امولسیون‌سازی و پاستوریزاسیون اگ‌ناگ با استفاده از فراصوت
اگ‌ناگ نوشیدنی خامه‌ای است که عمدتاً از فرآورده‌های لبنی و زردهٔ تخم‌مرغ تشکیل می‌شود. برای دستیابی به نوشیدنی اگ‌ناگ با اختلاط همگن و پایداری بلندمدت، به روشی قابل‌اعتماد و کارآمد برای امولسیون‌سازی نیاز است. همگن‌سازی و امولسیون‌سازی فراصوتی انرژی اختلاط لازم را برای تولید مخلوط یکنواخت اگ‌ناگ فراهم می‌کند. همچنین، فراصوت‌دهی با کمک به پاستوریزاسیون، پایداری میکروبی را بهبود می‌بخشد.
امولسیون‌سازی اگ‌ناگ با استفاده از فراصوت‌دهی
اگ‌ناگ نوشیدنی خامه‌ای است که از تخم‌مرغ، زردهٔ تخم‌مرغ، شکر، شیر، خامهٔ پرچرب و عصارهٔ وانیل تهیه می‌شود. نوع الکلی اگ‌ناگ معمولاً با رام، برندی یا بوربن تهیه می‌شود. تولید اگ‌ناگ به روشی قدرتمند برای اختلاط و همگن‌سازی نیاز دارد تا قطرات ریز چربی در سراسر مایع اگ‌ناگ ایجاد شوند. ریز بودن قطرات برای پایداری اگ‌ناگ اهمیت دارد. اگ‌ناگ یک سامانهٔ امولسیونی متشکل از قطرات چربی شیر و لیپیدهای تخم‌مرغ در یک مایع پایهٔ آبی است. از آنجا که چربی و آب امتزاج‌ناپذیرند، به روشی قدرتمند برای امولسیون‌سازی نیاز است تا اندازهٔ قطرات چربی و آب آن‌قدر کاهش یابد که هر دو در قالب مخلوطی همگن و پایدار با یکدیگر ترکیب شوند. همگن‌سازی فراصوتی روشی قدرتمند برای اختلاط است که به‌طور گسترده در تولید امولسیون‌های غذایی و نوشیدنی به کار می‌رود.
ببینید فراصوت‌دهی چگونه می‌تواند تولید اگ‌ناگ شما را بهبود بخشد!
پروب فراصوتی UP400ST برای همگن‌سازی و پاستوریزاسیون تخم‌مرغ مایع و اگ‌ناگ.
امولسیون‌سازی و پایدارسازی اگ‌ناگ به کمک فراصوت
امولسیون‌سازی فراصوتی روشی برتر برای تولید امولسیون‌هایی با ابعاد نانومتری است که می‌تواند به دستیابی به پایداری مکانیکی در اگ‌ناگ کمک کند. هنگام هم‌زدن با همزن، حباب‌های ریز هوا وارد اگ‌ناگ می‌شوند که پروتئین‌ها و لیپیدهای موجود در آن، با اثر هم‌افزا، آن‌ها را پایدار می‌کنند. مشخص شده است که تیمار با کاویتاسیون فراصوتی در بهبود خواص امولسیون‌کنندگی امولسیون‌کننده‌های غذایی، مانند پروتئین‌ها و پلی‌ساکاریدها، مؤثر است؛ ازاین‌رو، روشی ایدئال برای پایدارسازی اگ‌ناگ به شمار می‌رود.
امولسیون‌سازی و پایدارسازی فراصوتی می‌تواند تولید اگ‌ناگ را از چند جهت بهبود بخشد:
- تقویت امولسیون‌سازی: اگ‌ناگ امولسیونی از شیر یا خامه، تخم‌مرغ، شکر و طعم‌دهنده‌هاست. امولسیون‌سازی فراصوتی می‌تواند گویچه‌های چربی موجود در مخلوط را به قطرات کوچک‌تر تبدیل کند و امولسیونی ریزتر و پایدارتر به وجود آورد. این فرایند به توزیع یکنواخت‌تر چربی در سراسر نوشیدنی کمک می‌کند و به بافتی نرم‌تر و حس دهانی خامه‌ای‌تر می‌انجامد.
