Hielscheri ultraheli tehnoloogia

Ultraheli ja selle mitmekesiste rakendusi toiduainete töötlemine

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 leiate konkreetsete rakenduste loendi.
Klõpsake oma huvides olevatel rakendustel, et neid rohkem lugeda!

Maitsete ja aktiivsete ühendite ekstraheerimine

Ultraheli on tuntud ja usaldusväärne meetod rakusisese aine eraldamiseks.
Lisateabe saamiseks klõpsake siin Ultraheli leelis & kaevandamine ja aktiivse ühendi ultraheli ekstraheerimise näited alates safran ja kohvi!

Jogurti käärimine

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 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.

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]

Maiustuste suhkru kristallimine

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 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.

Mahlade ja suupistete stabiliseerimine

Mittetermilise toiduprotsessi tehnikana annab ultraheli kerge, kuid efektiivne ravi, mis intensiivistab maitseid ja stabiliseerib ja säilitab mahlad ja püreed. Ultraheliste mahlade ravitulemuste hulka kuuluvad paranenud maitsed, stabiliseerumine ja säilitamine.
Lugege siin rohkem mahla ultraheli parandamisest & suupisteid!

Jäätise külmutamine

Jäätise tootmiseks on vaja jäätise segu. See jäätise segu koosneb piimast, piimapulbrist, koorest, võist või taimerasvast, suhkrust, kuivmassist, emulgaatorist, stabilisaatorist, samuti lisaainetest nagu puuviljad, pähklid, maitsed ja värvimine. See eriline segu tuleb homogeniseerida ja pastöriseerida, seejärel segatakse see külmumise ajal aeglaselt, et vältida suurte jääkristallide moodustumist. Sellega segatakse väga väikesed õhumullid (niinimetatud aurutamisprotsess) jäätise vahuks, saavutades sujuvalt struktureeritud külma magustoidu. See on protsessietapp, kus võib kasutada jäätise kvaliteedi parandamiseks ultraheli.
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 kasutamine suure võimsusega ultraheli seadmed annab jäätise parema kvaliteedi, vähendades jääkristalli suurust ja vältides külmutuspinna inkrustamist. Jäätise kristallide suuruse ja täiustatud õhumullide jaotuse tõttu on saavutatud parem konsistents ja rohkem kreemjas suu. Tõenäoliselt lühemate külmutusaegade tulemusena suureneb tootmisvõimsus ja energiatõhusam tootmisprotsess.

Patarei 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.

Šokolaad

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 pakkumine

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.

Kirjandus / viited

  • Chandrapala, Jayani et al. (2012): ultraheli mõju kaseiintselli terviklikkusele. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
  • Chandrapala, Jayani et al. (2011): Ultraheli mõju valkude termilistele ja struktuurilistele omadustele lahustatud vadakuvalgu kontsentraadis. Ultraheliuuring Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
  • Piimatöötlemise käsiraamat. Väljaandjaks on Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Rootsi. 387.
  • Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V .; Weiss, Jochen (2010): ultraheli tehnoloogiad toidu ja bioprotsesside jaoks. New York: Springer, 2010.
  • Huang, BX; Zhou, WB (2009): Probiootikumidega ultraheli-toetav jogurti käärimine. NUROP kongress, Singapur, 2009.
  • Keshava Prakash, MN; Ramana, KVR (2003): ultraheli ja selle rakendamine toiduainetööstuses. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
  • Mortazavi, A .; Tabatabaie, F. (2008): Jäätiseemaldusprotsessi uurimine pärast ultraheliravi. World Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.
  • Petzold, G. ja Aguilera, JM (2009): Jäämorfoloogia: põhimõtted ja tehnoloogilised rakendused toidus. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
  • Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): ultraheliga töödeldud piimast saadud jogurt: fermentatsiooniprotsessi jälgimine ja toote kvaliteediomaduste hindamine. ICEF 2011.
  • Kontakt / küsi

    Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





    Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.