Omogenizarea cu ultrasunete a laptelui de soia
- Provocările producției de lapte de soia constau în obținerea unei băuturi pe bază de soia gustoase, nutritive și de înaltă calitate, în condiții de proces de înaltă eficiență.
- Omogenizarea și pasteurizarea cu ultrasunete oferă avantajele unui lapte de soia sănătos, cu valori nutriționale ridicate și proprietăți de stabilitate la depozitare, precum și o stabilitate mecanică și microbiologică ridicată.
Producția de lapte de soia asistată de ultrasunete
Tratamentul cu ultrasunete al bazei de soia și al laptelui de soia modifică proprietățile fizico-chimice (modificări macromoleculare, inactivarea enzimelor), asigură o omogenizare uniformă, la dimensiuni fine, și îmbunătățește caracteristicile reologice. Emulsificarea cu ultrasunete are ca rezultat un lapte vegetal autostabil, în timp ce conservarea cu ultrasunete și inactivarea microorganismelor asigură stabilitatea microbiană. Pe lângă îmbunătățirea valorilor nutriționale, a stabilității și a aromei, sonicarea convinge prin eficiența sa energetică și temporală. În comparație cu metodele convenționale, tratamentul cu ultrasunete consumă mai puțină energie și este mai eficient din punct de vedere al timpului.
Omogenizatoarele cu ultrasunete acoperă întreaga capacitate de producție a laptelui de soia, conduc la o conservare optimizată și permit o versatilitate funcțională a liniei de producție. Omogenizatoarele cu ultrasunete inline pot fi ajustate cu ușurință la obiectivele de producție, permițând obținerea diverselor profiluri de aromă (de ex. cu gust de fasole, fără gust de fasole) și funcționalități ale produsului prin simpla modificare a parametrilor de proces.
Sonicarea este extrem de eficientă pentru omogenizarea și conservarea laptelui de soia
Aromele de soia și efectul ultrasunetelor
Procesarea cu ultrasunete permite influențarea aromei bazei de soia: produsele din lapte de soia pot fi obținute cu o aromă puternică de fasole, care atrage clienții țintă asiatici, în timp ce consumatorii occidentali preferă un gust fin, fără note de fasole. Prin adaptarea parametrilor procesului cu ultrasunete (amplitudine, timp de sonicare, temperatură, presiune) se poate obține fie un profil de aromă puternic, fie unul blând. Aceasta înseamnă că același sistem cu ultrasunete poate fi utilizat pentru a produce selectiv diverse profiluri de aromă de soia, în vederea fabricării diverselor tipuri de produse care să satisfacă diferite piețe țintă.
Inactivarea enzimelor cu ultrasunete
Gustul intens de boabe de soia este legat în principal de activitatea enzimei lipoxigenază (LOX). Inactivarea acestei enzime LOX este unul dintre obiectivele majore ale sistemelor moderne de procesare.
Manotermosonicarea (MTS) – sonicarea în condiții de presiune și temperatură ridicate – este o metodă dovedită pentru inactivarea enzimei lipoxigenază (LOX). Activitatea lipoxigenazei provoacă oxidarea acizilor grași și a pigmenților. Undele ultrasonice intense provoacă inactivarea sau denaturarea enzimelor precum lipoxigenaza, peroxidaza și polifenoloxidaza.
MTS s-a dovedit a fi un instrument eficient pentru inactivarea unor alte enzime, precum lipoxigenaza, peroxidaza, precum și proteazele și lipazele din bacteriile psihrofile. (Kuldiloke 2002: 2)
Avantajele producției de lapte de soia cu ultrasunete
- randament ridicat de extracție
- aromă plăcută
- stabilitate mecanică
- stabilitate microbiologică / conservare
- inactivarea enzimelor
- eficiență energetică
Stabilitate microbiologică prin conservare cu ultrasunete
Ultrasunetele, singure sau în combinație cu căldura (termosonicare) sau cu presiunea (manosonicare) ori cu ambele, căldură și presiune (manotermosonicare), sunt cunoscute ca metodă eficientă de inactivare a diverselor enzime alimentare, precum lipoxigenaza, peroxidaza și polifenoloxidaza, precum și lipaza și proteaza rezistente la căldură. Undele ultrasonice puternice distrug microorganismele, ducând la inactivarea microbiană și, prin urmare, la stabilitatea microbiană a produsului. Inactivarea microorganismelor patogene și de alterare sau a enzimelor prin sonicare este cauzată în principal de efecte fizice (cavitație, forțe mecanice) și/sau chimice.
Extracția și izolarea proteinelor din soia cu ultrasunete
Aplicarea ultrasunetelor de putere asupra izolatului proteic din soia (SPI) și a concentratului proteic din soia (SPC) permite o modificare țintită a proteinei din soia pentru a obține un aditiv alimentar cu funcționalitate ridicată. Numeroase concepte noi de produse implică utilizarea proteinelor din soia ca bază, iar procesarea asistată de ultrasunete permite fabricarea industrială a unor produse de calitate superioară, cum ar fi smoothie-uri fără lactate, vegane, alternative la brânză, supe pe bază de smântână de soia, tartinabile și dressinguri cremoase.
Sonicarea cu un sonicator puternic (de ex. UIP2000hdT) provoacă modificări semnificative ale conductivității, crește solubilitatea concentratelor proteice din soia, mărește semnificativ suprafața specifică, ceea ce este important pentru textura alimentelor, și crește valorile indicelui de activitate emulsifiantă (EAI). Diametrul mediu ponderat în masă D și diametrul mediu volum–suprafață D scad semnificativ în cazul izolatelor proteice din soia (SPI) și al concentratelor proteice din soia (SPC).
În comparație cu tratamentele convenționale ale proteinelor din soia, sonicarea consumă mai puțină energie și este semnificativ mai eficientă din punct de vedere al timpului.
Reactoarele ultrasonice cu flux sunt extrem de eficiente pentru extracție și omogenizare, de ex. în procesarea laptelui de soia,
Omogenizatoare cu ultrasunete pentru lapte de soia și înlocuitori vegetali ai laptelui
Procesoarele alimentare Hielscher Ultrasonics sunt versatile și pot fi instalate cu ușurință sau integrate ulterior în liniile de producție existente. Puterea ridicată, fiabilitatea și robustețea fac din sonicatoarele Hielscher „calul de povară” în producția bazei de soia. Sonotrodele sunt fabricate din titan, iar reactoarele ultrasonice și celelalte componente în contact cu lichidul sunt din oțel inoxidabil de calitate alimentară și pot fi echipate cu racorduri sanitare. Acest lucru permite procesarea sigură și fiabilă a produselor alimentare și a băuturilor.
- eficiență ridicată
- tehnologie de ultimă generație
- fiabilitate și robustețe
- control precis și ajustabil al procesului
- în șarjă și inline
- pentru orice volum
- software inteligent
- funcții inteligente (de ex., programabile, protocolarea datelor, control de la distanță)
- operare ușoară și sigură
- întreținere redusă
- CIP (curățare pe loc)
Proiectare, fabricație și consultanță – calitate fabricată în Germania
Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dificile și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.
Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, cu tehnologie de ultimă generație și ușurință în utilizare. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:
| Volumul șarjei | Debit | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 10 până la 2000mL | 20 până la 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 până la 20L | 0,2 până la 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 până la 150L | 3 până la 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | cluster de UIP16000 |
Procesorul alimentar cu ultrasunete UIP16000 pentru producția industrială de înlocuitori vegetali ai laptelui.
