Инновации в производстве фруктово-молочных напитков: роль обработки ультразвуком

Обработка ультразвуком значительно совершенствует производство молочных напитков с добавлением фруктов (например, фруктового молока). Эта технология обработки пищевых продуктов обладает существенными преимуществами перед традиционными методами. Ультразвуковая обработка с использованием зондовых ультразвуковых устройств Hielscher повышает качество и стабильность этих напитков за счёт уменьшения размера частиц, улучшения вязкости и сохранения важнейших питательных веществ. Этот эффективный метод также обеспечивает сохранение естественных цветов и биоактивных соединений, удовлетворяя спрос потребителей на питательные и визуально привлекательные продукты. Будучи экологически устойчивой и эффективной альтернативой, ультразвуковая гомогенизация способствует созданию фруктово-молочных напитков премиального качества, сочетающих пользу для здоровья с превосходными органолептическими свойствами.

Молочные напитки с добавлением фруктов: совершенствование производства с помощью обработки ультразвуком

В последние годы ультразвуковая обработка пищевых продуктов привлекает значительное внимание, предлагая инновационные решения задач гомогенизации и сохранения пищевых продуктов. Использование зондового ультразвукового устройства Hielscher оказалось особенно выгодным при производстве молочных напитков с добавлением фруктов. Эти напитки, сочетающие полезные для здоровья свойства молочных продуктов и фруктов, требуют передовых технологий обработки для обеспечения оптимального качества, стабильности и сохранения питательной ценности. Недавнее исследование команды профессора Тивари (Teagasc Food Research Centre Ashtown, Ирландия) раскрывает эффективность ультразвуковой гомогенизации в этом контексте на примере молочных напитков, обогащённых ежевикой, в качестве модельной системы.

Исследование: ультразвуковая обработка молочных напитков, обогащённых ежевикой

UIP1000hdT – мощное зондовое ультразвуковое устройство мощностью 1000 watts, используемое для экстракции вкусоароматических веществ. Исследование профессора Тивари , подробно описанное в работе «Investigation of ultrasound processing for homogenisation of blackberry dairy-based beverages» (2024), подчёркивает возможности ультразвуковой обработки пищевых продуктов. В исследовании для гомогенизации смесей ежевики и молока использовалось UIP1000hdT – зондовое ультразвуковое устройство мощностью 1000 W для опытно-промышленного масштаба от Hielscher Ultrasonics GmbH. Основные результаты продемонстрировали превосходство ультразвуковой гомогенизации над традиционными методами по нескольким ключевым параметрам:

• Уменьшение размера частиц:
  Обработка ультразвуком с интенсивностью 10,37 ± 0,58 W/cm² в течение 1, 3 и 5 минут приводила к значительно меньшему размеру частиц по сравнению с традиционной гомогенизацией.
  Более длительная обработка ультразвуком (до 5 минут) дополнительно увеличивала долю мелких частиц, улучшая текстуру напитка и ощущения во рту.
• Кажущаяся вязкость:
  Все образцы, обработанные ультразвуком, демонстрировали более высокую вязкость по сравнению с необработанными образцами и образцами, гомогенизированными традиционным способом.
  Это повышение вязкости объяснялось более выраженным уменьшением размера частиц и увеличением удельной площади поверхности, способствующими лучшему взаимодействию частиц ежевики с молочной матрицей.
• Сохранение питательных и органолептических свойств:
  В образцах, обработанных ультразвуком, содержание фенольных соединений и антиоксидантная активность хорошо сохранялись, сопоставимо с традиционной гомогенизацией. Это подчёркивает способность ультразвуковой обработки сохранять полезные для здоровья биоактивные соединения.
  Напитки сохраняли свой исходный цвет – важнейшую характеристику качества, определяющую их приемлемость для потребителей.
• Изменения реологических свойств и pH:
  Ультразвуковая обработка приводила к образованию слабых гелеобразных структур, дополнительно повышающих вязкость.
  Наблюдалось небольшое снижение pH (с 5,47 до приблизительно 4,86–4,80) вследствие растворения кислотных компонентов порошка ежевики, что указывало на эффективную гомогенизацию.

Кривые распределения частиц по размерам в напитках из ежевики и молока, гомогенизированных традиционным способом и ультразвуком
(US).
Исследование и график: ©Putsakum et al., 2024

Преимущества использования зондового ультразвукового устройства Hielscher

Ультразвуковое устройство UIP1000hdT сыграло ключевую роль в достижении этих результатов. Его прочная конструкция, возможность непрерывной работы и регулируемая интенсивность делают его идеальным инструментом для обработки пищевых продуктов в опытно-промышленном масштабе. Конкретные преимущества включают:

1. Эффективная гомогенизация:
   Титановый сонотрод и усилитель амплитуды обеспечивали точное управление процессом обработки ультразвуком, гарантируя равномерное уменьшение размера частиц и повышение стабильности молочно-фруктовой смеси.
2. Тепловые эффекты:
   Повышение температуры во время обработки ультразвуком (с 35°C до 60°C через 5 минут) положительно влияло на вязкость и взаимодействия питательных веществ без ухудшения качества продукта.
3. Масштабируемость:
   Ультразвуковые устройства, доступные для лабораторного, опытно-промышленного и промышленного масштаба, обеспечивают плавный переход от лабораторных исследований к коммерческому производству.
4. Возможность настройки:
   Регулируемые продолжительность и интенсивность обработки обеспечивают гибкость для адаптации процесса к конкретным рецептурам напитков и желаемым характеристикам качества.

Высокопроизводительные ультразвуковые устройства для производства фруктового молока

Ультразвуковые устройства Hielscher – это передовые ультразвуковые системы, широко используемые в производстве фруктового молока, молочных напитков с добавлением фруктов и молочных коктейлей. Применяя ультразвук высокой интенсивности, ультразвуковые устройства Hielscher обеспечивают эффективное смешивание, гомогенизацию и эмульгирование фруктовых компонентов с молочными основами, создавая однородные и стабильные составы. Процесс ультразвуковой кавитации способствует более эффективному уменьшению размера частиц, усиливает насыщение вкусоароматическими веществами и обеспечивает равномерное распределение ингредиентов, сохраняя при этом чувствительные питательные вещества и биоактивные соединения. Ультразвуковые устройства Hielscher ценятся во всём мире за точность, масштабируемость и способность поддерживать качество продукции, что делает их идеальными как для мелкосерийного, так и для промышленного производства напитков.

Проектирование, производство и консультирование – качество, созданное в Германии

Ультразвуковые устройства Hielscher известны высочайшими стандартами качества и проектирования. Прочность и простота эксплуатации обеспечивают лёгкую интеграцию наших ультразвуковых устройств в промышленные предприятия. Ультразвуковые устройства Hielscher легко справляются с суровыми условиями и требовательной эксплуатационной средой.

Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым устройствам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством использования. Разумеется, ультразвуковые устройства Hielscher соответствуют требованиям CE и требованиям UL, CSA и RoHs.

Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности обработки наших ультразвуковых устройств: