Vynikajúca účinnosť a kvalita pri výrobe orechového mlieka pomocou ultrazvuku
Orechové mlieka a rastlinné alternatívy mlieka sú rastúcim segmentom potravín. Pri výrobe orechového mlieka a rastlinných mliečnych analógov preukázala ultrazvuková extrakcia a homogenizácia veľké výhody oproti konvenčným technikám. Vysokovýkonný ultrazvuk zvyšuje výťažnosť, stabilitu produktu, obsah živín a celkovú účinnosť spracovania.
Vyššia výťažnosť orechového mlieka s Power Ultrasonics
Ultrazvuková extrakcia je dobre známa ako spoľahlivá a vysoko účinná metóda na zvýšenie výnosu rastlinných olejov, bielkovín, polysacharidov a mikroživín. Preto sa sonikácia používa pri výrobe rastlinných náhrad mlieka, napr. vyrobených z mandlí, kešu, kokosu, lieskových orechov, arašidov, sezamu, sóje, tigrích orechov, ovsa, ryže, konope, hrachu, pistácií, vlašských orechov, amarantu alebo quinoy. Surovina orechového mlieka a iných rastlinných alternatív mlieka je často drahá a vyššie výťažnosti z týchto surovín znižujú výrobné náklady a zlepšujú efektivitu výroby.
Priemyselný ultrazvukový procesor UIP2000hdT na homogenizáciu orechového mlieka.
Ako ultrazvuková extrakcia zvyšuje výťažok?
Princípom činnosti ultrazvukovej extrakcie je akustická kavitácia. Mechanizmus zosilnenia extrakcie nízkofrekvenčného ultrazvuku s vysokou intenzitou sa pripisuje najmä fenoménu akustické kavitácie. Keď sa kavitačné bubliny zrútia na povrchu botanického materiálu, erózia a sonoporácia rozbijú matricu rastlinných buniek (ako sú macerované orechy, semená, strukoviny a listy), čo má za následok deštrukciu bunkovej štruktúry a uvoľnenie intracelulárnych látok, ako sú bielkoviny, lipidy, polysacharidy, vláknina, vitamíny, minerály a fytochemikálie. Tým zintenzívnený prenos hmoty uľahčuje uvoľňovanie molekúl, ako sú proteíny, lipidy, polysacharidy a fytochemikálie.
Ultrazvukom generované šmykové sily zlepšujú prienik rozpúšťadla do bunkovej matrice botanickej hmoty a zlepšujú priepustnosť bunkových membrán. (Upozorňujeme, že pojem rozpúšťadlo sa používa v širšom zmysle slova a zahŕňa akúkoľvek kvapalinu, napr. vodu). Tieto mechanizmy výkonových ultrazvukov sú zodpovedné za výraznú intenzifikáciu procesov dosiahnutú pri aplikácii ultrazvuku na extrakciu potravinárskych výrobkov z botanických surovín. Keďže ultrazvuková kavitácia vytvára také intenzívne sily, vedie k vysoko účinnému narušeniu buniek a miešaniu na makro a mikroúrovni. Okrem toho sa výrazne zlepšuje penetrácia rozpúšťadla, rozpúšťanie bioaktívnych zlúčenín a prenos hmoty. Vďaka tomu je extrakcia s ultrazvukom vysoko účinná, čo vedie k vynikajúcim výťažkom extraktu v rýchlom čase procesu.
Zlepšená stabilita orechového mlieka pomocou ultrazvuku
Vysokointenzívna, nízkofrekvenčná ultrazvuk je účinná a spoľahlivá metóda na zlepšenie fyzickej stability suspenzií, ako aj mikrobiálnej stability potravinárskych výrobkov (napr. orechového mlieka a iných náhrad mlieka).
Ultrazvukom zlepšená fyzikálno-chemická stabilita orechových mliečok
Vysokovýkonný ultrazvuk, ktorý sa široko používa na homogenizáciu a emulgáciu potravinárskych výrobkov, je vysoko účinná netepelná technika na výrobu vysoko homogénnych a dlhodobo stabilných potravinárskych výrobkov. Ultrazvuková homogenizácia zmenšuje priemer kvapiek tuku na rovnomernú veľkosť a rovnomerne rozptyľuje pevné častice, ako sú škroby, cukry a vláknina. Ultrazvuková homogenizácia tým výrazne zlepšuje fyzikálno-chemickú činnosť orechových mliečnych výrobkov a iných rastlinných mliečnych výrobkov, čím sa zabráni nežiaducemu oddeleniu fáz.
Lu et al. (2019) skúmajú účinky vysokovýkonnej ultrazvukovej signalizácie na kokosové mlieko. Sonikácia znížila veľkosť častíc kokosového mlieka a homogenizovala distribúciu kvapôčok a pevných látok v systéme. V porovnaní s mechanicky emulgovaným kokosovým mliekom preukázala ultrazvuková úprava významný vplyv na rovnomernosť emulzného systému (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.
Ultrazvukom zlepšená mikrobiálna stabilita orechových mliečok
Ultrazvuk preukázateľne znižuje mikrobiálnu záťaž v mliečnych výrobkoch, ovocných šťavách a iných tekutých potravinách. Preto bola ultrazvuková pasterizácia prijatá aj do procesu konzervácie alternatív mlieka s cieľom zlepšiť mikrobiálnu stabilitu v orechových a iných rastlinných náhradách mlieka.
(2019) študovali ultrazvukovú inaktiváciu Escherichia coli O157:H7 a Listeria monocytogenes v mandľovom mlieku a mohli preukázať, že ultrazvuková pasterizácia spôsobuje subletálne poškodenie patogénov, čo vedie k predĺženiu trvanlivosti. Napríklad ultrazvuková pasterizácia výrazne znížila hladinu E. coli O157:H7 z 5,12 na 3,81 log CFU/ml a znížila rýchlosť rastu (μmax) (z 1,19 na 0,79 (log CFU/ml)/deň).
- vyššie výnosy
- Vynikajúca kvalita
- Zlepšený nutričný profil
- Fyzikálno-chemická a mikrobiálna stabilizácia
- Žiadna tepelná degradácia
- Intenzifikácia procesu pre vyššiu celkovú účinnosť
- Presne kontrolovateľné podmienky
- Nákladovo efektívne
Multisonoreaktor so 4x 4kW ultrazvukovými homogenizátormi na kontinuálne spracovanie orechov
Vyšší obsah živín s ultrazvukovou extrakciou orechového mlieka
Mikroživiny, ako sú vitamíny, polyfenoly a antioxidanty, sa nachádzajú v bunkovej matrici rastlín. Na efektívne uvoľňovanie týchto mikroživín je potrebné úplné narušenie buniek a intenzívne mikromiešanie medzi bunkovou hmotou a rozpúšťadlom. Ako je popísané vyššie, ultrazvuková extrakcia je veľmi účinná pri rozpade buniek a uvoľňovaní lipidov, proteínov, polysacharidov, vlákien a fytochemikálií z bunkovej matrice. Ultrazvuková extrakcia je vysoko účinná metóda na izoláciu celého množstva fytochemikálií z rastlín v rámci rýchleho procesu extrakcie. Aplikácia vysokovýkonného ultrazvuku vyvoláva silné kavitačné efekty, poruchy / turbulencie, vysokorýchlostné prúdenie kvapaliny, ktoré vyplavujú fytochemikálie z vnútra bunky. Keďže ide o netepelnú metódu extrakcie, pri použití ultrazvuku sa zabráni tepelnej degradácii týchto citlivých mikroživín.
Kinetika celkového obsahu fenolov (vyjadrená ako eq mg Naringenínu/g mandlí) so sonikáciou a bez nej pomocou UIP1000hdT. Ultrazvuková extrakcia zvýšila celkový obsah fenolov o 258 %.
Údaje sú stredom ± SD, n = 3. Ultrazvuk (žltý) verzus tichý (oranžový).
Graf a štúdia: Tabib et al., 2020
Vynikajúca účinnosť pri výrobe orechového mlieka pomocou ultrazvuku
Vyššie výnosy, lepší nutričný profil a skrátená doba spracovania sú len niektoré výhody, pokiaľ ide o vynikajúcu účinnosť ultrazvukového spracovania orechového mlieka a nemliečnych nápojov. Nízka spotreba energie, nízka údržba a prevádzka 24/7 sú ďalšie faktory, ktoré prispievajú k výnimočnej celkovej účinnosti ultrazvukového spracovania. Vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory Hielscher môžu bežať 24 hodín denne, 7 dní v týždni pri vysokom zaťažení a spracovávať veľké objemy v režime kontinuálneho prietoku. Ultrazvukové procesory Hielscher majú vynikajúcu celkovú energetickú účinnosť. Robustnosť a nízka údržba tiež udržujú nízke prevádzkové náklady.
