الموجات فوق الصوتية وتطبيقاتها المتعددة في تجهيز الأغذية
توفر الموجات فوق الصوتية القوية إمكانيات متعددة لتطبيقات معالجة الأغذية الفعالة والموثوقة. تشمل التطبيقات الأكثر شيوعا في صناعة المواد الغذائية الخلط & التجانس ، الاستحلاب ، التشتت ، تعطيل الخلايا واستخراج المواد داخل الخلايا ، تنشيط أو إلغاء تنشيط الإنزيمات (التي تعتمد على شدة الموجات فوق الصوتية) ، الحفظ ، التثبيت ، الذوبان والتبلور ، الهدرجة ، تطرية اللحوم ، النضج ، الشيخوخة والأكسدة ، وكذلك التفريغ والتجفيف بالرش.
نقدم لكم أدناه لمختلف التطبيقات المختارة من sonicators Hielscher في تجهيز الأغذية. يرجى النقر على الروابط المحددة للحصول على معلومات متعمقة حول تطبيق اهتمامك!
استخراج النكهات والمركبات النشطة بيولوجيا باستخدام الموجات فوق الصوتية
الموجات فوق الصوتية هي طريقة معروفة وموثوقة عندما يتعلق الأمر باستخراج المواد داخل الخلايا.
انقر هنا لقراءة المزيد عن تحلل بالموجات فوق الصوتية & إستخلاص وأمثلة على استخراج المركبات النشطة بالموجات فوق الصوتية من زعفران, قهوة, كيف, عيش الغراب أو طحالب!
التخمير بالموجات فوق الصوتية للزبادي
الزبادي هو منتج حليب مخمر يمكن إنتاجه عن طريق الحليب وحده أو عن طريق إضافة الثقافات البكتيرية. سلالات Bifidobacteria (مثل BB-12 ، BB-46 ، B breve) هي البروبيوتيك الشائعة المستخدمة في تخمير الزبادي. التجويف بالموجات فوق الصوتية المطبق على الخلايا البكتيرية يمكن أن يسبب تدميرها وفي الوقت نفسه ، إطلاق β-galactosidase. β-galactosidase هو إنزيم هيدرولاز يستخدم بكثافة في صناعة معالجة الحليب. يتم تسريع التخمير بمساعدة الموجات فوق الصوتية بسبب التحلل المائي الأسرع للاكتوز الناتج عن الإطلاق المستحث بالموجات فوق الصوتية ل β-galactosidase من خلايا bifidobacter.
يؤثر التجانس بالموجات فوق الصوتية على كسر كريات دهون الحليب وتوزيع دقيق الحجم.
الموجات فوق الصوتية يمكن أن تؤدي إلى تفاقم معدل التخمير (تقليل إجمالي وقت الإنتاج بنسبة تصل إلى 40 ٪) وتحسين خصائص جودة الزبادي ، مما يؤدي إلى ارتفاع اللزوجة ، تخثر أقوى والملمس متفوقة.
تستخدم المجانسات بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في معالجة الأغذية. تشمل التطبيقات النموذجية الاستخراج والخلط والاستحلاب والشيخوخة / النضج.
التجانس بالموجات فوق الصوتية للحليب
الحليب (مثل حليب البقر أو الجاموس أو الماعز أو الإبل) هو مستحلب أو نظام غرواني يتكون من كريات الزبدة داخل سائل مائي يحتوي على الكربوهيدرات الذائبة والبروتينات والمعادن. نظرا لأن الدهون والماء يميلان إلى الانفصال إلى مرحلتين ، يجب تجانس الحليب للحصول على منتج متساو. التجانس يعني التوزيع المتساوي لجزيئات الدهون في سائل الحليب. الموجات فوق الصوتية هي طريقة معروفة تستخدم في تطبيقات مختلفة في معالجة الألبان. ينتج عن العلاج بالموجات فوق الصوتية للحليب كريات دهنية متجانسة ، يتم توزيعها بشكل متساو وموحد. التجانس بواسطة الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة فعال أيضا لبدائل الحليب (النباتية / الخالية من منتجات الألبان) المشتقة من النباتات مثل حليب جوز الهند أو حليب الصويا.
تظهر دراسة Sfakianakis and Tzia (2012) أن التجانس بالموجات فوق الصوتية يقلل من حجم كريات دهون الحليب (MFG). تظهر الصور المجهرية أدناه آثار الصوتنة على حجم قطرات الدهون في الحليب. لم يكن للسعة المنخفضة (150 واط) تأثير تجانس مرض (الشكل 2) ؛ كان حجم MFG وتوزيعه مشابها للحليب غير المعالج (قارن الشكل 1 و 2). الموجات فوق الصوتية متوسطة السعة (267.5 ، 375 واط) كان لها تأثير تجانس جيد ؛ كان متوسط قطر MFG 2 ميكرومتر (الشكل 3 ، 4). خفضت الموجات فوق الصوتية ذات السعة العالية (750 واط) حجم MFG بشكل حاسم (الشكل 6) ، مما يجعلها بالكاد مرئية في المجهر الضوئي (تكبير 100x) ؛ كان متوسط حجم قطرها 0.3 ميكرومتر.
الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة هي تقنية تجانس خفيفة غير حرارية. Sfakianakis et al. (2011) تظهر تأثير التجانس بالموجات فوق الصوتية المثير للإعجاب على الحليب.
Chandrapala et al. (2012) التحقيق في تأثير الموجات فوق الصوتية على الكازين والكالسيوم. قاموا بتطبيق الموجات فوق الصوتية (20 كيلو هرتز) على عينات من الحليب الخالي من الدسم الطازج ، والكازين micellar المعاد تشكيله ، ومسحوق الكازين. قاموا بصوتنة العينات حتى تم تقليل كريات دهون الحليب إلى حوالي 10 نانومتر. يظهر تحليل الحليب الصوتي أن حجم مذيلات الكازين لم يتغير. كما حدثت زيادة طفيفة في بروتين مصل اللبن القابل للذوبان وانخفاض مماثل في اللزوجة خلال الدقائق القليلة الأولى من صوتنة. تم تحديد الدراسة أن مذيلات الكازين مستقرة أثناء صوتنة وأن تركيز الكالسيوم القابل للذوبان لا يتأثر بالعلاج بالموجات فوق الصوتية. [شاندرابالا وآخرون 2012]
تبلور السكر بالموجات فوق الصوتية للحلويات
صوتنة تسيطر عليها يسمح لبدء البذر البلوري (إنشاء النوى) والتأثير على نمو البلورة. تحت التشعيع بالموجات فوق الصوتية ، يتم تشكيل بلورات أصغر وبالتالي أكثر. يساعد الموجات فوق الصوتية عملية التبلور بطريقتين: أولا ، تعد الموجات فوق الصوتية القوية أداة فعالة للغاية لإنشاء حل متساو ، وهو مادة البداية للتبلور. في المرحلة الثانية ، يدعم الموجات فوق الصوتية تكوين عدد كبير من النوى. في حين أن النواة الضعيفة تخلق عددا أقل من البلورات الكبيرة ، فإن النوى الفعالة تشكل كمية كبيرة من البلورات الصغيرة ذات الحجم الدقيق. في المجال الصوتي ، يصبح من الممكن حتى بدء نواة السكريات التي تنفر عادة من التبلور (مثل D-fructose ، السوربيتول).
التعديل بالموجات فوق الصوتية للتبلور مثير للاهتمام لصياغة الحلوى والحلويات وينتشر والآيس كريم والكريمة المخفوقة والشوكولاته.
الموجات فوق الصوتية UIP4000hdT هو معالج طعام قوي 4kW لإنتاج الأغذية الصناعية مثل استخراج البكتين والنكهة وكذلك التجانس.
هدرجة زيوت الطعام بالموجات فوق الصوتية
هدرجة الزيوت النباتية هي عملية صناعية مهمة على نطاق واسع. عن طريق الهدرجة ، يتم تحويل الزيوت النباتية السائلة إلى دهون صلبة أو شبه صلبة (مثل السمن). كيميائيا ، يتم تحويل الأحماض الدهنية غير المشبعة خلال تحفيز نقل المرحلة تفاعل الهدرجة مع الأحماض الدهنية المشبعة المقابلة لها عن طريق إضافة ذرات الهيدروجين عند الروابط المزدوجة. يمكن تسريع هذه العملية التحفيزية عن طريق الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة. النيكل هو العامل الحفاز الشائع الاستخدام. تستخدم الدهون المهدرجة على نطاق واسع كعوامل تقصير في منتجات المخابز. ميزة الدهون المشبعة هي انخفاض ميلها إلى الأكسدة وبالتالي انخفاض خطر النتانة.
تسييل العسل بالموجات فوق الصوتية
تقدم الموجات فوق الصوتية طريقة فعالة غير حرارية ، بلورات في العسل لتسييل الخميرة وتدميرها ، دون التأثير على جودة العسل.
انقر هنا لمعرفة المزيد!
تثبيت بالموجات فوق الصوتية للعصائر والعصائر
كتقنية لمعالجة الأغذية غير الحرارية ، توفر الموجات فوق الصوتية علاجا خفيفا ولكنه فعال يكثف النكهات ويثبت ويحافظ على العصائر والعصائر والصلصات والمهروس. تشمل نتائج علاجات العصير بالموجات فوق الصوتية تحسين النكهات والاستقرار والحفظ.
