Pasterizacija & Homogenizacija tečnog jaja
Tečni proizvodi od jaja (cijela jaja, bjelanjci, žumanjci) moraju biti pasterizirani kako bi se osigurala sigurnost hrane. Ultrazvučni homogenizatori isporučuju intenzivnu kavitaciju i velike sile smicanja za ubijanje mikroba. Naročito u kombinaciji s povišenim temperaturama (∼50°C) i pritiskom (mano-termosonikacija), moćni ultrazvuk daje izuzetne rezultate pasterizacije. Ultrazvučni sistemi za preradu hrane se široko koriste za ispunjavanje aplikacija za homogenizaciju, pasterizaciju i sterilizaciju.
ultrazvučna pasterizacija
Tečno cijelo jaje, bjelanjak, žumanjak i drugi proizvodi od miješanog jaja su pasterizirani kako bi se osiguralo da u proizvodu nema bakterija/patogena. Mikrobna inaktivacija putem pasterizacije je veoma važan korak u procesu za sprečavanje kvarenja i bolesti koje se prenose hranom. Konvencionalna pasterizacija se postiže termičkom obradom tečnog proizvoda od jaja. Međutim, takva toplinska obrada utječe na proteine, teksturu i funkcionalnost jaja.
Ultrazvučna pasterizacija je vrlo efikasna i efikasna alternativa pasterizaciji.
Tečni proizvodi od jaja mogu biti efikasno pasterizovani mano-termosonifikacijom (MTS) gde se ultrazvučna pasterizacija kombinuje sa toplotnom obradom (približno 50°C) i povišenim pritiskom (približno 1 barg). Pod ovim sinergijskim uvjetima obrade može se postići pouzdana redukcija bakterija od 5log. Mano-termosonizacija značajno poboljšava stopu ubijanja mikroba: Prvo, osjetljivost većine mikroorganizama na ultrazvučni tretman značajno se povećava na temperaturama preko 50°C. Drugo, intenzitet i destruktivnost ultrazvučne kavitacije raste pod povišenim pritiskom.
Sinergetski efekti kombinovani u manotermozvučnoj pasterizaciji nadmašuju konvencionalnu toplotnu pasterizaciju jaja tako što rezultiraju tečnim proizvodom od jaja poboljšanog kvaliteta. Tečno jaje pasterizovano mano-termosonifikacijom pokazuje manju denaturaciju proteina, manji gubitak ukusa, poboljšanu homogenost i značajno veću energetsku efikasnost.
Hielscher ultrazvučne protočne ćelije osiguravaju prolaz tekućeg proizvoda od jaja direktno kroz visokointenzivne kavitacija zonu kako bi se osigurala ujednačena i potpuna pasterizacija tečnog proizvoda od jaja.
Ultrazvučni sistem za pasterizaciju
Ultrazvučna emulzifikacija
Bjelanjak se sastoji od cca. 90% vode, žumanca sadrži cca. 25% masti. Voda i ulje/mast se ne mogu mešati, što znači da se faze teže razdvajanju. Da bi se dobio homogen, stabilan tečni proizvod od cijelog jaja, potrebna je sofisticirana metoda emulgiranja kako bi se spriječilo razdvajanje faza.
Ultrazvučna kavitacija i smicanje daju potrebnu energiju za ravnomjernu homogenizaciju tekućeg proizvoda od jaja. Snažna sonikacija sprječava razdvajanje faza razbijanjem masnih kuglica i ravnomjerno dispergiranjem vode i masti kako bi se dobila stabilna emulzija.
Tretman ultrazvučnom kavitacijom je vrhunska tehnika za proizvodnju emulzija nano veličine kako bi se postigla mehanička stabilnost!
- blagi procesni uslovi
- uklanjanje patogena
- produženi rok trajanja
- ujednačena tekstura
- bolje nutritivne i senzorne osobine
- nema denaturacije
- nema koagulacije
ultrazvučno formulisanje
Tokom ultrazvučne homogenizacije i pasterizacije, aditivi (npr šećer, sol, ksantan guma itd.) mogu se ravnomjerno umiješati u tekući proizvod od jaja.
Hielscher’s ultrasonic homogenizers are also used for production of eggnog (milk+egg-based liquor) to improve mechanical stability and shelf-life.
Ultrazvučno sušenje raspršivanjem jaja u prahu
Tečno jaje se može dalje preraditi u jaja u prahu, npr. celo jaje u prahu, belanca u prahu, žumanca u prahu. Tečnost od jaja pokazuje stanjivanje pri smicanju. Kako bi se optimizirao proces sušenja raspršivanjem, ultrazvučno smanjenje viskoznosti je visoko efikasna tehnika za povećanje kapaciteta procesa raspršivača.
Kliknite ovdje da saznate više o ultrazvučnom procesu sušenja raspršivanjem!
Ultrazvučni uređaji za preradu hrane
Ultrasonic food processing systems are well-known and proven for their reliable results in homogenization, extraction, pasteurization and sterilization of food products. Hielscher’s industrial ultrasonic processors create very high amplitudes of up to 200µm in order to deliver the required energy for pasteurization, sterilization and emulsification processes. Of course, our ultrasonic homogenizers are built for 24/7 operation under heavy-duty conditions in industry.
Osim svoje robusnosti i pouzdanosti, ultrazvučni procesori zahtijevaju vrlo malo održavanja i vrlo se lako čiste. Svi dijelovi ultrazvučnog homogenizatora, koji dolaze u kontakt sa prehrambenim proizvodom, izrađeni su od titana, nehrđajućeg čelika ili stakla i mogu se autoklavirati. Budući da svaki ultrazvučni procesor ima ugrađen ultrazvučni čistač, oni automatski nude CIP (čišćenje na mjestu) i SIP (sterilizaciju na mjestu).
A small foot print and versability allow for an hassel-free integration of Hielscher’s ultrasonicators into production lines. Retro-fitting into existing lines can be accomplished easily.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
| Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000 |
| N? A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| N? A | veći | klaster of UIP16000 |
Related Research Results
Ultrazvučna emulzifikacija
Javad Sargolzaei et al. (2011) modificirali su primjenu ultrazvuka velike snage u pripremi stabilne emulzije ulje u vodi. Svi uzorci emulzije pripremljeni su korištenjem Hielscher ultrazvučnog procesora UP200H. Utjecaj pH, jonske snage, pektina, guar gume, lecitina, žumanceta i ksantan gume, kao i vremena sonikacije, temperature i viskoziteta mješavine ulja i vode na specifičnu površinu i veličinu kapljica, te indeks kremasti uzoraka emulzije. Eksperimentalni podaci analizirani su Taguchi metodom i utvrđeni su optimalni uslovi. Dodatno, adaptivni neuro-fuzzy inference system (ANFIS) je korišten za modeliranje i kategorizaciju svojstava rezultirajuće emulzije. Rezultati su pokazali da je povećanje vremena sonikacije sužavalo raspon distribucije veličine kapljica. Pektin i ksantan poboljšali su stabilnost emulzije, iako su imali različite utjecaje na stabilnost emulzije kada se koriste pojedinačno ili zajedno. Guar guma je poboljšala viskozitet kontinuirane faze. Utvrđeno je da su emulzije stabilizirane žumanjkom stabilne na flokulaciju kapljica pri pH 3 i pri relativno niskim koncentracijama soli.
Ultrazvučna degradacija holesterola u žumancu
Sun et al. (2011) razvili su ultrazvučni enzimski proces razgradnje holesterola u prirodnom žumanjku. Cilj im je bio katalitičko djelovanje kolesterol oksidaze protiv kolesterola žumanca jajeta s ciljem da se dobije žumance jajeta sa smanjenim holesterolom bez uticaja na sastav glavnih nutrijenata u žumancetu. Kolesterol oksidaza je korištena da katalizira razgradnju kolesterola u žumancu. Prvo, dio od 30 g žumanca je prethodno obrađen ultrazvukom 15 minuta na 200W a zatim inkubirano 10 sati sa koncentracijom holesterol oksidaze od 0,6U/g žumanca na 37°C. Konačno, nivo holesterola u žumancetu je smanjen na 8,32% njegove prvobitne koncentracije bez uticaja na karakteristike kvaliteta žumanca.
Činjenice koje vrijedi znati
Šta je ultrazvučna kavitacija?
Sonikacija stvara emulzije kroz ultrazvučne oscilacije velike snage, koje uzrokuju akustične kavitacija. Termin kavitacija opisuje formiranje, rast i implozivni kolaps šupljina (vakuumskih mehurića) u tečnosti. Ultrazvučna/akustična kavitacija stvara lokalne uslove unutar mjehurića od ~5000 K, ~1000 atm, stope grijanja i hlađenja koje prelaze 1010 K/s i mlaznice tekućine do 300m/s. (Suslick et al. 2008.) Intenzivne sile, velika smicanja, strujanje i turbulencije koje su rezultat implozije mjehurića isporučuju energiju za razbijanje čestica i kapljica za disperzija & Emulzija smanjenje veličine, liziraju ćelijske zidove, inicirati hemijske reakcije.
manothermosonication
Kao što pokazuju naši rezultati, statički pritisak je veoma efikasno sredstvo za povećanje smrtonosnosti ultrazvučnih talasa (UW)? manosonikacije (MS). Ovo povećanje postaje veće kada je amplituda UW veća. Između 50 i 58°C, smrtonosnost toplote može se povećati kombinovanjem toplotnih tretmana sa UW pod pritiskom (MS). Smrtonosnost ovog tretmana (MTS) je ekvivalentna aditivnom smrtonosnom efektu toplote i UW. Tretmani MS i MTS mogu postati alternativa za inaktivaciju Y. enterocolitica i eventualno drugih mikroorganizama u medijima osjetljivim na toplinu (tj. tečno jaje). Također bi mogao naći primjenu u hrani u kojoj bi visoki intenzitet potrebnih toplinskih tretmana (npr. hrana s malom aktivnošću vode) narušio kvalitet hrane. (usp. Raso et al. 1998.)
Istraživač je otkrio da netermalne tehnologije konzerviranja hrane, kao što je sonikacija, ne utječu, koliko na termičke procese, na nutritivne i senzorne karakteristike prerađene hrane.
Pročitajte više o sinergiji između ultrazvuka, pritiska i toplote!
Formiranje ultrazvučnog mjehurića i njegova nasilna implozija
Jaja: Sastav & Karakteristike
Dok su pileća jaja najčešće konzumirana ptičja jaja, kao hrana i sastojci se koriste i druge vrste ptičjih jaja, npr. nojeva, pačja, prepelica, guska itd.
Jaja nude multifunkcionalnost i stoga se naširoko koriste kao sastojak u raznim prehrambenim proizvodima.
Funkcionalni atributi jaja uključuju svojstva zgrušavanja i vezivanja, okus, boju, pjenjenje, emulgiranje, kao i inhibiranje rasta kristala u konditorskim proizvodima. Da bi se održale ove funkcionalnosti jaja, potrebna je blaga pasterizacija koja izbjegava denaturaciju proteina.
Tečni proizvodi od jaja kreću se od tečnih cijelih jaja, bjelanjaka i žumanca do mješavine kajganih jaja i drugih specijaliziranih proizvoda od jaja. Tečni proizvodi od jaja dostupni su kao proizvodi spremni za upotrebu ili u zamrznutom obliku. Tečno jaje se može dalje rafinisati u jaja u prahu, npr. celo jaje u prahu, belanca u prahu, žumanca u prahu. Jaje u prahu se pravi od potpuno dehidriranih jaja sušenje raspršivanjem jaja na isti način na koji se proizvodi mlijeko u prahu. Prednosti jaja u prahu u odnosu na svježa uključuju nisku cijenu, smanjenu težinu po zapremini ekvivalenta cijelog jajeta, rok trajanja, manje prostora za skladištenje i nepotrebno hlađenje.
Toplotna osjetljivost proteina jaja
Jaja sadrže nekoliko proteina osjetljivih na toplinu koji su važan faktor koji treba uzeti u obzir kada se tečno jaje (također poznato kao jaja za razbijanje) obrađuje i pasterizira. Posebno tečni proizvodi od bjelanjaka su osjetljivi na uvjete obrade, posebno na toplinu. Temperatura za denaturaciju proteina jajeta varira između 61°C (za Ovotransferin) i 92,5°C (za G2 globulin). Livetins, lizozim,
ovomakroglobulin i ovoglobulin G3 su najmanje toplotno stabilni proteini, dok su ovotransferin, ovoinhibitor i ovoglobulin G2 najstabilniji proteini u jajetu. Na osjetljivost proteina na toplinu može se utjecati dodavanjem soli i šećera, što povećava toplinsku stabilnost proteina osjetljivih na toplinu.
Ne samo šećer i so, već i ugljeni hidrati, kao što su saharoza, glukoza, fruktoza, arabinoza, manitol i ksiloza, štite proteine od denaturacije tokom termičke obrade (pasterizacija).
Temperatura koagulacije cijelog jajeta: na 73°C
stabilnost emulzije
Da bi se dobio homogen tečni proizvod od jaja, tečno jaje mora biti mehanički stabilizovano kako bi se sprečilo razdvajanje u dve faze.
Emulzija je mješavina dvije ili više tekućina koje se ne miješaju ili se ne mogu miješati. Tehnički, emulzije su podjela koloidnih sistema od dvije ili više faza. U emulzijama, i dispergirana/unutrašnja i kontinuirana/vanjska faza su tečne. U emulzijama se dvije tekućine koje se ne miješaju miješaju dispergiranjem jedne tekućine (disperzovane faze) u drugu (kontinuirana faza). Emulgatori se koriste za postizanje dugoročne mehaničke stabilnosti sistema.
Lecitin, koji je npr. komponenta u žumancetu, često je korišćeni emulgator u hrani za prehrambene i industrijske primene. Osim lecitina, žumance sadrži nekoliko aminokiselina koje djeluju i kao emulgatori. Žumance sadrži cca. 5-8 grama lecitina, zbog čega je žumance važan sastojak mnogih recepti na bazi emulzije kao što su majonez, holandez, prelivi i umaci.
Ovdje pronađite detaljne upute i video za ultrazvučnu emulgaciju majoneze!
Funkcionalnost penjenja
Proteini bjelanjka sadrže aminokiseline. Kada se protein sklupča, hidrofobne aminokiseline su spakovane u centru dalje od vode, a hidrofilne su spolja bliže vodi.
Kada se protein jajeta suoči sa mjehurićem zraka, dio tog proteina je izložen zraku, a dio je još uvijek u vodi. Protein se izvija tako da njegovi dijelovi koji vole vodu mogu biti uronjeni u vodu - a dijelovi koji se boje vode mogu se zalijepiti u zrak. Jednom kada se proteini odmotaju, vezuju se jedni za druge – baš kao što su to činili kada se zagreju – stvarajući mrežu koja može držati mjehuriće zraka na mjestu.
jaja od jaja
Eggnog je piće na bazi mlijeka koje se sastoji od mlijeka, jaja, šećera i aroma, a ponekad i alkohola. To je sladak, bogat, kremast napitak na bazi mliječnih proizvoda koji se tradicionalno pravi od mlijeka, vrhnja, umućenih bjelanaca, žumanaca i šećera. Po želji, kada se proizvodi kao liker, ugrađuju se destilirana žestoka pića kao što su rakija, rum ili burbon.
Literatura/Reference
- Lee, DU; Hein, V.; Knorr, D. (2003): Efekti kombinovanih tretmana nizinom i ultrazvukom visokog intenziteta sa visokim pritiskom na mikrobnu inaktivaciju u tečnom celom jajetu. Innovative Food Science & Emerging Technologies 2003.
- Nakamura, R.; Mizutani, R.; Yano, M.; Hayakawa, S. (1988): Poboljšanje emulgirajućih svojstava proteina soniciranjem sa lecitinom iz žumanca. Časopis za poljoprivrednu i prehrambenu hemiju 36, 1988. 729-732.
- Rašo, J.; Pagán, R.; Condón, S.; Sala, FJ (1998): Utjecaj temperature i pritiska na smrtnost ultrazvuka. Primijenjena mikrobiologija i okolišna mikrobiologija, 64/2, 1998. 465–471.
- Sargolzaei, J.; Mosavian, MTH; Hassani, A. (2011): Modeliranje i simulacija ultrazvučnog procesa velike snage u pripremi stabilne emulzije ulje u vodi. Časopis za softversko inženjerstvo i aplikacije 4, 2011. 259-267.
- Sun, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011): Enzimska degradacija holesterola u žumancetu uz pomoć ultrazvuka. Innovative Food Science & Emerging Technologies 12/4, 2011. 505-508.
- Suslick, KS; Flannigan, DJ (2008): Unutar kolapsirajućeg balona: sonoluminiscencija i uslovi tokom kavitacije. Annu. Rev. Phys. Chem. 59, 2008. 659–83.