การทำให้น้ำนมถั่วเหลืองเป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิก
- ความท้าทายในการผลิตน้ำนมถั่วเหลืองคือการผลิตเครื่องดื่มจากถั่วเหลืองที่มีรสชาติดี มีคุณภาพสูงด้านโภชนาการ ภายใต้สภาวะกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูง
- การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและการพาสเจอไรซ์ด้วยอัลตราโซนิกให้ข้อดีในการผลิตน้ำนมถั่วเหลืองเพื่อสุขภาพที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูงและมีคุณสมบัติคงตัวระหว่างการเก็บรักษา อีกทั้งมีความคงตัวเชิงกลและทางจุลชีววิทยาสูง
การผลิตน้ำนมถั่วเหลืองโดยใช้อัลตราโซนิกช่วย
การใช้อัลตราโซนิกกับวัตถุดิบฐานถั่วเหลืองและน้ำนมถั่วเหลืองเปลี่ยนแปลงสมบัติทางเคมีกายภาพ (การเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลขนาดใหญ่ การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์) ทำให้ได้เนื้อเดียวกันอย่างสม่ำเสมอและมีขนาดอนุภาคละเอียด และปรับปรุงลักษณะทางรีโอโลยี การทำอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิก ทำให้ได้น้ำนมจากพืชที่คงตัวได้เอง ขณะที่ การถนอมด้วยอัลตราโซนิก และการทำให้จุลินทรีย์หมดฤทธิ์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความคงตัวทางจุลชีววิทยา นอกเหนือจากการปรับปรุงคุณค่าทางโภชนาการ ความคงตัว และรสชาติแล้ว การใช้อัลตราโซนิกยังโดดเด่นด้วยประสิทธิภาพด้านพลังงานและเวลา เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีทั่วไป การใช้อัลตราโซนิกใช้พลังงานน้อยกว่าและมีประสิทธิภาพด้านเวลามากกว่า
เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกครอบคลุมกำลังการผลิตน้ำนมถั่วเหลืองได้ทั้งหมด ช่วยให้การถนอมผลิตภัณฑ์มีประสิทธิภาพเหมาะสมที่สุด และช่วยให้สายการผลิตมีความหลากหลายในการใช้งาน เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกแบบอินไลน์สามารถปรับให้สอดคล้องกับเป้าหมายการผลิตได้อย่างง่ายดาย ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะรสชาติต่าง ๆ (เช่น มีกลิ่นรสถั่ว ไม่มีกลิ่นรสถั่ว) และคุณสมบัติการใช้งานต่าง ๆ ได้ เพียงเปลี่ยนพารามิเตอร์ของกระบวนการ
การใช้อัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงในการทำให้น้ำนมถั่วเหลืองเป็นเนื้อเดียวกันและถนอมผลิตภัณฑ์
กลิ่นรสถั่วเหลืองและผลของอัลตราซาวนด์
การแปรรูปด้วยอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถปรับกลิ่นรสของวัตถุดิบฐานถั่วเหลืองได้: สามารถผลิตน้ำนมถั่วเหลืองที่มีกลิ่นรสถั่วเข้มข้น ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบของกลุ่มลูกค้าเป้าหมายชาวเอเชีย ขณะที่ผู้บริโภคชาวตะวันตกชอบรสชาติละมุนที่ไม่มีกลิ่นรสถั่ว การปรับพารามิเตอร์ของกระบวนการอัลตราโซนิก (แอมพลิจูด ระยะเวลาการใช้อัลตราโซนิก อุณหภูมิ ความดัน) ทำให้ได้ลักษณะกลิ่นรสที่เข้มข้นหรืออ่อนโยน ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ระบบอัลตราโซนิกเดียวกันเพื่อเลือกผลิตกลิ่นรสถั่วเหลืองที่หลากหลาย เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ประเภทต่าง ๆ ให้ตรงกับความต้องการของตลาดเป้าหมายที่แตกต่างกัน
การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ด้วยอัลตราโซนิก
รสถั่วเหลืองที่เข้มข้นมีความสัมพันธ์หลักกับการทำงานของเอนไซม์ lipoxygenase (LOX) การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ LOX นี้เป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์หลักของระบบแปรรูปสมัยใหม่
Manothermosonication (MTS) – การใช้อัลตราโซนิกภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น – เป็นวิธีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ lipoxygenase (LOX) ได้ การทำงานของ lipoxygenase ทำให้เกิดออกซิเดชันของกรดไขมันและสารสี คลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มสูงทำให้เอนไซม์ เช่น lipoxygenase, peroxidase และ polyphenol oxidase ถูกยับยั้งการทำงานหรือเสียสภาพ
MTS ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์อื่นบางชนิด เช่น lipoxygenase, peroxidase รวมถึง proteases และ lipases จากแบคทีเรียที่ชอบความเย็น (Kuldiloke 2002: 2)
ข้อดีของการผลิตน้ำนมถั่วเหลืองด้วยอัลตราโซนิก
- ผลได้จากการสกัดสูง
- รสชาติที่น่าพึงพอใจ
- ความคงตัวเชิงกล
- ความคงตัวทางจุลชีววิทยา / การถนอมผลิตภัณฑ์
- การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์
- ประสิทธิภาพด้านพลังงาน
ความคงตัวทางจุลชีววิทยาด้วยการถนอมโดยใช้อัลตราโซนิก
อัลตราซาวนด์เพียงอย่างเดียว หรือใช้ร่วมกับความร้อน (thermosonication) หรือความดัน (manosonication) หรือทั้งความร้อนและความดัน (manothermosonication) เป็นที่รู้จักว่าเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ในอาหารหลายชนิด เช่น lipoxygenase, peroxidase และ polyphenol oxidase รวมถึง lipase และ protease ที่ทนความร้อน คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูงทำลายจุลินทรีย์ ทำให้จุลินทรีย์หมดฤทธิ์ และส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีความคงตัวทางจุลชีววิทยา การทำให้จุลินทรีย์ก่อโรคและจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเน่าเสียหมดฤทธิ์ หรือการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ด้วยอัลตราโซนิก มีสาเหตุหลักจากผลทางกายภาพ (คาวิเทชัน แรงเชิงกล) และ/หรือผลทางเคมี
การสกัดและแยกโปรตีนถั่วเหลืองด้วยอัลตราโซนิก
การใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงกับโปรตีนถั่วเหลืองไอโซเลต (SPI) และโปรตีนถั่วเหลืองเข้มข้น (SPC) ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนโปรตีนถั่วเหลืองอย่างมีเป้าหมาย เพื่อให้ได้วัตถุเจือปนอาหารที่มีสมบัติเชิงหน้าที่สูง แนวคิดผลิตภัณฑ์ใหม่มากมายใช้โปรตีนถั่วเหลืองเป็นวัตถุดิบฐาน และการแปรรูปโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพเหนือกว่าในระดับอุตสาหกรรม เช่น สมูททีวีแกนที่ปราศจากผลิตภัณฑ์นม ผลิตภัณฑ์ทดแทนชีส ซุปที่ใช้ครีมถั่วเหลืองเป็นส่วนประกอบหลัก ผลิตภัณฑ์ทาอาหาร และน้ำสลัดเนื้อครีม
การใช้อัลตราโซนิกด้วยเครื่องอัลตราโซนิกกำลังสูง (เช่น UIP2000hdT) ทำให้ค่าการนำไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ เพิ่มความสามารถในการละลายของโปรตีนถั่วเหลืองเข้มข้น เพิ่มพื้นที่ผิวจำเพาะอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งมีความสำคัญต่อเนื้อสัมผัสของอาหาร และเพิ่มค่าดัชนีกิจกรรมการเกิดอิมัลชัน (EAI) เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักด้วยมวล D และเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยปริมาตร–พื้นที่ผิว D ลดลงอย่างมีนัยสำคัญสำหรับโปรตีนถั่วเหลืองไอโซเลต (SPI) และโปรตีนถั่วเหลืองเข้มข้น (SPC)
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแปรรูปโปรตีนถั่วเหลืองทั่วไป การใช้อัลตราโซนิกใช้พลังงานน้อยกว่าและมีประสิทธิภาพด้านเวลามากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบไหลมีประสิทธิภาพสูงในการสกัดและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น ในการแปรรูปน้ำนมถั่วเหลือง,
เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับน้ำนมถั่วเหลืองและผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืช
เครื่องแปรรูปอาหารของ Hielscher Ultrasonics ใช้งานได้หลากหลาย และสามารถติดตั้งหรือปรับติดตั้งเข้ากับสายการผลิตที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย กำลังสูง ความเชื่อถือได้ และความทนทานทำให้เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็น “กำลังหลัก” ในการผลิตวัตถุดิบฐานถั่วเหลือง โซโนโทรดผลิตจากไทเทเนียม ส่วนเครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกและชิ้นส่วนอื่นที่สัมผัสของเหลวผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดอาหาร และสามารถติดตั้งข้อต่อแบบสุขอนามัยได้ จึงช่วยให้สามารถแปรรูปผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้
- ประสิทธิภาพสูง
- เทคโนโลยีล้ำสมัย
- ความเชื่อถือได้และความทนทาน
- การควบคุมกระบวนการที่ปรับได้และแม่นยำ
- แบบแบตช์และแบบอินไลน์
- สำหรับทุกปริมาตร
- ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
- คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น ตั้งโปรแกรมได้ บันทึกข้อมูล ควบคุมระยะไกล)
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- ต้องการการบำรุงรักษาน้อย
- CIP (การทำความสะอาดในระบบโดยไม่ถอดชิ้นส่วน)
การออกแบบ การผลิต และการให้คำปรึกษา – คุณภาพที่ผลิตในเยอรมนี
เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นที่รู้จักอย่างดีในด้านมาตรฐานคุณภาพและการออกแบบที่สูงที่สุด ความทนทานและการใช้งานง่ายช่วยให้สามารถผสานเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher รับมือกับสภาวะที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูงได้อย่างง่ายดาย
Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานสะดวก แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher สอดคล้องกับ CE และเป็นไปตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs
ตารางด้านล่างแสดงขีดความสามารถในการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
| ปริมาตรต่อแบตช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 ถึง 150L | 3 ถึง 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | สูงกว่า | ชุดเครื่อง UIP16000 |
เครื่องแปรรูปอาหารอัลตราโซนิก UIP16000 สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืชในระดับอุตสาหกรรม
ข้อเท็จจริงที่ควรรู้
น้ำนมถั่วเหลือง
น้ำนมถั่วเหลืองเป็นผลิตภัณฑ์ทดแทนนมจากพืช ซึ่งผลิตโดยการสกัดถั่วเหลืองทั้งเมล็ดในน้ำ น้ำนมถั่วเหลืองเป็นอิมัลชันของน้ำและลิพิดจากถั่วเหลือง ซึ่งมีโปรตีนที่ละลายน้ำได้และคาร์โบไฮเดรต ในการเตรียมน้ำนมถั่วเหลืองแบบดั้งเดิมสมัยก่อน จะนำถั่วเหลืองมาแช่ บด กรอง และต้ม น้ำนมถั่วเหลืองที่เตรียมด้วยวิธีนี้มีอายุการเก็บรักษาสั้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ผู้บริโภคในปัจจุบันและวิถีชีวิตสมัยใหม่ต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการเก็บรักษายาวนานขึ้น ซึ่งยังคงปลอดภัยและคงตัวตลอดระยะเวลาการเก็บรักษา สำหรับการผลิตน้ำนมถั่วเหลืองและเครื่องดื่มดังกล่าว การใช้เทคโนโลยี UHT เป็นทางเลือกที่ชัดเจน วิธีนี้ทำให้ได้อายุการเก็บรักษาตั้งแต่หลายเดือนจนถึงหนึ่งปี ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ การเลือกสารทำอิมัลชันและสารทำให้คงตัวอย่างเหมาะสมยังจำเป็นต่อการทำให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์เป็นเนื้อเดียวกัน โดยไม่เกิดการแยกชั้นครีมหรือการตกตะกอนตลอดอายุการเก็บรักษา