Informații utile
Laptele de soia
Laptele de soia este un înlocuitor vegetal al laptelui, obținut prin extracție din boabe întregi de soia în apă. Laptele de soia este o emulsie de apă și lipide derivate din soia, care conține proteine și carbohidrați solubili în apă. Pentru metoda tradițională, de modă veche, de preparare a laptelui de soia, boabele de soia erau înmuiate, măcinate, filtrate și fierte. Laptele de soia preparat astfel are doar o durată de valabilitate scurtă. Totuși, consumatorii de astăzi și stilul de viață modern solicită produse cu o durată de valabilitate mai lungă, care rămân sigure și stabile pe întreaga perioadă de depozitare. Pentru producția unor astfel de tipuri de lapte de soia și băuturi, utilizarea tehnologiei UHT este evidentă. Astfel se poate obține o durată de valabilitate de la câteva luni și până la un an, în funcție de compoziția produsului. Mai mult, alegerea corectă a emulgatorilor și stabilizatorilor este necesară pentru a asigura un produs omogen, fără separarea smântânii și fără sedimentare pe întreaga durată de valabilitate.
Producția laptelui de soia și a băuturilor pe bază de soia
Laptele de soia se obține din boabe întregi de soia sau din făină de soia nedegresată. Boabele uscate sunt înmuiate în apă peste noapte sau timp de minimum 3 ore ori mai mult. Timpul de înmuiere depinde în mare măsură de temperatura apei. Ulterior, boabele înmuiate sunt măcinate printr-un proces de măcinare umedă. Apa se adaugă pentru a crește conținutul de apă la nivelul necesar pentru produsul final de lapte de soia. Băutura finală din soia are în general un conținut de proteine de 1–4%, iar raportul masic dintre apă și boabele de soia este de 20:1 pentru o băutură tipică din soia care atrage consumatorii occidentali. (Laptele de soia tradițional asiatic are un raport masic apă : boabe de soia de până la 5:1). Suspensia de boabe de soia măcinate este fiartă pentru a îmbunătăți proprietățile aromatice, digestibilitatea și stabilitatea microbiană. Tratamentul termic inactivează inhibitorii de tripsină din soia, inactivează lipoxigenaza pentru o aromă mai blândă și pasteurizează laptele de soia. Tratamentul termic se aplică timp de aprox. 15–20 de minute, urmat de filtrare pentru îndepărtarea reziduurilor insolubile, precum fibrele din pulpa de soia / okara. În final, băutura din soia poate fi aromatizată artificial prin adăugarea de zahăr, vanilie, ciocolată, fructe sau alte arome.
Băuturi și iaurt din soia
Boabele de soia sunt folosite pentru a produce diverse produse, precum înlocuitori ai laptelui și băuturi din soia, suc, băuturi mixte cu soia (în special în America Latină), precum și iaurt din soia. Băuturile și iaurturile pe bază de soia sunt consumate pe scară largă ca alternativă la lactate de către persoanele cu intoleranță la lactoză și de vegani, dar consumatorii aleg produsele din soia și pentru beneficiile lor asupra sănătății și pentru aromă.
Laptele de soia tipic are următoarea compoziție: aprox. 3,6% proteine, 2% grăsimi, 2,9% carbohidrați și 0,5% cenușă. Boabele de soia au un conținut scăzut de grăsimi saturate și sunt lipsite de colesterol și de lactoză. În plus, au un conținut ridicat de vitamine și minerale, ceea ce face consumul lor foarte benefic pentru sănătate.
Manotermosonicarea
Manotermosonicarea (MTS) este combinația sinergică a ultrasunetelor cu căldura și presiunea.
Bibliografie/Referințe
- Mauricio A. Rostagno, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2003): Ultrasound-assisted extraction of soy isoflavones. Journal of Chromatography A, Volume 1012, Issue 2, 2003. 119-128.
- M. Morales-de la Peña, O. Martín-Belloso, J. Welti-Chanes (2018): High-power ultrasound as pre-treatment in different stages of soymilk manufacturing process to increase the isoflavone content. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 49, 2018. 154-160.
- Berk, Z. (1992): Soymilk and related products. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy; Corporate Document Repository: Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from Soybeans. Services Bulletin No. 97, Chapter 8. Retrieved 16 January 2017.
- Bourke, P.; Tiwari, B.; O’Donnell, C.; Cullen, P. J. (2010): Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance. Trends in Food Science and Technology, Vol. 21, Issue 7, 2010.