Čo hovorí výskum o ultrazvukovom spracovaní potravín
"Ultrazvuk sa v poslednom desaťročí objavil v bezpodmienečnej miere. Svoje uplatnenie našiel v priemysle ovocných štiav a nápojov vďaka svojim multifunkčným požadovaným účinkom. Táto technológia je lacná, jednoduchá, spoľahlivá a šetrná k životnému prostrediu a vysoko účinná pri konzervácii štiav so zvýšenými kvalitatívnymi atribútmi." (Dolas a kol., 2019)
“Sonikácia je pripravovaná technológia, ktorá môže zlepšiť kvalitu potravín a znížiť stratu živín.” (Cheok a kol., 2013)
Ultrazvukové kuchynské roboty na priemyselnú výrobu orechového mlieka
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics navrhuje, vyrába a distribuuje vysokovýkonný ultrazvukový systém spracovania potravín na kontinuálnu priemyselnú výrobu orechov (ako sú kešu, mandle, lieskové orechy, vlašské orechy, arašidy, kokosové mlieko) a rastlinných náhrad mlieka (ako je ryža, sója, špalda, ovos, sezam, ľanové semienko, hrach, fermentované mlieko z tigrích orechov).
Použitie ultrazvukového spracovania potravín ponúka veľké výhody, pretože ide o netepelnú, čisto mechanickú metódu, ktorá vedie k zlepšeniu konečných produktov, skracuje čas spracovania a je šetrnejšia k životnému prostrediu.
Ultrazvukové systémy na spracovanie potravín spoločnosti Hielscher sa používajú na rôzne aplikácie ako bezpečná, spoľahlivá a nákladovo efektívna technológia na výrobu vysokokvalitných potravín a nápojov. Inštalácia a prevádzka všetkých ultrazvukových procesorov Hielscher je jednoduchá: Vyžadujú len málo miesta, dajú sa ľahko dodatočne namontovať do existujúcich spracovateľských zariadení.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics má dlhoročné skúsenosti s aplikáciou výkonového ultrazvuku v potravinách & nápojový priemysel, ako aj mnohé ďalšie priemyselné odvetvia. Naše ultrazvukové procesory sú vybavené ľahko čistiteľnými (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotródami a prietokovými bunkami (mokré časti). Hielscher Ultrasonics’ Priemyselné ultrazvukové procesory môžu poskytovať veľmi vysoké amplitúdy. Amplitúdy až 200 μm je možné ľahko nepretržite prevádzkovať v prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Vysoké amplitúdy sú dôležité dosiahnuť ahomogénnu distribúciu častíc a inaktivovať rezistentnejšie mikróby (napr. grampozitívne baktérie). Pre ešte vyššie amplitúdy sú k dispozícii prispôsobené ultrazvukové sonotródy. Všetky sonotródy a ultrazvukové reaktory s prietokovými bunkami môžu byť prevádzkované pri zvýšených teplotách a tlakoch, čo umožňuje spoľahlivú termo-mano-sonikáciu (sonikaciu v kombinácii so zvýšenou teplotou a tlakom) a vysoko účinnú extrakciu a stabilizáciu.
Najmodernejšia technológia, vysoký výkon a sofistikovaný softvér robia z Hielscher Ultrasonics’ Spoľahlivé pracovné kone vo vašej linke na extrakciu, homogenizáciu a pasterizáciu potravín. Vďaka malým rozmerom a všestranným možnostiam inštalácie je možné ultrazvukové prístroje Hielscher ľahko integrovať alebo dodatočne namontovať do existujúcich výrobných liniek.
Ak sa chcete dozvedieť viac o vlastnostiach a schopnostiach našich ultrazvukových extrakčných, homogenizačných a pasterizačných systémov, kontaktujte nás. Radi s vami prediskutujeme vašu žiadosť!
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:
| Objem dávky | Prietok | Odporúčané zariadenia |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml/min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20 l | 00,2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 až 100 l/min | UIP16000 |
| N.A. | väčší | Zhluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Opýtajte sa nás!
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory na miešanie, disperziu, emulgáciu a extrakciu v laboratórnom, pilotnom a priemyselnom meradle.
Literatúra / Referencie
- Tabib, Malak, Yang Tao, Christian Ginies, Isabelle Bornard, Njara Rakotomanomana, Adnane Remmal, Farid Chemat (2020): A One-Pot Ultrasound-Assisted Almond Skin Separation/Polyphenols Extraction and its Effects on Structure, Polyphenols, Lipids, and Proteins Quality. Applied Sciences 10, no. 10: 3628.
- Iswarin, S.J.; Permadi, B. (2012): Coconut milk’s fat breaking by means of ultrasound. Int. J. Basic Appl. Sci. 12, 2012. 1–5.
- Maria Clara Iorio, Antonio Bevilacqua, Maria Rosaria Corbo, Daniela Campaniello, Milena Sinigaglia, Clelia Altieri (2019): A case study on the use of ultrasound for the inhibition of Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes in almond milk. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 52, 2019. 477-483.
- Rupali Dolas, Chakkaravarthi Saravanan, Barjinder Pal Kaur (2019): Emergence and era of ultrasonic’s in fruit juice preservation: A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 58, 2019.
- Xu Lu, Jinghao Chen, Mingjing Zheng, Juanjuan Guo, Jingxuan Qi, Yingtong Chen, Song Miao, Baodong Zheng (2019): Effect of high-intensity ultrasound irradiation on the stability and structural features of coconut-grain milk composite systems utilizing maize kernels and starch with different amylose contents. Ultrasonics Sonochemistry Volume 55, 2019. 135-148.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Výroba orechových mliečnych výrobkov a rastlinných náhrad mlieka
Výroba orechových mliečnych výrobkov a iných rastlinných, nemliečnych nápojov (napr. z mandlí, kešu, kokosu, lieskových orechov, arašidov, sezamových, tigrích orechov, ovsa, špaldy, ryže, konope, hrachu, ľanového semienka, ľanového semienka, vlašských orechov) zahŕňa bežne nasledujúce kroky spracovania: mokré mletie a mletie na extrakciu, filtrácia, pridávanie potravinárskych prídavných látok a prísad, pasterizácia/sterilizácia, homogenizácia a aseptické balenie.
Široko používanými prísadami sú gumy a lecitín, ktoré sa používajú na zlepšenie stability, ako aj soľ a sladidlá, ktoré sa používajú na úpravu textúry a chuťového profilu. Rastlinné náhrady mlieka sú často obohatené a obohatené o bielkoviny, vitamíny a minerály, aby sa dosiahol vyvážený nutričný profil rastlinného nemliečneho nápoja.
V závislosti od typu rastlinnej náhrady mlieka sa ako základ používa iná surovina (napr. orechy, obilniny, strukoviny). Táto špecifická surovina (napr. mandle, sójové bôby alebo ovos) sa zmieša s určitým množstvom vody a melie sa v procese mokrého mletia pri zvýšených teplotách. Počas tohto horúceho procesu mletia sa zo suroviny extrahujú cenné rastlinné zlúčeniny, ako sú bielkoviny, lipidy, vláknina a vitamíny, čo je časovo náročné a často dosť neefektívne. Z dôvodu neúplnej extrakcie môže byť potrebný druhý krok extrakcie na zvýšenie výťažku orechového mlieka alebo rastlinnej náhrady mlieka. Keď sa v procese mletia implementuje ultrazvuková extrakcia, extrakcia rastlinných zlúčenín sa výrazne zvyšuje a urýchľuje.
Po mletí a extrakcii sa rastlinné mlieko oddelí od extrahovaných rastlinných vlákien vo veľkých odstredivkách. Na zlepšenie textúry a senzorických vlastností môže byť rastlinné mlieko homogenizované jedlým olejom alebo zahustené pridaním gumy, zmiešané s rôznymi prísadami (vitamíny, minerály) a nakoniec pasterizované tepelným spracovaním a potom zabalené.
Sonikácia sa môže použiť na homogénne rozptýlenie gumy a iných potravinárskych prísad v nápoji na rastlinnej báze a podporu mikrobiálnej stabilizácie ultrazvukovou pasterizáciou.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórium do priemyselná veľkosť.