ประสิทธิภาพและคุณภาพที่เหนือกว่าในการผลิตนมถั่วด้วยอัลตราโซนิก

นมถั่วและผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืชเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์อาหารที่กำลังเติบโต สำหรับการผลิตนมถั่วและผลิตภัณฑ์เลียนแบบนมจากพืช การสกัดและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อเทียบกับเทคนิคทั่วไป คลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงช่วยเพิ่มผลผลิต ความคงตัวของผลิตภัณฑ์ ปริมาณสารอาหาร และประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการ

เพิ่มผลผลิตนมถั่วด้วยอัลตราโซนิกกำลังสูง

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นวิธีที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูงในการเพิ่มผลผลิตของน้ำมัน โปรตีน พอลิแซ็กคาไรด์ และสารอาหารรองจากพืช ด้วยเหตุนี้ จึงมีการใช้คลื่นอัลตราโซนิกในการผลิตผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืช เช่น ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากอัลมอนด์ เม็ดมะม่วงหิมพานต์ มะพร้าว เฮเซลนัต ถั่วลิสง งา ถั่วเหลือง ไทเกอร์นัต ข้าวโอ๊ต ข้าว กัญชง ถั่วลันเตา พิสตาชิโอ วอลนัต อะมารันท์ หรือควินัว วัตถุดิบสำหรับนมถั่วและผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืชชนิดอื่นมักมีราคาสูง และผลผลิตจากการสกัดวัตถุดิบเหล่านี้ที่เพิ่มขึ้นช่วยลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต

การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเพิ่มผลผลิตได้อย่างไร?

หลักการทำงานของการสกัดด้วยอัลตราโซนิกคือคาวิเทชันทางเสียง กลไกการเพิ่มประสิทธิผลของการสกัดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกความถี่ต่ำและความเข้มสูงมีสาเหตุหลักมาจากปรากฏการณ์คาวิเทชันทางเสียง เมื่อฟองคาวิเทชันยุบตัวบนพื้นผิวของวัสดุจากพืช การกัดกร่อนและการสร้างรูพรุนด้วยคลื่นเสียงจะทำลายเมทริกซ์ของเซลล์พืช เช่น ในถั่วที่ผ่านการแช่ให้อ่อนตัว เมล็ดพืช พืชตระกูลถั่ว และใบ ส่งผลให้โครงสร้างเซลล์ถูกทำลายและปลดปล่อยสารภายในเซลล์ เช่น โปรตีน ลิพิด พอลิแซ็กคาไรด์ เส้นใย วิตามิน แร่ธาตุ และสารพฤกษเคมี การถ่ายโอนมวลที่เพิ่มขึ้นจากกระบวนการนี้ช่วยให้โมเลกุลต่าง ๆ เช่น โปรตีน ลิพิด พอลิแซ็กคาไรด์ และสารพฤกษเคมีถูกปลดปล่อยได้ง่ายขึ้น
แรงเฉือนที่เกิดจากอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการแทรกซึมของตัวทำละลายเข้าสู่เมทริกซ์เซลล์ของวัสดุจากพืช และเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ตามลำดับ (โปรดทราบว่าคำว่าตัวทำละลายในที่นี้ใช้ในความหมายกว้าง และครอบคลุมของเหลวทุกชนิด เช่น น้ำ) กลไกเหล่านี้ของอัลตราโซนิกกำลังสูงทำให้เกิดการเพิ่มประสิทธิผลของกระบวนการอย่างมากเมื่อนำการใช้คลื่นอัลตราโซนิกมาใช้สกัดผลิตภัณฑ์อาหารจากวัตถุดิบจากพืช เนื่องจากคาวิเทชันจากอัลตราโซนิกก่อให้เกิดแรงที่รุนแรงเช่นนี้ จึงทำให้เซลล์แตกและเกิดการผสมอย่างมีประสิทธิภาพสูงทั้งในระดับมหภาคและจุลภาค นอกจากนี้ การแทรกซึมของตัวทำละลาย การละลายของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และการถ่ายโอนมวลยังเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้การสกัดโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยมีประสิทธิผลสูง และให้ผลผลิตสารสกัดที่เหนือกว่าภายในระยะเวลากระบวนการที่รวดเร็ว

เพิ่มความคงตัวของนมถั่วด้วยอัลตราโซนิก

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงและความถี่ต่ำเป็นวิธีที่มีประสิทธิผลและเชื่อถือได้ในการเพิ่มความคงตัวทางกายภาพของสารแขวนลอย ตลอดจนความคงตัวด้านจุลินทรีย์ของผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น นมถั่วและผลิตภัณฑ์ทดแทนนมชนิดอื่น

เพิ่มความคงตัวทางเคมีกายภาพของนมถั่วด้วยอัลตราโซนิก

คลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารเป็นเนื้อเดียวกันและการทำอิมัลชัน เป็นเทคนิคที่ไม่ใช้ความร้อนและมีประสิทธิภาพสูงในการผลิตอาหารที่มีความเป็นเนื้อเดียวกันสูงและคงตัวในระยะยาว การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกช่วยลดเส้นผ่านศูนย์กลางของหยดไขมันให้มีขนาดเล็กมากและสม่ำเสมอ และกระจายอนุภาคของแข็ง เช่น แป้ง น้ำตาล และเส้นใยอย่างทั่วถึง ด้วยเหตุนี้ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกจึงเพิ่มความคงตัวทางเคมีกายภาพของนมถั่วและนมจากพืชชนิดอื่นอย่างมาก จึงป้องกันการแยกเฟสที่ไม่พึงประสงค์ได้
Lu et al. (2019) ศึกษาผลของการใช้คลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงต่อกะทิ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกช่วยลดขนาดอนุภาคของกะทิและทำให้หยดของเหลวและของแข็งกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในระบบ เมื่อเทียบกับกะทิที่ทำให้เป็นอิมัลชันด้วยวิธีเชิงกล การใช้คลื่นอัลตราโซนิกแสดงผลอย่างมีนัยสำคัญต่อความสม่ำเสมอของระบบอิมัลชัน (p < 0.05) นอกจากนี้ ยังพบว่าการใช้คลื่นอัลตราโซนิกส่งเสริมการห่อหุ้มอะไมโลสเข้าไปในเอนไซม์อะไมเลสในชั้นรอยต่อระหว่างเฟส
Iswarin and Permadi (2012) ศึกษาว่าการใช้คลื่นอัลตราโซนิกส่งผลต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของหยดในเครื่องดื่มนมจากมะพร้าวอย่างไร โดยศึกษาการใช้ความเข้มของอัลตราโซนิกในรูปแบบผสมผสานต่าง ๆ กระบวนการอัลตราโซนิกช่วยลดเส้นผ่านศูนย์กลางของหยด และการลดขนาดเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มของอัลตราโซนิกสูงขึ้น

เพิ่มความคงตัวด้านจุลินทรีย์ของนมถั่วด้วยอัลตราโซนิก

การใช้คลื่นอัลตราโซนิกได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยลดปริมาณจุลินทรีย์ในผลิตภัณฑ์นม น้ำผลไม้ และอาหารเหลวชนิดอื่น ด้วยเหตุนี้ จึงมีการนำการพาสเจอไรซ์ด้วยอัลตราโซนิกมาใช้ในกระบวนการถนอมผลิตภัณฑ์ทดแทนนมด้วย เพื่อเพิ่มความคงตัวด้านจุลินทรีย์ในผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากถั่วและพืชชนิดอื่น
Iorio et al. (2019) ศึกษาการทำให้ Escherichia coli O157:H7 และ Listeria monocytogenes ในนมอัลมอนด์หมดฤทธิ์ด้วยอัลตราโซนิก และแสดงให้เห็นได้ว่าการพาสเจอไรซ์ด้วยอัลตราโซนิกทำให้เชื้อก่อโรคได้รับความเสียหายในระดับที่ยังไม่ถึงขั้นทำให้ตาย ซึ่งนำไปสู่อายุการเก็บรักษาที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น การพาสเจอไรซ์ด้วยอัลตราโซนิกช่วยลดระดับ E. coli O157:H7 อย่างมีนัยสำคัญจาก 5.12 เหลือ 3.81 log CFU/mL และลดอัตราการเจริญเติบโต (µmax) (จาก 1.19 เหลือ 0.79 (log CFU/mL)/วัน)

เพิ่มปริมาณสารอาหารด้วยการสกัดนมถั่วด้วยอัลตราโซนิก

สารอาหารรอง เช่น วิตามิน พอลิฟีนอล และสารต้านอนุมูลอิสระ อยู่ภายในเมทริกซ์เซลล์ของพืช การปลดปล่อยสารอาหารรองเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพจำเป็นต้องทำให้เซลล์แตกอย่างสมบูรณ์ และทำให้เกิดการผสมระดับจุลภาคอย่างเข้มข้นระหว่างวัสดุเซลล์กับตัวทำละลาย ดังที่อธิบายไว้ข้างต้น การสกัดด้วยอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงมากในการสลายเซลล์และปลดปล่อยลิพิด โปรตีน พอลิแซ็กคาไรด์ เส้นใย และสารพฤกษเคมีจากเมทริกซ์เซลล์ การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงในการแยกสารพฤกษเคมีทั้งหมดออกจากวัสดุจากพืชภายในกระบวนการสกัดที่รวดเร็ว การใช้คลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงก่อให้เกิดผลจากคาวิเทชันที่รุนแรง การรบกวน / การไหลปั่นป่วน และการไหลของของเหลวด้วยความเร็วสูง ซึ่งชะสารพฤกษเคมีออกจากภายในเซลล์ เนื่องจากเป็นวิธีสกัดที่ไม่ใช้ความร้อน การใช้คลื่นอัลตราโซนิกจึงป้องกันการเสื่อมสภาพจากความร้อนของสารอาหารรองที่ไวต่อความร้อนเหล่านี้

จลนพลศาสตร์ของปริมาณสารฟีนอลิกทั้งหมด (แสดงในหน่วย eq mg Naringenin/g อัลมอนด์) เมื่อใช้และไม่ใช้คลื่นอัลตราโซนิก โดยใช้ UIP1000hdT. การสกัดด้วยอัลตราโซนิกเพิ่มปริมาณสารฟีนอลิกทั้งหมดขึ้น 258 %
ข้อมูลแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± SD, n = 3 เปรียบเทียบการใช้อัลตราโซนิก (สีเหลือง) กับการไม่ใช้คลื่นเสียง (สีส้ม)
กราฟและการศึกษา: Tabib et al., 2020

ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการผลิตนมถั่วด้วยอัลตราโซนิก

ผลผลิตที่สูงขึ้น องค์ประกอบทางโภชนาการที่ดีขึ้น และระยะเวลากระบวนการที่ลดลง เป็นเพียงข้อดีบางส่วนของประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการแปรรูปนมถั่วและเครื่องดื่มที่ไม่ใช่นมด้วยอัลตราโซนิก การใช้พลังงานต่ำ ความต้องการบำรุงรักษาต่ำ และการทำงานแบบ 24/7 เป็นปัจจัยเพิ่มเติมที่ช่วยให้กระบวนการอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพโดยรวมที่โดดเด่น เครื่องทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงของ Hielscher สามารถทำงานแบบ 24/7 ภายใต้ภาระงานหนัก และแปรรูปปริมาณมากในโหมดการไหลต่อเนื่องได้ เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับกระบวนการของ Hielscher มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมที่โดดเด่น ความทนทานและความต้องการบำรุงรักษาต่ำยังช่วยให้ต้นทุนการดำเนินงานต่ำอีกด้วย

งานวิจัยกล่าวถึงการแปรรูปอาหารด้วยอัลตราโซนิกอย่างไร

“อัลตราโซนิกได้เข้ามามีบทบาทอย่างแพร่หลายในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา มีการนำมาใช้ในอุตสาหกรรมน้ำผลไม้และเครื่องดื่ม เนื่องจากให้ผลที่พึงประสงค์ได้หลากหลายด้าน เทคโนโลยีนี้มีราคาไม่แพง ใช้งานง่าย เชื่อถือได้ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีประสิทธิผลสูงในการถนอมน้ำผลไม้พร้อมปรับปรุงคุณลักษณะด้านคุณภาพ” (Dolas et al., 2019)

“การใช้คลื่นอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่กำลังเข้ามามีบทบาท ซึ่งสามารถเพิ่มคุณภาพอาหารและลดการสูญเสียสารอาหารได้” (Cheok et al., 2013)

เครื่องแปรรูปอาหารด้วยอัลตราโซนิกสำหรับการผลิตนมถั่วระดับอุตสาหกรรม

Hielscher Ultrasonics ออกแบบ ผลิต และจัดจำหน่ายระบบแปรรูปอาหารด้วยอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับการผลิตนมถั่วแบบต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม เช่น นมเม็ดมะม่วงหิมพานต์ นมอัลมอนด์ นมเฮเซลนัต นมวอลนัต นมถั่วลิสง และกะทิ รวมถึงผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืช เช่น นมข้าว นมถั่วเหลือง นมข้าวสเปลต์ นมข้าวโอ๊ต นมงา นมเมล็ดแฟลกซ์ นมถั่วลันเตา และนมไทเกอร์นัตหมัก
การแปรรูปอาหารด้วยอัลตราโซนิกให้ข้อได้เปรียบอย่างมาก เนื่องจากเป็นวิธีที่ไม่ใช้ความร้อนและอาศัยกลไกทางกลล้วน ๆ ซึ่งช่วยปรับปรุงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ลดระยะเวลากระบวนการ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น
ระบบแปรรูปอาหารด้วยอัลตราโซนิกของ Hielscher ใช้ในงานหลากหลายประเภท โดยเป็นเทคโนโลยีที่ปลอดภัย เชื่อถือได้ และคุ้มค่าด้านต้นทุนสำหรับการผลิตอาหารและเครื่องดื่มคุณภาพสูง การติดตั้งและการใช้งานเครื่องอัลตราโซนิกสำหรับกระบวนการของ Hielscher ทุกรุ่นทำได้ง่าย โดยใช้พื้นที่เพียงเล็กน้อยและสามารถติดตั้งเพิ่มเติมเข้ากับโรงงานแปรรูปที่มีอยู่ได้อย่างสะดวก
Hielscher Ultrasonics มีประสบการณ์ยาวนานในการประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม รวมถึงอุตสาหกรรมอีกหลายสาขา เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับกระบวนการของเราติดตั้งโซโนโทรดและเซลล์การไหล ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่สัมผัสของเหลวและทำความสะอาดได้ง่าย (การทำความสะอาดโดยไม่ถอดอุปกรณ์ CIP / การทำให้ปราศจากเชื้อโดยไม่ถอดอุปกรณ์ SIP) เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับกระบวนการระดับอุตสาหกรรมของ Hielscher Ultrasonics สามารถให้แอมพลิจูดสูงมากได้ สามารถทำงานต่อเนื่องด้วยแอมพลิจูดสูงถึง 200µm ในการทำงานแบบ 24/7 ได้อย่างง่ายดาย แอมพลิจูดสูงมีความสำคัญต่อการทำให้อนุภาคกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ และการทำให้จุลินทรีย์ที่ทนทานมากกว่าหมดฤทธิ์ เช่น แบคทีเรียแกรมบวก สำหรับแอมพลิจูดที่สูงยิ่งขึ้น มีโซโนโทรดอัลตราโซนิกแบบสั่งทำเฉพาะให้เลือกใช้ โซโนโทรดและเครื่องปฏิกรณ์เซลล์การไหลอัลตราโซนิกทั้งหมดสามารถทำงานภายใต้อุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นได้ จึงรองรับการใช้คลื่นอัลตราโซนิกร่วมกับความร้อนและความดัน (thermo-mano-sonication) อย่างเชื่อถือได้ และการสกัดและการเพิ่มความคงตัวที่มีประสิทธิผลสูง
เทคโนโลยีล้ำสมัย สมรรถนะสูง และซอฟต์แวร์ที่พัฒนาอย่างซับซ้อน ทำให้เครื่องของ Hielscher Ultrasonics เป็นเครื่องจักรที่ทำงานหนักได้อย่างเชื่อถือได้ในสายการสกัดอาหาร การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และการพาสเจอไรซ์ของคุณ ด้วยขนาดที่ใช้พื้นที่ติดตั้งน้อยและตัวเลือกการติดตั้งที่หลากหลาย เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher จึงสามารถผสานหรือติดตั้งเพิ่มเติมเข้ากับสายการผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย
โปรดติดต่อเราตอนนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณลักษณะและความสามารถของระบบสกัด ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และพาสเจอไรซ์ด้วยอัลตราโซนิกของเรา เรายินดีหารือเกี่ยวกับการใช้งานของคุณ!

ตารางด้านล่างแสดงกำลังการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: