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 ekstraheerimist kasutatakse toiduainetööstuses laialdaselt bioaktiivsete ühendite, lõhna- ja maitseaine molekulide ning valkude tõhusaks taaskasutamiseks, rakendades suure intensiivsusega ultraheli, mis suurendab massiülekannet ja lõhub rakustruktuurid. Saadud kavitatsiooniefekt suurendab ekstraheerimise tootlikkust ja kiirust, töötades samal ajal madalatel temperatuuridel, aidates säilitada tundlikke ühendeid ja võimaldades puhast, skaleeritavat töötlemist ilma agressiivsete lahustiteta.
Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse toiduainete töötlemisel laialdaselt. Tüüpilised rakendused hõlmavad ekstraheerimist, segamist, emulgeerimist ja vananemist / küpsemist.
| kohv | Kanepi | pektiinid |
| Soja lehemoglobiin | Vanilje | Seened |
| vetikaõli | safran | Maitsetaimed |
| Sõdurikärbse valk | Mükoproteiin | oliiviõli |
Kastmete, kastmete ja kreemide emulgeerimine ultraheli abil
Õli-vee segudele sonikatsiooni rakendades saavutavad kokad ja toiduteadlased ülipeened ja stabiilsed emulsioonid. – ilma liigse kuumuse või sünteetiliste lisanditeta. Alates kreemjatest kastmetest, sametistest vinaigrettidest kuni piimavaba kreemide ja õrnade vahtudeni võimaldab ultraheli-kavitatsioon täpse kontrolli tilkade suuruse ja hajutamise üle.
Lisateave ultraheli toiduemulsioonide kohta!
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.
Kasutades Hielscheri UIP1000hdT ultrahelistaatorit, loob peakokk Degeimbre kastmete, kastmete ja vinaigrettide jaoks erakordseid maitseemulsioone, mille tekstuuri ja maitseintensiivsust ei ole võimalik saavutada tavapäraste meetoditega.
Kõrge intensiivsusega sonikatsioon tekitab akustilist kavitatsiooni, mis võimaldab ülipeene emulsiooni moodustamist. See segamistehnika säilitab maitseid, suurendab stabiilsust ja võimaldab uudseid koostisainete kombinatsioone.
Kasutatakse laialdaselt gastronoomias, mixoloogias ja toiduainetööstuses R&D, ultraheli-emulgeerimine määratleb uuesti selle, mis on võimalik - alates puhta märgistusega toiduainetest kuni nanokapseldatud aroomideni jookides.
Hielscheri sonikaatorid on saadaval nii kompaktsete käeshoitavate homogenisaatoritena kui ka tööstuslikena suurtöötlemisseadmetena kaubanduslikuks toiduks. & jookide töötlemine. Hielscheri sonikaatorite kasutamine loomingulistes köökides on kokkade lemmiktööriistadeks alates segamisest ja emulgeerimisest, lõhna- ja maitseainete ja bioaktiivsete ühendite ekstraheerimisest, jookide ja tinktuuride valmistamisest, liha marineerimisest ja pehmendamisest või veini, piirituse ja äädika laagerdamisest ja laagerdamisest!
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.
Ultrasonikaator UIP4000hdT on 4kW võimas köögikombain tööstuslikuks toiduainete tootmiseks, näiteks pektiini ning lõhna- ja maitseainete ekstraheerimiseks, samuti homogeniseerimiseks.
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!
Siit saate teada, kuidas ultrahelitöötlus säilitab stevia-magustatud maasikamahla, suurendades samal ajal toitaineprofiili!
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.
Külmutamise käigus moodustuvad ülijahutatud veest kristallid. Jääkristallide morfoloogia mängib olulist rolli külmutatud ja poolkülmutatud toidu tekstuuriliste ja füüsikaliste omaduste osas. Kuna jääkristallide suurus ja jaotumine on sulatatud koetoodete kvaliteedi seisukohalt eriti olulised, eelistatakse jäätise puhul väiksemaid jääkristalle, sest suurte kristallide tulemuseks on jäine tekstuur. Nukleatsioon on kõige olulisem tegur kristallide suuruse jaotuse kontrollimisel kristalliseerumise ajal. Seega on jäätmekristallide suuruse ja suuruse jaotuse kontrollimiseks jäätises tavaliselt kasutatud parameetriks külmutamiskiirus. Vahustamise ja külmutamise ajal süstitakse õhku, et saavutada jäätise ühtlane tekstuur. Nn. “ülejooksmine”, süstitava õhu kogus, on proportsionaalne - konkreetselt konkreetse retseptiga - proportsionaalselt tahkete ainete ja vee kombineeritud mahuga. Seega varieerub ülejooksmine erinevate jäätise retseptide ja töötlemisvoogude tõttu. Tavalise jäätise puhul on ülejooksu määr 100%, mis tähendab, et lõpptoode koosneb võrdses mahus 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.
Ultrasonikaator UP400St botaaniliste valmististe kiireks ekstraheerimiseks partiidena.
Taigna ultraheli õhutamine
Õhustatud toiduaineid, näiteks biskviitkooki, saab sonikatsiooniga oluliselt parandada.Ultraheli kasutamine taina segamise etapis parandab biskviitkoogi kvaliteeti, vähendades selle kõvadust ning suurendades kooki vedrustust, sidusust ja vastupidavust. Katsete jaoks on kõik koostisained segatud kokku vastavalt "kõik-ühes" põhimõttele.” meetodil, mis tähendab, et taina valmistamiseks on lisatud samaaegselt vähese valgusisaldusega täisterajahu, emulgaator, maisitärklis, suhkur, küpsetuspulber, sool ja värsked terved munad. Enne sonikatsiooni on koostisained segatud ühtlaselt kokku, et ultraheli mõjuks ühtlasele tainasegule. Ultraheliga õhutatud kook näitas väiksemat kõvadust, väiksemat kummisust ja väiksemat närimiskvaliteeti, samas kui kooki vedrustuvus, sidusus ja elastsus olid veidi suuremad 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.
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid rakenduste segamiseks, hajutamiseks, emulgeerimiseks ja ekstraheerimiseks laboris, piloot- ja tööstuslikus mastaabis.
Kirjandus / Viited
- Chandrapala, Jayani et al. (2012): The effect of ultrasound on casein micelle integrity. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
- Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effects of ultrasound on the thermal and structural characteristics of proteins in reconstituted whey protein concentrate. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
- Dairy Processing Handbook. Published by Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Sweden. 387.
- Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V.; Weiss, Jochen (2010): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2010.
- Huang, B. X.; Zhou, W. B. (2009): Ultrasound Aided Yogurt Fermentation with Probiotics. NUROP Congress, Singapore, 2009.
- Keshava Prakash, M. N.; Ramana, K. V. R. (2003): Ultrasound and Its Application in the Food Industry. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
- Mortazavi, A.; Tabatabaie, F. (2008): Study of Ice Cream Freezing Process after Treatment with Ultrasound. World Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.
- Petzold, G. and Aguilera, J. M. (2009): Ice Morphology: Fundamentals and Technological Applications in Foods. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
- Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): Yogurt from ultrasound treated milk: monitoring of fermentation process and evaluation of product quality characteristics. ICEF 2011.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates Lab kuni tööstuslik suurus.