Ултразвуковата обработка и нейните многобройни приложения в преработката на храни

Мощният ултразвук предлага многобройни възможности за ефективни и надеждни приложения в преработката на храни. Най-разпространените приложения в хранително-вкусовата промишленост включват смесване и хомогенизация, емулгиране, диспергиране, разрушаване на клетките и екстракция на вътреклетъчен материал, активиране или дезактивиране на ензими (което зависи от интензивността на ултразвука), консервиране, стабилизиране, разтваряне и кристализация, хидрогениране, окрехкотяване на месо, зреене, отлежаване и окисление, както и обезгазяване и сушене чрез разпръскване.

По-долу ви представяме различни подбрани приложения на ултразвуковите апарати на Hielscher в преработката на храни. Моля, щракнете върху съответните връзки, за да получите подробна информация за приложението, което ви интересува!

Екстракция на ароматни и биоактивни съединения с ултразвук

Ултразвуковата екстракция се използва широко в хранително-вкусовата промишленост за ефективно извличане на биоактивни съединения, ароматни молекули и протеини чрез прилагане на ултразвук с висока интензивност, който усилва масопреноса и разрушава клетъчните структури. Получените кавитационни ефекти увеличават добива и скоростта на екстракция при работа при ниски температури, като помагат за запазването на чувствителните съединения и позволяват чиста, мащабируема обработка без агресивни разтворители.

Ултразвуковата екстракция често се използва за извличане на биоактивни съединения. Характерни примери за ултразвукова екстракция включват:

 

В тази презентация Ви запознаваме с производството на растителни екстракти. Обясняваме предизвикателствата при производството на висококачествени растителни екстракти и как ултразвуковият процесор може да Ви помогне да ги преодолеете. Презентацията показва как работи ултразвуковата екстракция. Ще научите какви предимства можете да очаквате от използването на ултразвуков процесор за екстракция и как да внедрите ултразвуков екстрактор в производството си на екстракти.

 

Ултразвуково емулгиране на сосове, дресинги и кремове

Чрез прилагане на ултразвукова обработка към смеси от масло и вода готвачите и специалистите по хранителни науки постигат ултрафини, стабилни емулсии – без прекомерно нагряване или синтетични добавки. От кремообразни сосове и кадифени винегрети до кремове без млечни съставки и нежни пени, ултразвуковата кавитация позволява прецизен контрол върху размера и диспергирането на капчиците.
Научете повече за ултразвуковите хранителни емулсии!

Ултразвукова ферментация на кисело мляко

Киселото мляко е ферментирал млечен продукт, който може да се произвежда само от мляко или с добавяне на бактериални култури. Щамовете бифидобактерии (напр. BB-12, BB-46, B breve) са широко използвани пробиотици за ферментацията на кисело мляко. Ултразвуковата кавитация, приложена към бактериалните клетки, може да причини тяхното разрушаване и едновременно с това освобождаване на β-галактозидаза. β-галактозидазата е хидролазен ензим, който се използва широко в млекопреработвателната промишленост. Ферментацията, подпомагана с ултразвук, се ускорява поради по-бързата хидролиза на лактозата, произтичаща от предизвиканото от ултразвука освобождаване на β-галактозидаза от клетките на бифидобактериите.
Ултразвуковата хомогенизация причинява раздробяване на млечните мастни глобули и разпределение с много малки размери на частиците.
Ултразвуковата обработка може да ускори ферментацията (намаляване на общото производствено време с до 40%) и да подобри качествените характеристики на киселото мляко, като води до по-висок вискозитет, по-здрав коагулум и по-добра текстура.

Ултразвукова хомогенизация на мляко

Млякото (напр. краве, биволско, козе или камилско мляко) е емулсия или колоидна система, състояща се от глобули млечна мазнина във водна течност, която съдържа разтворени въглехидрати, протеини и минерали. Тъй като мазнината и водата имат склонност да се разделят на две фази, млякото трябва да се хомогенизира, за да се получи еднороден 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 мляко води до хомогенизирани мастни глобули, които са еднакви и равномерно разпределени. Хомогенизацията с ултразвук с висока мощност е ефективна и за растителни заместители на млякото (вегански / без млечни съставки), като кокосово или соево мляко.
Изследването на Sfakianakis и Tzia (2012) показва, че ултразвуковата хомогенизация намалява размера на млечните мастни глобули (MFG). Микроскопските изображения по-долу показват ефектите на ултразвуковата обработка върху размера на капчиците млечна мазнина. Ниската амплитуда (150W) не е имала задоволителен хомогенизиращ ефект (фиг.2) ; размерът на MFG и тяхното разпределение са били подобни на тези в необработеното мляко (сравнете фиг. 1 и 2). Ултразвукът със средна амплитуда (267,5, 375 W) е имал добър хомогенизиращ ефект; средният диаметър на MFG е бил 2 μm (фиг. 3, 4). Ултразвукът с по-висока амплитуда (750W) е намалил значително размера на MFG (фиг. 6), като ги е направил едва видими под оптичен микроскоп (100x увеличение); средният им диаметър е бил 0,3 μm.

Chandrapala и съавт. (2012) изследват ефекта на ултразвуковата обработка върху казеина и калция. Те прилагат ултразвукови вълни (20kHz) към проби от прясно обезмаслено мляко, възстановен мицеларен казеин и казеин на прах. Обработват пробите с ултразвук, докато размерът на млечните мастни глобули се намали до приблизително 10nm. Анализът на обработеното с ултразвук мляко показва, че размерът на казеиновите мицели остава непроменен. През първите няколко минути на ултразвуковата обработка настъпват също леко увеличение на разтворимия суроватъчен протеин и съответно намаляване на вискозитета. Изследването установява, че казеиновите мицели са стабилни по време на ултразвуковата обработка и че концентрацията на разтворимия калций не се влияе от нея. [Chandrapala et al. 2012]

Ултразвукова кристализация на захар за сладкарски изделия

Контролираната ултразвукова обработка позволява да се инициира засяването на кристали (създаване на зародиши) и да се влияе върху растежа на кристалите. При ултразвуково облъчване се образуват по-малки и съответно повече кристали. Ултразвукът подпомага процеса на кристализация по два начина: първо, мощният ултразвук е много ефективно средство за създаване на еднороден разтвор, който е изходното вещество за кристализация. На втория етап ултразвукът подпомага образуването на голям брой зародиши. Докато слабото зародишообразуване създава по-малък брой големи кристали, ефективното зародишообразуване образува голямо количество малки, фини кристали. В акустичното поле дори става възможно да се инициира зародишообразуване при захари, които обикновено трудно кристализират (напр. D-фруктоза, сорбитол).
Ултразвуковото модифициране на кристализацията представлява интерес за разработването на рецептури за бонбони, сладкарски изделия, продукти за мазане, сладолед, разбита сметана и шоколад.

Ултразвуково хидрогениране на хранителни масла

Хидрогенирането на растителни масла е важен мащабен промишлен процес. Чрез хидрогениране течните растителни масла се превръщат в твърди или полутвърди мазнини (напр. маргарин). От химична гледна точка ненаситените мастни киселини се превръщат при катализирана чрез фазов пренос реакция на хидрогениране в съответните им наситени мастни киселини чрез добавяне на водородни атоми към двойните връзки. Този каталитичен процес може да се ускори чрез ултразвукова обработка с висока мощност. Често използван катализатор е никелът. Хидрогенираните мазнини се използват широко за придаване на ронливост на печивата. Предимство на наситените мазнини е по-ниската им склонност към окисление и съответно по-ниският риск от гранясване.

Ултразвуково втечняване на мед

Ултразвукът предлага ефективен нетермичен метод за втечняване на кристалите в меда и унищожаване на дрождите, без да се влияе върху качеството на меда.
Щракнете тук, за да научите повече!

Ултразвуково стабилизиране на сокове и смутита

Като нетермична техника за преработка на храни ултразвукът осигурява щадяща, но ефективна обработка, която усилва вкусовете и ароматите и стабилизира и консервира сокове, смутита, сосове и пюрета. Резултатите от ултразвуковата обработка на сокове включват подобрени вкусове и аромати, стабилизиране и консервиране.
Прочетете тук повече за ултразвуковото подобряване на сокове и смутита!
Прочетете повече за ултразвуковата преработка на домати!
Научете как ултразвуковата обработка консервира ягодов сок, подсладен със стевия, като същевременно подобрява хранителния му профил!

Ултразвуково отлежаване на вино и спиртни напитки

Мощният ултразвук подпомага отлежаването на вино и спиртни напитки в контакт с дъбова дървесина благодарение на ефективната си екстракционна способност и значително усиления масопренос между дървесната тъкан и алкохолната напитка.
Щракнете тук, за да научите повече за възможностите за ултразвукова обработка на вино!
Процесът на ферментация на вино, мъст, бира и саке също може да бъде ускорен значително. Постигнато е ускоряване от 50% до 65%!
За да получите повече информация за ферментацията, подпомагана с ултразвук, моля, щракнете тук!

Замразяване на сладолед, ускорено с ултразвук

За производството на сладолед е необходима сладоледена смес. Тази сладоледена смес се състои от мляко, мляко на прах, сметана, масло или растителна мазнина, захар, сухо вещество, емулгатор, стабилизатор, както и добавки като плодове, ядки, ароматизанти и оцветители. Тази специална смес трябва да се хомогенизира и пастьоризира, след което се разбърква бавно по време на замразяването, за да се предотврати образуването на големи ледени кристали. При това се въвеждат много малки въздушни мехурчета (т.нар. процес на аериране), за да се разпени сладоледът и да се получи студен десерт с гладка текстура. Това е етапът от процеса, на който може да се прилага ултразвукова обработка за подобряване на качеството на сладоледа.
По време на замразяването от преохладената вода се образуват кристали. Морфологията на ледените кристали играе важна роля за 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, защото големите кристали водят до ледена текстура. Зародишообразуването е най-важният фактор за контролиране на разпределението на кристалите по размер по време на кристализацията. При това скоростта на замразяване обикновено е параметърът, използван за контролиране на размера и разпределението по размер на ледените кристали в сладоледа. По време на разбиването и замразяването се вкарва въздух, за да се постигне гладката текстура на сладоледа. Така нареченият „овъррън“, количеството вкаран въздух, се дозира – според конкретната рецептура – пропорционално на сумарния обем на твърдите вещества и водата. Следователно овъррънът варира в зависимост от различните рецептури за сладолед и технологичните потоци. Стандартният сладолед има овъррън от 100%, което означава, че крайният продукт се състои от равни обеми сладоледена смес и въздушни мехурчета.
Използването на ултразвукови хомогенизатори с висока мощност на Hielscher осигурява по-добро качество на сладоледа чрез намаляване на размера на ледените кристали и предотвратяване на образуването на ледени отлагания върху замразяващата повърхност. По-добра консистенция и по-кремообразно усещане в устата се постигат благодарение на намаления размер на ледените кристали в 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.

Ултразвуково аериране на течно тесто

Аерираните хранителни продукти, като пандишпанови сладкиши, могат да бъдат значително подобрени чрез ултразвукова обработка. Прилагането на мощен ултразвук по време на смесването на течното тесто подобрява качеството на пандишпановия сладкиш, като намалява твърдостта и увеличава пружинирането, кохезивността и способността за възстановяване след деформация. За изпитванията всички съставки са смесени заедно по метода „всичко наведнъж“, което означава, че пълнозърнесто брашно с ниско съдържание на протеини, емулгатор, царевично нишесте, захар, бакпулвер, сол и пресни цели яйца са добавени едновременно за приготвяне на течното тесто. Преди ултразвуковата обработка съставките са разбъркани равномерно, така че ултразвукът да се прилага към еднородна смес от течно тесто. Ултразвуково аерираният сладкиш е показал по-ниска твърдост, по-ниска гумоподобност и по-малка необходима работа за сдъвкване, докато пружинирането, кохезивността и способността за възстановяване след деформация са били малко по-високи от тези на контролния сладкиш.

Ултразвукова кристализация и конширане на шоколад

Ултразвуковата обработка е добре позната със своята екстракционна способност. Какаовото масло може да се освободи от клетките на какаовото зърно чрез ултразвуково смилане и екстракция.
Ултразвукът е алтернативна техника за раздробяване на захарните кристали в шоколада и по този начин осигурява ефекти, подобни на конширането.

Ултразвуково окрехкотяване на месо

Прилагането на мощни ултразвукови вълни към месото води до окрехкотяване на неговата структура. Значително окрехкотяване се постига чрез освобождаване на миофибрилни протеини от мускулните клетки. Освен окрехкотяващия ефект ултразвукът подобрява също водосвързващата способност и кохезивността на месото.
Намерете тук повече информация за окрехкотяването на месо с мощен ултразвук и ултразвуковия апарат MeatBuzzer!

Ултразвукова обработка в кухни и барове

Ултразвуковите апарати за обработка на храни намират приложение и в гурме кухнята. Ултразвуковите апарати на Hielscher се използват от водещи шеф-готвачи, като Sang-Hoon Degeimbre, отличен с две звезди Michelin.
Щракнете тук, ако се интересувате от рецептата за неговия прочут бульон от скариди, приготвен с ултразвук!
За рецепти за коктейли, приготвени с ултразвук, щракнете тук!

 

Ултразвукови апарати за преработка на кошер и халал храни

Hielscher Ultrasonics може да предостави кошер или халал сертификация за своите ултразвукови апарати при поискване. Това означава, че ултразвуковите апарати са произведени и обработени в съответствие със строгите предписания на тези религиозни хранителни закони. Кошер сертификацията гарантира, че ултразвуковите апарати са произведени без никакви странични продукти или производни от животински произход, докато халал сертификацията удостоверява, че с ултразвуковите апарати е боравено по начин, съответстващ на ислямските хранителни принципи.

Ако ви е необходим ултразвуков апарат на Hielscher с кошер или халал сертификация, моля, свържете се с нас и с удоволствие ще организираме необходимата сертификация.