اقرأ هنا المزيد عن التحسين بالموجات فوق الصوتية للعصائر & العصائر!
اقرأ المزيد عن معالجة الطماطم بالموجات فوق الصوتية!
تعرف على كيفية الحفاظ على الصوتنة على عصير الفراولة المحلى بالستيفيا مع تعزيز ملف العناصر الغذائية!
الشيخوخة بالموجات فوق الصوتية من النبيذ & خمر
تساعد الموجات فوق الصوتية القوية على نقع النبيذ والمشروبات الروحية نظرا لقدرتها الفعالة على الاستخراج وتكثيف نقل الكتلة بشكل كبير بين الأنسجة الخشبية والمشروبات الكحولية.
انقر هنا لمعرفة المزيد عن إمكانيات علاج النبيذ بالموجات فوق الصوتية!
يمكن زيادة عملية تخمير النبيذ والبيرة والساكي بشكل كبير أيضا. تم تحقيق معدلات تسارع من 50٪ إلى 65٪!
للحصول على مزيد من المعلومات حول التخمير بمساعدة الموجات فوق الصوتية ، يرجى النقر هنا!
تجميد الآيس كريم المعجل بالموجات فوق الصوتية
لإنتاج الآيس كريم ، مطلوب مزيج الآيس كريم. يتكون مزيج الآيس كريم هذا من الحليب ومسحوق الحليب والقشدة والزبدة أو الدهون النباتية والسكر والكتلة الجافة والمستحلب والمثبت بالإضافة إلى إضافات مثل الفواكه والمكسرات والنكهات والتلوين. يجب تجانس هذا الخليط الخاص وبسترته ، ثم يتم تحريكه ببطء أثناء عملية التجميد لمنع تكوين بلورة ثلجية كبيرة. وبالتالي ، يتم خلط فقاعات الهواء الصغيرة جدا (ما يسمى بعملية التهوية) لرغوة الآيس كريم لتحقيق حلوى باردة ناعمة. هذه هي خطوة العملية ، حيث يمكن تطبيق الموجات فوق الصوتية لتحسين جودة الآيس كريم.
أثناء عملية التجميد ، تتشكل البلورات من الماء فائق التبريد. يلعب مورفولوجيا بلورات الجليد دورا مهما فيما يتعلق بالخصائص التركيبية والفيزيائية للأغذية المجمدة ونصف المجمدة. نظرا لأن حجم وتوزيع بلورات الثلج لهما أهمية خاصة لجودة منتجات الأنسجة المذابة ، بالنسبة للآيس كريم ، يفضل بلورات الثلج الأصغر لأن البلورات الكبيرة تؤدي إلى نسيج جليدي. النواة هي العامل الأكثر أهمية للتحكم في توزيع حجم البلورة أثناء التبلور. وبالتالي ، فإن معدل التجميد عادة ما يكون المعلمة المستخدمة للتحكم في توزيع حجم وحجم بلورات الثلج في الآيس كريم. أثناء الخفق والتجميد ، يتم حقن الهواء لتحقيق الملمس الناعم للآيس كريم. يتناسب ما يسمى ب "الإفراط في الجري" ، كمية الهواء المحقون ، - على وجه التحديد مع الوصفة المعينة - بشكل متناسب مع الحجم المشترك للمواد الصلبة والماء. لذلك ، يختلف الإفراط في التشغيل بسبب تركيبات الآيس كريم المختلفة وتيارات المعالجة. يظهر الآيس كريم القياسي تجاوزا بنسبة 100٪ ، مما يعني أن المنتج النهائي يتكون من حجم متساو من مزيج الآيس كريم وفقاعات الهواء.
استخدام المجانسات الموجات فوق الصوتية Hielscher عالية الطاقة يوفر نوعية أفضل من الآيس كريم عن طريق تقليل حجم بلورة الجليد وتجنب قشرة سطح التجميد. يتم تحقيق تناسق أفضل وشعور فم أكثر دسما بسبب انخفاض حجم بلورات الآيس كريم وتحسين توزيع فقاعة الهواء. تؤدي أوقات التجميد الأقصر بشكل ملحوظ إلى قدرة معالجة أعلى وعملية إنتاج أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
الموجات فوق الصوتية UP400St لاستخراج النباتات عالية السرعة على دفعات.
تهوية بالموجات فوق الصوتية من الخليط
يمكن تحسين المنتجات الغذائية الغازية مثل كعكة الإسفنج بشكل كبير عن طريق صوتنة. تطبيق الموجات فوق الصوتية السلطة خلال مرحلة خلط الخليط يحسن نوعية كعكة الإسفنج من حيث صلابة أقل، وارتفاع الكعكة الربيع، والتماسك والمرونة. بالنسبة للاختبارات ، تم خلط جميع المكونات معاباتباع طريقة "الكل في" ، مما يعني إضافة الدقيق الكامل منخفض البروتين والمستحلب ونشا الذرة والسكر ومسحوق الخبز والملح والبيض الكامل الطازج في وقت واحد لصياغة الخليط. قبل صوتنة ، تم تحريك المكونات بالتساوي معا بحيث يتم تطبيق الموجات فوق الصوتية على خليط الخليط. أظهرت الكعكة ذات التهوية بالموجات فوق الصوتية صلابة أقل ، وصمغ أقل ومضغ أقل ، في حين كانت زنبرك الكيك وتماسكه ومرونته أعلى قليلا من كعكة التحكم.
تبلور بالموجات فوق الصوتية وقوقع الشوكولاته
Sonication معروف جيدا بقدرته على الاستخراج. من حبوب الكاكاو ، يمكن إطلاق زبدة الكاكاو من الخلايا عن طريق الطحن والاستخراج بالموجات فوق الصوتية.
الموجات فوق الصوتية هي تقنية بديلة لكسر بلورات السكر في الشوكولاتة وتوفر بالتالي تأثيرات مماثلة للقوقع.
تطرية اللحوم بالموجات فوق الصوتية
يؤدي تطبيق الموجات فوق الصوتية القوية على اللحوم إلى تطرية بنية اللحوم. يتم تحقيق طرية كبيرة عن طريق إطلاق البروتينات الليفية العضلية من خلايا العضلات. إلى جانب تأثير الطنانة ، تعمل الموجات فوق الصوتية على تحسين قدرة ربط الماء وتماسك اللحوم أيضا.
اعثر على مزيد من المعلومات حول تطرية اللحوم باستخدام الموجات فوق الصوتية القوية و MeatBuzzer هنا!
سونيكيشن في المطابخ والحانات
وجدت معالجات الطعام بالموجات فوق الصوتية طريقها إلى المطبخ الذواقة أيضا. يتم استخدام الموجات فوق الصوتية Hielscher من قبل الشيف قسط مثل اثنين من الشيف الحائز على نجمة ميشلان سانغ هون Degeimbre.
انقر هنا ، إذا كنت مهتما بوصفة مخزون الروبيان بالموجات فوق الصوتية الشهير!
للحصول على وصفات كوكتيل بالموجات فوق الصوتية ، انقر هنا!
Sonicators لتجهيز الأغذية الحلال والكوشر
Hielscher Ultrasonics يمكن أن توفر كوشير أو شهادة الحلال لصوتياتها عند الطلب. وهذا يعني أن الصوتيات قد تم تصنيعها ومعالجتها وفقا للمبادئ التوجيهية الصارمة لهذه القوانين الغذائية الدينية. تضمن شهادة الكوشر أن الصوتيات قد تم إنتاجها بدون أي منتجات ثانوية حيوانية أو مشتقات ، بينما تتحقق شهادة الحلال من أن الصوتنات قد تم التعامل معها بطريقة تتوافق مع المبادئ الغذائية الإسلامية.
إذا كنت بحاجة إلى جهاز صوتي Hielscher موافق للشريعة اليهودية أو الحلال ، فيرجى الاتصال بنا وسنكون سعداء لترتيب الحصول على الشهادة اللازمة.
اتصل بنا! / اسألنا!
Hielscher Ultrasonics بتصنيع المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لخلط التطبيقات، والتشتت، والاستحلاب والاستخراج على المختبر، التجريبية والصناعية النطاق.
الأدب / المراجع
- Chandrapala, Jayani et al. (2012): The effect of ultrasound on casein micelle integrity. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
- Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effects of ultrasound on the thermal and structural characteristics of proteins in reconstituted whey protein concentrate. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
- Dairy Processing Handbook. Published by Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Sweden. 387.
- Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V.; Weiss, Jochen (2010): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2010.
- Huang, B. X.; Zhou, W. B. (2009): Ultrasound Aided Yogurt Fermentation with Probiotics. NUROP Congress, Singapore, 2009.
- Keshava Prakash, M. N.; Ramana, K. V. R. (2003): Ultrasound and Its Application in the Food Industry. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
- Mortazavi, A.; Tabatabaie, F. (2008): Study of Ice Cream Freezing Process after Treatment with Ultrasound. World Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.
- Petzold, G. and Aguilera, J. M. (2009): Ice Morphology: Fundamentals and Technological Applications in Foods. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
- Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): Yogurt from ultrasound treated milk: monitoring of fermentation process and evaluation of product quality characteristics. ICEF 2011.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.