Homogenizacija sokov in smutijev z visokozmogljivim ultrazvokom
Sokovi, smutiji in pijače zahtevajo zanesljivo in učinkovito homogenizacijo, ki zagotavlja želen okus in teksturo ter dolgoročno stabilnost. Ultrazvočni homogenizatorji z visokim strigom se v živilski industriji in industriji pijač pogosto uporabljajo za proizvodnjo sokov, pijač, pirejev in omak vrhunske kakovosti. Ultrazvočna homogenizacija z visokim strigom kot netoplotna obdelava preprečuje toplotno razgradnjo vitaminov in bioaktivnih spojin, hkrati pa zagotavlja izjemno stabilnost in gladkost.
- Izboljšan profil okusa zaradi ekstrakcije
- Povečan izkoristek soka
- Višja mikrohranilna vrednost
- Večja sladkost brez dodatnega sladkorja (ultrazvok ekstrahira naravni znotrajcelični sladkor in ga tako naredi dostopnega okušalnim brbončicam)
- Izboljšana biološka uporabnost fitohranil
- Gladka tekstura
- Inaktivacija encimov
- Mikrobiološka stabilizacija
- Podaljšan rok uporabnosti
Ultrazvočni homogenizator z visokim strigom in stekleno pretočno celico za obdelavo sokov, smutijev, pirejev in omak.
Ultrazvočna homogenizacija sokov, smutijev in pijač z visokim strigom
Z ultrazvokom izboljšana stabilnost – preprečevanje ločevanja faz in sedimentacije: Sadna in zelenjavna pulpa se razgradi na majhne delce, s čimer se doseže visoka stabilnost, prepreči sedimentacija in zagotovi gladka tekstura.
Ultrazvočno spreminjanje viskoznosti in teksture soka: Sadje in zelenjava, kot so jabolka, korenje, pomaranče, grenivke, limone in paradižnik, sta bogata s pektini. Pektini so polisaharidi, ki delujejo kot naravni stabilizatorji. Ultrazvočni homogenizatorji ekstrahirajo pektine iz celičnega matriksa in jih sprostijo v sok, s čimer povečajo viskoznost in stabilnost. Ultrazvočni homogenizatorji so zato odlični za izkoriščanje naravnih stabilizatorjev, kot so pektini.
Izboljšan profil fitohranil z ultrazvočno ekstrakcijo: Ultrazvočni homogenizatorji razgradijo celične matrikse in spodbujajo sproščanje ujetih molekul, kot so vitamini, antioksidanti, polifenoli in flavonoidi, v sok. Fitohranila tako ob zaužitju postanejo bolj biološko uporabna in biološko dostopna.
Izrazitejši profil okusa zaradi sonikacije: Ultrazvočni homogenizatorji z visokim strigom ne sproščajo le pektinov, temveč tudi molekule, ki prispevajo k okusu, eterična olja, naravne sladkorje in fitohranila. (Za z ultrazvokom izboljšan profil hranil glejte spodnjo študijo primera). Ultrazvočna ekstrakcija sprosti bioaktivne molekule, kot so spojine, ki prispevajo k okusu, in vitamini, iz celičnega matriksa ter jih tako naredi dostopne okušalnim brbončicam potrošnika.
Intenzivnejši barvni profil zaradi sonikacije: Rastlinski pigmenti so prav tako prisotni v celičnem matriksu rastline. Ultrazvočni homogenizatorji sproščajo rastlinske pigmente, kot so karotenoidi, klorofil, betalanini in antocianini, ter zmanjšajo velikost njihovih delcev. Manjši delci pigmentov bolje sipajo svetlobo kot večji delci, s čimer se doseže intenzivnejša barva soka, pireja ali omake.
Ultrazvočna homogenizacija sokov – številne prednosti
Ultrazvočni homogenizatorji z visokim strigom so zanesljivi in učinkoviti pri mešanju pijač, kot so sadni sokovi, nektarji, zelenjavni sokovi, smutiji, limonade z dodanim sadjem, aromatizirani mlečni napitki, beljakovinski napitki, pijače z dodanimi izvlečki in druge pijače.
Pri ekstrakciji in stiskanju soka lahko ultrazvočna obdelava poveča izkoristek soka. Ultrazvočna obdelava je na primer povečala izkoristek grozdnega soka za do 3,4 %, hkrati pa je čas obdelave skrajšala na tretjino. Ultrazvočna obdelava v kombinaciji z encimsko obdelavo je prav tako povečala izkoristek soka za do 2 % in skrajšala čas obdelave za več kot štirikrat v primerjavi s tradicionalno encimsko obdelavo. Zaporedna uporaba ultrazvoka in encimske obdelave je povečala izkoristek soka za do 7,3 %. Podobno je pri ananasovem soku že sama ultrazvočna obdelava povečala izkoristek ekstrakcije soka iz ananasove drozge za 10,8 %. Ultrazvočna obdelava je povečala tudi vsebnost sladkorjev, skupnih kislin, fenolnih spojin in vitamina C. (prim. Baslar et al. 2015)
Proizvodnja pijač, kot so sokovi, limonade z dodanim sokom in druge pijače, zahteva zanesljivo homogenizacijo in emulgiranje za stabilnost, izboljšan okus in teksturo, privlačen videz ter izboljšane funkcionalne lastnosti. Ultrazvočna homogenizacija na primer zagotavlja izjemno stabilnost, preprečuje ločevanje faz ter izboljša okus in teksturo sokov, smutijev ter mlečnih in beljakovinskih napitkov. Poleg tega ultrazvočni homogenizatorji z visokim strigom zlahka emulgirajo različne sestavine za pripravo bistrih emulzij. Pogosta uporaba ultrazvočnega emulgiranja je priprava vod in pijač z dodano konopljo. Bistrim vodnim napitkom in drugim pijačam je mogoče z ultrazvokom dodati stabilne kanabinoide (npr. CBD, CBG, THC). Za pridobitev bistrih emulzij z visoko biološko uporabnostjo aktivnih spojin je treba bioaktivne spojine emulgirati v nanometrski velikosti. Ultrazvočno emulgiranje je vrhunska tehnika za proizvodnjo nanoemulzij z bistrim videzom, izjemno stabilnostjo, biološko uporabnostjo in funkcionalnimi lastnostmi. Zato se ultrazvočno nanoemulgiranje pogosto uporablja pri proizvodnji farmacevtskih izdelkov in prehranskih dopolnil (npr. tinktur CBD itd.)
Hkrati ultrazvočni homogenizatorji ekstrahirajo molekule, ki prispevajo k okusu, bioaktivne spojine in fitohranila ter povečajo njihovo biološko uporabnost in biološko dostopnost. Ultrazvočni homogenizatorji tudi raztapljajo sladkorje, sirupe ali sladila ter dispergirajo in hidratirajo gume, škrobe in druge dodatke v dolgoročno stabilne suspenzije. Ena sama ultrazvočna naprava Hielscher v vaši proizvodnji sokov in pijač opravlja različne naloge homogenizacije, nanoemulgiranja, ekstrakcije, dispergiranja, raztapljanja, hidratacije in mešanja.
Vpliv sonikacije z UP400S pri amplitudi 100μm na mikrostrukturo jabolčnega soka.
Študija in slika: Ertugay & Baslar, 2014
Študija primera: izboljšan profil hranil v sonikiranem pomarančnem soku
Ultrazvočna homogenizacija z visokim strigom je netoplotna metoda konzerviranja in predelave živil, katere prednost je izboljšana stabilizacija in inaktivacija mikroorganizmov v sadnih sokovih brez običajnih neželenih stranskih učinkov, povezanih s konvencionalno toplotno obdelavo. Guerrouj et al. (2016) so z uporabo homogenizatorja Hielscher Ultrasonics UP200S raziskovali vplive ultrazvočne obdelave na skupno vsebnost fenolnih spojin in flavonoidov ter na karotenoide in askorbinsko kislino (vitamin C) v pomarančnem soku. Ugotovili so znatno povečanje skupne vsebnosti fenolnih spojin v vzorcih sonikiranega pomarančnega soka v primerjavi s kontrolnim vzorcem (glejte spodnjo tabelo). Pri ultrazvočni obdelavi, ki je trajala 30 min, se je vsebnost povečala z 42,74 na do 69,45mg GAE/100 ml. Ti rezultati kažejo znatno povečanje vsebnosti fenolnih spojin med sonikacijo.
V spodnji tabeli so prikazani tudi rezultati sposobnosti pomarančnega soka za lovljenje prostih radikalov DPPH. Sonikirani vzorci so pokazali znatno povečanje odstotka inhibicije DPPH v primerjavi s kontrolnim vzorcem, kar kaže na višjo raven antioksidantov. Odstotek inhibicije DPPH je znašal 37,48%, 35,70%, 34,70% in 35,21% pri vzorcih, sonikiranih 1, 10, 20 oziroma 30 min, v primerjavi s kontrolnimi vzorci (21,67%). Te ugotovitve so skladne z rezultati, ugotovljenimi pri sonikiranem soku limete kasturi (Bhat et al., 2011). Ti rezultati kažejo, da sonikacija izboljša možnost ekstrakcije antioksidativnih spojin.
Raziskovalci sklepajo, da je ultrazvočna obdelava pomarančnega soka povzročila splošno povečanje vsebnosti bioaktivnih spojin, kot so skupne fenolne spojine, flavonoidi, karotenoidi, antocianini in askorbinska kislina, ob znatnem zmanjšanju števila mikroorganizmov.
Levo: neobdelan pomarančni sok; desno: sonikiran pomarančni sok
Ultrazvočna homogenizacija z visokim strigom zagotavlja stabilen sok brez sedimentacije
Pomarančni sok na levi je neobdelan in kaže očitno sedimentacijo; pomarančni sok na desni je ultrazvočno homogeniziran ter ima homogeno, stabilno in gladko teksturo.
Ultrazvočno izboljšanje skupne vsebnosti fenolnih spojin, skupne vsebnosti flavonoidov, sposobnosti lovljenja radikalov DPPH, skupne vsebnosti karotenoidov in vsebnosti askorbinske kisline v pomarančnem soku.
Študija in tabela: Guerrouj et al. 2016
Ultrazvočne sonde in pretočne celice za homogenizacijo sokov
Hielscher Ultrasonics je proizvajalec visokozmogljivih ultrazvočnih homogenizatorjev z dolgoletnimi izkušnjami, ki se po vsem svetu uporabljajo pri industrijski proizvodnji sadnih in zelenjavnih sokov, nektarjev, smutijev, beljakovinskih napitkov ter pirejev in omak. Zanesljiva in učinkovita homogenizacija sadnih sokov, pijač in živil je zahtevna uporaba, ki zahteva ultrazvočne sonde visoke moči, ki ustvarjajo konstantne amplitude in zagotavljajo zadosten strig za pridobitev homogenih živil in pijač. Vse ultrazvočne naprave Hielscher so zasnovane in izdelane za delovanje 24/7 pri polni obremenitvi. Ultrazvočni procesorji so na voljo od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav z močjo 50 vatov do zmogljivih ultrazvočnih sistemov za obdelavo v toku z močjo 16,000 vatov. Širok izbor ojačevalnikov amplitude, sonotrod in pretočnih celic omogoča individualno konfiguracijo ultrazvočnega homogenizatorja z visokim strigom glede na surovino (npr. sadje, zelenjavo, druge sestavine itd.) in želene lastnosti končnega izdelka.
Hielscher Ultrasonics izdeluje visokozmogljive ultrazvočne sonde, ki jih je mogoče namensko nastaviti za zagotavljanje celotnega razpona amplitud, od zelo nizkih do zelo visokih. Če vaša uporaba homogenizacije zahteva neobičajne specifikacije (npr. kombinacijo s povišanimi tlaki in/ali povišanimi temperaturami), so na voljo prilagojene ultrazvočne sonotrode. Robustnost ultrazvočne opreme Hielscher omogoča delovanje 24/7 pri velikih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Ultrazvočna homogenizacija sokov v šaržnem načinu in v toku
Ultrazvočne homogenizatorje Hielscher z visokim strigom je mogoče uporabljati za šaržno sonikacijo in neprekinjeno sonikacijo v toku. Glede na količino pijače in hitrost obdelave vam bomo priporočili najprimernejšo ultrazvočno konfiguracijo.
Dovajanje več dovodnih tokov, ki jih je mogoče neodvisno dozirati v sistem za neprekinjeno ultrazvočno homogenizacijo, omogoča časovno in delovno zelo učinkovito ter priročno homogenizacijo v toku z ultrazvočno obdelavo z visokim strigom, ki je primerna za obdelavo industrijskih količin sokov in pijač.
Ultrazvočne sonde in pretočne celice za poljubno prostornino
Ponudba izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten razpon ultrazvočnih procesorjev, od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav prek namiznih in pilotnih sistemov do povsem industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovornjaških količin na uro. Celotna ponudba izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejšo ultrazvočno opremo za vašo pijačo ali živilo, predvideno zmogljivost obdelave in proizvodne cilje.
Natančno nastavljive amplitude za optimalne rezultate
Vse ultrazvočne homogenizatorje Hielscher je mogoče natančno krmiliti, zato so zanesljive delovne naprave. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost sonomehanskih učinkov, kot so homogenizacija, emulgiranje, ekstrakcija, hidratacija, raztapljanje in konzerviranje. Vsi procesorji Hielscher Ultrasonics omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrode in ojačevalniki amplitude so dodatna oprema, ki omogoča spreminjanje amplitude v še širšem razponu. Industrijski ultrazvočni homogenizatorji Hielscher z visokim strigom lahko zagotavljajo zelo visoke amplitude in potrebno ultrazvočno intenzivnost za zahtevne uporabe. Z amplitudami do 200µm je mogoče brez težav neprekinjeno delovati 24/7.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje ultrazvočnih procesnih parametrov s pametno programsko opremo vam omogočajo obdelavo soka, pijače ali živila v optimiziranih pogojih. Optimalna sonikacija za najučinkovitejšo homogenizacijo sokov!
Sonikatorji Hielscher se pogosto uporabljajo za homogenizacijo pijač, kot so
Robustnost sonikatorjev Hielscher omogoča delovanje 24/7 pri velikih obremenitvah in v zahtevnih okoljih. Zato so sonikatorji Hielscher zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve pri proizvodnji živil in pijač.
Najvišja kakovost – zasnovano in izdelano v Nemčiji
Hielscher kot podjetje v družinski lasti in z družinskim upravljanjem daje prednost najvišjim standardom kakovosti svojih ultrazvočnih procesorjev. Vse ultrazvočne naprave so zasnovane, izdelane in temeljito preizkušene na našem sedežu v Teltowu pri Berlinu v Nemčiji. Zaradi robustnosti in zanesljivosti je ultrazvočna oprema Hielscher zanesljiva delovna oprema v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je samoumevna lastnost ultrazvočnih homogenizatorjev Hielscher z visokim strigom.
Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih naprav:
| Prostornina šarže | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10 do 200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20 do 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 do 20L | 0,2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | večji | sklop naprav UIP16000 |
Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!
Visokozmogljivi ultrazvočni homogenizatorji od laboratorijskega do pilotnega in industrijskega merila.
Literatura / reference
- Kamal Guerrouj, Marta Sánchez-Rubio, Amaury Taboada-Rodríguez, Rita María Cava-Roda, Fulgencio Marín-Iniesta (2016): Sonication at mild temperatures enhances bioactive compounds and microbiological quality of orange juice. Food and Bioproducts Processing 99, 2016. 20–28.
- Mustafa Fatih Ertugay; Mehmet Başlar (2014): The effect of ultrasonic treatments on cloudy quality-related quality parameters in apple juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 26, 2014. 226–231.
- J. Wu , T.V. Gamage, K.S. Vilkhu, L.K. Simons, R. Mawson (2008): Effect of thermosonication on quality improvement of tomato juice. Innovative Food Science and Emerging Technologies 9, 2008. 186–195.
- Mirja Mokkila , Annikka Mustranta, Johanna Buchert, Kaisa Poutanen (2004): Combining Power Ultrasound with Enzymes in Berry Juice Processing. VTT Technical Research Centre of Finland. Presentetd at BioCat Conference 2004.
- Mehmet Başlar, Hatice Biranger Yildirim, Zeynep Hazal Tekin, Mustafa Fatih Ertugay (2015): Ultrasonic Applications for Juice Making. In: M. Ashokkumar, (ed.), Handbook of Ultrasonics and Sonochemistry, 2015.
Koristna dejstva
Kakšna je razlika med sokom, sokom iz koncentrata in nektarjem?
Sok je pijača, pridobljena z ekstrakcijo ali stiskanjem naravne tekočine, ki jo vsebujeta sadje in zelenjava. Izraz se lahko nanaša tudi na tekočine, ki so aromatizirane s koncentratom. Sok se običajno uživa kot pijača, lahko pa se uporablja tudi kot sestavina ali sestavina za okus v živilih ali drugih pijačah, na primer v smutijih.
Sokove delimo na 100% sok, sok iz koncentrata in nektar. 100% sok je sadni sok, izdelan 100% iz naravnega sadja in zelenjave brez dodanih barvil, konzervansov ali sladkorjev. Vendar je mogoče sadni sok pripraviti na različne načine, tj. iz svežega nekoncentriranega soka ali iz koncentrata soka. Pri prvem načinu se sadje stisne, sok pa shrani ali ustekleniči neposredno po obiranju sadja. Pri drugi različici soka, »izdelani iz koncentrata«, se stisnjeni sok koncentrira z odstranjevanjem vode iz sveže stisnjenega soka z vakuumsko obdelavo. Tako nastane sirupu podoben koncentrat z zmanjšano prostornino, kar je ugodno za prevoz soka. Po prevozu koncentrata soka na končni cilj se ta z dodajanjem vode spremeni v sadni sok.
Izraz nektar se nanaša na sok iz sadja, ki vsebuje preveč sadnih kislin ali sadne pulpe, da bi ga lahko uživali kot 100% sok. Pogosti primeri sadja za proizvodnjo nektarja so banane, mango, marelice, breskve ali hruške. Sok, ki je tehnično gledano pire, se razredči z vodo in lahko vsebuje dodan sladkor, da dobi konsistenco, primerno za pitje, ter prijeten okus. Vsebnost sadnega soka v nektarju se giblje med 25 in 99 % glede na vsebnost sadja in recepturo proizvajalca. Čeprav lahko nektar vsebuje dodane sladkorje, ne vsebuje barvil ali konzervansov.
Druge vrste pijač, ki vsebujejo sokove, so limonade in mlečni napitki z okusom soka, smutiji ter obogateni izdelki iz sokov. Sokovi so lahko izvleček ene vrste sadja ali zelenjave ali kombinacija dveh ali več sadnih in zelenjavnih virov. Najbolj priljubljeni sadni sokovi so izdelani iz pomaranč, jabolk, brusnic ali grozdja. Druge priljubljene sadne pijače so izdelane iz ananasa, pasijonke, grenivke, manga, banane, češnje in kivija.
Komercialni zelenjavni sokovi so običajno izdelani iz različnih kombinacij korenja, rdeče pese, zelene, buče in paradižnika. Zadnja dva se, čeprav tehnično nista zelenjava, pogosto uporabljata za izboljšanje prijetnosti okusa. Druge priljubljene sestavine zelenjavnih sokov so peteršilj, regratovi listi, listnati ohrovt, zelena, koromač, brokoli in kumare. Limona, česen, ingver, kurkuma in druge začimbe se dodajajo zaradi koristi za zdravje in za ustvarjanje zanimivih profilov okusa.
Druga uporaba ultrazvočne obdelave pri proizvodnji pijač je intenzivnejša in izboljšana fermentacija kombuč in sokov, podobnih kombuči. Kliknite tukaj in preberite več o z ultrazvokom izboljšani fermentaciji kombuče!