Ultrasonidos y sus Múltiples Aplicaciones en el Procesamiento de Alimentos

Ultrasonidos es un método bien conocido y fiable cuando se trata de la extracción de la materia intracelular.
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El yogur es un producto lácteo fermentado que puede ser producido por la leche sola o por la adición de cultivos bacterianos. cepas de bifidobacterias (por ejemplo, BB-12, BB-46, B breve) son los probióticos comunes utilizados para la fermentación yogur. La cavitación ultrasónica aplicada a las células bacterianas puede causar su destrucción y al mismo tiempo, la liberación de β-galactosidasa. β-galactosidasa es una enzima hidrolasa que está fuertemente utiliza en la industria de procesamiento de la leche. La fermentación asistida por ultrasonidos se acelera debido a una hidrólisis más rápida lactosa resultante de la liberación ultrasónicamente inducida de β-galactosidasa de las células de bifidobacterias.
La homogeneización ultrasónica afecta a la ruptura de los glóbulos de grasa de la leche y a una distribución de tamaño muy fino.
Ultrasonidos puede accerlerate la velocidad de fermentación (reducción del tiempo de producción total de hasta 40%) y mejorar las características de calidad de yogur, resultando en una mayor viscosidad, coágulo más fuerte y la textura superior.

La leche (por ejemplo, de vaca, búfala, cabra o camello) es una emulsión o sistema coloidal que consiste en glóbulos de grasa de mantequilla dentro de un fluido a base de agua que contiene carbohidratos, proteínas y minerales disueltos. Como la grasa y el agua tienden a separarse en dos fases, la leche debe ser homogeneizada para obtener un producto uniforme. La homogeneización significa la distribución uniforme de las moléculas de grasa en el líquido de la leche. El ultrasonido es un método muy conocido que se utiliza para diversas aplicaciones en la elaboración de productos lácteos. El tratamiento ultrasónico de la leche da como resultado glóbulos de grasa homogeneizados, que se distribuyen de manera uniforme. La homogeneización por ultrasonido de alta potencia también es eficaz para los sustitutos de la leche (vegana/láctea) derivados de plantas como la leche de coco o la leche de soja.
El estudio de Sfakianakis y Tzia (2012) muestra que la homogeneización ultrasónica reduce el tamaño de los glóbulos de grasa de la leche (MFG). Low amplitud (150W) no tuvo un efecto de homogeneización satisfactoria (figura 2); el tamaño MFG y su distribución fueron similares a la leche sin tratar (compárese fig. 1 y 2). ecografía amplitud media (267.5, 375 W) tuvo un buen efecto de homogeneización; MFG diámetro promedio fue de 2 m (Fig. 3, 4). amplitud Superior (750W) de ultrasonido redujo el tamaño MFG crucialmente (Fig. 6), por lo que apenas visible en el microscopio óptico (100 aumentos); su tamaño medio de diámetro era de 0,3 m.

Chandrapala et al. (2012) investigaron el efecto de la aplicación de ultrasonidos de caseína y de calcio. Aplicaron ondas ultrasónicas (20kHz) a muestras de leche fresca descremada, caseína micelar reconstituido, y polvo de caseína. Se sonicaron las muestras hasta que los glóbulos de grasa de la leche se redujo a aprox. 10 nm. El análisis de la leche sonicado muestra que el tamaño de las micelas de caseína no se modifica. Un pequeño aumento en la proteína de suero soluble y una disminución correspondiente en la viscosidad también se produjo dentro de los primeros minutos de sonicación. El estudio se determinó que las micelas de caseína son estables durante la sonicación y la concentración de calcio soluble no se ve afectada por el tratamiento con ultrasonidos. [Chandrapala et al. 2012]

La sonicación controlada permite iniciar la siembra de cristales (creación de núcleos) e influir en el crecimiento del cristal. Bajo irradiación ultrasónica, se forman cristales más pequeños y, por lo tanto, más. El ultrasonido ayuda al proceso de cristalización de dos maneras: en primer lugar, el ultrasonido de potencia es una herramienta muy efectiva para crear una solución uniforme, que es la sustancia de partida para la cristalización. En la segunda etapa, el ultrasonido apoya la formación de una gran cantidad de núcleos. Mientras que la nucleación pobre crea un número menor de cristales grandes, la nucleación eficiente forma una gran cantidad de pequeños cristales de tamaño fino. En el campo acústico, incluso es posible iniciar la nucleación de azúcares que son normalmente reacios a la cristalización (por ejemplo, D-fructosa, sorbitol).
La modificación de ultrasonidos de cristalización es interesante para la formulación de los caramelos, productos de confitería, pastas para untar, helado, crema batida y chocolate.

La hidrogenación de aceites vegetales es un importante proceso a gran escala industrial. Por hidrogenación, aceites vegetales líquidos se convertetd en grasas sólidas o semi-sólidas (por ejemplo, margarina). Químicamente, los ácidos grasos insaturados se convierten durante la transferencia de fase catalizada reacción de hidrogenación en sus ácidos grasos saturados correspondientes mediante la adición de átomos de hidrógeno en los doublebonds. Este proceso catalítico se puede acelerar mediante ultrasonidos de alta potencia. Un catalizador comúnmente utilizado es níquel. Las grasas hidrogenadas se utilizan ampliamente como agentes de manteca vegetal en productos de panadería. Una ventaja de las grasas saturadas es su menor tendencia a la oxidación y por lo tanto un menor riesgo de rancidez.

El ultrasonido ofrece un método eficaz, los cristales de la miel para licuar y destruir la levadura, sin afectar a la calidad de la miel.
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Como técnica de proceso de alimentos no térmica, ultrasonidos proporciona un tratamiento suave pero efectivo que intensifica sabores, y estabiliza y conserva jugos y purés. Los resultados de los tratamientos de jugo de ultrasonidos incluyen la mejora de sabores, estabilización y conservación.
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ultrasonidos de potencia asiste al oaking de vinos y licores, debido a su capacidad de extracción eficaz y se intensificó significativamente la transferencia de masa entre el tejido y madera de la bebida alcohólica.
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El proceso de fermentación de vino, mosto, cerveza y sake se puede aumentar considerablemente, también. La velocidad de aceleración de 50% a 65% se han conseguido!
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Para la producción de helados, se requiere una mezcla de helado. Esta mezcla de helado se compone de leche, leche en polvo, crema, mantequilla o grasa vegetal, azúcar, pasta seca, emulsionante, estabilizante, así como aditivos tales como frutas, nueces, sabores y colorantes. Esta mezcla especial tiene que ser homogeneizada y pasteurizada, a continuación, se agita lentamente durante el proceso de congelación para evitar la formación de grandes cristales de hielo. De este modo, muy pequeñas burbujas de aire se mezclan en (llamado proceso de aireación) para espumar el helado lograr un postre frío sin problemas con textura. Esta es la etapa del proceso, donde ultrasonidos se pueden aplicar para mejorar la calidad del helado.
Durante el proceso de congelación, los cristales se forman a partir de agua sobreenfriada. La morfología de los cristales de hielo juega un papel importante con respecto a las propiedades texturales y físicas de los alimentos congelados y medio congelados. Como el tamaño y la distribución de los cristales de hielo son de especial importancia para la calidad de los productos de tisú descongelados, para los helados, se prefieren los cristales de hielo más pequeños porque los cristales grandes dan como resultado una textura helada. La nucleación es el factor más importante para controlar la distribución del tamaño del cristal durante la cristalización. De este modo, la tasa de congelación es generalmente el parámetro utilizado para controlar la distribución de tamaño y tamaño de los cristales de hielo en el helado. Durante el batido y la congelación, se inyecta aire para lograr la textura suave del helado. El llamado "rebasamiento", la cantidad de aire inyectado, es proporcionado, específicamente a la receta particular, proporcionalmente al volumen combinado de sólidos y agua. Por lo tanto, el exceso de tiempo varía debido a las diferentes formulaciones de helado y las secuencias de procesamiento. El helado estándar muestra un exceso de 100%, lo que significa que el producto final consiste en un volumen igual de mezcla de helado y burbujas de aire.
El uso de Hielscher de aparatos de ultrasonidos de alta potencia proporciona una mejor calidad de helado mediante la reducción del tamaño de los cristales de hielo y evitar la incrustación de una superficie de congelación. Una mejor consistencia y una sensación en la boca más cremosa se consigue debido al tamaño de los cristales de helado reducida y la distribución de burbujas de aire mejorado. Significativamente tiempos de congelación más cortos conducen a una capacidad de proceso superior y un proceso de producción más eficiente en energía.

Los productos de alimentación aireada como el bizcocho pueden mejorarse significativamente mediante la sonicación. La aplicación de ultrasonidos de potencia durante la etapa de mezcla de la pasta mejora la calidad de la torta de esponja en términos de menor dureza y mayor elasticidad, cohesión y elasticidad de la torta. Para las pruebas, todos los ingredientes se mezclaron siguiendo el método "all-in", que significa harina integral baja en proteínas, emulsionante, almidón de maíz, azúcar, polvo de hornear, sal y huevos enteros frescos se han agregado simultáneamente para formular el batido. Antes de la sonicación, los ingredientes se han agitado uniformemente para que el ultrasonido se aplique a una mezcla uniforme. La torta aireada por ultrasonidos mostró una menor dureza, menor gomosidad y menor masticabilidad, mientras que la elasticidad de la torta, la cohesión y la elasticidad fueron ligeramente más altas que las de la torta de control.

El tratamiento con ultrasonidos es bien conocido por su capacidad de extracción. Del grano de cacao, manteca de cacao puede ser liberado de las células mediante molienda y extracción por ultrasonidos.
La ecografía es una técnica alternativa para romper los cristales de azúcar en chocolate y proporciona efectos de ese modo similares a los de conchado.

La aplicación de ondas ultrasónicas de gran alcance para los resultados de la carne en la terneza menudo se estructura de la carne. A tenderización significativa se logra mediante la liberación de proteínas miofibrilares a partir de las células musculares. Además del efecto de ablandamiento, el ultrasonido mejora la capacidad de retención de agua y la cohesión de la carne, también.

los procesadores de alimentos ultrasónicos han encontrado su camino a la cocina gourmet, también. ultrasonicators de Hielscher se utilizan por el chef de primera calidad como por los dos cocinero galardonado con una estrella Michelin Sang-Hoon Degeimbre.
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