Ultraheli ja selle mitmekesised rakendused toiduainete töötlemisel

Võimsuse ultraheli pakub mitmesuguseid võimalusi tõhusate ja usaldusväärsete toiduainete töötlemise rakenduste jaoks. Kõige tavalisemad rakendused toiduainetööstuses hõlmavad segamist & homogeniseerimine, emulgeerimine, hajutamine, rakkude katkestamine ja rakusisese materjali ekstraheerimine, ensüümide aktiveerimine või desaktiveerimine (mis sõltub ultraheli intensiivsusest), säilitamine, stabiliseerimine, lahustamine ja kristalliseerumine, hüdrogeenimine, liha pakkumine, küpsemine, vananemine ja oksüdatsioon, samuti degaseerimine ja pihustuskuivatamine.

Tutvustame teile allpool Hielscheri sonikaatorite erinevaid valitud rakendusi toiduainete töötlemisel. Palun klõpsake konkreetsetel linkidel, et saada põhjalikku teavet teie huvipakkuva rakenduse kohta!

Lõhna- ja maitseainete ning bioaktiivsete ühendite ekstraheerimine ultraheli abil

Ultraheli on tuntud ja usaldusväärne meetod rakusisese aine ekstraheerimisel.
Klõpsake siin, et lugeda lisateavet ultraheli lüüs & Kaevandamine ja aktiivsete ühendite ultraheli ekstraheerimise näited safran, kohv, Kanepi, Seened või Vetikad!

Jogurti ultraheli kääritamine

Jogurt on kääritatud piimatoode, mida saab toota ainult piimaga või bakterikultuuride lisamisega. Bifidobakterite tüved (nt BB-12, BB-46, B breve) on tavalised probiootikumid, mida kasutatakse jogurti kääritamiseks. Bakterirakkudele rakendatav ultraheli kavitatsioon võib põhjustada nende hävimist ja samaaegselt β-galaktosidaasi vabanemist. β-galaktosidaas on hüdrolaasi ensüüm, mida kasutatakse tugevalt piimatööstuses. Ultraheli abil fermentatsioon kiireneb tänu kiiremale laktoosi hüdrolüüsile, mis tuleneb β-galaktosidaasi ultraheli indutseeritud vabanemisest bifidobakterite rakkudest.
Ultraheli homogeniseerimine mõjutab piimarasva globulite purunemist ja väga peene suurusega jaotust.
Ultraheli võib suurendada kääritamise kiirust (kogu tootmisaja vähenemine kuni 40%) ja parandada jogurti kvaliteediomadusi, mille tulemuseks on suurem viskoossus, tugevam koagulum ja parem tekstuur.

Piima ultraheli homogeniseerimine

Piim (nt lehma-, pühvli-, kitse- või kaamelipiim) on emulsioon või kolloidsüsteem, mis koosneb piimarasvadest veepõhises vedelikus, mis sisaldab lahustunud süsivesikuid, valke ja mineraale. Kuna rasv ja vesi kipuvad eralduma kaheks faasiks, tuleb piim ühtlase toote saamiseks homogeniseerida. Homogeniseerimine tähendab rasvamolekulide ühtlast jaotumist piimavedelikus. Ultraheli on tuntud meetod, mida kasutatakse mitmesuguste rakenduste jaoks piimatöötlemisel. Piima ultraheliravi tulemuseks on homogeniseeritud rasvapallid, mis on ühtlaselt ja ühtlaselt jaotunud. Homogeniseerimine suure võimsusega ultraheli abil on efektiivne ka (vegan / piimavaba) piimaasendajate puhul, mis on saadud sellistest taimedest nagu kookospiim või sojapiim.
Sfakianakise ja Tzia uuring (2012) näitab, et ultraheli homogeniseerimine vähendab piimarasva globulite (MFG) suurust. Alltoodud mikroskoopilised pildid näitavad ultrahelitöötluse mõju piimarasva tilkade suurusele. Madalal amplituudil (150W) ei olnud rahuldavat homogeniseerimisefekti (joonis 2) ; MFG suurus ja nende jaotus olid sarnased töötlemata piimaga (võrdle jooniseid 1 ja 2). Keskmise amplituudiga ultrahelil (267,5, 375 W) oli hea homogeniseeriv toime; MFG keskmine läbimõõt oli 2 μm (joonis 3, 4). Suurem amplituud (750W) ultraheli vähendas MFG suurust otsustavalt (joonis 6), muutes need optilises mikroskoobis vaevu nähtavaks (100x suurendus); Nende keskmine läbimõõt oli 0, 3 μm.

Suure võimsusega ultraheli on kerge mittetermiline homogeniseerimistehnika. (2011) näitavad muljetavaldavat ultraheli homogeniseerimise mõju piimale.

(2012) uuris ultraheliuuringu mõju kaseiinile ja kaltsiumile. Nad rakendasid ultraheli laineid (20 kHz) värske kooritud piima, taastatud mitsellaarse kaseiini ja kaseiinipulbri proovidele. Nad töötlesid proove ultraheliga, kuni piimarasva globulid vähenesid umbes 10 nm-ni. Ultraheliga töödeldud piima analüüs näitab, et kaseiini mitsellide suurus ei muutu. Lahustuva vadakuvalgu väike suurenemine ja vastav viskoossuse vähenemine toimus ka ultrahelitöötluse esimese paari minuti jooksul. Uuring tehti kindlaks, et kaseiini mitsellid on ultrahelitöötluse ajal stabiilsed ja ultraheliravi ei mõjuta lahustuva kaltsiumi kontsentratsiooni. [Chandrapala et al. 2012]

Ultraheli suhkru kristalliseerumine kondiitritoodete jaoks

Kontrollitud ultrahelitöötlus võimaldab algatada kristallide külvamist (tuumade loomist) ja mõjutada kristallide kasvu. Ultraheli kiiritamisel moodustuvad väiksemad ja seeläbi rohkem kristalle. Ultraheli aitab kristalliseerumisprotsessi kahel viisil: Esiteks on võimsuse ultraheli väga tõhus vahend ühtlase lahenduse loomiseks, mis on kristalliseerumise lähteaine. Teises etapis toetab ultraheli suure hulga tuumade moodustumist. Kui kehv tuum tekitab väiksema arvu suuri kristalle, siis efektiivne tuumastumine moodustab suure hulga väikeseid peenesuurusi kristalle. Akustilises väljas on isegi võimalik algatada kristalliseerumisest tavaliselt vastumeelsete suhkrute tuumastumist (nt D-fruktoos, sorbitool).
Kristalliseerumise ultraheli modifikatsioon on huvitav kommide, kondiitritoodete, võidete, jäätise, vahukoore ja šokolaadi valmistamiseks.

Toiduõlide ultraheli hüdrogeenimine

Taimeõlide hüdrogeenimine on oluline tööstuslik suuremahuline protsess. Hüdrogeenimise teel muundatakse vedelad taimeõlid tahketeks või pooltahketeks rasvadeks (nt margariin). Keemiliselt muundatakse küllastumata rasvhapped faasiülekanne katalüüsitud hüdrogeenimise reaktsioon vastavatesse küllastunud rasvhapetesse, lisades kaksiksidemetele vesinikuaatomeid. Seda katalüütilist protsessi saab kiirendada suure võimsusega ultraheliga. Tavaliselt kasutatav katalüsaator on nikkel. Hüdrogeenitud rasvu kasutatakse laialdaselt pagaritoodete lühenditena. Küllastunud rasvade eeliseks on nende madalam kalduvus oksüdeeruda ja seega väiksem rääsumise oht.

Mee ultraheli vedeldamine

Ultraheli pakub tõhusat mittetermilist meetodit, mee kristallid pärmi vedeldamiseks ja hävitamiseks, 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.
Loe siit rohkem mahlade ultraheli parandamise kohta & Smuutisid!
Loe lähemalt ultraheli tomatite töötlemise kohta!

Veini ultraheli laagerdumine & Likööri

Võimsus ultraheli aitab veini ja kangete alkohoolsete jookide leotamist tänu oma tõhusale ekstraheerimisvõimele ja oluliselt intensiivistunud massiülekandele puidukoe ja alkohoolse joogi vahel.
Klõpsake siin, et saada lisateavet ultraheli veinitöötluse võimaluste kohta!
Ka veini, viinamarjavirde, õlle ja sake käärimisprotsessi saab oluliselt suurendada. Kiirendusmäärad 50% kuni 65% on saavutatud!
Et saada lisateavet ultraheli abil kääritamise kohta, 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.
Külmutamisprotsessi käigus moodustuvad kristallid ülekuumenenud veest. Jääkristallide morfoloogia mängib olulist rolli külmutatud ja poolkülmutatud toidu tekstuuriliste ja füüsikaliste omaduste osas. Kuna jääkristallide suurus ja jaotus on sulatatud koetoodete kvaliteedi seisukohast erilise tähtsusega, siis jäätise puhul eelistatakse väiksemaid jääkristalle, sest suurte kristallide tulemuseks on jäine tekstuur. Tuum on kõige olulisem tegur kristallide suuruse jaotuse kontrollimiseks kristalliseerumise ajal. Seega on külmumiskiirus tavaliselt parameeter, mida kasutatakse jäätise jääkristallide suuruse ja suuruse jaotuse kontrollimiseks. Piitsutamise ja külmutamise ajal süstitakse õhku, et saavutada jäätise sile tekstuur. Niinimetatud "ülejooks", süstitud õhu kogus, on proportsionaalne – konkreetselt konkreetse retseptiga – proportsionaalselt tahkete ainete ja vee kogumahuga. Niisiis, ülejooksmine varieerub erinevate jäätisekoostiste ja töötlemisvoogude tõttu. Tavaline jäätis näitab 100% ületamist, mis tähendab, et lõpptoode koosneb võrdsest mahust jäätisesegust ja õhumullidest.
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

Gaseeritud toiduaineid, nagu käsnkook, saab ultrahelitöötlusega oluliselt parandada. Võimsuse ultraheli kasutamine taigna segamise etapis parandab käsnkooki kvaliteeti madalama kõvaduse ja kõrgema koogi vedrukuse, sidususe ja vastupidavuse osas. Testide jaoks on kõik koostisosad kokku segatud"all-in" meetodil, mis tähendab, et taigna koostamiseks on samaaegselt lisatud madala valgusisaldusega täisjahu, emulgaator, maisitärklis, suhkur, küpsetuspulber, sool ja värsked terved munad. Enne ultrahelitöötlust on koostisosad ühtlaselt kokku segatud, nii et ultraheli rakendatakse ühtlasele taigna segule. Ultraheliga gaseeritud kook näitas madalamat kõvadust, madalamaid kummimiine ja madalamat nätskust, samas kui koogi vedrukus, sidusus ja vastupidavus olid veidi kõrgemad kui kontrollkookil.

Šokolaadi ultraheli kristalliseerumine ja conching

Sonikatsioon on tuntud oma ekstraheerimisvõime poolest. Kakaoubadest saab kakaovõid rakkudest vabastada ultraheli jahvatamise ja ekstraheerimise teel.
Ultraheli on alternatiivne tehnika suhkrukristallide purustamiseks šokolaadis ja annab seeläbi sarnaseid efekte nagu conching.

Liha ultraheli pakkumine

Võimas ultraheli lainete rakendamine lihale toob kaasa liha struktuuri helluse. Märkimisväärne pehmendamine saavutatakse müofibrillaarsete valkude vabastamisega lihasrakkudest. Lisaks pehmendavale efektile parandab ultraheli ka vee sidumisvõimet ja liha sidusust.
Lisateavet liha pakkumise kohta leiate võimsuse ultraheli ja sonikaatori MeatBuzzeri abil siit!

Ultrahelitöötlus köökides ja baarides

Ultraheli köögikombainid on leidnud tee ka gurmeekööki. Hielscheri ultrasonikaatoreid kasutavad lisatasu kokk, näiteks kaks Michelini tärniga pärjatud kokk Sang-Hoon Degeimbre.
Klõpsake siin, kui olete huvitatud tema kuulsa ultraheli krevettide varu retseptist!
Ultraheli kokteiliretseptide saamiseks klõpsake siin!

Sonicators koššeri ja halali toiduainete töötlemiseks

Hielscher Ultrasonics võib soovi korral pakkuda oma sonikaatoritele koššer- või halal-sertifikaati. See tähendab, et sonikaatorid on valmistatud ja töödeldud vastavalt nende religioossete toitumisseaduste rangetele juhistele. Koššersertifikaat tagab, et sonikaatorid on toodetud ilma loomsete kõrvalsaaduste või derivaatideta, samas kui halali sertifikaat kontrollib, et sonikaatoreid on käideldud viisil, mis on kooskõlas islami toitumispõhimõtetega.

Kui vajate koššerit või halali sertifitseeritud Hielscheri sonikaatorit, võtke meiega ühendust ja korraldame hea meelega vajaliku sertifitseerimise.