Eficiência e Qualidade Superiores na Produção de Leite de Noz com Ultra-sons

Nutmilks e alternativas de leite à base de plantas são um segmento de alimentos em crescimento. Para a produção de nutmilks e análogos de leite à base de plantas, extração ultra-sônica e homogeneização tem mostrado grandes vantagens sobre as técnicas convencionais. O ultrassom de alta potência aumenta o rendimento, a estabilidade do produto, o teor de nutrientes e a eficiência geral do processamento.

Rendimentos mais elevados de leite de amêndoa com ultra-sons de potência

A extração ultra-sônica é bem conhecida como método confiável e altamente eficiente para aumentar o rendimento de óleos derivados de plantas, proteínas, polissacarídeos e micro-nutrientes. Por conseguinte, a sonicação é utilizada na produção de substitutos do leite à base de plantas, por exemplo, feitos de amêndoa, caju, coco, avelã, amendoim, sésamo, soja, noz de tigre, aveia, arroz, cânhamo, ervilhas, pistácios, nozes, amaranto ou quinoa. A matéria-prima dos leites de frutos secos e de outras alternativas ao leite de origem vegetal é frequentemente dispendiosa e o aumento do rendimento da extração destas matérias-primas reduz os custos de produção e melhora a eficiência da produção.

Como é que a extração por ultra-sons aumenta o rendimento?

O princípio de funcionamento da extração por ultra-sons é a cavitação acústica. O mecanismo de intensificação da extração por ultra-sons de baixa frequência e alta intensidade é atribuído principalmente ao fenómeno 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 (tais como nozes maceradas, sementes, legumes e folhas), o que resulta na destruição da estrutura celular e na libertação de substâncias intracelulares, tais como proteínas, lípidos, polissacáridos, fibras, vitaminas, minerais e fitoquímicos. A transferência de massa assim intensificada facilita a libertação de moléculas como proteínas, lípidos, polissacáridos e fitoquímicos.
As forças de cisalhamento geradas por ultra-sons melhoram a penetração do solvente na matriz celular do material botânico e melhoram a permeabilidade das membranas celulares, respetivamente. (Por favor, note que o termo solvente é usado em um sentido amplo de significado e inclui qualquer líquido, por exemplo, água). Estes mecanismos de ultra-sons de potência são responsáveis pela intensificação significativa do processo alcançado quando a ultrassonografia é aplicada para a extração de produtos alimentares a partir de matérias-primas botânicas. Como a cavitação ultra-sônica gera forças tão intensas, ele conduz a rutura celular altamente eficaz e mistura em macro e micro-nível. Além disso, a penetração do solvente, a dissolução de compostos bioactivos e a transferência de massa são significativamente melhoradas. Isto torna a extração assistida por ultra-sons altamente eficaz, resultando em rendimentos de extrato superiores dentro de um tempo de processo rápido.

Melhoria da estabilidade do leite de nozes com ultra-sons

Alta intensidade, ultrassom de baixa freqüência é um método eficaz e confiável para melhorar a estabilidade física das suspensões, bem como a estabilidade microbiana de produtos alimentares (por exemplo, leite de nozes e outros substitutos do leite).

Estabilidade físico-química ultrassonicamente melhorada de Nutmilks

Amplamente utilizado para a homogeneização e emulsificação de produtos alimentares, o ultrassom de alta potência é uma técnica não térmica altamente eficiente para produzir produtos alimentares altamente homogéneos e estáveis a longo prazo. A homogeneização por ultra-sons reduz o diâmetro das gotículas de gordura para um tamanho minúsculo uniforme e dispersa uniformemente as partículas sólidas, tais como amidos, açúcares e fibras. Deste modo, a homogeneização por ultra-sons melhora significativamente a físico-química dos leites de frutos secos e de outros leites à base de plantas, de modo a evitar a separação indesejada de fases.
Lu et al. (2019) investiga os efeitos da ultrassonicação 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 emulsionado mecanicamente, o tratamento ultra-sônico mostrou um efeito significativo no uniforme do sistema de emulsão (p< 0.05). Additionally, it was observed that sonication promoted the encapsulation of amylose into the enzyme amylase in the interfacial layer. Iswarin and Permadi (2012) investigated how ultrasonication affects the droplet diameter of coconut-based milk drinks studying various combinations of ultrasonic intensity. Ultrasonic processing reduced the diameter of the droplet size and size reduction increased at higher ultrasound intensity.

Ultrassom melhorou a estabilidade microbiana de Nutmilks

Ultrasonication foi provado para reduzir a carga microbiana em laticínios, sucos de frutas e outros alimentos líquidos. Portanto, a pasteurização ultra-sônica também foi adotada para o processo de preservação de alternativas de leite, a fim de melhorar a estabilidade microbiana em substitutos de leite à base de nozes e outras plantas.
Iorio et al. (2019) estudaram a inativação ultrassônica de Escherichia coli O157:H7 e Listeria monocytogenes no leite de amêndoa e puderam 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 ultra-sónica reduziu significativamente o nível de E. coli O157:H7 de 5,12 para 3,81 log CFU/mL e diminuiu a taxa de crescimento (µmax) (de 1,19 a 0,79 (log CFU/mL)/dia).

Maior teor de nutrientes com a extração ultra-sônica de leite de nozes

Os micronutrientes, como as vitaminas, os polifenóis e os antioxidantes, encontram-se na matriz celular das plantas. Para libertar estes micronutrientes de forma eficiente, é necessária uma rutura celular completa e uma micro-mistura intensa entre a matéria celular e o solvente. Como descrito acima, a extração ultra-sónica é muito eficiente em células de desintegração e libertação de lípidos, proteínas, polissacáridos, fibras e fitoquímicos a partir da matriz celular. A extração por ultra-sons é um método altamente eficiente para isolar a quantidade completa de fitoquímicos de plantas num processo de extração rápido. A aplicação de ultra-sons de alta potência produz fortes efeitos de cavitação, perturbações / turbulências, fluxo de líquido de alta velocidade, que lavam os fitoquímicos para fora do interior da célula. Sendo um método de extração não-térmica, a degradação térmica destes micronutrientes sensíveis é impedida quando se utiliza ultra-sons.

Cinética do teor de fenólicos totais (expresso em eq mg Naringenina/g de amêndoas) com e sem sonicação utilizando o método UIP1000hdt. A extração por ultra-sons aumentou o teor de fenólicos totais em 258 %.
Os dados são a média ± DP, n = 3. Ultrassom (amarelo) versus silêncio (laranja).
Gráfico e estudo: Tabib et al., 2020

Eficiência superior na produção de leite de amêndoa com ultra-sons

Rendimentos mais elevados, perfil nutricional melhorado e duração reduzida do processamento são apenas algumas das vantagens no que diz respeito à eficiência superior do processamento ultrassónico de leite de nozes e de bebidas não lácteas. O baixo consumo de energia, a baixa manutenção e a operação 24/7 são factores adicionais que contribuem para a excecional eficiência global do processamento ultrassónico. Os homogeneizadores ultra-sônicos de alto desempenho da Hielscher podem funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob condições de trabalho pesado e processar grandes volumes em modo de fluxo contínuo. Os processadores ultra-sónicos Hielscher têm uma eficiência energética global excecional. A robustez e a baixa manutenção também mantêm os custos operacionais baixos.

O que a investigação diz sobre o processamento ultrassónico de alimentos

"Os ultra-sons surgiram de forma incondicional na última década. Encontrou a sua aplicação na indústria dos sumos de fruta e das 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 sonicação é uma tecnologia emergente que pode melhorar a qualidade dos alimentos e reduzir a perda de nutrientes.” (Cheok et al., 2013)

Processadores ultra-sónicos de alimentos para a produção industrial de leite de amêndoa

A Hielscher Ultrasonics concebe, fabrica e distribui sistemas de processamento de alimentos por ultra-sons de alto desempenho para a produção industrial contínua de leites de nozes (como caju, amêndoa, avelã, noz, amendoim, leite de coco) e substitutos de leite à base de plantas (como arroz, soja, espelta, aveia, sésamo, linhaça, ervilha, leite fermentado de noz de tigre).
A utilização do processamento de alimentos por ultra-sons oferece grandes vantagens, sendo um método não térmico e puramente mecânico, que resulta em produtos finais melhorados, diminui o tempo de processamento e é mais amigo do ambiente.
Os sistemas ultra-sónicos de processamento de alimentos da Hielscher são utilizados em múltiplas aplicações, sendo uma tecnologia segura, fiável e rentável para produzir alimentos e bebidas de alta qualidade. A instalação e operação de todos os processadores ultra-sónicos Hielscher é simples: Eles requerem apenas pouco espaço, pode ser facilmente adaptado em instalações de processamento existentes.
A Hielscher Ultrasonics tem uma longa experiência na aplicação de ultra-sons de potência no sector alimentar & indústria de bebidas, bem como muitos outros ramos industriais. Os nossos processadores de ultra-sons estão equipados com sonotrodos e células de fluxo (as partes húmidas) fáceis de limpar (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP). Hielscher Ultrasonics’ Os processadores ultra-sónicos industriais podem fornecer amplitudes muito elevadas. Amplitudes de até 200µm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24/7. As amplitudes elevadas são importantes para alcançar uma distribuição homogénea de partículas e para inativar micróbios mais resistentes (por exemplo, bactérias gram-positivas). Para amplitudes ainda mais elevadas, estão disponíveis sonotrodos ultra-sónicos personalizados. Todos os sonotrodos e reactores de células de fluxo ultrassónico podem ser operados sob temperaturas e pressões elevadas, o que permite uma termo-mano-sonicação fiável (sonicação em combinação com temperatura e pressão elevadas) e extração e estabilização altamente eficazes.
Tecnologia de ponta, alto desempenho e software sofisticado fazem da Hielscher Ultrasonics’ Os ultrassons da Hielscher são cavalos de batalha fiáveis na sua linha de extração, homogeneização e pasteurização de alimentos. Com um tamanho reduzido e opções de instalação versáteis, os ultrassons Hielscher podem ser facilmente integrados ou adaptados às linhas de produção existentes.
Contacte-nos para saber mais sobre as caraterísticas e a capacidade dos nossos sistemas de extração, homogeneização e pasteurização por ultra-sons. Teremos todo o prazer em discutir a sua aplicação consigo!

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: