Превосходна ефективність і якість у виробництві горіхового молока за допомогою ультразвуку

Горіхове молоко та рослинні альтернативи молоку є зростаючим сегментом харчової промисловості. Для виробництва горіхового молока та рослинних аналогів молока ультразвукова екстракція та гомогенізація продемонстрували значні переваги порівняно з традиційними методами. Ультразвук високої потужності підвищує вихід, стабільність продукту, вміст поживних речовин та загальну ефективність обробки.

Вищий вихід горіхового молока за допомогою потужного ультразвуку

Ультразвукова екстракція відома як надійний і високоефективний метод збільшення виходу олії, білків, полісахаридів та мікроелементів рослинного походження. Тому ультразвукова обробка використовується у виробництві рослинних замінників молока, наприклад, виготовлених з мигдалю, кеш’ю, кокосу, ліщини, арахісу, кунжуту, сої, тигрового горіха, вівса, рису, конопель, гороху, фісташок, волоських горіхів, амаранту або кіноа. Сировина для горіхового молока та інших рослинних альтернатив молоку часто є дорогою, а вищий вихід екстракції з цієї сировини знижує виробничі витрати та підвищує ефективність виробництва.

Як ультразвукова екстракція збільшує вихід?

Принцип дії ультразвукової екстракції полягає в акустичній кавітації. Механізм інтенсифікації екстракції за допомогою низькочастотного ультразвуку високої інтенсивності переважно пояснюється явищем акустичної кавітації. Коли кавітаційні бульбашки руйнуються на поверхні ботанічного матеріалу, ерозія та сонопорація руйнують матрицю рослинних клітин (таких як подрібнені горіхи, насіння, бобові та листя), що призводить до руйнування клітинної структури та вивільнення внутрішньоклітинних речовин, таких як білки, ліпіди, полісахариди, волокна, вітаміни, мінерали та фітохімічні речовини. Таким чином, інтенсифікований масоперенос сприяє вивільненню молекул, таких як білки, ліпіди, полісахариди та фітохімічні речовини.
Зсувні сили, що генеруються ультразвуком, покращують проникнення розчинника в клітинну матрицю ботанічної речовини та відповідно підвищують проникність клітинних мембран. (Зверніть увагу, що термін «розчинник» використовується в широкому значенні та включає будь-яку рідину, наприклад, воду). Ці механізми потужного ультразвуку відповідають за значну інтенсифікацію процесу, досягнуту при застосуванні ультразвукової обробки для екстракції харчових продуктів з ботанічної сировини. Оскільки ультразвукова кавітація генерує такі інтенсивні сили, вона забезпечує високоефективне руйнування клітин та змішування на макро- та мікрорівні. Крім того, проникнення розчинника, розчинення біоактивних сполук та масоперенос суттєво покращуються. Це робить ультразвукову екстракцію високоефективною, забезпечуючи кращі виходи екстракту за короткий час процесу.

Покращена стабільність горіхового молока за допомогою ультразвуку

Ультразвукова обробка високої інтенсивності та низької частоти є ефективним і надійним методом покращення фізичної стабільності суспензій, а також мікробної стабільності харчових продуктів (наприклад, горіхового молока та інших замінників молока).

Фізико-хімічна стабільність горіхового молока, покращена ультразвуком

Широко використовується для гомогенізації та емульгування харчових продуктів, високоефективний ультразвук є високоефективною нетермічною технологією для виробництва високосаморідних і довгостійко стабільних харчових продуктів. Ультразвукова гомогенізація зменшує діаметр крапель жиру до однорідного мізерного розміру та рівномірно диспергує тверді частинки, такі як крохмаль, цукри та волокна. Таким чином, ультразвукова гомогенізація значно покращує фізико-хімічні властивості горіхового молока та інших рослинних замінників молока, запобігаючи небажаному фазовому розшаруванню.
Lu et al. (2019) досліджують вплив високоефективної ультразвукової обробки на кокосове молоко. Ультразвукова обробка зменшила розмір частинок кокосового молока та гомогенізувала розподіл крапель і твердих речовин у системі. Порівняно з кокосовим молоком, емульгованим механічним способом, ультразвукова обробка показала значний вплив на однорідність емульсійної системи (p < 0,05). Крім того, було спостережено, що ультразвукова обробка сприяла інкапсуляції амілози в фермент амілазу в міжфазному шарі.
Iswarin and Permadi (2012) досліджували, як ультразвукова обробка впливає на діаметр крапель кокосових молочних напоїв, вивчаючи різні комбінації інтенсивності ультразвуку. Ультразвукова обробка зменшила діаметр крапель, а зменшення розміру зростало при вищій інтенсивності ультразвуку.

Ультразвукове покращення мікробної стабільності горіхового молока

Було доведено, що ультразвукова обробка зменшує мікробне навантаження у молочних продуктах, фруктових соках та інших рідких харчових продуктах. Тому ультразвукова пастеризація також була адаптована до процесу консервації замінників молока для покращення мікробної стабільності у горіхових та інших рослинних замінниках молока.
Iorio et al. (2019) досліджували ультразвукову інактивацію Escherichia coli O157:H7 та Listeria monocytogenes в мигдалевому молоці та змогли продемонструвати, що ультразвукова пастеризація спричиняє сублетальне пошкодження патогенів, що призводить до збільшення терміну придатності. Наприклад, ультразвукова пастеризація значно зменшила рівень E. coli O157:H7 з 5,12 до 3,81 log CFU/mL та знизила швидкість росту (µmax) (з 1,19 до 0,79 (log CFU/mL)/день).

Вищий вміст поживних речовин при ультразвуковій екстракції горіхового молока

Мікроелементи, такі як вітаміни, поліфеноли та антиоксиданти, розташовані в клітинній матриці рослин. Для ефективного вивільнення цих мікроелементів необхідне повне руйнування клітин та інтенсивне мікромішування між клітинною масою та розчинником. Як зазначено вище, ультразвукова екстракція є дуже ефективною для розриву клітин та вивільнення ліпідів, білків, полісахаридів, волокон та фітохімічних речовин з клітинної матриці. Ультразвукова екстракція є високоефективним методом ізоляції повної кількості фітохімічних речовин з ботанічних матеріалів у швидкому процесі екстракції. Застосування високоефективного ультразвуку створює сильні ефекти кавітації, збурення / турбулентність, високосхвидкісний потік рідини, які вимивають фітохімічні речовини з внутрішньої частини клітини. Оскільки це нетермічний метод екстракції, термічна деградація цих чутливих мікроелементів запобігається при використанні ультразвукової обробки.

Кінетика загального фенольного вмісту (виражено як екв. mg Naringenin/g мигдалю) з ультразвуковою обробкою та без неї, використовуючи UIP1000hdT. Ультразвукова екстракція збільшила загальний фенольний вміст на 258 %.
Дані є середніми значеннями ± SD, n = 3. Ультразвук (жовтий) проти тиші (помаранчевий).
Графік та дослідження: Tabib et al., 2020

Вища ефективність у виробництві горіхового молока за допомогою ультразвуку

Вищі виходи, покращений харчовий профіль і скорочена тривалість обробки – це лише кілька переваг, коли йдеться про надзвичайну ефективність ультразвукової обробки горіхового молока та безмолочних напоїв. Низьке енергоспоживання, низьке технічне обслуговування та цілодобова робота (24/7) є додатковими факторами, які сприяють винятковій загальній ефективності ультразвукової обробки. Високопродуктивні ультразвукові гомогенізатори Hielscher можуть працювати 24/7 в умовах інтенсивного навантаження та обробляти великі обсяги в режимі безперервного потоку. Ультразвукові процесори Hielscher мають виняткову загальну енергоефективність. Надійність і низьке технічне обслуговування також зберігають експлуатаційні витрати низькими.

Що дослідження кажуть про ультразвукову обробку харчових продуктів

“Ультразвук безумовно набув поширення в останнє десятиліття. Він знайшов своє застосування в індустрії фруктових соків та напоїв завдяки своїм багатофункціональним бажаним ефектам. Ця технологія є недорогою, простою, надійною, екологічно безпечною та високоефективною для консервації соків із покращеними якісними характеристиками.” (Dolas et al., 2019)

“Ультразвукова обробка – це перспективна технологія, яка може підвищити якість харчових продуктів і зменшити втрати поживних речовин.” (Cheok et al., 2013)

Ультразвукові харчові процесори для промислового виробництва горіхового молока

Hielscher Ultrasonics розробляє, виробляє та постачає високоефективні системи ультразвукової обробки харчових продуктів для безперервного промислового виробництва горіхового молока (такого як кеш’ю, мигдалеве, лісовогоріхове, волоське, арахісове, кокосове молоко) та рослинних замінників молока (таких як рисове, соєве, спельтове, вівсяне, кунжутне, лляне, горохове, ферментоване молоко з тигрового горіха).
Використання ультразвукової обробки харчових продуктів пропонує суттєві переваги, оскільки це нетермічний, суто механічний метод, який призводить до покращення кінцевих продуктів, зменшує час обробки та є більш екологічно безпечним.
Системи ультразвукової обробки харчових продуктів Hielscher використовуються для різноманітних застосувань, будучи безпечною, надійною та економічно ефективною технологією для виробництва високоякісних харчових продуктів і напоїв. Монтаж та експлуатація всіх ультразвукових процесорів Hielscher є простими: вони потребують лише небагато місця, їх можна легко інтегрувати в існуючі виробничі потужності.
Hielscher Ultrasonics має багаторічний досвід у застосуванні потужного ультразвуку в харчовій та напоїв промисловості, а також у багатьох інших галузях промисловості. Наші ультразвукові процесори оснащені легкими для очищення (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) сонотродами та проточними комірками (мокрі частини). Промислові ультразвукові процесори Hielscher Ultrasonics можуть забезпечувати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200µm можна легко підтримувати безперервно в режимі роботи 24/7. Високі амплітуди важливі для досягнення однорідного розподілу частинок та інактивації більш стійких мікробів (наприклад, грам-позитивних бактерій). Для ще вищих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Всі сонотроди та ультразвукові реактори з проточними комірками можуть працювати при підвищених температурах і тисках, що дозволяє здійснювати надійну термо-мано-ультразвукову обробку (ультразвукова обробка в поєднанні з підвищеною температурою та тиском) та високоефективну екстракцію та стабілізацію.
Сучасні технології, висока продуктивність та вдосконалене програмне забезпечення роблять Hielscher Ultrasonics надійними робочими конями у вашій лінії екстракції, гомогенізації та пастеризації харчових продуктів. Завдяки компактним розмірам та різноманітним варіантам встановлення, ультразвукові апарати Hielscher можна легко інтегрувати або дооснащувати в існуючі виробничі лінії.
Зв’яжіться з нами, щоб дізнатися більше про характеристики та можливості наших систем ультразвукової екстракції, гомогенізації та пастеризації. Ми будемо раді обговорити з вами ваше застосування!

Нижче наведена таблиця дає вам уявлення про приблизну продуктивність обробки наших ультразвукових апаратів: