Võimsus ultraheli pakub mitmekesiseid võimalusi tõhusate ja usaldusväärsete toiduainete töötlemise rakenduste jaoks. Kõige levinumad rakendused toiduainetööstuses hõlmavad segamist & homogeniseerimine, emulgeerimine, dispergeerimine, rakkude hävitamine ja rakusisese materjali ekstraheerimine, ensüümide aktiveerimine või desaktiveerimine (sõltuvalt ultraheli intensiivsusest), säilimine, stabiliseerimine, lahustumine ja kristallimine, hüdrogeenimine, lihapõlemine, küpsemine, vananemine ja oksüdatsioon, samuti degaseerimine ja pihustuskuivatamine.

Allpool on valik konkreetseid rakendusi.
Palun klõpsake konkreetsel lingil, et saada rohkem teavet oma huvi rakendamise kohta!

Maitsete ja bioaktiivsete ühendite ekstraheerimine ultraheli abil

Ultraheli on tuntud ja usaldusväärne meetod rakusisese aine eraldamiseks.
Lisateabe saamiseks klõpsake siin Ultraheli leelis & kaevandamine ja aktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimise näited safran, kohvi, kanepit, Seened või vetikad!

Jogurti ultraheli kääritamine

Jogurt on fermenteeritud piimatoode, mida saab toota ainult piima või bakterikultuuride lisamise teel. Bifidobakterite tüved (nt BB-12, BB-46, B breve) on jogurti kääritamisel kasutatavad tavalised probiootikumid. Bakterirakkidele rakendatav ultraheli kavitatsioon võib põhjustada nende hävimise ja samaaegselt P-galaktosidaasi vabanemise. P-galaktosidaas on hüdrolasi ensüüm, mida kasutatakse piimatööstuses tugevalt. Ultraheli abil soodustatud fermentatsioon kiireneb, kuna bifidobakterite rakkudest pärinev β-galaktosidaasi ultraheli indutseeritud vabanemine tuleneb kiiremini laktoosi hüdrolüüsist.
Ultraheli homogeniseerimine mõju piima rasva globulide murda ja väga peen jaotus.
Ultraheli võib kiirendada fermentatsioonikiirust (kuni 40% kogutootmise aja vähenemine) ja parandada jogurti kvaliteediomadusi, mille tagajärjeks on suurem viskoossus, tugevam koagulaal ja parem tekstuur.

Piima ultraheli homogeniseerimine

Piim (nt lehm, pühvel, Kits või kaameli piim) on emulsioon või kolloidne süsteem, mis koosneb vee baasil vedelikus, mis sisaldab lahustunud süsivesikuid, valke ja mineraalaineid sisaldavat piimarasva globulesi. Kuna rasv ja vesi kalduvad kaheks faasiks, tuleb piim homogeniseeruda, et saada isegi toode. Homogeniseerimine tähendab rasva molekulide isegi jaotumist piimavedelikus. Ultraheli on tuntud meetod, mida kasutatakse mitmesugustel piimatöötluse rakendustes. Piima ultraheli töötlemine põhjustab homogeenitud rasvaglobuusi, mis on ühtlane ja ühtlaselt jaotatud. Homogeniseerimine suure võimsusega ultraheli abil on samuti efektiivne (vegan/piimavaba) piimaasendid, mis on saadud sellistest taimedest nagu kookospiim või sojapiim.
Sfakianakise ja Tzia (2012) uuring näitab, et ultraheli homogeenimine vähendab piimarasva gloobule (MFG). Madala amplituudiga (150 W) ei olnud rahuldavat homogeenimist (joonis 2); MFG suurus ja nende jaotumine olid sarnased töötlemata piimaga (vt joonised 1 ja 2). Keskmise amplituudiga ultraheliga (267,5, 375 W) oli hea homogeenimisvõime; MFG keskmine läbimõõt oli 2 μm (joonis 3, 4). Kõrgem amplituud (750 W) ultraheli vähendas oluliselt MFG suurust (joonis 6), muutes need optilises mikroskoobis (100x suurendus) peaaegu nähtavaks; nende keskmine läbimõõt oli 0,3 μm.

Suure võimsusega ultraheli on kerge mittetermilise homogeniseerimise tehnika. Sfakianakis jt (2011) näitavad muljetavaldavat ultraheli homogeenimist piimaga.

Chandrapala et al. (2012) uuriti ultraheli mõju kaseiinile ja kaltsiumile. Nad rakendasid ultraheli laineid (20 kHz) värske lõssipulbri, lahustatud mitselli kaseiini ja kaseiini pulbri proovide jaoks. Protsessid sonikeeriti ultraheliga, kuni piimarasva gloobulid langesid ligikaudu. 10 nm. Töötlemata piima analüüs näitab, et kaseiini mitsellide suurus ei muutu. Esinenud ultrahelilahastamise esimestel minutitel ilmnes ka lahustuva vadakuvalgu väike suurenemine ja viskoossuse vastav vähenemine. Uuringus leiti, et kaseiini mitsellid on ultrahelitöötluse ajal stabiilsed ja ultraheliravi ei mõjuta lahustuva kaltsiumi kontsentratsiooni. [Chandrapala et al. 2012]

Ultraheli suhkru kristallisatsioon kondiitritoodete jaoks

Kontrollitud ultrahelitöötlus võimaldab algatada kristallide külvamist (tuumade loomine) ja mõjutada kristallide kasvu. Ultraheli kiiritamisel moodustuvad väiksemad ja seeläbi rohkem kristallid. Ultraheli aitab kristallimisprotsessi kahel viisil: esiteks on võimsus ultraheli väga tõhus vahend, et luua ühtlane lahus, mis on kristalliseerumise lähteaine. Teises etapis toetab ultraheli mitmete tuumade moodustumist. Kuigi vähene tuumastumine tekitab väiksem arv suuri kristalle, moodustub efektiivne tuumastumine suurtes kogustes väiksemaid peene suurusega kristalle. Akustilises valdkonnas on isegi võimalik algatada kristalliseerumisest tavaliselt vabanevate suhkrute (nt D-fruktoos, sorbitool) suhkru tuumastumine.
Kristalliseerumise ultraheli modifikatsioon on huvitav kommid, kondiitritooted, leivad, jäätis, vahukoor ja šokolaad.

Toiduõli ultraheli hüdrogeenimine

Taimeõlide hüdrogeenimine on oluline tööstuslik laiaulatuslik protsess. Hüdrogeniseerimise teel konverteeritakse vedelad taimeõlid tahketesse või pooltahketesse rasvadesse (nt margariini). Keemiliselt muudetakse küllastumata rasvhappeid faasiülekanne katalüüsitud hüdrogeenimise reaktsioon nende vastavateks küllastunud rasvhapeteks, lisades vesinikuaatomid kahekordse sidemega. Seda katalüütilist protsessi saab kiirendada suure võimsusega ultraheliga. Tavaliselt kasutatav katalüsaator on nikkel. Hügieenitud rasva kasutatakse laialdaselt lühenemist soodustavate ainetena pagaritoodetes. Küllastunud rasvade eeliseks on nende madalam kalduvus oksüdeeruda ja seeläbi väiksem haprususe oht.

Ultraheli mee veeldamine

Ultraheli pakub tõhusat meetodit kristallid meega vedeldamiseks ja pärmi hävitamine, mõjutamata mee kvaliteeti.
Lisateabe saamiseks klõpsake siin!

Mahlade ja smuutide ultraheli stabiliseerimine

Mittetermilise toiduprotsessi tehnikana pakub ultraheli kerget, kuid tõhusat ravi, mis intensiivistab maitseid ning stabiliseerib ja säilitab mahlad, smuutid, kastmed ja püreed. Ultraheli mahla töötlemise tulemused hõlmavad paremaid maitseid, stabiliseerimist ja säilitamist.
Lugege siin rohkem mahla ultraheli parandamisest & suupisteid!
Loe lähemalt ultraheli tomati töötlemise kohta!

Ultraheli laagerdumine veini & Likööri

Võimsus ultraheli aitab veini ja kangete alkohoolsete jookide tükki tänu oma efektiivsele ekstraheerimisvõimele ja oluliselt intensiivsemale maskeerumisele puitkanga ja alkohoolse joogi vahel.
Kliki siia, et saada rohkem teavet ultraheli veini töötlemise võimaluste kohta!
Veini, must, õlle ja sake'i kääritamisprotsessi võib oluliselt suurendada. Kiirendus 50% kuni 65% on saavutatud!
Ultraheli abistava käärimise kohta lisateabe saamiseks klõpsake siin!

Ultraheli kiirendatud jäätise külmutamine

Jäätise tootmiseks on vaja jäätisesegu. See jäätisesegu koosneb piimast, piimapulbrist, koorest, võist või taimsest rasvast, suhkrust, kuivmassist, emulgaatorist, stabilisaatorist, samuti lisanditest nagu puuviljad, pähklid, maitseained ja värvained. See spetsiaalne segu tuleb homogeniseerida ja pastöriseerida, seejärel segatakse seda külmutamisprotsessi ajal aeglaselt, et vältida suurte jääkristallide teket. Seega segatakse jäätise vahustamiseks sisse väga väikesed õhumullid (nn õhutusprotsess), saavutades sujuva tekstuuriga külma magustoidu. See on protsessi etapp, kus ultraheliuuringut saab rakendada jäätise kvaliteedi parandamiseks.
Külmutamise ajal moodustatakse kristallid üleküllastatud veest. Külmutatud ja poolkülmutatud toidu tekstuuriliste ja füüsikaliste omaduste oluliseks rolliks on jääkristallide morfoloogia. Kuna jääkristallide suurus ja jaotumine on sulatatud koeproduktide kvaliteedi seisukohalt eriti oluline, on jäätise puhul eelistatud väiksemad jääkristallid, kuna suured kristallid annavad sujuva tekstuuri. Nukleerimine on kristallimisest kristallide suuruse jaotumise kontrollimisel kõige olulisem tegur. Sealjuures on külmumistemperatuur tavaliselt jääkristallide jääkristallide suuruse ja suurusjärgu reguleerimiseks kasutatav parameeter. Pihustamise ja külmumise ajal süstitakse õhku, et saavutada jäätise ühtlane tekstuur. Niinimetatud "ületöötlus" - õhu süstitud kogus - on proportsionaalne vastavalt konkreetsele retseptile proportsionaalselt tahkete ainete ja vee kombineeritud mahuga. Niisiis erineb jääkreparaatide ja töötlemisvoogude tõttu ületäitumine. Standardne jäätis näitab 100% -list üleküllust, mis tähendab, et lõpptoote koostises on võrdne kogus jäätise segu ja õhumulle.
Hielscheri suure võimsusega ultraheli homogenisaatorite kasutamine tagab jäätise parema kvaliteedi, vähendades jääkristallide suurust ja vältides külmumispinna sissevoolu. Parem konsistents ja kreemjam suutunne saavutatakse tänu jäätisekristallide suuruse vähenemisele ja õhumullide suuremale jaotumisele. Oluliselt lühemad külmumisajad toovad kaasa suurema protsessivõimsuse ja energiatõhusama tootmisprotsessi.

Taigna ultraheli õhutamine

Viirustatud toiduained, nagu käsnkook, saab märkimisväärselt parandada ultraheli abil. Voolu ultraheliuuringute kasutamine taigna segamise etapis parandab käsnkooki kvaliteeti madalama kareduse ja kõrgema kooki elastsuse, ühtsuse ja vastupidavuse poolest. Testideks on kõik koostisained segatud kokku, millele järgneb "kõik-in" meetod, mis tähendab, et taigna kujundamiseks on lisatud vähese valgu täisjahu, emulgaator, maisitärklis, suhkur, küpsetuspulber, sool ja värsked terved munad. Enne ultrahelitöötlust koostisosad on segatud ühtlaselt kokku, nii et ultraheli kantakse ühtlase taigna segule. Ultraheli aeratsioonitud kook näitas madalamat karedust, madalamat kummikindlust ja madalamat kõõlusvõimet, samal ajal kui kooki elastsus, sidusus ja vastupidavus olid veidi kõrgemad kui kontrollkook.

ULtrasonic Crystallization ja šokolaadi kokkukutsumine

Sonikatsioon on tuntud oma ekstraktsioonivõimsuse poolest. Kakao võistlusest võib kakaovõi rakkudest vabastada ultraheli freesimisel ja ekstraheerimisel.
Ultraheli kasutamine on šokolaadis suhkru kristallide purustamiseks alternatiivne meetod ja annab seeläbi sarnase efekti nagu koorimine.

Liha ultraheli hellitus

Võimsate ultraheli lainete rakendamine lihale toob endaga kaasa lihastruktuuri pakkumise. Märkimisväärne pakkumine saavutatakse myofibrillaarsete valkude vabastamisega lihasrakkudest. Lisaks pakkumisefektile parandab ultraheli ka veesidumine ja liha ühtlusus.
Lisateavet liha pakkumise kohta leiate võimsuse ultraheli ja sonikaatori MeatBuzzeri abil siit!

Ultrahelitöötlus köökides ja baarides

Ultrahelised köögikombainid on leidnud tee ka gurmeeköögi jaoks. Hielscheri ultrahelitereid kasutab peakokk, nagu näiteks kaks Michelini staariga määratud peakokk Sang-Hoon Degeimbre.
Vajuta siia, kui olete huvitatud oma tuntud ultraheli kreveti laos olevast retseptist!
Ultraheli kokteiliretseptide saamiseks klõpsake siin!