Hielscher – Ultraschall-Technologie

Pasteurization & Homogenization of Liquid Egg

  • Flüssig-Ei (Vollei, Eiweiß, Eigelb) muss pasteurisiert werden die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten.
  • Ultraschall-Homogenisatoren liefern intensive Kavitation und hohe Scherkräfte Mikroben zu töten.
  • Besonders wenn sie mit erhöhten Temperaturen kombiniert (~ 50 ° C) und Druck (Mano-thermosonication), Leistungsultraschall liefert außergewöhnliche Pasteurisierung Ergebnisse.
  • Ultraschall-Lebensmittelverarbeitungssysteme werden in großem Umfang zu erfüllen Homogenisierung, Pasteurisierung und Sterilisation Anwendungen eingesetzt.

 

Ultraschall-Pasteurisierung

Flüssiges Vollei, Eiweiß, Eigelb und andere gemischte Eiprodukte pasteurisiert, um sicherzustellen, dass keine Bakterien / Erreger im Produkt sind. Mikrobielle Inaktivierung durch Pasteurisierung ist ein sehr wichtiger Prozessschritt Verderb und durch Lebensmittel übertragbaren Krankheit zu verhindern. Herkömmliche Pasteurisierung wird durch eine Wärmebehandlung des flüssigen Eiprodukten erreicht. Allerdings ist eine solche Wärmebehandlung betrifft Proteine, Textur und Ei-Funktionalitäten.
Ultraschall-Pasteurisierung ist eine sehr effektive und effiziente Pasteurisierung Alternative.
Flüssige Eiprodukte können effizient durch Mano-Thermosonisation (MTS) pasteurisiert werden, wobei die Ultraschall-Pasteurisierung mit einer Wärmebehandlung (ca. 50°C) und einem erhöhten Druck (ca. 1 barg) kombiniert wird. Unter diesen synergetischen Verarbeitungsbedingungen kann eine zuverlässige Bakterienreduktion von 5log erreicht werden. Die Manothermosondierung verbessert die Abtötungsrate von Mikroben signifikant: Erstens wird die Empfindlichkeit der meisten Mikroorganismen gegenüber der Ultraschallbehandlung durch Temperaturen über 50°C deutlich erhöht. Zweitens steigt die Intensität und Zerstörungskraft der Ultraschallkavitation unter erhöhtem Druck.
Die synergetische Effekte in manothermosonic Pasteurisierung zeichnet sich durch, was zu einem flüssigen Eiprodukt mit verbesserter Qualität der Pasteurisierung von Eiern herkömmlichen Wärme kombiniert. Flüssigei pasteurisiert von Mano-thermosonication zeigt weniger Proteindenaturierung, geringeren Aromaverlust, verbesserte Homogenität und eine deutlich höhere Energieeffizienz.
Hielscher der Ultraschall-Durchflusszellen sorgen für die Passage des flüssigen Eiprodukt direkt durch den hochintensiven Kavitation Zone, um die einheitliche und vollständige Pasteurisierung des flüssigen Eiprodukten zu gewährleisten.

Strom Ultraschall (7x UIP1000hdT) für die Lebensmittelverarbeitung, wie Homogenisierung, Pasteurisierung und Extraktion. (Klicken um zu vergrößern!)

Ultraschallsystem zur Pasteurisierung

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Ultraschall-Emulgierung

Eiklar besteht aus ca. 90% Wasser, Eigelb enthält ca.. 25% Fett. Wasser und Öl / Fett nicht mischbar sind, was bedeutet, dass die Phasen zu trennen neigen. Um ein homogenes, stabiles, flüssiges Vollei Produkt, ein hoch entwickelte Emulgierverfahren zu erhalten ist erforderlich, eine Phasentrennung zu verhindern.
Ultraschall-Kavitation und Scher liefert die erforderliche Energie, um das flüssige Eiprodukt gleichmäßig zu homogenisieren. Powerful Beschallen verhindern Phasentrennung durch die Fettkügelchen zu brechen und Wasser und Fett gleichmäßig, um eine stabile Emulsion zu erhalten, dispergiert wird.
Ultraschall Kavitation Behandlung ist eine überlegene Technik in Nanogröße Emulsionen zu erzeugen, um die mechanische Stabilität zu erhalten!

Vorteile der Ultraschall-Pasteurisierung

  • milde Verfahrensbedingungen
  • Erreger Entfernung
  • verlängerte Haltbarkeit
  • einheitliche Textur
  • bessere Ernährungs- und sensorische Eigenschaften
  • keine Denaturierung
  • keine Koagulation

Mischen mittels Ultraschall

Während der Ultraschall-Homogenisierung und Pasteurisierung, Additive (z.B. Zucker, Salz-, Xanthan Gum etc.) können einheitlich in das flüssige Eiprodukt gemischt werden.
Hielscher des Ultraschall-Homogenisatoren sind auch für die Herstellung von Eierlikör (Milch + Ei-Basis Lauge) verwendet, um mechanische Stabilität und Haltbarkeit zu verbessern.

Ultraschall-Spray-Drying von Eipulver

Flüssigei kann weiter in Ei-Pulver weiterverarbeitet werden, z.B. Volleipulver, Eiweißpulver, Eigelbpulver. Ei Flüssigkeit weist scherentzähende Verhalten. Um den Spritzvorgang dring, Ultraschallviskositätsreduktion ist ein hoch effizientes Verfahren zur Erhöhung der Verfahrenskapazität des Sprühtrockners zu optimieren.
Hier klicken, um mehr über die ultraschallgestützte Sprühtrocknungsverfahren zu lernen!

Ultraschallgeräte für die Nahrungsmittelindustrie

Ultraschall-Lebensmittelverarbeitungssysteme sind bekannt und bewährt für ihre zuverlässigen Ergebnisse in der Homogenisierung, Extraktion, Pasteurisieren und Sterilisieren von Lebensmitteln. Hielscher Industrieultraschallprozessoren erzeugen sehr hohe Amplituden von bis zu 200 um, um die erforderliche Energie für die Pasteurisierung, Sterilisation und Emulgieren Prozesse zu liefern. Natürlich sind unsere Ultraschall-Homogenisatoren sind für den 24/7 Betrieb unter schweren Bedingungen in der Industrie gebaut.
Neben ihrer Robustheit und Zuverlässigkeit erfordern Ultraschall-Prozessoren nur sehr geringe Wartung und sind sehr leicht zu reinigen. Alle Teile des Ultraschall-Homogenisator, der mit dem Lebensmittel in Berührung kommen, sind aus Titan, Edelstahl oder Glas hergestellt und sind autoklavierbar. Da jeder Prozessor seine Ultraschallultraschallreiniger anstelle hat, bieten sie automatisch CIP (cleaning-in-place) und SIP (Sterilisieren-in-place).
Ein kleiner Fußdruck und versability ermöglichen eine hassel freie Integration von Hielscher des ultrasonicators in Fertigungslinien. Nachrüsten in bestehende Anlagen können leicht erreicht werden.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0.2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Literatur

  • Lee, D.U .; Hein, V .; Knorr, D. (2003): Effects of Kombinationsbehandlungen von Nisin und hochintensiven Ultraschall mit hohem Druck auf der Inaktivierung von Mikroorganismen in flüssiger Vollei. Innovative Food Science & Aufstrebende Technologien 2003.
  • Nakamura, R .; Zu, R .; Yano, M .; Hayakawa, S. (1988): Erweiterung der Emulgieren Eigenschaften von Protein durch mit Eigelb Lecithin Ultraschallbehandlung. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36, 1988. 729-732.
  • Raso, J .; Pagán, R .; Condón, S .; Sala, F. J. (1998): Einfluss von Temperatur und Druck auf die Letalität von Ultraschall. Applied and Environmental Microbiology, 64/2, 1998 465-471.
  • Sargolzaei, J .; Mosavian, M.T.H .; Hassani, A. (2011): Modellierung und Simulation von Hochleistungsultraschallverfahren bei der Herstellung der stabilen Öl-in-Wasser-Emulsion. Journal of Software Engineering und Anwendungen 4, 2011. 259-267.
  • Sonnig.; Yang, H .; Zhong, X .; Wang, W. (2011): Der Ultraschall-unterstützte enzymatischen Abbau von Cholesterin in Eigelb. Innovative Food Science & Emerging Technologies 12/4 2011. 505-508.
  • Suslick, K.S .; Flannigan, D. J. (2008): Innerhalb eines Einstürzen Blase: Sonolumineszenz und die Bedingungen während Cavitation. Annu. Rev. Phys. Chem. 59, 2008. 659-83.


Verknüpfte Forschungsergebnisse

Ultraschall-Emulgierung

Javad Sargolzaei et al. (2011) modifizierten die Anwendung von Hochleistungsultraschall zur Herstellung einer stabilen Öl-in-Wasser-Emulsion. Alle Emulasionsproben wurden mit einem Hielscher Ultraschallprozessor vorbereitet. UP200H. The effect of pH, ionic strength, pectin, Guar gum, lecithin, egg yolk, and xanthan gum as well as the time of sonication, temperature and viscosity of oil-water mixture on the specific surface area and size of droplets, and creaming index of the emulsion samples was investigated. The experimental data were analyzed with Taguchi method and optimum conditions were determined. In addition, an adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) was employed to modeling and categorizes the properties of the resulted emulsion. The results showed that increasing sonication time narrowed the range of droplets size distribution. Pectin and xanthan enhanced the stability of emulsion, although they had different impacts on the emulsion stability when used individually or together. Guar gum improved the viscosity of the continuous phase. Emulsions stabilized by egg yolk were found to be stable to droplet flocculation at pH 3 and at relatively low salt concentrations.

Ultraschall Abbau von Cholesterin in Yolk

Sun et al. (2011) entwickelte einen ultraschallunterstützten enzymatischen Prozess von Cholesterin-Abbau in natürlichen Eigelb. Sie zielten für die katalytische Aktivität von Cholesterinoxidase gegen Eigelb Cholesterin mit dem Ziel, eine Cholesterin reduziert Eigelb zu erhalten, ohne die wichtigsten Nährstoffe Zusammensetzung von Eigelb zu beeinflussen. Cholesterinoxidase wurde verwendet, um den Abbau von Cholesterin in Eigelb zu katalysieren. Zuerst wurde für 15 Minuten durch Ultraschall-a 30g Teil des Eigelbs bei vorbehandelte 200W und dann für 10h mit Cholesterinoxidase-Konzentration von 0.6U / g Eigelb bei 37 ° C inkubiert. Schließlich wurde der Cholesterinspiegel im Eigelb zu 8,32% seiner ursprünglichen Konzentration verringert, ohne die Qualitätsmerkmale des Eigelbs zu beeinflussen.

Wissenswertes

Was ist Ultraschall Kavitation?

Beschallen schafft Emulsionen durch Hochleistungsultraschall getriebene Schwingungen, die dazu führen, akustische Kavitation. Der Begriff Kavitation beschreibt die Bildung, das Wachstum und implosive Zusammenbruch von Hohlräumen (Vakuumblasen) in einer Flüssigkeit. Ultraschall / akustische Kavitation erzeugt örtliche Gegebenheiten in den Bläschen von ~ 5000 K, ca. 1000 atm, Heiz- und Kühlraten, die 10 nicht überschreiten10 K / s und die Flüssigkeitsstrahlen mit bis zu 300 m / s. (Suslick et al. 2008) Die intensiven Kräfte, eine hohe Scher, Streaming und die daraus resultierenden Turbulenzen aus der Blasenimplosion die Energie liefern Partikeln und Tröpfchen zu brechen für Dispersion & Emulsion Größenreduzierung, Zellwände lysiereninitiieren chemische Reaktionen.

Mano-Thermo-Sonication

Wie unsere Ergebnisse zeigen, ist der statische Druck ein sehr effizientes Mittel zur Erhöhung der Letalität von Ultraschallwellen (UW) / Manosonierung (MS). Dieser Anstieg wird größer, wenn die Amplitude von UW größer ist. Zwischen 50 und 58°C kann die Wärmeabgabe durch die Kombination von Wärmebehandlungen mit UW unter Druck (MS) erhöht werden. Die Letalität dieser Behandlung (MTS) entspricht der additiven letalen Wirkung von Wärme und UW. MS- und MTS-Behandlungen könnten eine Alternative zur Inaktivierung von Y. enterocolitica und möglicherweise anderen Mikroorganismen in wärmeempfindlichen Medien (z.B. Flüssigei) werden. Es könnte auch in Lebensmitteln eingesetzt werden, in denen die hohe Intensität der erforderlichen Wärmebehandlungen (z.B. wasserarme Lebensmittel) die Lebensmittelqualität beeinträchtigen würde. (vgl. Raso et al. 1998)
Forscher haben gezeigt, dass nicht-thermische Haltbarmachung von Lebensmitteln Technologien wie Beschallung, wirkt sich nicht auf, so viel wie thermische Prozesse, Ernährungs- und sensorische Eigenschaften von verarbeiteten Lebensmitteln.

Ultraschall / akustische Kavitation erzeugt hochintensive Kräfte, die die Kristallisation und Fällungsverfahren fördern (Anklicken zum Vergrößern!)

Entstehung und Implosion von Ulötraschallkavitationsblasen

Eier: Zusammensetzung & Eigenschaften

Während Hühnereier sind die am häufigsten konsumierte Vogelei, auch andere Sorten von Vogeleiern, z.B. Strauß, Ente, Wachtel, Gänseeier usw. als Lebensmittel und Lebensmittelzutaten verwendet.
Eier bieten Multifunktionalität und sind deshalb weithin als Zutat in vielfältigen Lebensmittelprodukten verwendet.
Funktionelle Eigenschaften von Eiern sind die Eigenschaften der Koagulation und Bindung, Geschmack, Farbe, Schäume, Emulgieren sowie hemmt das Kristallwachstum in Süßwaren. Um diese Funktionalitäten von Ei zu halten, eine milde Pasteurisierung ist die Vermeidung von Proteindenaturierung erforderlich.
Flüssigei Produkte reichen von flüssigem Vollei, Eiweiß und Eigelb zu Rührei Mischungen und anderen spezialisierten Eiprodukte. Flüssigei Produkte sind als Read-To-Use-Produkte oder in gefrorener Form. Flüssigei kann weiter in Eipulver verfeinert werden, z.B. Volleipulver, Eiweißpulver, Eigelbpulver. Eipulver aus vollständig dehydriert Eiern durch Sprühtrocknung die Eier in der gleichen Art und Weise, dass Milchpulver hergestellt werden. Vorteile von Eipulver über frische Eier sind niedrigen Preis, geringeres Gewicht pro Volumen Vollei äquivalent, Haltbarkeit, weniger Speicherplatz und needlessness von Kälte.

Wärmeempfindlichkeit von Hühnerei

Eier enthalten mehrere wärmeempfindliche Proteine, die ein wichtiger Faktor sind, zu berücksichtigen, wenn Flüssigei (auch als breaker Eiern bekannt) verarbeitet wird und pasteurisiert. Insbesondere flüssige Eiklar Produkte sind empfindlich gegenüber Verarbeitungsbedingungen, insbesondere Wärme. Die Temperatur für das Eiklar Proteine ​​Denaturierung variiert zwischen 61 ° C (für Ovotransferrin) und 92,5 ° C (für G2 Globulin). Livetins, Lysozym,
Ovomakroglobulin ovoglobulin und G3 sind die am wenigsten hitzestabile Proteine, während Ovotransferrin, ovoinhibitor und ovoglobulin G2 gefunden wurden die meisten hitzestabilen Proteinen in Ei zu sein. Protein Empfindlichkeit gegenüber Wärme kann durch die Zugabe von Salz und Zucker beeinflusst werden, was die Hitzestabilität der wärmeempfindlichen Proteine ​​erhöht.
Nicht nur Zucker und Salz, auch Kohlenhydrate, wie Saccharose, Glucose, Fructose, Arabinose, Mannit und Xylose, schützen Proteine ​​vor Denaturierung während der Wärmebehandlung (Pasteurisierung).
Koagulationstemperatur Vollei: bei 73 ° C

Emulsionsstabilität

Um stabilisierte ein homogenes flüssiges Eiprodukt, das Flüssigei zu erhalten, um mechanisch werden muß Trennung in zwei Phasen zu verhindern.
An emulsion is a mixture of two or more immiscible / non-blendable liquids. Technically, emulsions are a subdivision of colloidal systems of two or more phases. In emulsions, both the dispersed/internal and the continuous/external phase are liquid. In emulsions, two immiscible liquids are blended by dispersing one liquid (the dispersed phase) in the other (the continuous phase). Emulsifying agents are utilized to obtain long-term mechanical stability of the system.
Lecithin, das z.B. eine Komponente in Eigelb, ist ein häufig verwendeter Nahrungs Emulgator für Lebensmittel und industrielle Anwendungen. Neben Lecithin, enthält agg yolk mehrere Aminosäuren, die als Emulgatoren fungieren, zu. Eigelb enthält ca.. 5-8grams Lecithin, weshalb Eigelb in viele ein wichtiger Bestandteil ist Emulsionsbasis Rezepte wie Mayonnaise, Hollandaise, Dressings, Soßen und.

schäumende Funktionalität

Eiklar Proteine ​​enthalten Aminosäuren. Wenn das Protein wird zusammengerollt, die hydrophoben Aminosäuren sind weg von dem Wasser in der Mitte verpackt und die hydrophil diejenigen sind auf der Außenseite, um das Wasser näher.
Wenn ein Eiprotein gegen eine Luftblase ist, wird ein Teil dieses Proteins der Luft ausgesetzt und ein Teil befindet sich noch in Wasser. Das Protein uncurls, so dass seine wasserliebenden Teile im Wasser-und deren wasser fürchten Teile eingetaucht werden kann in die Luft halten. Sobald die Proteine ​​uncurl sie Bindung miteinander-genauso wie sie es taten, wenn ein Netzwerk-beheizten schaffen, die die Luftblasen in Position halten kann.

Eierlikör

Eierlikör ist ein Milchgetränk, die Alkohol in Milch, Eiern, Zucker und Aromen und manchmal besteht. Es ist eine süße, cremige Milchbasis Getränk traditionell mit Milch, Sahne, Eischnee, Eigelb und Zucker hergestellt. Gegebenenfalls werden, wenn sie als Alkohol, destillierte Spirituosen wie Brandy, Rum oder Bourbon hergestellt eingebaut.