การผลิตน้ำนมถั่วเหลืองและเครื่องดื่มจากถั่วเหลือง
น้ำนมถั่วเหลืองผลิตจากถั่วเหลืองทั้งเมล็ดหรือแป้งถั่วเหลืองชนิดไขมันเต็ม ถั่วเหลืองแห้งจะถูกแช่ในน้ำข้ามคืนหรือเป็นเวลาอย่างน้อย 3 ชั่วโมงหรือนานกว่านั้น ระยะเวลาการแช่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำอย่างมาก หลังจากนั้น ถั่วเหลืองที่แช่แล้วจะถูกบดด้วยกระบวนการบดเปียก มีการเติมน้ำเพื่อเพิ่มปริมาณน้ำตามที่ต้องการสำหรับผลิตภัณฑ์น้ำนมถั่วเหลืองขั้นสุดท้าย โดยทั่วไป เครื่องดื่มถั่วเหลืองขั้นสุดท้ายมีโปรตีน 1–4% และสำหรับเครื่องดื่มถั่วเหลืองทั่วไปที่เป็นที่ชื่นชอบของผู้บริโภคชาวตะวันตก มีอัตราส่วนโดยน้ำหนักของน้ำต่อถั่วเหลืองเท่ากับ 20:1 (น้ำนมถั่วเหลืองแบบดั้งเดิมของเอเชียมีอัตราส่วนโดยน้ำหนักของน้ำ : ถั่วเหลืองสูงถึง 5:1) นำส่วนผสมถั่วเหลืองบดกับน้ำมาต้มเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติด้านกลิ่นรส ความสามารถในการย่อย และความคงตัวทางจุลชีววิทยา การให้ความร้อนยับยั้งการทำงานของสารยับยั้งทริปซินในถั่วเหลือง ยับยั้งการทำงานของ lipoxygenase เพื่อให้ได้กลิ่นรสที่อ่อนลง และพาสเจอไรซ์น้ำนมถั่วเหลือง การให้ความร้อนใช้เวลาประมาณ 15–20 นาที จากนั้นกรองเพื่อกำจัดกากที่ไม่ละลายน้ำ เช่น เส้นใยกากถั่วเหลือง / โอคาระ สุดท้าย สามารถปรุงแต่งกลิ่นรสของเครื่องดื่มถั่วเหลืองโดยการเติมน้ำตาล วานิลลา ช็อกโกแลต ผลไม้ หรือกลิ่นรสอื่น ๆ
เครื่องดื่มถั่วเหลืองและโยเกิร์ต
ถั่วเหลืองใช้ผลิตผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น ผลิตภัณฑ์ทดแทนนมและเครื่องดื่มถั่วเหลือง น้ำผลไม้ เครื่องดื่มผสมถั่วเหลือง (โดยเฉพาะในลาตินอเมริกา) รวมถึงโยเกิร์ตถั่วเหลือง เครื่องดื่มและโยเกิร์ตจากถั่วเหลืองเป็นที่นิยมบริโภคอย่างแพร่หลายเพื่อทดแทนผลิตภัณฑ์นมในกลุ่มผู้ที่มีภาวะไม่ทนต่อแลคโตสและผู้บริโภควีแกน แต่ผู้บริโภคยังเลือกผลิตภัณฑ์ถั่วเหลืองเนื่องจากประโยชน์ต่อสุขภาพและรสชาติด้วย
น้ำนมถั่วเหลืองทั่วไปมีองค์ประกอบโดยประมาณดังนี้: โปรตีน 3.6% ไขมัน 2% คาร์โบไฮเดรต 2.9% และเถ้า 0.5% ถั่วเหลืองมีไขมันอิ่มตัวต่ำ ปราศจากคอเลสเตอรอลและแลคโตส นอกจากนี้ ยังมีวิตามินและแร่ธาตุในปริมาณสูง ทำให้การบริโภคถั่วเหลืองมีประโยชน์ต่อสุขภาพอย่างมาก
การใช้อัลตราโซนิกร่วมกับความร้อนและความดัน
Manothermosonication (MTS) คือการใช้อัลตราซาวนด์ร่วมกับความร้อนและความดันโดยให้ผลเสริมฤทธิ์กัน
เอกสารวิชาการ/เอกสารอ้างอิง
- Mauricio A. Rostagno, Miguel Palma, Carmelo G. Barroso (2003): Ultrasound-assisted extraction of soy isoflavones. Journal of Chromatography A, Volume 1012, Issue 2, 2003. 119-128.
- M. Morales-de la Peña, O. Martín-Belloso, J. Welti-Chanes (2018): High-power ultrasound as pre-treatment in different stages of soymilk manufacturing process to increase the isoflavone content. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 49, 2018. 154-160.
- Berk, Z. (1992): Soymilk and related products. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy; Corporate Document Repository: Technology of Production of Edible Flours and Protein Products from Soybeans. Services Bulletin No. 97, Chapter 8. Retrieved 16 January 2017.
- Bourke, P.; Tiwari, B.; O’Donnell, C.; Cullen, P. J. (2010): Effect of ultrasonic processing on food enzymes of industrial importance. Trends in Food Science and Technology, Vol. 21, Issue 7, 2010.