Ултразвукът и неговите многобройни приложения в хранително-вкусовата промишленост

Мощният ултразвук предлага многобройни възможности за ефективни и надеждни приложения за преработка на храни. Най-често срещаните приложения в хранително-вкусовата промишленост включват смесване & хомогенизация, емулгиране, диспергиране, клетъчно разрушаване и екстракция на вътреклетъчен материал, активиране или дезактивиране на ензими (което зависи от интензивността на ултразвука), консервиране, стабилизиране, разтваряне и кристализация, хидрогениране, омекотяване на месото, зреене, стареене и окисляване, както и дегазиране и сушене чрез пръскане.

По-долу ви представяме различни избрани приложения на ултразвуковите уреди Hielscher в хранително-вкусовата промишленост. Моля, кликнете върху конкретните връзки, за да получите задълбочена информация за заявката, която ви интересува!

Екстракция на аромати и биоактивни съединения с помощта на ултразвук

Ултразвуковата екстракция се използва широко в хранително-вкусовата промишленост за ефективно възстановяване на биоактивни съединения, ароматни молекули и протеини чрез прилагане на ултразвук с висок интензитет, който подобрява масовия трансфер и разрушава клетъчните структури. Получените в резултат на това кавитационни ефекти увеличават добива и скоростта на екстракция при ниски температури, като спомагат за запазване на чувствителните съединения и позволяват чиста и мащабируема обработка без агресивни разтворители.

Ултразвуковата екстракция обикновено се използва за извличане на биоактивни съединения. Видни примери за ултразвукова екстракция включват:

 

 

Ултразвуково емулгиране на сосове, дресинги и кремове

С помощта на сониране на смеси от масло и вода готвачите и учените в областта на храните постигат изключително фини и стабилни емулсии. – без прекомерна топлина или синтетични добавки. От кремообразни сосове, кадифени винегрети до безмлечни кремове и деликатни пяни, ултразвуковата кавитация позволява прецизен контрол върху размера на капките и дисперсията.
Научете повече за ултразвуковите емулсии за храни!

Ултразвукова ферментация на кисело мляко

Киселото мляко е ферментирал млечен продукт, който може да се произвежда само от мляко или чрез добавяне на бактериални култури. Щамовете бифидобактерии (напр. BB-12, BB-46, B breve) са често срещани пробиотици, използвани за ферментация на кисело мляко. Ултразвуковата кавитация, приложена върху бактериалните клетки, може да причини тяхното унищожаване и едновременно с това освобождаване на β-галактозидаза. β-галактозидаза е ензим хидролаза, който се използва силно в млекопреработвателната промишленост. Ултразвуково подпомаганата ферментация се ускорява поради по-бърза хидролиза на лактозата в резултат на ултразвуково индуцираното освобождаване на β-галактозидаза от клетките на бифидобактериите.
Ултразвуковата хомогенизация влияе върху разбиването на топчетата на млечната мазнина и много финото разпределение.
Ултразвукът може да увеличи скоростта на ферментация (намаляване на общото време за производство до 40%) и да подобри качествените характеристики на киселото мляко, което води до по-висок вискозитет, по-силен коагулум и превъзходна текстура.

Ултразвукова хомогенизация на млякото

Млякото (напр. краве, биволско, козе или камилско мляко) е емулсионна или колоидна система, която се състои от топчета млечна мазнина в течност на водна основа, която съдържа разтворени въглехидрати, протеини и минерали. Тъй като мазнините и водата са склонни да се разделят на две фази, млякото трябва да бъде хомогенизирано, за да се получи равномерен продукт. Хомогенизацията означава равномерно разпределение на мастните молекули в млечната течност. Ултразвукът е добре познат метод, използван за различни приложения в преработката на млечни продукти. Ултразвуковата обработка на млякото води до хомогенизирани мастни глобули, които са равномерно и равномерно разпределени. Хомогенизацията чрез ултразвук с висока мощност е ефективна и за (веган/без млечни продукти) заместители на мляко, получени от растения като кокосово мляко или соево мляко.
Изследването на Sfakianakis и Tzia (2012) показва, че ултразвуковата хомогенизация намалява размера на глобулите на млечната мазнина (MFG). Микроскопичните изображения по-долу показват ефектите от ултразвука върху размера на капките млечна мазнина. Ниската амплитуда (150W) няма задоволителен хомогенизационен ефект (фиг.2); размерът на MFG и тяхното разпределение са подобни на необработеното мляко (сравнете фиг. 1 и 2). Ултразвукът със средна амплитуда (267,5, 375 W) има добър хомогенизиращ ефект; Средният диаметър на MFG е 2 μm (фиг. 3, 4). Ултразвукът с по-висока амплитуда (750W) значително намалява размера на MFG (фиг. 6), което ги прави едва видими на оптичния микроскоп (100x увеличение); средният им размер на диаметъра е 0,3 μm.

Chandrapala et al. (2012) изследват ефекта на ултразвука върху казеина и калция. Те прилагат ултразвукови вълни (20kHz) върху проби от прясно обезмаслено мляко, възстановен мицеларен казеин и казеин на прах. Те озвучават пробите, докато топчетата млечна мазнина се намалят до около 10 nm. Анализът на ултразвуковото мляко показва, че размерът на казеиновите мицели е непроменен. Малко увеличение на разтворимия суроватъчен протеин и съответно намаляване на вискозитета също се наблюдават през първите няколко минути след ултразвука. Проучването е установено, че казеиновите мицели са стабилни по време на ултразвукова обработка и концентрацията на разтворим калций не се влияе от ултразвуковото лечение. [Chandrapala et al. 2012]

Ултразвукова кристализация на захарта за сладкарски изделия

Контролираната ултразвук позволява да се инициира засяването на кристали (създаването на ядра) и да се повлияе на растежа на кристалите. При ултразвуково облъчване се образуват по-малки и по този начин повече кристали. Ултразвукът подпомага процеса на кристализация по два начина: Първо, мощният ултразвук е много ефективен инструмент за създаване на равномерно решение, което е изходното вещество за кристализация. На втория етап ултразвукът подпомага образуването на голям брой ядра. Докато лошата нуклеация създава по-малък брой големи кристали, ефективната нуклеация образува голямо количество малки кристали с фин размер. В акустичното поле става възможно дори да се инициира нуклеирането на захари, които обикновено не са склонни да кристализират (напр. D-фруктоза, сорбитол).
Ултразвуковата модификация на кристализацията е интересна за формулирането на бонбони, сладкарски изделия, намазки, сладолед, бита сметана и шоколад.

Ултразвуково хидрогениране на хранителни масла

Хидрогенирането на растителни масла е важен индустриален широкомащабен процес. Чрез хидрогениране течните растителни масла се превръщат в твърди или полутвърди мазнини (напр. маргарин). Химически ненаситените мастни киселини се превръщат по време на Катализиран фазов трансфер реакция на хидрогениране в съответните им наситени мастни киселини чрез добавяне на водородни атоми в двойните връзки. Този каталитичен процес може да бъде ускорен чрез ултразвук с висока мощност. Често използван катализатор е никелът. Хидрогенираните мазнини се използват широко като мазнина в хлебните изделия. Предимство на наситените мазнини е по-ниската им склонност към окисляване и по този начин по-ниският риск от гранясване.

Ултразвуково втечняване на мед

Ултразвукът предлага ефективен нетермичен метод, кристали в меда за втечняване и унищожаване на дрождите, без да се отразява на качеството на меда.
Кликнете тук, за да научите повече!

Ултразвукова стабилизация на сокове и смутита

Като нетермична техника за хранителен процес, ултразвукът осигурява меко, но ефективно лечение, което засилва вкуса и стабилизира и запазва сокове, смутита, сосове и пюрета. Резултатите от ултразвуковото третиране със сокове включват подобрени вкусове, стабилизиране и консервиране.
Прочетете тук повече за ултразвуковото подобряване на соковете & смутита!
Прочетете повече за ултразвуковата обработка на домати!
Научете как ултразвукът запазва подсладения със стевия ягодов сок, като същевременно подобрява хранителния профил!

Ултразвуково отлежаване на вино & Алкохол

Мощният ултразвук подпомага накисването на вино и спиртни напитки поради ефективния си капацитет за извличане и значително интензивен пренос на маса между дървесната тъкан и алкохолната напитка.
Кликнете тук, за да научите повече за възможностите на ултразвуковото лечение с вино!
Процесът на ферментация на вино, мъст, бира и саке също може да бъде значително увеличен. Постигнати са скорости на ускорение от 50% до 65%!
За да получите повече информация за ултразвуковата ферментация, моля, кликнете тук!

Ултразвуково ускорено замразяване на сладолед

За производството на сладолед е необходима смес за сладолед. Тази смес за сладолед се състои от мляко, мляко на прах, сметана, масло или растителна мазнина, захар, суха маса, емулгатор, стабилизатор, както и добавки като плодове, ядки, аромати и оцветители. Тази специална смес трябва да бъде хомогенизирана и пастьоризирана, след което се разбърква бавно по време на процеса на замразяване, за да се предотврати образуването на голям леден кристал. По този начин се смесват много малки въздушни мехурчета (така нареченият процес на аериране), за да се разпени сладоледа, постигайки гладко текстуриран студен десерт. Това е етапът на процеса, при който може да се приложи ултразвук за подобряване на качеството на сладоледа.
По време на процеса на замразяване от преохладената вода се образуват кристали. Морфологията на ледените кристали играе важна роля по отношение на текстурните и физичните свойства на замразените и полузамразените храни. Тъй като размерът и разпределението на ледените кристали са от особено значение за качеството на размразените тъканни продукти, за сладоледа се предпочитат по-малки ледени кристали, тъй като големите кристали водят до ледена текстура. Нуклеацията е най-важният фактор за контролиране на разпределението на размера на кристалите по време на кристализацията. Поради това скоростта на замразяване обикновено е параметърът, използван за контрол на размера и разпределението на ледените кристали в сладоледа. По време на разбиването и замразяването се впръсква въздух, за да се постигне гладка текстура на сладоледа. Така наречените “превишаване на границата”, количеството на впръскания въздух е пропорционално - конкретно за конкретната рецепта - на комбинирания обем на твърдите частици и водата. Така че преразходът варира поради различните рецептури на сладоледа и потоците на обработка. При стандартния сладолед превишението е 100 %, което означава, че крайният продукт се състои от равен обем сладоледена смес и въздушни мехурчета.
Използването на високомощни ултразвукови хомогенизатори на Hielscher осигурява по-добро качество на сладоледа, като намалява размера на ледените кристали и избягва натрупването на замръзваща повърхност. По-добра консистенция и по-кремообразно усещане в устата се постигат благодарение на намаления размер на кристалите на сладоледа и подобреното разпределение на въздушните мехурчета. Значително по-краткото време за замразяване води до по-висок капацитет на процеса и по-енергийно ефективен производствен процес.

Ултразвукова аерация на тестото

Аерираните хранителни продукти, като например бисквитената торта, могат да бъдат значително подобрени чрез сониране.Прилагането на ултразвук по време на етапа на смесване на тестото подобрява качеството на бисквитената торта по отношение на по-ниска твърдост и по-висока еластичност, кохезия и устойчивост на тортата. За тестовете всички съставки са смесени заедно, като се спазва принципът "всичко в” метод, което означава, че пълнозърнестото брашно с ниско съдържание на белтъчини, емулгаторът, царевичното нишесте, захарта, бакпулверът, солта и пресните цели яйца се добавят едновременно, за да се формулира тестото. Преди звуковата обработка съставките се разбъркват равномерно, така че да се получи равномерна смес от тестото, обработена с ултразвук. Ултразвуково аерираният кекс е с по-ниска твърдост, по-малка гуменост и по-малка дъвчаща способност, докато пружиниращата способност, кохезията и еластичността на кекса са малко по-високи от тези на контролния кекс.

Ултразвукова кристализация и конширане на шоколад

Соникацията е добре известна със своя капацитет за извличане. От какаовите зърна какаовото масло може да се освободи от клетките чрез ултразвуково смилане и екстракция.
Ултразвукът е алтернативна техника за разбиване на захарните кристали в шоколада и по този начин осигурява подобни ефекти като конширането.

Ултразвуково омекотяване на месото

Прилагането на мощни ултразвукови вълни върху месото води до омекотяване на структурата на месото. Значително омекотяване се постига чрез освобождаването на миофибриларни протеини от мускулните клетки. Освен ефекта на омекотяване, ултразвукът подобрява и способността за свързване на водата и сплотеността на месото.
Намерете повече информация за омекотяването на месото с мощен ултразвук и ултразвука MeatBuzzer тук!

Уникиране в кухни и барове

Ултразвуковите кухненски роботи също са намерили своя път към гурме кухнята. Ултразвуковите апарати на Hielscher се използват от първокласни готвачи, като например готвача Санг-Хун Дегеймбре, носител на две звезди Мишлен.
Кликнете тук, ако се интересувате от рецептата на известния му ултразвуков бульон от скариди!
За рецепти за ултразвукови коктейли щракнете тук!

 

Соникатори за кошерна и халал преработка на храни

Hielscher Ultrasonics може да предостави кашерен или халал сертификат за своите ултразвукоизлъчители при поискване. Това означава, че ултразвуковите уреди са произведени и обработени в съответствие със строгите насоки на тези религиозни диетични закони. Кашерният сертификат гарантира, че ултразвукозаторите са произведени без никакви странични животински продукти или производни, докато халал сертификатът проверява, че с тях се работи по начин, който е в съответствие с ислямските диетични принципи.

Ако имате нужда от кашерен или халал сертифициран Hielscher sonicator, моля, свържете се с нас и ние ще се радваме да организираме необходимото сертифициране.