- بهبود پایداری: با فرایند امولسیون‌سازی تقویت‌شده با فراصوت، امولسیونی پایدار به دست می‌آید. پایداری اگ‌ناگ از طریق تقویت برهم‌کنش میان امولسیون‌کننده‌ها و قطرات روغن یا چربی بهبود می‌یابد. این پایداری بیشتر به جلوگیری از جدایش امولسیون در طول زمان کمک می‌کند، ماندگاری اگ‌ناگ را افزایش می‌دهد و کیفیت یکنواخت محصول را تضمین می‌کند.
- کاهش اندازهٔ ذرات: امولسیون‌سازی فراصوتی همچنین می‌تواند اندازهٔ ذرات موادی مانند ادویه‌ها (مثلاً وانیل و جوز هندی) یا طعم‌دهنده‌های افزوده‌شده به اگ‌ناگ را کاهش دهد. ذرات کوچک‌تر به‌صورت یکنواخت‌تری در سراسر مخلوط پراکنده می‌شوند و ضمن افزایش یکنواختی طعم، از ته‌نشینی مواد جلوگیری می‌کنند. فراصوت‌دهی با ایجاد ذرات کوچک‌تر ادویه و طعم‌دهنده، استخراج ترکیبات طعم و عطر را تقویت می‌کند و به عطری بارزتر و غنی‌تر در اگ‌ناگ می‌انجامد؛ درعین‌حال می‌توان مقدار ادویه‌های افزوده‌شده را کاهش داد.
- کاهش زمان پاستوریزاسیون: تولید سنتی اگ‌ناگ اغلب شامل پاستوریزاسیون برای تضمین ایمنی محصول است. پاستوریزاسیون فراصوتی فرایندی غیرحرارتی است که می‌تواند غیرفعال‌سازی میکروبی را تشدید کند و با بهبود انتقال حرارت، زمان لازم برای پاستوریزاسیون را کاهش دهد. از آنجا که پاستوریزاسیون فراصوتی را می‌توان در دماهایی پایین‌تر از پاستوریزاسیون متداول انجام داد، ترکیب تغذیه‌ای و طعم اگ‌ناگ حفظ می‌شود.
- بهبود بافت: تیمار فراصوتی با همگن‌سازی مؤثرتر مخلوط می‌تواند به ایجاد بافتی نرم‌تر و خامه‌ای‌تر در اگ‌ناگ کمک کند. این روش به شکستن تجمعات یا توده‌های احتمالی پروتئینی کمک می‌کند و بافت و حس دهانی مطلوب‌تری به وجود می‌آورد.
- کاهش میزان چربی: امولسیون‌سازی فراصوتی می‌تواند تولید اگ‌ناگ با میزان چربی کمتر را با حفظ بافت خامه‌ای امکان‌پذیر کند. با استفاده از فراوری فراصوتی برای ایجاد قطرات ریزتر چربی، حتی با کاهش میزان چربی نیز می‌توان به حس دهانی مطلوب دست یافت.
سونیکاتور صنعتی UIP6000hdT برای همگن‌سازی و پاستوریزاسیون درون‌خطی اگ‌ناگ
تصاویر میکروسکوپی کاهش اندازهٔ گویچه‌های چربی شیر را بر اثر همگن‌سازی فراصوتی در مقادیر مختلف انرژی ورودی نشان می‌دهند. (برای بزرگ‌نمایی کلیک کنید!)
پژوهش و تصاویر: ©Sfakianakis and Tzia, 2011
طعم و گرانروی (قوام یا غلظت) اگ‌ناگ می‌تواند در برندهای مختلف متفاوت باشد، زیرا به سلیقهٔ فردی بستگی دارد.
برای دستیابی به گرانروی بیشتر و پایدارسازی قطرات چربی از پایدارکننده‌ها یا امولسیون‌کننده‌ها استفاده می‌شود. پایدارکننده‌های رایج اگ‌ناگ شامل صمغ‌های گیاهی مانند صمغ خرنوب، صمغ گوار یا کاراگینان هستند. هموژنایزرهای فراصوتی با هر نوع عامل امولسیون‌کننده و فرمولاسیون اگ‌ناگ سازگارند.
امولسیون‌سازی فراصوتی چندین ویژگی محصول اگ‌ناگ را بهبود می‌بخشد. پارامترهای مشخص فراصوت‌دهی را می‌توان به‌صورت اختصاصی با دستورهای تهیه و فرمولاسیون‌های اگ‌ناگ و نتایج مطلوب تطبیق داد.
سونیکاتور UP200St با سونوتْرود S26d7D و سلول جریان FC7GK برای همگن‌سازی درون‌خطی اگ‌ناگ
سونیکاتور UIP1000hdT (1000 وات) برای امولسیون‌سازی، پایدارسازی و پاستوریزاسیون محصولات غذایی مایع
هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا برای پایدارسازی اگ‌ناگ
پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher Ultrasonics می‌توانند دامنه‌های بسیار بالایی ایجاد کنند. کارکرد پیوسته با دامنه‌هایی تا 200µm در بهره‌برداری 24/7 به‌آسانی امکان‌پذیر است. برای دامنه‌های حتی بالاتر، سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند.
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
سونیکاتورهای Hielscher به برخورداری از بالاترین استانداردهای کیفیت و طراحی شناخته می‌شوند. استحکام و کاربری آسان، ادغام بی‌دردسر سونیکاتورهای ما را در تأسیسات صنعتی امکان‌پذیر می‌کند. سونیکاتورهای Hielscher به‌آسانی از عهدهٔ شرایط سخت و محیط‌های پرچالش برمی‌آیند.
Hielscher Ultrasonics شرکتی دارای گواهینامهٔ ISO است و بر سونیکاتورهای با عملکرد بالا که از فناوری روز و کاربری آسان برخوردارند، تأکید ویژه‌ای دارد. البته سونیکاتورهای Hielscher با CE انطباق دارند و الزامات UL، CSA و RoHs را برآورده می‌کنند.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فراوری سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 0٫5 تا 1٫5mL | کاربرد ندارد | VialTweeter | 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT |
| کاربرد ندارد | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| کاربرد ندارد | بیشتر | مجموعه‌ای از UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
نمونه‌های اگ‌ناگ پیش از فراصوت‌دهی (ویال سمت چپ) و پس از آن (ویال سمت راست)
مراحل فرایند صنعتی تولید اگ‌ناگ
اگ‌ناگ نوشیدنی سنتی تعطیلات کریسمس است که معمولاً با ترکیب شیر، خامه، زردهٔ تخم‌مرغ، تخم‌مرغ، شکر و طعم‌دهنده‌هایی مانند وانیل، جوز هندی یا دارچین تهیه می‌شود. اگ‌ناگ اغلب حاوی الکل، مانند رام یا ویسکی، است. دستور تهیه را می‌توان برای ترکیب‌ها و طعم‌های خاص تنظیم کرد و روش‌های تولید صنعتی نیز متناسب با محصول نهایی اگ‌ناگ و شرایط تأسیسات تطبیق داده می‌شوند. در ادامه، مروری کلی بر مراحل تولید صنعتی اگ‌ناگ ارائه می‌شود:
- اختلاط: نخستین مرحلهٔ تولید صنعتی اگ‌ناگ شامل اختلاط مواد اولیهٔ پایه است. شیر، خامه و ترکیبی از تخم‌مرغ و زردهٔ تخم‌مرغ در مخازن بزرگ اختلاط، مثلاً با استفاده از همزن پارویی، با هم ترکیب می‌شوند. نسبت این مواد می‌تواند بسته به قوام و طعم مطلوب محصول نهایی متفاوت باشد.
- پاستوریزاسیون: برای تضمین ایمنی محصول و افزایش ماندگاری، مخلوط پاستوریزه می‌شود. پاستوریزاسیون شامل گرم‌کردن مخلوط اگ‌ناگ تا دمایی مشخص و نگهداری آن به‌مدت معین است تا هرگونه باکتری زیان‌آور از بین برود و ماندگاری نوشیدنی افزایش یابد. دما و مدت پاستوریزاسیون می‌تواند بسته به مقررات محلی و مشخصات تولید متفاوت باشد.
- همگن‌سازی: پس از پاستوریزاسیون، ممکن است مخلوط اگ‌ناگ تحت فرایند همگن‌سازی قرار گیرد. همگن‌سازی روشی برای پایدارسازی مکانیکی است که به توزیع یکنواخت ذرات چربی در سراسر مخلوط کمک می‌کند، از جدایش جلوگیری می‌کند و بافتی نرم و خامه‌ای ایجاد می‌کند. فراصوت‌دهی فرایندی بسیار کارآمد برای همگن‌سازی است که حتی امکان تولید نانوامولسیون‌ها را نیز فراهم می‌کند؛ ویژگی این امولسیون‌ها پایداری بلندمدت عالی است.
- طعم‌دهی و شیرین‌کردن: پس از همگن‌شدن مخلوط، طعم‌دهنده‌ها و شیرین‌کننده‌ها افزوده می‌شوند. این مواد معمولاً شامل شکر، عصارهٔ وانیل و ادویه‌هایی مانند جوز هندی یا دارچین هستند. ادویه‌ها و طعم‌دهنده‌ها را می‌توان در طول فرایند همگن‌سازی فراصوتی نیز افزود. اختلاط به کمک فراصوت، ترکیبی یکنواخت فراهم می‌کند. ترکیب دقیق و مقدار این مواد به دستور تهیهٔ مشخص یا نمایهٔ طعمی مطلوب بستگی دارد.
- پایدارسازی و امولسیون‌سازی: برای جلوگیری از جدایش مواد و بهبود بافت محصول، می‌توان پایدارکننده‌ها و امولسیون‌کننده‌ها را افزود. همانند ادویه‌ها و طعم‌دهنده‌ها، عوامل پایدارکننده را نیز می‌توان هنگام فراصوت‌دهی اضافه کرد. این افزودنی‌ها به حفظ قوام نرم و یکنواخت اگ‌ناگ کمک می‌کنند و پایداری کلی آن را افزایش می‌دهند.
- بسته‌بندی: پس از آماده‌سازی و اختلاط مناسب مخلوط اگ‌ناگ، آن را در بطری‌ها، بسته‌های مقوایی یا سایر ظروف مناسب بسته‌بندی می‌کنند. اندازه و جنس بسته‌بندی می‌تواند بسته به ترجیحات تولیدکننده و بازار متفاوت باشد.
کنترل کیفیت و آزمون: در سراسر فرایند تولید، اقدامات کنترل کیفیت اجرا می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که محصول استانداردهای ایمنی را برآورده می‌کند و طعم و بافت یکنواختی دارد. این اقدامات شامل آزمون‌های منظم آلودگی باکتریایی، یکنواختی طعم و سایر پارامترهای کیفی است.
از آنجا که فرایندهای تولید صنعتی اگ‌ناگ می‌توانند بسته به تأسیسات تولید و دستورهای تهیه متفاوت باشند، قابلیت استفادهٔ متنوع، فضای اشغال‌شدهٔ کم و نصب آسان سونیکاتورها در تأسیسات موجود، فراصوت‌دهی را به گزینه‌ای جذاب برای بهبود فرایند تولید اگ‌ناگ تبدیل می‌کند. همان‌طور که در بالا نشان داده شد، اختلاط، همگن‌سازی و پاستوریزاسیون فراصوتی مراحلی ارتقادهندهٔ فرایند هستند که بهبود تولید اگ‌ناگ را امکان‌پذیر می‌کنند.
سونیکاتور UP200St با سونوتْرود S26d7D برای همگن‌سازی بچی اگ‌ناگ
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را برای کاربردهای اختلاط، پراکنده‌سازی، امولسیون‌سازی و استخراج در مقیاس آزمایشگاهی، پایلوت و صنعتی تولید می‌کند.
منابع علمی / مراجع
- Carrillo-Lopez L.M., Garcia-Galicia I.A., Tirado-Gallegos J.M., Sanchez-Vega R., Huerta-Jimenez M., Ashokkumar M., Alarcon-Rojo A.D. (2021): Recent advances in the application of ultrasound in dairy products: Effect on functional, physical, chemical, microbiological and sensory properties. Ultrasonics Sonochemistry 2021 Jan 13;73.
- Alex Patist, Darren Bates (2008): Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2, 2008. 147-154.
- Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019
- Sfakianakis, Panagiotis and Constantina Tzia (2011): Yogurt from ultrasound treated milk: monitoring of fermentation process and evaluation of product quality characteristics. ICEF 2011.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در ابعاد آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.