Förbättrad gelbildning i frukt och grönsaker med ultraljud
Förtjockning av såser, juicer, sylter och andra livsmedel genom gelbildning är en vanlig process vid produktion av flytande livsmedel. Ultraljudsextraktion av pektiner och naturliga intracellulära sockerarter från frukt och grönsaker är en mycket effektiv metod för att främja gelbildningen i livsmedel utan tillsats av raffinerade sockerarter. Därigenom ökar ultraljudsbehandling inte bara den ekonomiska effektiviteten genom att sänka produktionskostnaderna (eftersom socker och förtjockningsmedel inte behövs), utan bidrar också till att producera hälsosammare livsmedel med reducerat kaloriinnehåll.
Gelbildning och förtjockning av livsmedel
Framställning av geler från pektinrika frukter är en väletablerad process för produktion av olika livsmedel, bland annat såser, puréer, ketchup, juicer, smoothies, marmelader och sylter. Förtjockning och gelbildning i sådana livsmedel kräver ofta tillsats av stora mängder socker för att uppnå önskad grad av gelbildning. Behovet av raffinerade sockerarter beror främst på att pektinerna och det naturliga sockret i frukt och grönsaker är inneslutna i växtcellernas cellmatris, där de till största delen förblir outnyttjade.
Ultraljudsapparaten UIP4000hdT är en kraftfull livsmedelsprocessor på 4kW för industriell livsmedelsproduktion, exempelvis pektin- och aromextraktion samt homogenisering.
Lösningen: ultraljudsextraktion av pektiner och naturliga sockerarter
Ultraljudsbehandling är en väletablerad och allmänt använd teknik för att extrahera bioaktiva molekyler från växter, exempelvis frukt och grönsaker. Därför är ultraljudsbehandling en uppskattad teknik inom livsmedelsbearbetning, exempelvis vid produktion av juicer, smoothies, drycker, såser, puréer, ketchup, fruktpålägg, sylter och marmelader, där ultraljudsvågorna hjälper till att frigöra aromämnen, pektiner och sockerarter (t.ex. fruktos) från växtmaterialets cellmatris. Detta innebär att ultraljud inte bara främjar gelbildningen, utan också gör livsmedlen mer smakrika och söta utan tillsats av aromer, sockerarter och andra tillsatser. Med den ökande efterfrågan på naturliga, skonsamt bearbetade livsmedel är livsmedelsbearbetning med ultraljud den idealiska tekniken för att skapa hälsosamma livsmedel med intensiv smak. Pektinbehandling av livsmedel med ultraljud har visat sig vara en mycket effektiv, tillförlitlig, energibesparande och miljövänlig beredningsstrategi, särskilt för lågmetoxylerat pektin.
Pektin är en uppskattad ingrediens i hälsosamma livsmedel med låg sockerhalt tack vare sina gelbildande egenskaper. Genom att utsätta frukt- och grönsaksbaserade vätskor för ultraljud kan tillsatsen av raffinerat socker undvikas eller minskas avsevärt, eftersom pektinets funktion ger de önskade gelbildande egenskaperna och bidrar till gynnsamma reologiska egenskaper hos livsmedlet.
Ytterligare fördelar med livsmedelsbearbetning med ultraljud är inaktivering av enzymer som pektinmetylesteras samt homogenisering (slätare konsistens) och pastörisering (förbättrad mikrobiell stabilitet).
- Skonsam process
- Ingen eller mindre sockertillsats
- Snabb behandling
- Inga eller färre tillsatser
- Hälsosamma livsmedel
- Rent mekanisk behandling
- Ekonomiskt fördelaktig / kostnadseffektiv
- Enkel och säker att använda
- Enkel installation eller eftermontering
- Helt linjär uppskalning
- Kapacitet att bearbeta valfri volym
Ultraljudsextraktion av pektin, aromämnen och socker från växters cellmatris har framgångsrikt tillämpats på citrusfrukter, apelsiner, citroner, mango, passionsfrukter, äpplen, päron, persikor, tomater och många andra frukter och grönsaker.
Så undviker du att pektinets molekylstruktur förstörs
Ultraljudsbehandling kan i hög grad främja gelbildningen i pektinhaltiga frukt- och grönsaksprodukter. Alltför kraftig eller långvarig ultraljudsbehandling, dvs. behandling med för hög intensitet eller under för lång tid, kan dock förstöra pektinets molekylstruktur och därmed försämra gelbildningens kvalitet. Hielscher Ultrasonics levererar ultraljudsapparater med den senaste tekniken, som möjliggör exakta driftsinställningar samt styrning och övervakning av pektinextraktionsprocessen. Lättåtkomliga inställningar, möjligheten att förinställa och spara behandlingsparametrar samt fjärrstyrning via valfri webbläsare säkerställer att din produkt ultraljudsbehandlas under optimala förhållanden. Dessutom registreras data från alla ultraljudskörningar automatiskt på ett inbyggt SD-kort, så att varje enskild behandling kan övervakas och granskas för kvalitetssäkring och för att uppfylla god tillverkningssed (GMP).
Hielschers industriella ultraljudsapparater kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200µm kan enkelt upprätthållas kontinuerligt vid drift dygnet runt, alla dagar i veckan. För ännu högre amplituder finns specialanpassade ultraljudssonotroder.
Tabellen nedan ger en uppfattning om våra ultraljudsapparaters ungefärliga bearbetningskapacitet:
| Satsvolym | Flödeshastighet | Rekommenderade apparater |
|---|---|---|
| 1 till 500mL | 10 till 200mL/min | UP100H |
| 10 till 2000mL | 20 till 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 till 20L | 0,2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 till 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | högre | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Ultraljudsextraktor UIP4000hdT med genomflödessystem för pektinextraktion.
Litteratur / Referenser
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol. 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019):
Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353. - Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong (2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Rahul Seshadri, Jochen Weiss, Greg J Hulbert, John Mount (2003): Ultrasonic processing influences rheological and optical properties of high-methoxyl pectin dispersions. Food Hydrocolloids, Volume 17, Issue 2, 2003. 191-197.
- Chan Y.T., Tan M.C., Chin N.L. (2018): Effect of partial sugar replacement with ultrasonically treated citrus pectin on aeration and rheological properties of batter. Journal of Food Processing and Preservation, Volume 42, Issue 12, 2018.
- Wen-Yi Qiu, Wu-Dan Cai, Meng Wang, Jing-Kun Yan (2019): Effect of ultrasonic intensity on the conformational changes in citrus pectin under ultrasonic processing. Food Chemistry, Volume 297, 2019.
Fakta värda att känna till
Pektiner i livsmedel
Pektin är en polysackarid som finns i cellväggen hos de flesta grönsaker och frukter. Pektiner är kända för sina anmärkningsvärda gelbildande och förtjockande egenskaper, vilket gör dem till en allmänt använd tillsats inom livsmedelsindustrin. Dessutom är pektiner kända för sina hälsofrämjande egenskaper.
Framställning av geler med frukter eller grönsaker som har en hög pektinhalt är inte särskilt utmanande. Tillsats av socker främjar pektinets gelbildning vid användning av lågmetoxylerat pektin (LM). Användning av lågmetoxylerat pektin (LM) kräver dock normalt stora mängder tillsatt socker (cirka 50 wt%). Därför är lågmetoxylerade pektiner (LM) i kombination med mycket stora mängder tillsatta sockerarter endast relevanta för desserter, sylter och marmelader.
Exempelvis ingår enzymerna polygalakturonaser, pektinlyas och pektinmetylesteras (PME) i gruppen pektinolytiska enzymer eller pektinaser, som hydrolyserar glykosidbindningarna i pektinämnen. Ultraljudsbehandling används för att inaktivera enzymer som pektinaser i syfte att erhålla stabilare livsmedel. Läs mer om enzyminaktivering med ultraljud!
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från laboratorieformat till industriell storlek.