Pasteurisering & Homogenisering af flydende æg
Flydende ægprodukter (hele æg, æggehvider, æggeblommer) skal pasteuriseres for at sikre fødevaresikkerheden. Ultralydshomogenisatorer leverer intens kavitation og høje forskydningskræfter for at dræbe mikrober. Især når det kombineres med forhøjede temperaturer (∼50 °C) og tryk (mano-termosonikering), leverer ultralyd enestående pasteuriseringsresultater. Ultralydsfødevareforarbejdningssystemer bruges i vid udstrækning til at opfylde homogeniserings-, pasteuriserings- og steriliseringsapplikationer.
Ultralyd pasteurisering
Flydende hele æg, æggehvide, æggeblomme og andre blandede ægprodukter pasteuriseres for at sikre, at der ikke er bakterier/patogener i produktet. Mikrobiel inaktivering via pasteurisering er et meget vigtigt procestrin for at forhindre fordærv og fødevarebåren sygdom. Konventionel pasteurisering opnås ved en varmebehandling af det flydende ægprodukt. En sådan varmebehandling påvirker imidlertid proteiner, tekstur og ægfunktionalitet.
Ultralydspasteurisering er et meget effektivt og effektivt pasteuriseringsalternativ.
Flydende ægprodukter kan effektivt pasteuriseres ved mano-termosonikering (MTS), hvor ultralydspasteurisering kombineres med varmebehandling (ca. 50 °C) og forhøjet tryk (ca. 1 barg). Under disse synergiske behandlingsforhold kan der opnås en pålidelig bakteriel reduktion på 5log. Mano-termosonikering forbedrer drabshastigheden af mikrober betydeligt: For det første øges følsomheden af de fleste mikroorganismer over for ultralydsbehandlingen betydeligt ved temperaturer over 50 °C. For det andet stiger intensiteten og destruktiviteten af ultralydskavitation under forhøjet tryk.
De synergetiske effekter kombineret i motemasonisk pasteurisering udmærker konventionel varmepasteurisering af æg ved at resultere i et flydende ægprodukt af forbedret kvalitet. Flydende æg pasteuriseret ved mano-termosonikering viser mindre proteindenaturering, lavere smagstab, forbedret homogenitet og betydeligt højere energieffektivitet.
Hielscher ultralydsflowceller sikrer passagen af det flydende ægprodukt direkte gennem højintensiteten Kavitation for at sikre en ensartet og fuldstændig pasteurisering af det flydende ægprodukt.
Ultralyd emulgering
Æggehvide består af ca. 90% vand, æggeblomme indeholder ca. 25% fedt. Vand og olie/fedt er ikke blandbare, hvilket betyder, at faserne har en tendens til at adskilles. For at opnå et homogent, stabilt flydende hele ægprodukt kræves en sofistikeret emulgeringsmetode for at forhindre faseadskillelse.
Ultralydkavitation og forskydning leverer den nødvendige energi til at homogenisere det flydende ægprodukt jævnt. Kraftig sonikering forhindrer faseadskillelse ved at bryde fedtkuglerne og sprede vand og fedt ensartet for at opnå en stabil emulsion.
Ultralydkavitationsbehandling er en overlegen teknik til fremstilling af emulsioner i nanostørrelse for at opnå mekanisk stabilitet!
- milde procesforhold
- Fjernelse af patogen
- Forlænget holdbarhed
- ensartet tekstur
- bedre ernæringsmæssige og sensoriske egenskaber
- Ingen denaturering
- ingen koagulering
Ultralyd formulering
Under ultralydshomogenisering og pasteurisering er tilsætningsstoffer (f.eks. sukker, salt, Xanthangummi osv.) Kan blandes ensartet i det flydende ægprodukt.
Hielschers ultralydshomogenisatorer bruges også til produktion af æggesnaps (mælk + ægbaseret spiritus) for at forbedre mekanisk stabilitet og holdbarhed.
Ultralydsspraytørring af pulveriseret æg
Flydende æg kan videreforarbejdes til æggepulver, f.eks. hele æggepulver, æggehvidepulver, æggeblommepulver. Ægvæske udviser forskydningsfortyndende adfærd. For at optimere sprøjteddragningsprocessen er ultralydsviskositetsreduktion en yderst effektiv teknik til at øge sprøjtetørrerens proceskapacitet.
Klik her for at lære mere om den ultralydassisterede spraytørringsproces!
Ultralydsenheder til fødevareforarbejdning
Ultralydsfødevareforarbejdningssystemer er velkendte og gennemprøvede for deres pålidelige resultater inden for homogenisering, ekstraktion, pasteurisering og sterilisering af fødevarer. Hielschers industrielle ultralydsprocessorer skaber meget høje amplituder på op til 200 μm for at levere den nødvendige energi til pasteurisering, sterilisering og emulgeringsprocesser. Selvfølgelig er vores ultralydshomogenisatorer bygget til 24/7 drift under tunge forhold i industrien.
Udover deres robusthed og pålidelighed kræver ultralydsprocessorer kun meget lav vedligeholdelse og er meget nemme at rengøre. Alle dele af ultralydshomogenisatoren, der kommer i kontakt med fødevaren, er lavet af titanium, rustfrit stål eller glas og er autoklaverbare. Da hver ultralydsprocessor har sin ultralydsrenser på plads, tilbyder de automatisk CIP (rengøring på stedet) og SIP (sterilisering på stedet).
Et lille fodaftryk og versabilitet giver mulighed for en problemfri integration af Hielschers ultralydapparater i produktionslinjer. Eftermontering i eksisterende linjer kan nemt udføres.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
---|---|---|
10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000 |
n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Relaterede forskningsresultater
Ultralyd emulgering
Javad Sargolzaei et al. (2011) modificerede anvendelsen af ultralyd med høj effekt som forberedelse til stabil olie-i-vand-emulsion. Alle emulsionsprøver blev fremstillet ved hjælp af en Hielscher ultralydsprocessor UP200H. Effekten af pH, ionstyrke, pektin, guargummi, lecithin, æggeblomme og xanthangummi samt tidspunktet for sonikering, temperatur og viskositet af olie-vand-blanding på det specifikke overfladeareal og størrelse af dråber og flødeindeks for emulsionsprøverne blev undersøgt. De eksperimentelle data blev analyseret med Taguchi-metoden, og optimale forhold blev bestemt. Derudover blev et adaptivt neuro-fuzzy inferenssystem (ANFIS) anvendt til modellering og kategoriserer egenskaberne af den resulterende emulsion. Resultaterne viste, at øget sonikeringstid indsnævrede området for dråbestørrelsesfordeling. Pektin og xanthan forbedrede emulsionens stabilitet, selvom de havde forskellige virkninger på emulsionsstabiliteten, når de blev brugt hver for sig eller sammen. Guargummi forbedrede viskositeten af den kontinuerlige fase. Emulsioner stabiliseret af æggeblomme viste sig at være stabile over for dråbeflokkulering ved pH 3 og ved relativt lave saltkoncentrationer.
Ultralyd nedbrydning af kolesterol i æggeblomme
Sun et al. (2011) udviklede en ultralydsassisteret enzymatisk proces med kolesterolnedbrydning i naturlig æggeblomme. De sigtede mod den katalytiske aktivitet af kolesteroloxidase mod æggeblommekolesterol med det formål at opnå en kolesterolreduceret æggeblomme uden at påvirke æggeblommens vigtigste næringsstofsammensætning. Kolesteroloxidase blev brugt til at katalysere nedbrydningen af kolesterol i æggeblomme. For det første blev en 30 g portion af æggeblommen forbehandlet med ultralyd i 15 minutter ved 200W og derefter inkuberet i 10 timer med kolesteroloxidasekoncentration på 0,6U/g æggeblomme ved 37°C. Endelig blev kolesterolniveauet i æggeblomme reduceret til 8,32 % af dets oprindelige koncentration uden at påvirke æggeblommens kvalitetsegenskaber.
Fakta, der er værd at vide
Hvad er ultralydskavitation?
Sonikering skaber emulsioner gennem ultralydsdrevne svingninger med høj effekt, som forårsager akustiske Kavitation. Udtrykket kavitation beskriver dannelse, vækst og implosivt kollaps af hulrum (vakuumbobler) i en væske. Ultralyd / akustisk kavitation producerer lokale forhold inde i boblerne på ~5000 K, ~1000 atm, opvarmnings- og kølehastigheder, der overstiger 1010 K/s og væskestråler med op til 300 m/s. (Suslick et al. 2008) De intense kræfter, høj forskydning, streaming og turbulenser som følge af bobleimplosionen leverer energien til at bryde partikler og dråber for dispersion & emulsion størrelsesreduktion Lyse cellevæggeinitiere Kemiske reaktioner.
manothermosonication
Som det fremgår af vores resultater, er statisk tryk et meget effektivt middel til at øge dødeligheden af ultralydsbølger (UW) / manosonication (MS). Denne stigning bliver større, når amplituden af UW er højere. Mellem 50 og 58 °C kan varmedødeligheden øges ved at kombinere varmebehandlinger med UW under tryk (MS). Letaliteten af denne behandling (MTS) svarer til den additive dødelige virkning af varme og UW. MS- og MTS-behandlinger kan blive et alternativ til inaktivering i varmefølsomme medier (dvs. flydende æg) af Y. enterocolitica og muligvis andre mikroorganismer. Det kan også finde anvendelser i fødevarer, hvor den høje intensitet af varmebehandlinger, der kræves (f.eks. fødevarer med lav vandaktivitet), vil forringe fødevarekvaliteten. (jf. Raso et al. 1998)
Forsker har afsløret, at ikke-termiske fødevarekonserveringsteknologier, såsom sonikering, ikke påvirker, så meget som termiske processer, ernæringsmæssige og sensoriske egenskaber ved forarbejdede fødevarer.
Læs mere om synergierne mellem power ultralyd, tryk og varme!
Æg: Sammensætning & Karakteristika
Mens hønseæg er det mest almindeligt forbrugte fugleæg, bruges også andre varianter af fugleæg, f.eks. strudse, and, vagtel, gåseæg osv., som fødevare- og fødevareingredienser.
Æg tilbyder multifunktionalitet og bruges derfor i vid udstrækning som ingrediens i mange fødevarer.
Funktionelle egenskaber ved æg inkluderer egenskaberne ved koagulation og binding, smag, farve, skumning, emulgering samt hæmmet krystalvækst i konfekture. For at opretholde disse ægfunktioner kræves en mild pasteurisering for at undgå proteindenaturering.
Flydende ægprodukter spænder fra flydende hele æg, æggehvide og æggeblomme til rørægblandinger og andre specialiserede ægprodukter. Flydende ægprodukter fås som brugsklare produkter eller i frossen form. Flydende æg kan raffineres yderligere til æggepulver, f.eks. hele æggepulver, æggehvidepulver, æggeblommepulver. Æggepulver er lavet af fuldt dehydrerede æg af spray-tørring æggene på samme måde som mælkepulver produceres. Fordele ved ægpulver i forhold til friske æg inkluderer lav pris, reduceret vægt pr. volumen af hele ægækvivalent, holdbarhed, mindre opbevaringsplads og unødvendig køling.
Varmefølsomhed af ægproteiner
Æg indeholder flere varmefølsomme proteiner, der er en vigtig faktor at overveje, når flydende æg (også kendt som breakeræg) behandles og pasteuriseres. Især flydende æggehvideprodukter er følsomme over for forarbejdningsforhold, især varme. Temperaturen for denaturering af æggehvideproteiner varierer mellem 61 °C (for Ovotransferrin) og 92,5 °C (for G2 Globulin). Livetins, lysozym,
ovomakroglobulin og ovoglobulin G3 er de mindst varmestabile proteiner, mens ovotransferrin, ovoinhibitor og ovoglobulin G2 viste sig at være de mest varmestabile proteiner i æg. Proteinfølsomhed over for varme kan påvirkes af tilsætning af salt og sukker, hvilket øger varmestabiliteten af varmefølsomme proteiner.
Ikke kun sukker og salt, også kulhydrater, såsom saccharose, glukose, fruktose, arabinose, mannitol og xylose, beskytter proteiner mod denaturering under varmebehandlinger (pasteurisering).
Koagulationstemperatur for hele æg: ved 73 °C
emulsionsstabilitet
For at opnå et homogent flydende ægprodukt skal det flydende æg stabiliseres mekanisk for at undgå adskillelse i to faser.
En emulsion er en blanding af to eller flere ikke-blandbare / ikke-blandbare væsker. Teknisk set er emulsioner en underopdeling af kolloide systemer i to eller flere faser. I emulsioner er både den dispergerede/interne og den kontinuerlige/eksterne fase flydende. I emulsioner blandes to ikke-blandbare væsker ved at dispergere den ene væske (den dispergerede fase) i den anden (den kontinuerlige fase). Emulgeringsmidler bruges til at opnå langsigtet mekanisk stabilitet af systemet.
Lecithin, som f.eks. er en komponent i æggeblomme, er en almindeligt anvendt fødevareemulgator til fødevarer og industrielle anvendelser. Udover lecithin indeholder æggeblomme flere aminosyrer, der også fungerer som emulgatorer. Æggeblomme indeholder ca. 5-8 gram lecithin, hvorfor æggeblomme er en vigtig ingrediens i mange emulsionsbaserede opskrifter såsom mayonnaise, hollandaise, dressinger og saucer.
Find trin-for-trin instruktion og en video til ultralydsmayonnaise-emulgering her!
Skummende funktionalitet
Æggehvide proteiner indeholder aminosyrer. Når proteinet er krøllet sammen, pakkes de hydrofobe aminosyrer i midten væk fra vandet, og de hydrofile er på ydersiden tættere på vandet.
Når et ægprotein er oppe mod en luftboble, udsættes en del af proteinet for luft, og en del er stadig i vand. Proteinet krøller sig ud, så dets vandelskende dele kan nedsænkes i vandet - og dets vandfrygtende dele kan stikke fast i luften. Når proteinerne krøller sig ud, binder de sig til hinanden - ligesom de gjorde, når de blev opvarmet - og skaber et netværk, der kan holde luftboblerne på plads.
Eggnog
Æggesnaps er en mælkebaseret drik, som består af mælk, æg, sukker og smagsstoffer og nogle gange alkohol. Det er en sød, rig, cremet mejeribaseret drik, der traditionelt er lavet med mælk, fløde, piskede æggehvider, æggeblommer og sukker. Alternativt, når den produceres som spiritus, inkorporeres destilleret spiritus såsom brandy, rom eller bourbon.
Litteratur/Referencer
- Lee, D.U.; Hein, V.; Knorr, D. (2003): Virkninger af kombinationsbehandlinger af nisin og ultralyd med høj intensitet med højt tryk på den mikrobielle inaktivering i flydende hele æg. Innovativ fødevarevidenskab & Emerging Technologies 2003.
- Nakamura, R.; Mizutani, R.; Yano, M.; Hayakawa, S. (1988): Forbedring af emulgerende egenskaber af protein ved sonikering med æggeblomme lecithin. Tidsskrift for landbrugs- og fødevarekemi 36, 1988. 729-732.
- Raso, J.; Pagán, R.; Condón, S.; Sala, F.J. (1998): Indflydelse af temperatur og tryk på ultralydens dødelighed. Anvendt og miljømæssig mikrobiologi, 64/2, 1998. 465–471.
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modellering og simulering af ultralydsproces med høj effekt til fremstilling af stabil olie-i-vand-emulsion. Tidsskrift for softwareudvikling og applikationer 4, 2011. 259-267.
- Sun, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011): Ultralydsassisteret enzymatisk nedbrydning af kolesterol i æggeblomme. Innovativ fødevarevidenskab & Nye teknologier 12/4, 2011. 505-508.
- Suslick, K.S.; Flannigan, D.J. (2008): Inde i en kollapsende boble: Sonoluminescens og betingelserne under kavitation. Annu. Rev. Phys. Chem. 59, 2008. 659–83.