Sữa hạt và các lựa chọn thay thế sữa thực vật là một phân khúc thực phẩm đang phát triển. Đối với việc sản xuất sữa hạt và các chất tương tự sữa thực vật, chiết xuất siêu âm và đồng nhất đã cho thấy lợi thế lớn so với các kỹ thuật thông thường. Siêu âm công suất cao làm tăng năng suất, ổn định sản phẩm, hàm lượng chất dinh dưỡng và hiệu quả chế biến tổng thể.

Năng suất Nutmilk cao hơn với siêu âm công suất

Chiết xuất siêu âm được biết đến như là phương pháp đáng tin cậy và hiệu quả cao để tăng năng suất của các loại dầu có nguồn gốc thực vật, protein, polysaccharides và vi chất dinh dưỡng. Do đó, sonication được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm thay thế sữa thực vật, ví dụ như làm từ hạnh nhân, hạt điều, dừa, hạt phỉ, đậu phộng, vừng, đậu nành, hạt hổ, yến mạch, gạo, cây gai dầu, đậu Hà Lan, quả hồ trăn, quả, rau dền hoặc quinoa. Nguyên liệu thô của sữa hạt và các lựa chọn thay thế sữa thực vật khác thường đắt tiền và năng suất khai thác cao hơn từ các nguyên liệu thô này làm giảm chi phí sản xuất và cải thiện hiệu quả sản xuất.

Khai thác siêu âm làm tăng năng suất như thế nào?

Nguyên tắc làm việc của khai thác siêu âm là cavitation âm thanh. Cơ chế tăng cường chiết xuất của siêu âm tần số thấp, cường độ cao chủ yếu là do hiện tượng sâu răng âm thanh. Khi bong bóng cavitation sụp đổ trên bề mặt của vật liệu thực vật, xói mòn và sonoporation phá vỡ ma trận của các tế bào thực vật (chẳng hạn như hạt chùm, hạt, các loại đậu và lá), dẫn đến sự phá hủy cấu trúc tế bào và giải phóng các chất nội bào như protein, lipid, polysaccharides, chất xơ, vitamin, khoáng chất và phytochemicals. Do đó tăng cường chuyển khối lượng tạo điều kiện giải phóng các phân tử như protein, lipid, polysaccharides và phyto-chemicals.
Lực cắt được tạo ra bằng siêu âm cải thiện sự xâm nhập của dung môi vào ma trận tế bào của vật chất thực vật và cải thiện tính thấm của màng tế bào, tương ứng. (Xin lưu ý rằng thuật ngữ dung môi được sử dụng theo nghĩa rộng và bao gồm bất kỳ chất lỏng nào, ví dụ như nước). Những cơ chế siêu âm công suất này chịu trách nhiệm cho quá trình tăng cường đáng kể đạt được khi siêu âm được áp dụng để khai thác các sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu thực vật. Vì cavitation siêu âm tạo ra các lực mạnh như vậy, nó thúc đẩy sự gián đoạn tế bào hiệu quả cao và trộn lẫn ở cấp độ vĩ mô và vi mô. Hơn nữa, sự xâm nhập dung môi, hòa tan các hợp chất hoạt tính sinh học và chuyển khối lượng được cải thiện đáng kể. Điều này làm cho việc chiết xuất hỗ trợ siêu âm có hiệu quả cao, dẫn đến năng suất chiết xuất vượt trội trong một thời gian quá trình nhanh chóng.

Cải thiện sự ổn định của Nutmilk với siêu âm

Siêu âm cường độ cao, tần số thấp là một phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy để cải thiện sự ổn định vật lý của hệ thống treo cũng như sự ổn định của vi khuẩn của các sản phẩm thực phẩm (ví dụ: sữa hạt và các chất thay thế sữa khác).

Siêu âm cải thiện sự ổn định hóa lý của Nutmilks

Được sử dụng rộng rãi để đồng nhất và nhũ hóa các sản phẩm thực phẩm, siêu âm công suất cao là một kỹ thuật không nhiệt hiệu quả cao để sản xuất các sản phẩm thực phẩm ổn định và đồng nhất cao lâu dài. Đồng nhất siêu âm làm giảm đường kính của các giọt chất béo đến kích thước phút đồng đều và phân tán các hạt rắn như tinh bột, đường và sợi đều. Do đó, đồng nhất siêu âm cải thiện đáng kể hóa lý hạt của sữa hạt và các loại sữa thực vật khác, do đó ngăn chặn sự tách pha không mong muốn.
Lu et al. (2019) điều tra tác động của siêu âm công suất cao đối với nước cốt dừa. Điều trị sonication làm giảm kích thước hạt của nước cốt dừa và đồng nhất sự phân bố của các giọt và chất rắn trong hệ thống. So với nước cốt dừa nhũ hóa cơ học, việc xử lý siêu âm cho thấy ảnh hưởng đáng kể đến sự đồng nhất của hệ thống nhũ tương (p< 0.05). Ngoài ra, người ta đã quan sát thấy rằng sonication thúc đẩy sự đóng gói của amylose vào enzyme amylase trong lớp liên tôn. Iswarin và Permadi (2012) đã điều tra làm thế nào siêu âm ảnh hưởng đến đường kính giọt của đồ uống sữa gốc dừa nghiên cứu các kết hợp khác nhau của cường độ siêu âm. Xử lý siêu âm làm giảm đường kính của kích thước giọt và giảm kích thước tăng ở cường độ siêu âm cao hơn.

Siêu âm cải thiện sự ổn định của vi khuẩn nutmilks

Siêu âm đã được chứng minh là làm giảm tải vi khuẩn trong sữa, nước ép trái cây và các loại thực phẩm lỏng khác. Do đó, thanh trùng siêu âm cũng đã được thông qua cho quá trình bảo quản các lựa chọn thay thế sữa để cải thiện sự ổn định của vi khuẩn trong các chất thay thế sữa thực vật và hạt khác.
Iorio et al. (2019) đã nghiên cứu sự bất hoạt siêu âm của Escherichia coli O157: H7 và Listeria monocytogenes trong sữa hạnh nhân và có thể chứng minh thanh trùng siêu âm gây ra thiệt hại dưới gây chết người cho mầm bệnh, dẫn đến tăng thời hạn sử dụng. Ví dụ, điều trị thanh trùng siêu âm làm giảm đáng kể mức E. coli O157: H7 từ 5,12 xuống còn 3,81 khúc gỗ CFU / mL và giảm tốc độ tăng trưởng (μmax) (từ 1,19 xuống 0,79 (khúc gỗ CFU / mL) / ngày).

Hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn với chiết xuất hạt siêu âm

Các vi chất dinh dưỡng như vitamin, polyphenol và chất chống oxy hóa nằm trong ma trận tế bào của thực vật. Để giải phóng các vi chất dinh dưỡng này một cách hiệu quả, cần có sự gián đoạn tế bào hoàn toàn và trộn vi mô mạnh giữa vật chất tế bào và dung môi. Như đã mô tả ở trên, chiết xuất siêu âm rất hiệu quả trong các tế bào phân hủy và giải phóng lipid, protein, polysaccharides, sợi và phytochemical từ ma trận tế bào. Chiết xuất siêu âm là một phương pháp hiệu quả cao để cô lập toàn bộ lượng phytochemical từ thực vật trong một quá trình chiết xuất nhanh chóng. Việc áp dụng siêu âm công suất cao tạo ra hiệu ứng sâu răng mạnh mẽ, rối loạn / nhiễu loạn, phát trực tuyến chất lỏng tốc độ cao, rửa các chất phytochemical ra khỏi nội thất tế bào. Là một phương pháp chiết xuất không nhiệt, sự suy thoái nhiệt của các vi chất dinh dưỡng nhạy cảm này được ngăn chặn khi sử dụng siêu âm.

Tổng hàm lượng Phenolic (thể hiện dưới dạng eq mg Naringenin / g hạnh nhân) động học có và không có sonication bằng cách sử dụng UIP1000hdT. Chiết xuất siêu âm làm tăng tổng hàm lượng phenolic lên 258%.
Dữ liệu là phương tiện ± SD, n = 3. Siêu âm (màu vàng) so với im lặng (màu cam).
Đồ thị và nghiên cứu: Tabib et al., 2020

Hiệu quả vượt trội trong sản xuất Nutmilk với siêu âm

Năng suất cao hơn, hồ sơ dinh dưỡng được cải thiện và giảm thời gian chế biến chỉ là một vài lợi thế khi nói đến hiệu quả vượt trội của chế biến sữa siêu âm và đồ uống không sữa. Tiêu thụ năng lượng thấp, bảo trì thấp và hoạt động 24/7 là những yếu tố bổ sung góp phần vào hiệu quả tổng thể đặc biệt của xử lý siêu âm. Máy đồng nhất siêu âm hiệu suất cao Hielscher có thể chạy 24/7 dưới nhiệm vụ nặng và xử lý khối lượng lớn ở chế độ dòng chảy liên tục. Bộ xử lý siêu âm Hielscher có hiệu quả năng lượng tổng thể vượt trội. Độ mạnh và bảo trì thấp cũng giữ cho chi phí vận hành thấp.

Nghiên cứu nói gì về chế biến thực phẩm siêu âm

"Siêu âm đã xuất hiện ở một mức độ vô điều kiện trong thập kỷ qua. Nó đã tìm thấy ứng dụng của mình trong ngành công nghiệp nước ép trái cây và đồ uống do hiệu ứng mong muốn đa chức năng của nó. Công nghệ này không tốn kém, đơn giản, đáng tin cậy và thân thiện với môi trường và hiệu quả cao trong việc bảo quản nước ép với các thuộc tính chất lượng nâng cao". (Dolas et al., 2019)

“Sonication là một công nghệ sắp tới có thể nâng cao chất lượng thực phẩm và giảm mất chất dinh dưỡng.” (Cheok et al., 2013)

Bộ xử lý thực phẩm siêu âm cho sản xuất Nutmilk công nghiệp

Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và phân phối hệ thống chế biến thực phẩm siêu âm hiệu suất cao để sản xuất công nghiệp liên tục các loại sữa hạt (như hạt điều, hạnh nhân, hạt phỉ, quả, đậu phộng, nước cốt dừa) và các sản phẩm thay thế sữa thực vật (như gạo, đậu nành, spelt, yến mạch, vừng, hạt lanh, đậu Hà Lan, sữa hạt hổ lên men).
Việc sử dụng chế biến thực phẩm siêu âm mang lại những lợi thế lớn là một phương pháp không nhiệt, hoàn toàn cơ học, dẫn đến các sản phẩm cuối cùng được cải thiện, giảm thời gian chế biến và thân thiện với môi trường hơn.
Hệ thống chế biến thực phẩm siêu âm Hielscher được sử dụng cho các ứng dụng đa dạng là một công nghệ an toàn, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí để sản xuất thực phẩm và đồ uống chất lượng cao. Cài đặt và vận hành tất cả các bộ xử lý siêu âm Hielscher rất đơn giản: Chúng chỉ đòi hỏi ít không gian, có thể dễ dàng trang bị thêm vào các cơ sở xử lý hiện có.
Hielscher Ultrasonics có kinh nghiệm lâu năm trong việc áp dụng siêu âm điện trong thực phẩm & ngành đồ uống cũng như nhiều ngành công nghiệp khác. Bộ vi xử lý siêu âm của chúng tôi được trang bị sonotrodes và tế bào dòng chảy (các bộ phận ướt) dễ làm sạch (CIP tại chỗ / khử trùng tại chỗ). Siêu âm Hielscher’ bộ xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Biên độ cao rất quan trọng để đạt được sự phân bố hạt ahomogeneous và để bất hoạt các vi khuẩn kháng thuốc hơn (ví dụ: vi khuẩn gram dương). Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Tất cả các sonotrodes và lò phản ứng tế bào dòng siêu âm có thể được vận hành dưới nhiệt độ và áp suất cao, cho phép một âm thanh nhiệt-mano-sonication đáng tin cậy (sonication kết hợp với nhiệt độ và áp suất cao) và khai thác và ổn định hiệu quả cao.
Công nghệ tiên tiến, hiệu suất cao và phần mềm tinh vi làm cho Hielscher Ultrasonics’ Ngựa làm việc đáng tin cậy trong dây chuyền khai thác thực phẩm, đồng nhất và thanh trùng của bạn. Với một dấu chân nhỏ và các tùy chọn cài đặt linh hoạt, máy siêu âm Hielscher có thể dễ dàng tích hợp hoặc trang bị retro vào dây chuyền sản xuất hiện có.
Vui lòng liên hệ với chúng tôi để tìm hiểu thêm về các tính năng và khả năng của hệ thống khai thác siêu âm, đồng nhất và thanh trùng của chúng tôi. Chúng tôi rất vui khi được thảo luận về ứng dụng của bạn với bạn!

Bảng dưới đây cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của máy siêu âm: