Lebensmittelemulsionen – besser durch Ultraschallbehandlung
Die Emulsionstechnologie ist in Lebensmittelformulierungen allgegenwärtig: bei gefrorenen Desserts mit samtigem Mundgefühl, cremigen Salatdressings, perfekt homogenisierten Milchprodukten, Aufstrichen, Margarinen und sogar hochwertigen Aromakonzentraten.
Emulsionen sind komplexe Dispersionen nicht mischbarer Flüssigkeiten, typischerweise Öl und Wasser, die zu einem einheitlichen System stabilisiert werden. Da sich durch Ultraschallbehandlung sehr effektiv äußerst feine Tröpfchen erzeugen lassen, entstehen Emulsionen mit komplexen Geschmacksprofilen und verlängerter Haltbarkeit.
Ultraschallbehandlung als leistungsstarkes Werkzeug zur Emulgierung
Leistungsstarke Ultraschallgeräte mit Sonotrode werden heute häufig in der Gastronomie, der Mixologie und in Forschungs- und Entwicklungslaboren für Lebensmittelformulierungen eingesetzt. Im industriellen Maßstab ermöglichen sie die Produktion großer Emulsionsmengen mit bemerkenswerter Reproduzierbarkeit.
Der Wirkmechanismus der Ultraschallemulgierung beruht auf dem Phänomen der akustischen Kavitation. Wenn sich intensive Ultraschallwellen durch eine Flüssigkeit ausbreiten, bilden sich mikroskopisch kleine Blasen, wachsen und kollabieren heftig. Diese Implosionen erzeugen hohe Scherkräfte, lokale Mikrostrahlen und turbulente Strömungen.
Das Ergebnis? Nicht mischbare Phasen werden in Tröpfchen im Mikrometer- oder sogar Nanometerbereich zerteilt, wodurch Emulsionen mit außergewöhnlicher Gleichmäßigkeit entstehen.
Wasser-in-Öl (W/O), Öl-in-Wasser (O/W), multiple Emulsionen wie W/O/W oder O/W/O – mit Ultraschallbehandlung lassen sich Emulsionen unterschiedlicher Strukturen kontrolliert herstellen. Darüber hinaus ist die Ultraschallemulgierung vielseitig einsetzbar und funktioniert mit stabilisatorfreien Formulierungen, emulgatorstabilisierten Systemen und sogar mit Pickering-Emulsionen, die durch Feststoffpartikel stabilisiert werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil: Die Ultraschallemulgierung ist ein nichtthermisches Verfahren. Empfindliche Aromaverbindungen, Vitamine und bioaktive Substanzen werden nicht durch Wärme abgebaut, was für hochwertige Lebensmittel und empfindliche Aromaemulsionen entscheidend ist.
Präzise Emulsionen mit dem MultiPhaseCavitator
In der kontinuierlichen Produktion heben Ultraschall-Durchflusszellensysteme von Hielscher, die mit dem MultiPhaseCavitator InsertMPC48 ausgestattet sind, die Emulgierung auf ein neues Niveau.
Dieser spezielle Einsatz führt eine zweite Phase durch 48 feine Kanäle direkt in die Kavitationszone ein. Anstatt sich ausschließlich auf die Durchmischung des gesamten Volumens zu verlassen, steuert das System den Kontaktpunkt zwischen den Phasen präzise. Das Ergebnis ist eine noch feinere, gleichmäßigere Emulsion bei geringerem Energiebedarf.
Dies ermöglicht die Herstellung von Aromaemulsionen, die monatelang klar und stabil bleiben, von Margarinen mit cremiger Textur oder von Saucen.
Anwendungen in Lebensmittelwissenschaft und Gastronomie
Convenience-Lebensmittel: Gefrorene Desserts, Fleischprodukte, Aufstriche und Dressings profitieren von einer kleineren Tröpfchengröße und verbesserter Stabilität.
Aromaemulsionen: Sie werden besonders in Getränken, Sirupen und Extrakten geschätzt, bei denen Ultraschallverfahren einen minimalen Tensideinsatz ermöglichen und zugleich Klarheit und Lagerstabilität erhalten.
Natürliche Lebensmittel: Milch-, Sahne- und Butteremulsionen werden verfeinert, ohne ihre ursprünglichen sensorischen Eigenschaften zu verändern.
Kulinarik: In der avantgardistischen Gastronomie und Mixologie nutzen Köche und Lebensmitteltechnologen Ultraschallgeräte, um bei Bedarf ausdrucksstarke Emulsionen herzustellen – Saucen mit unerwarteten Texturen, Cocktailschäume mit verlängerter Stabilität und neuartige Geschmacksträger.
Finden Sie das beste Ultraschallgerät für Ihre Lebensmittelemulsion!
Ob Sie hochwertige Saucen in einer Gourmetküche kreieren oder Emulsionen in großem Maßstab für gewerbliche Lebensmittelanwendungen herstellen – Hielscher Ultrasonics bietet die ideale Lösung. Von kompakten Handgeräten wie dem UP200Ht – perfekt für kulinarische Innovationen und die Entwicklung von Formulierungen im Labormaßstab – bis hin zu leistungsstarken Industriesystemen wie dem UIP2000hdT und darüber hinaus ermöglichen Ultraschallgeräte von Hielscher eine präzise, zuverlässige Emulgierung. Sie ermöglichen die Bildung ultrafeiner, stabiler Emulsionen – ob Öl-in-Wasser, Wasser-in-Öl oder komplexe multiple Emulsionen – und sorgen so für eine überlegene Textur, Aromafreisetzung und Lagerstabilität. Passen Sie Ihren Emulgierungsprozess individuell an – Hielscher hat das passende Ultraschallgerät für jeden Maßstab und jede Herausforderung bei der Formulierung.
Entwicklung, Fertigung und Beratung – Qualität Made in Germany
Die Ultraschallgeräte von Hielscher sind für höchste Qualitäts- und Konstruktionsstandards bekannt. Robustheit und einfache Bedienung ermöglichen die reibungslose Integration unserer Ultraschallgeräte in industrielle Anlagen. Raue Bedingungen und anspruchsvolle Umgebungen bewältigen die Ultraschallgeräte von Hielscher problemlos.
Hielscher Ultrasonics ist ein ISO-zertifiziertes Unternehmen und legt besonderen Wert auf leistungsstarke Ultraschallgeräte, die sich durch modernste Technologie und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Selbstverständlich sind die Ultraschallgeräte von Hielscher CE-konform und erfüllen die Anforderungen von UL, CSA und RoHs.
Literatur / Quellen
- Belgheisi S., Motamedzadegan A., Milani J.M., Rashidi L., Rafe A. (2021): Impact of ultrasound processing parameters on physical characteristics of lycopene emulsion. Journal of Food Science and Technology 58(2), 2021. 484-493.
- Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019.
- Aslan Türker, Duygu; Dogan, Mahmut (2021): Effects of ultrasound homogenization on the structural and sensorial attributes of ice cream: optimization with Taguchi and data envelopment analysis. Journal of Food Measurement and Characterization 15, 2021, 1-11.
Häufig gestellte Fragen
Was sind Emulsionen in Lebensmittelformulierungen?
Emulsionen sind kolloidale Systeme, in denen zwei nicht mischbare Flüssigkeiten – typischerweise Öl und Wasser – so dispergiert sind, dass eine Phase innerhalb der anderen verteilt ist und durch Tenside oder Partikel stabilisiert wird. Sie sind in Lebensmitteln wie Mayonnaise, Saucen, Cremes und Getränken unerlässlich, um Textur, Mundgefühl und Stabilität zu steuern.
Was ist eine Ultraschallemulsion?
Eine Ultraschallemulsion entsteht durch den Einsatz hochfrequenter Schallwellen zur Erzeugung von Kavitation, die eine flüssige Phase in Form feiner Tröpfchen in einer anderen dispergiert. Diese Methode ermöglicht die Bildung stabiler Mikro- oder Nanoemulsionen mit verbesserter Homogenität und Haltbarkeit.
Welche Arten von Emulsionen lassen sich herstellen?
Zu den gängigen Arten gehören Öl-in-Wasser (O/W), Wasser-in-Öl (W/O) und komplexe multiple Emulsionen wie W/O/W oder O/W/O. Die Stabilisierung kann durch Tenside, Biopolymere oder Feststoffpartikel erfolgen (Pickering-Emulsionen).
Was ist Ultraschallbehandlung in der Lebensmittelverarbeitung?
Bei der Ultraschallbehandlung wird hochintensiver Ultraschall auf Flüssigkeiten oder Suspensionen angewendet, wodurch Kavitation und Durchmischung auf mikroskopischer Ebene entstehen. Sie wird zur Emulgierung, Extraktion, zum Zellaufschluss, zur Entgasung und zur Verbesserung des Stofftransports eingesetzt – und bietet eine nichtthermische, effiziente Verarbeitung für Lebensmittel- und Getränkeanwendungen.
Hielscher Ultrasonics stellt leistungsstarke Ultraschallhomogenisatoren vom Labormaßstab bis zum industriellen Maßstab her.

