Hiệu quả và chất lượng vượt trội trong sản xuất sữa hạt với siêu âm

Sữa hạt và các sản phẩm thay thế sữa có nguồn gốc 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, khai thác siêu âm và đồng nhất đã cho thấy những lợi thế lớn so với các kỹ thuật thông thường. Siêu âm công suất cao làm tăng năng suất, độ ổn định của sản phẩm, hàm lượng chất dinh dưỡng và hiệu quả xử lý tổng thể.

Năng suất sữa hạt cao hơn với siêu âm điện

Khai thác siêu âm được biết đến như là phương pháp đáng tin cậy và hiệu quả cao để tăng năng suất của dầu có nguồn gốc thực vật, protein, polysacarit và vi chất dinh dưỡng. Do đó, sonication được sử dụng trong sản xuất các chất thay thế sữa có nguồn gốc thực vật, ví dụ như làm từ hạnh nhân, hạt điều, dừa, quả 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 sản phẩm thay thế sữa thực vật khác thường đắt tiền và năng suất chiết xuất cao hơn từ các nguyên liệu thô này làm giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Làm thế nào để khai thác siêu âm tăng năng suất?

Nguyên tắc làm việc của khai thác siêu âm là cavitation âm thanh. Cơ chế tăng cường khai thác của siêu âm tần số thấp, cường độ cao chủ yếu là do hiện tượng xâm thực âm thanh. Khi bong bóng xâm thực sụp đổ trên bề mặt vật liệu thực vật, xói mòn và sonoporation phá vỡ ma trận của tế bào thực vật (như hạt macerated, hạt, cây họ đậu và lá), dẫn đến sự phá hủy cấu trúc tế bào và giải phóng các chất nội bào như protein, lipid, polysacarit, sợi, vitamin, khoáng chất và chất phytochemical. Do đó, việc chuyển khối lượng tăng cường tạo điều kiện giải phóng các phân tử như protein, lipid, polysacarit và hóa chất thực vật.
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: nước). Những cơ chế của ultrasonics năng lượng chịu trách nhiệm cho quá trình tăng cường đáng kể đạt được khi ultrasonication được áp dụng cho việc khai thác các sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu thực vật. Khi cavitation siêu âm tạo ra lực lượng mạnh mẽ 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 thâm 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 khai thác hỗ trợ siêu âm có hiệu quả cao, dẫn đến năng suất chiết xuất vượt trội trong một thời gian xử lý nhanh chóng.

Cải thiện độ ổn định của Nutmilk với Ultrasonics

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 huyền phù cũng như sự ổn định vi sinh vật của các sản phẩm thực phẩm (ví dụ, sữa hạt và các sản phẩm thay thế sữa khác).

Ultrasonically cải thiện sự ổn định hóa lý của Nutmilks

Được sử dụng rộng rãi để đồng nhất hóa 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 đồng nhất và ổn định lâu dài. Đồng nhất siêu âm làm giảm đường kính của các giọt chất béo để đồng đều kích thước phút và phân tán các hạt rắn như tinh bột, đường và sợi đều. Qua đó, đồng nhất siêu âm cải thiện hóa lý của sữa hạt và các loại sữa có nguồn gốc thực vật khác đáng kể, do đó ngăn chặn sự tách pha không mong muốn.
Lu et al. (2019) điều tra ảnh hưởng của ultrasonication công suất cao đối với nước cốt dừa. Xử lý sonication làm giảm kích thước hạt của nước cốt dừa và đồng nhất hóa sự phân bố 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, nó đã được quan sát thấy rằng sonication thúc đẩy sự đóng gói của amylose vào enzyme amylase trong lớp giao thoa. Iswarin và Permadi (2012) đã điều tra làm thế nào ultrasonication ảnh hưởng đến đường kính giọt của đồ uống sữa dựa trên dừa, nghiên cứu sự 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.

Ultrasonically cải thiện sự ổn định vi sinh vật của Nutmilks

Ultrasonication đã được chứng minh là làm giảm tải lượng vi sinh vật trong sữa, nước ép trái cây và các loại thực phẩm lỏng khác. Do đó, thanh trùng siêu âm cũng đã được áp dụng cho quá trình bảo quản các lựa chọn thay thế sữa để cải thiện sự ổn định của vi sinh vật trong các sản phẩm thay thế sữa có nguồn gốc hạt và thực vật 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 mức 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 đến 3,81 log CFU / mL và giảm tốc độ tăng trưởng (μmax) (từ 1,19 đến 0,79 (log CFU / mL) / ngày).

Hàm lượng chất dinh dưỡng cao hơn với chiết xuất sữa 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 phải phá vỡ hoàn toàn tế bào và trộn vi mô mạnh giữa chất tế bào và dung môi. Như đã mô tả ở trên, khai thác siêu âm rất hiệu quả trong việc phân hủy các tế bào và giải phóng lipid, protein, polysacarit, sợi và phytochemical từ ma trận tế bào. Khai thác siêu âm là một phương pháp hiệu quả cao để cô lập toàn bộ lượng phytochemical từ thực vật trong một quá trình khai thác nhanh chóng. Việc áp dụng siêu âm công suất cao tạo ra hiệu ứng xâm thực mạnh, rối loạn / nhiễu loạn, dòng chất lỏng tốc độ cao, rửa sạch các chất phytochemical ra khỏi bên trong tế bào. Là một phương pháp khai thác 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 (biểu thị bằng eq mg Naringenin / g hạnh nhân) động học có và không có sonication bằng cách sử dụng UIP1000hdt. Khai thác 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).
Biểu đồ và nghiên cứu: Tabib và cộng sự, 2020

Hiệu quả vượt trội trong sản xuất sữa hạt 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 siêu âm sữa hạt và chế biến 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. Hielscher đồng nhất siêu âm hiệu suất cao có thể chạy 24/7 dưới nhiệm vụ nặng nề và xử lý khối lượng lớn trong chế độ dòng chảy liên tục. Bộ vi xử lý siêu âm Hielscher có n hiệu quả năng lượng tổng thể vượt trội. Mạnh mẽ 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 đến một mức độ vô điều kiện trong thập kỷ qua. Nó đã tìm thấy ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp nước ép trái cây và đồ uống do tác dụng mong muốn đa chức năng của nó. Công nghệ này không tốn kém, đơn giản, đáng tin cậy, thân thiện với môi trường và hiệu quả cao trong việc bảo quản nước ép với các thuộc tính chất lượng nâng cao. (Dolas và cộng sự, 2019)

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

Bộ vi xử lý thực phẩm siêu âm cho sản xuất sữa hạt 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, quả phỉ, quả, đậu phộng, nước cốt dừa) và các sản phẩm thay thế sữa có nguồn gốc thực vật (như gạo, đậu nành, đánh vần, yến mạch, vừng, hạt lanh, đậu, sữa hạt hổ lên men).
Việc sử dụng chế biến thực phẩm siêu âm mang lại lợi thế lớn là phương pháp không nhiệt, hoàn toàn cơ học, dẫn đến cải thiện sản phẩm cuối cùng, 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 hoạt động của tất cả các bộ vi 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 chế biến hiện có.
Hielscher Ultrasonics is long-experienced in the application of power ultrasound in the food & beverage industry as well as many other industrial branches. Our ultrasonic processors are equipped with easy-to-clean (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP) sonotrodes and flow-cells (the wet parts). Hielscher Ultrasonics’ Bộ vi 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 không đồng nhất và làm bất hoạt các vi khuẩn kháng thuốc nhiều 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 chảy siêu âm có thể được vận hành dưới nhiệt độ và áp suất cao, cho phép một 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.
State-of-the-art technology, high-performance and sophisticated software make Hielscher Ultrasonics’ Ngựa làm việc đáng tin cậy trong dây chuyền chiết xuất, đồng nhất và thanh trùng thực phẩm của bạn. Với một dấu chân nhỏ và các tùy chọn cài đặt linh hoạt, Hielscher ultrasonicators có thể dễ dàng tích hợp hoặc retro-trang bị 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, đồng nhất và thanh trùng siêu âm của chúng tôi. Chúng tôi rất vui được thảo luận về ứng dụng của bạn với bạn!

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: