Гомогенізація соків і смузі за допомогою потужного ультразвуку

Соки, смузі та напої потребують надійної й ефективної гомогенізації для забезпечення бажаного смаку й текстури, а також тривалої стабільності. Ультразвукові гомогенізатори з високою інтенсивністю зсуву широко застосовують у харчовій промисловості та виробництві напоїв для отримання соків, напоїв, пюре й соусів вищої якості. Як нетермічний метод обробки, ультразвукова гомогенізація з високою інтенсивністю зсуву запобігає термічному руйнуванню вітамінів і біоактивних сполук, водночас забезпечуючи виняткову стабільність і гладкість текстури.

Ультразвукова гомогенізація соків, смузі та напоїв з високою інтенсивністю зсуву

Підвищення стабільності за допомогою ультразвуку – запобігання розділенню фаз і седиментації: М’якоть фруктів і овочів подрібнюється на дрібні частинки, що забезпечує високу стабільність, запобігає седиментації та надає гладкої текстури.
Ультразвукова модифікація в’язкості й текстури соку: Фрукти й овочі, як-от яблука, морква, апельсини, грейпфрути, лимони та помідори, багаті на пектини. Пектини – це полісахариди, які виконують функцію природного стабілізатора. Ультразвукові гомогенізатори екстрагують пектини з клітинної матриці та вивільняють їх у сік, тим самим підвищуючи в’язкість і стабільність. Тому ультразвукові гомогенізатори чудово підходять для використання природних стабілізаторів, таких як пектини.
Покращення фітонутрієнтного профілю завдяки ультразвуковій екстракції: Ультразвукові гомогенізатори руйнують клітинні матриці та сприяють вивільненню утримуваних у них молекул, таких як вітаміни, антиоксиданти, поліфеноли й флавоноїди, у соковий продукт. Завдяки цьому під час споживання фітонутрієнти стають більш біодоступними та доступними для засвоєння.
Посилення смакового профілю завдяки ультразвуковій обробці: Ультразвукові гомогенізатори з високою інтенсивністю зсуву вивільняють не лише пектини, а й смакоароматичні молекули, ефірні олії, природні цукри та фітонутрієнти. (Щодо покращення поживного профілю за допомогою ультразвуку див. наведене нижче дослідження). Ультразвукова екстракція вивільняє біоактивні молекули, такі як смакоароматичні сполуки й вітаміни, з клітинної матриці та тим самим робить їх доступними для смакових рецепторів споживача.
Посилення інтенсивності кольору завдяки ультразвуковій обробці: Рослинні пігменти також містяться в клітинній матриці рослин. Ультразвукові гомогенізатори вивільняють рослинні пігменти, такі як каротиноїди, хлорофіл, беталаніни й антоціани, та зменшують розмір їхніх частинок. Менші частинки пігментів краще розсіюють світло, ніж більші, і завдяки цьому забезпечують інтенсивніший колір соку, пюре або соусу.

Ультразвукова гомогенізація соків – численні переваги

Ультразвукові гомогенізатори з високими зсувними силами надійно й ефективно змішують такі напої, як фруктові соки, нектари, овочеві соки, смузі, лимонади з додаванням фруктів, ароматизовані молочні напої, протеїнові коктейлі, напої з додаванням екстрактів тощо.
Під час екстрагування та віджимання соку ультразвукова обробка може збільшувати його вихід. Наприклад, ультразвукова обробка збільшила вихід виноградного соку до 3,4 %, водночас скоротивши тривалість обробки втричі. Ультразвукова обробка в поєднанні з ферментативною обробкою також збільшила вихід соку до 2 % і скоротила тривалість обробки більш ніж учетверо порівняно з традиційною ферментативною обробкою. Послідовне застосування ультразвуку та ферментативної обробки збільшило вихід соку до 7,3 %. Аналогічно, у виробництві ананасового соку застосування лише ультразвукової обробки збільшило вихід соку з ананасової мезги на 10,8 %. Ультразвукова обробка також підвищила вміст цукрів, загальних кислот, фенольних сполук і вітаміну C. (див. Baslar et al. 2015)
Виробництво напоїв, як-от соків, лимонадів із додаванням соку та інших напоїв, потребує надійної гомогенізації та емульгування для забезпечення стабільності, поліпшення смаку й текстури, привабливого зовнішнього вигляду та кращих функціональних властивостей. Наприклад, ультразвукова гомогенізація забезпечує виняткову стабільність, запобігає розділенню фаз і поліпшує смак та текстуру соків, смузі, а також напоїв на основі молока й білків. Крім того, ультразвукові гомогенізатори з високими зсувними силами легко емульгують різні інгредієнти для отримання прозорих емульсій. Поширеним застосуванням ультразвукового емульгування є приготування води та напоїв із додаванням канабісу. Прозорі напої на водній основі та інші напої можна збагачувати стабільними канабіноїдами (наприклад, CBD, CBG, THC) за допомогою ультразвуку. Щоб отримати прозорі емульсії з високою біодоступністю активних сполук, біоактивні сполуки необхідно емульгувати до нанорозміру. Ультразвукове емульгування є кращим методом отримання наноемульсій із прозорим зовнішнім виглядом, винятковою стабільністю, біодоступністю та функціональними властивостями. Тому ультразвукове наноемульгування широко застосовують у виробництві фармацевтичних препаратів і добавок (наприклад, настоянок CBD тощо).
Водночас ультразвукові гомогенізатори екстрагують молекули смакоароматичних речовин, біоактивні сполуки та фітонутрієнти, підвищуючи їхню біодоступність і доступність для засвоєння. Крім того, ультразвукові гомогенізатори розчиняють цукри, сиропи або підсолоджувачі, а також диспергують і гідратують камеді, крохмалі та інші добавки з утворенням суспензій, стабільних протягом тривалого часу. Один ультразвуковий пристрій Hielscher забезпечує виконання різноманітних завдань гомогенізації, наноемульгування, екстракції, диспергування, розчинення, гідратації та змішування у вашому виробництві соків і напоїв.

