disso, a penetração do solvente, 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 superiores de extração em um tempo de processo rápido.

Estabilidade aprimorada do leite de nozes com ultrassom

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

Estabilidade físico-química ultrassonicamente melhorada de leites de nozes

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

Estabilidade microbiana ultrassonicamente melhorada de leites de nozes

Foi comprovado que a ultrassonografia reduz a carga microbiana em laticínios, sucos de frutas e outros alimentos líquidos. Portanto, a pasteurização ultrassônica também foi adotada para o processo de preservação de alternativas ao leite, a fim de melhorar a estabilidade microbiana em nozes e outros substitutos do leite à base de plantas.
Iorio et al. (2019) estudaram a inativação ultrassônica de Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes em leite de amêndoa e puderam demonstrar que a pasteurização ultrassônica causa danos subletais 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 UFC/mL e reduziu a taxa de crescimento (μmax) (de 1,19 para 0,79 (log UFC/mL)/dia).

Maior teor de nutrientes com extração ultrassônica de leite de nozes

Micronutrientes como vitaminas, polifenóis e antioxidantes estão localizados na matriz celular das plantas. Para liberar esses micronutrientes de forma eficiente, é necessária uma ruptura celular completa e uma micromistura intensa entre a matéria celular e o solvente. Conforme descrito acima, a extração ultrassônica é muito eficiente na desintegração de células e na liberação de lipídios, proteínas, polissacarídeos, fibras e fitoquímicos da matriz celular. A extração ultrassônica é um método altamente eficiente para isolar a quantidade completa de fitoquímicos de botânicos em um processo de extração rápida. A aplicação de ultrassom de alta potência produz fortes efeitos de cavitação, distúrbios / turbulências, fluxo de líquido de alta velocidade, que lavam os fitoquímicos do interior da célula. Por ser um método de extração não térmico, a degradação térmica desses micronutrientes sensíveis é evitada com o uso de ultrassom.

Teor de fenólicos totais (expresso em eq mg Naringenina/g de amêndoas) cinética com e sem sonicação usando o UIP1000hdT. A extração ultrassônica aumentou o teor de fenólicos totais em 258%.
Os dados são a média ± DP, n = 3. Ultrassom (amarelo) versus silencioso (laranja).
Gráfico e estudo: Tabib et al., 2020

Eficiência superior na produção de leite de nozes com ultrassom

Rendimentos mais altos, perfil nutricional aprimorado e duração de processamento reduzida são apenas algumas vantagens quando se trata da eficiência superior do processamento ultrassônico de leite de nozes e bebidas não lácteas. Baixo consumo de energia, baixa manutenção e operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, são fatores adicionais que contribuem para a excepcional eficiência geral do processamento ultrassônico. Os homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho Hielscher podem funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob serviço pesado e processar grandes volumes no modo de fluxo contínuo. Os processadores ultrassônicos Hielscher têm uma excelente eficiência energética geral. A robustez e a baixa manutenção também mantêm os custos operacionais baixos.

O que a pesquisa diz sobre o processamento ultrassônico de alimentos

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

“A sonicação 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

A Hielscher Ultrasonics projeta, fabrica e distribui sistemas ultrassônicos de processamento de alimentos de alto desempenho para produção industrial contínua de leites de nozes (como caju, amêndoa, avelã, noz, amendoim, leite de coco) e substitutos do leite à base de plantas (como arroz, soja, espelta, aveia, gergelim, linhaça, ervilha, leite fermentado de noz de tigre).
O uso do processamento ultrassônico de alimentos oferece grandes vantagens por ser um método não térmico e puramente mecânico, que resulta em produtos finais aprimorados, diminui o tempo de processamento e é mais ecológico.
Os sistemas ultrassônicos de processamento de alimentos Hielscher são usados para múltiplas aplicações, 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 requerem pouco espaço, podem ser facilmente adaptados às instalações de processamento existentes.
A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência na aplicação de ultrassom de potência 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 de limpeza no local / esterilização no local SIP) e células de fluxo (as partes úmidas). Ultrassom de Hielscher’ Os processadores ultrassônicos industriais podem fornecer amplitudes muito altas. Amplitudes de até 200 μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana. Altas amplitudes são importantes para alcançar uma distribuição homogênea de partículas e inativar micróbios mais resistentes (por exemplo, bactérias gram-positivas). Para amplitudes ainda maiores, estão disponíveis sonotrodos ultrassônicos personalizados. Todos os sonotrodos e reatores de célula de fluxo ultrassônico podem ser operados sob temperaturas e pressões elevadas, o que permite uma termo-mano-sonicação confiável (sonicação em combinação com temperatura e pressão elevadas) e extração e estabilização altamente eficazes.
Tecnologia de ponta, software sofisticado e de alto desempenho fazem da Hielscher Ultrasonics’ cavalos de trabalho confiáveis em sua linha de extração, homogeneização e pasteurização de alimentos. Com uma pegada pequena e opções de instalação versáteis, os ultrasonicadores Hielscher podem ser facilmente integrados ou adaptados às linhas de produção existentes.
Entre em contato conosco para saber mais sobre os recursos e capacidades de nossos sistemas de extração, homogeneização e pasteurização ultrassônica. Teremos o maior prazer em discutir sua inscrição com você!

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: