آشپزی مولکولی و سایر کاربردهای آشپزی

فراصوت در حال تغییر نحوه سرآشپزها و دانشمندان مواد غذایی تهیه غذاها و نوشیدنی ها است: استخراج مافوق صوت، تزریق، امولسیون و همگن سازی کاربردهای کلیدی ماسوناتور برای خلاقیت های آشپزی هستند. از استخراج سریع گرفته تا امولسیون های ابریشمی تر و رایحه های تشدید شده، امواج اولتراسوند طعم و بافت فوق العاده ای ایجاد می کنند. در این مقاله یاد خواهید گرفت که چگونه سرآشپزها و تکنسین های مواد غذایی از کاویتاسیون اولتراسونیک برای بازآفرینی همه چیز از کوکتل گرفته تا consommés استفاده می کنند.

راهنمای مختصری از اصول

مقاله مهمان توسط مارک گاستون

• بیشتر محتوای این راهنما اطلاعاتی است که به راحتی در دسترس است، با این حال گاهی اوقات به گونه ای نوشته می شود که همیشه خواندن آن را آسان نمی کند، مگر اینکه با اصطلاحات مورد استفاده آشنا باشید.
• در زیر، اصطلاحات مهم فراصوت مانند sonotrode، دامنه و غیره و اثرات آنها بر کاربردهای آشپزی توضیح داده شده است.
• این راهنمای زیر تلاش برای توضیح استفاده از هموژنایزر مافوق صوت در کمتر علمی و بیشتر آشپزی مربوط به راه.

امواج اولتراسوند و کاربرد آنها در غذا

هموژنایزر اولتراسونیک به عنوان یک تکنیک سالهاست که به اشکال مختلف وجود داشته است، اما فقط راه خود را به کاربردهای آشپزی در مقیاس کوچکتر پیدا می کند. هموژنایزر شامل برخی از الکترونیک پیچیده است که می تواند قدرت الکتریکی را به ارتعاشات فرکانس بالا نوک فلز یا سونوترود تبدیل و کنترل کند.
سونوترود در درجه اول بالا و پایین در فرکانس بسیار بالا بالاتر از محدوده قابل شنیدن حرکت می کند (به عنوان مثال 26000 بار در ثانیه یا 26 کیلوهرتز با سونیکاتور UP200Ht). مقداری که سونوترود بالا و پایین حرکت می کند دامنه نامیده می شود و به طور معمول می تواند بین 9 تا 240 میکرومتر تنظیم شود (موی متوسط انسان حدود 100 میکرومتر ضخامت برای مرجع است). به عبارت ساده، سونوترود مانند یک پیستون که در مایع بالا و پایین حرکت می کند، رفتار می کند.
به عنوان sonotrode حرکت می کند بالا و پایین در حالی که در یک مایع غوطه ور, آن را ایجاد مناطق فشار بالا و پایین در مایع در اطراف sonotrode این به نوبه خود ایجاد یک پدیده شناخته شده به عنوان حفره ای. در آشپزخانه می بینیم که کاهش فشار (مانند سیلر محفظه) باعث جوشیدن مایعات در دماهای پایین تر می شود و افزایش فشار (مانند زودپز) باعث جوشیدن مایعات در دمای بالاتر می شود.
ضربان فشار به سرعت در نوسان در نوک sonotrode باعث تشکیل و پس از آن فروپاشی سریع حباب در مایع. همه اینها در مقیاس دقیقه اتفاق می افتد اما به دلیل سرعت، دما و فشار تولید شده توسط کاویتاسیون، نیروهای عظیمی را در داخل مایع ایجاد می کند. این نیروهای عظیمی هستند که می توانند به نفع ما در آشپزخانه برای استخراج طعم دهنده ها توسط پارگی سلول ها، امولسیون سازی. تجزیه ذرات.

 

درباره امولسیون اولتراسونیک موس طلا شکلات بیشتر بدانید!
 

با این حال، یکی از چالش های استفاده از این تجهیزات، مهار و کنترل این قدرت به گونه ای است که غذاها را تقویت کند.
خریداری شده هموژنایزر اولتراسونیک مدل UP200Ht حداکثر توان موجود در اختیار کاربر را دیکته می کند و خود هموژنایزر دارای تعدادی متغیر است که می توان از آنها برای تنظیم عملکرد آن متناسب با برنامه استفاده کرد. به منظور این راهنما, مدل مورد استفاده Hielscher بود 200 وات فراصوت بود.

اندازه Sonotrode

اندازه سونوترود نصب شده است که تاثیر عمده ای بر نحوه ارائه قدرت واحد است.
به عبارت بسیار ساده, بزرگتر از سطح sonotrode قدرت بیشتری آن را نیاز به آن را در هر دامنه داده شده. ویسکوزیته سیال نیز تاثیر زیادی بر قدرت مورد نیاز برای درایو سونوترود در دامنه داده شده دارند.
تصور کنید sonotrode به عنوان یک پیستون یا پیستون, اگر پیستون به بالا و پایین خیلی سریع در یک گلدان از مایع نازک مانند آب آن را نسبتا آسان است برای انجام این کار حتی در سرعت معقول, با این حال پر کردن قابلمه با سس غلیظ و همان درست نخواهد بود, آن را به قدرت بسیار بیشتری نیاز به حرکت پیستون به سرعت بالا و پایین در مایع به دلیل افزایش ویسکوزیته. اندازه پیستون یا پیستون را افزایش دهید و همچنین برای بالا و پایین کردن آن در مایع به تلاش بیشتری نیاز دارد.
همین امر در مورد سونوترود نیز صادق است. با نصب یک سونوترود بزرگ ، اگر مایع ویسکوزیته بالایی نسبت به سیال ویسکوزیته کم داشته باشد ، واحد باید برای تولید دامنه معین نوسان بسیار سخت تر کار کند.
 

 

در هر تنظیم قدرت داده شده sonotrode کوچکتر با توجه به مساحت سطح آن نوسانات فشار بزرگتر و شدت حفره بالاتر در نوک از sonotrode بزرگتر تولید خواهد کرد (به عنوان قدرت در سطح sonotrode کوچکتر متمرکز).
ممکن است رانندگی یک سونوترود بزرگتر در همان دامنه امکان پذیر نباشد، زیرا برای انجام این کار به قدرت بسیار بیشتری نیاز است، که احتمالا منجر به خاموش شدن واحد به دلیل اضافه بار می شود. در این مورد اندازه sonotrode باید کاهش یابد و یا یک واحد قدرت بالاتر به دست آید.
شدت سونوگرافی (در هر تنظیم قدرت داده شده) کاهش می یابد با افزایش سطح (sonotrodes بزرگتر), که در آن به عنوان شدت قدرت مافوق صوت با کاهش سطح را افزایش می دهد, و یا به عبارت دیگر آن را به راه دیگر, sonotrode کوچکتر قرار می دهد مقدار زیادی از قدرت مافوق صوت را به یک منطقه کوچک, که در آن به عنوان یک sonotrode بزرگتر گسترش قدرت بیش از یک منطقه بزرگتر.

هنگامی که هموژنایزر استفاده می شود، کل کار انجام شده بر روی نمونه ترکیبی از ورودی برق از هموژنایزر ، حجم نمونه و زمان قرار گرفتن در معرض آن. برای به دست آوردن نتایج قابل تکرار، باید هر سه پارامتر را در نظر بگیریم. انتظار نداشته باشید که دستگاه را به مدت دو دقیقه در یک فنجان کوچک پر از مایع قرار دهید و سپس در همان بازه زمانی به همان نتیجه در یک لیتر مایع برسید! به همان اندازه به یاد داشته باشید که با اندازه نمونه کوچک و ورودی های قدرت بالا، دمای نمونه به سرعت افزایش می یابد. برای نمونه های حساس به دما بهتر است از تنظیمات توان کمتر در دوره های طولانی تر استفاده شود و اجازه دهد انرژی ورودی توسط هموژنایزر به عنوان گرما از بین برود.
گرم شدن بیش از حد نمونه ممکن است باعث شود برخی از رایحه هایی که می خواهید از سیستم فرار کنید.
ورودی های توان بالا نیز ممکن است باعث تخریب نمونه شوند، همانطور که در هنگام استفاده از روغن های خاص مشاهده می شود. روغن ها هنگامی که در معرض ورودی های انرژی بالا در نوک هموژنایزر قرار می گیرند می توانند تجزیه شوند و در نتیجه طعم بسیار ناخوشایندی ایجاد کنند که فقط می توان آن را طعم سوختن الکتریکی توصیف کرد!
برای مواد حساس به دما، خنک کردن نمونه نتایجی را بهبود می بخشد، مانند استفاده از حمام یخ یا گنجاندن مقداری یخ خشک در نمونه. استفاده از ورودی های توان کمتر در مدت زمان طولانی تر به پراکندگی انرژی آزاد شده در سیستم کمک می کند، همانطور که استفاده از دستگاه در حالت پالس انجام می شود که اجازه می دهد تا بین هر انفجار سونوگرافی مقداری خنک کننده باشد.
در الکترونیک هموژنایزر ، کاربر می تواند واحد را در دو حالت اصلی کنترل کار کند.

کنترل دامنه

در این حالت کاربر را انتخاب می کند ٪ از حداکثر دامنه مورد نیاز برای sonotrode. الکترونیک پس از آن تلاش خواهد کرد برای درایو sonotrode در آن دامنه و قدرت ورودی دستگاه را برای حفظ دامنه مورد نیاز در sonotrode تنظیم. اگر سطح sonotrode بیش از حد بزرگ است که در این دامنه با قدرت موجود واحد رانده می شود، دامنه مقدار تعیین شده را نمی رسد و ممکن است در صورت رسیدن به شرایط اضافه بار خاموش شود.

کنترل توان ورودی

در این حالت کاربر توان ورودی مورد نیاز را بر حسب وات تنظیم می کند و الکترونیک دامنه نوسانات را به منظور تنظیم توان ورودی به تنظیمات کاربر تنظیم می کند. این حالت اجازه می دهد تا توان منتقل شده به مایع تنظیم شود و بنابراین گرمای تولید شده در مایع محدود می شود و از آسیب به نمونه های حساس تر جلوگیری می کند.

حالت پالس

علاوه بر دو حالت کار، یک حالت پالس نیز وجود دارد که به موجب آن الکترونیک در چرخه ها روشن و خاموش می شود که زمان آن توسط کاربر از روشن بودن 10 درصد زمان و خاموش 90 درصد به 90 درصد زمان و خاموش 10 درصد تنظیم می شود. این یک اثر ضربان دار می دهد و هم برای محدود کردن ورودی برق کلی به نمونه و هم برای ایجاد همزن خوب در نمونه تا ورودی اولیه زیاد بودن ورودی با تثبیت الکترونیک در طول هر چرخه کار مفید است.

نکات و ترفندها عمومی

هنگام استفاده از هموژنایزر برای تزریق طعم دهنده، نتایج بهتری زمانی به دست می آید که اندازه مواد جامد قبل از همگن شدن کاهش یافته باشد، این باعث افزایش سطح در معرض سونوترود. همین اصل هنگام استفاده از هموژنایزر برای کاهش اندازه ذرات. هموژنایزر را به عنوان یک ابزار تکمیل خوب در نظر بگیرید نه یک آسیاب دوره! در کاهش اندازه ذرات بسیاری از کار توسط برخورد با سرعت بالا از ذرات تسریع نیروهای تولید شده در sonotrode انجام می شود. نتایج بسیار بهتر به دست خواهد آمد اگر برخی از کاهش ذرات قبل از فراصوت انجام می شود. شروع با کاهش اندازه ذرات فله در حال حاضر انجام شده به این معنی است که یک سطح بیشتر به فراصوت در معرض و ذرات کوچکتر خواهد شد در مایع با سرعت بیشتری شتاب, و در نتیجه برخورد بالاتر با یک نیرو برای تجزیه بیشتر ذرات. همچنین باید کار کمتری توسط هموژنایزر انجام شود و اجازه می دهد دما بهتر کنترل شود.
به عنوان هموژنایزر کار می کند در سطح کاملا موضعی, آن را مفید است که در استفاده با نمونه های بزرگتر از می گویند چند صد میلی لیتر یا بیشتر برای ارائه تحریک اضافی برای اطمینان حاصل شود که حجم در اطراف sonotrode تازه است, اطمینان از فراصوت کامل نمونه. این امر به ویژه در مورد نمونه های چسبناک تر صادق است. یک همزن مغناطیسی خوب راه مفیدی برای دستیابی به این هدف است. تحریک نیز کمک می کند تا با اطمینان از حجم مایع در اطراف sonotrode بیش از حد گرم نیست. با استفاده از حمام یخ، یا تکه های یخ خشک در نمونه به حذف انرژی منتقل شده توسط فراصوت کمک می کند. همانطور که قبلا بحث شد، اگر ماده به دما حساس است، از تنظیمات توان پایین تر در مدت زمان افزایش یافته استفاده کنید و یا از حالت پالس برای محدود کردن دمای تولید شده در نمونه استفاده کنید تا به نمونه اجازه دهید بین پالس های صوتی خنک شود.

---

---

ادبیات

• 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.
• Belgheisi S., Motamedzadegan A., Milani J.M., Rashidi L., Rafe A. (2021): Impact of ultrasound processing parameters on physical characteristics of lycopene emulsion. Journal of Food Science and Technology 58(2), 2021. 484-493.

 

در این ویدئو, سیمون از GuerillaChefs.de نشان می دهد استفاده از Hielscher UP200Ht دستی فراصوت برای عطر کردن سریع آب با قارچ تازه – یک تکنیک نوآورانه مورد استفاده در آشپزی و غذای مولکولی. امواج فراصوت افزایش استخراج عطر و طعم و تزریق ترکیبات معطر ظریف به فاز آبی در عرض ثانیه، امکان تمیز برچسب، پردازش بدون حرارت برای آبگوشت تصفیه شده، تزریق، و یا پایه های عطر و طعم. ایده آل برای سرآشپزها و نوآوران مواد غذایی که به دنبال دقت و شدت در توسعه طعم طبیعی هستند.

عطر سازی اولتراسونیک : ایجاد طعم شدید آبگوشت قارچ با استفاده از Hielscher UP200Ht

 

حقایقی که ارزش دانستن دارند

هموژنایزرهای بافت اولتراسونیک اغلب به عنوان سونیکاتور پروب / فراصوت ، لیزر صوتی ، مختل کننده اولتراسوند ، آسیاب اولتراسونیک ، سونو - پاره کننده ، فراصوت ، dismembrator صوتی ، مختل کننده سلول ، پراکنده کننده اولتراسونیک ، امولسیفایر یا حل کننده اشاره. اصطلاحات مختلف ناشی از برنامه های مختلف است که می تواند توسط فراصوت انجام می شود.