Вплив ультразвукової обробки за допомогою UP400S за амплітуди 100μm на мікроструктуру яблучного соку.
Дослідження та зображення: Ertugay & Baslar, 2014

Приклад дослідження: поліпшений поживний склад апельсинового соку після ультразвукової обробки

Ультразвукова гомогенізація з високими зсувними силами – це нетермічний метод консервування та обробки харчових продуктів, перевагою якого є поліпшення стабілізації та інактивація мікроорганізмів у фруктових соках без типових небажаних побічних ефектів, пов’язаних із традиційною термічною обробкою. Guerrouj et al. (2016) досліджували вплив ультразвукової обробки на загальний вміст фенольних сполук і флавоноїдів, а також на каротиноїди й аскорбінову кислоту (вітамін C) в апельсиновому соку за допомогою гомогенізатора Hielscher Ultrasonics UP200S. Вони виявили значне збільшення загального вмісту фенольних сполук у зразках апельсинового соку після ультразвукової обробки порівняно з контролем (див. таблицю нижче). Після ультразвукової обробки протягом 30 min цей вміст зріс із 42,74 до 69,45mg GAE/100 ml. Ці результати свідчать про значне збільшення вмісту фенольних сполук під час ультразвукової обробки.
Результати визначення здатності апельсинового соку нейтралізувати вільні радикали DPPH також наведено в таблиці нижче. Зразки після ультразвукової обробки показали значне збільшення відсотка інгібування DPPH порівняно з контролем, що вказує на вищий рівень антиоксидантів. Відсоток інгібування DPPH становив 37,48%, 35,70%, 34,70% і 35,21% у зразках, оброблених ультразвуком протягом 1, 10, 20 і 30 min відповідно, порівняно з контрольними зразками (21,67%). Ці дані узгоджуються з результатами, отриманими для соку лайма кастурі після ультразвукової обробки (Bhat et al., 2011). Ці результати вказують на те, що ультразвукова обробка підвищує здатність антиоксидантних сполук до екстрагування.
Дослідники дійшли висновку, що ультразвукова обробка апельсинового соку спричинила загальне підвищення вмісту біоактивних сполук, зокрема загальних фенольних сполук, флавоноїдів, каротиноїдів, антоціанів та аскорбінової кислоти, зі значним зменшенням кількості мікроорганізмів.

Ультразвукові зонди та проточні комірки для гомогенізації соків

Hielscher Ultrasonics – виробник із багаторічним досвідом виготовлення високопродуктивних ультразвукових гомогенізаторів, які використовують у всьому світі для промислового виробництва фруктових і овочевих соків, нектарів, смузі, протеїнових напоїв, а також пюре та соусів. Надійна й ефективна гомогенізація фруктових соків, напоїв і харчових продуктів є складним завданням, для якого потрібні потужні ультразвукові зонди, що створюють коливання зі сталою амплітудою та забезпечують достатній зсув для отримання однорідних харчових продуктів і напоїв. Усі ультразвукові пристрої Hielscher спроєктовано та виготовлено для роботи в режимі 24/7 за повного навантаження. Доступні ультразвукові процесори від компактних лабораторних ультразвукових апаратів потужністю 50 ват до потужних проточних ультразвукових систем на 16 000 ват. Широкий вибір амплітудних підсилювачів, сонотродів і проточних комірок дає змогу індивідуально конфігурувати ультразвуковий гомогенізатор із високими зсувними силами відповідно до сировини (наприклад, фруктів, овочів, інших інгредієнтів тощо) та бажаних властивостей кінцевого продукту.
Hielscher Ultrasonics виготовляє високопродуктивні ультразвукові зонди, які можна цілеспрямовано налаштовувати для забезпечення повного діапазону амплітуд – від дуже низьких до дуже високих. Якщо ваша гомогенізація потребує нестандартних технічних характеристик (наприклад, поєднання з підвищеним тиском та/або підвищеною температурою), доступні ультразвукові сонотроди, виготовлені за індивідуальним замовленням. Міцність ультразвукового обладнання Hielscher забезпечує роботу в режимі 24/7 за високих навантажень і в складних умовах.

Ультразвукова гомогенізація соків у періодичному та проточному режимах

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher з високими зсувними силами можна використовувати для періодичної та безперервної ультразвукової обробки в потоці. Залежно від об’єму напою та швидкості обробки ми порекомендуємо вам найвідповіднішу конфігурацію ультразвукового обладнання.
Подача кількох потоків сировини, які можна незалежно дозувати в систему безперервної ультразвукової гомогенізації, забезпечує високу ефективність гомогенізації в потоці з використанням ультразвукової обробки з високими зсувними силами щодо витрат часу та праці, зручність і можливість обробляти промислові об’єми соків і напоїв.

Ультразвукові зонди та проточні комірки для будь-якого об’єму

Асортимент Hielscher Ultrasonics охоплює весь спектр ультразвукових процесорів: від компактних лабораторних ультразвукових апаратів через настільні та пілотні системи до повністю промислових ультразвукових процесорів, здатних щогодини обробляти об’єми, що відповідають вантажу кількох вантажівок. Повний асортимент продукції дає нам змогу запропонувати вам ультразвукове обладнання, яке найкраще відповідає вашому напою чи харчовому продукту, запланованій продуктивності процесу та виробничим цілям.

Точно керовані амплітуди для оптимальних результатів

Усі ультразвукові гомогенізатори Hielscher піддаються точному керуванню і завдяки цьому є надійними робочими інструментами. Амплітуда – один із ключових параметрів процесу, що впливають на ефективність і результативність таких механічних ефектів ультразвуку, як гомогенізація, емульгування, екстракція, гідратація, розчинення та консервування. Усі процесори Hielscher Ultrasonics дають змогу точно встановлювати амплітуду. Сонотроди та підсилювачі амплітуди – це допоміжне приладдя, яке дає змогу змінювати амплітуду в ще ширшому діапазоні. Промислові ультразвукові гомогенізатори Hielscher з високими зсувними силами можуть забезпечувати дуже високі амплітуди та необхідну інтенсивність ультразвуку для складних застосувань. Роботу з амплітудами до 200µm можна легко підтримувати безперервно в режимі 24/7.
Точне налаштування амплітуди та постійний моніторинг параметрів ультразвукового процесу за допомогою інтелектуального програмного забезпечення дають вам змогу обробляти сік, напій чи харчовий продукт в оптимізованих умовах. Оптимальна ультразвукова обробка для найефективнішої гомогенізації соків!

Ультразвукові апарати Hielscher широко використовують для гомогенізації таких напоїв, як

• соки
• смузі
• фруктові та овочеві пюре
• молочні напої з фруктами
• напої комбуча

Міцність ультразвукових апаратів Hielscher дає змогу працювати в режимі 24/7 за інтенсивних навантажень і в складних умовах. Це робить ультразвукові апарати Hielscher надійним робочим інструментом, що відповідає вашим вимогам до виробництва харчових продуктів і напоїв.

Найвища якість – розроблено та виготовлено в Німеччині

Як сімейне підприємство, яким керує родина власників, Hielscher надає першочергового значення найвищим стандартам якості своїх ультразвукових процесорів. Усі ультразвукові апарати розробляють, виготовляють і ретельно випробовують у нашій штаб-квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Міцність і надійність ультразвукового обладнання Hielscher роблять його витривалим робочим інструментом на вашому виробництві. Робота в режимі 24/7 під повним навантаженням і в складних умовах є природною характеристикою ультразвукових гомогенізаторів Hielscher з високими зсувними силами.

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових апаратів: