Pastörointi & Nestemäisen munan homogenointi
Nestemäiset munatuotteet (kokonaiset munat, munanvalkuaiset, keltuaiset) on pastöroitava elintarvikkeiden turvallisuuden varmistamiseksi. Ultraäänihomogenisaattorit tuottavat voimakasta kavitaatiota ja suuria leikkausvoimia mikrobien tappamiseksi. Erityisesti yhdistettynä korkeisiin lämpötiloihin (∼50 ° C) ja paineeseen (mano-termosonication), teho-ultraääni tuottaa poikkeuksellisia pastörointituloksia. Ultraäänielintarvikkeiden jalostusjärjestelmiä käytetään laajalti homogenointi-, pastörointi- ja sterilointisovelluksiin.
ultraääni pastörointi
Nestemäinen kokonainen muna, munanvalkuainen, keltuainen ja muut sekoitetut munatuotteet pastöroidaan sen varmistamiseksi, että tuotteessa ei ole bakteereja? taudinaiheuttajia. Mikrobien inaktivointi pastöroinnin avulla on erittäin tärkeä prosessivaihe pilaantumisen ja ruokaperäisten sairauksien estämiseksi. Tavanomainen pastörointi saavutetaan nestemäisen munatuotteen lämpökäsittelyllä. Tällainen lämpökäsittely vaikuttaa kuitenkin proteiineihin, rakenteeseen ja munan toimintoihin.
Ultraäänipastörointi on erittäin tehokas ja tehokas pastörointivaihtoehto.
Nestemäiset munatuotteet voidaan pastöroida tehokkaasti mano-termosonicationilla (MTS), jossa ultraäänipastörointi yhdistetään lämpökäsittelyyn (n. 50 ° C) ja kohonneeseen paineeseen (noin 1 barg). Näissä synergisissä käsittelyolosuhteissa voidaan saavuttaa luotettava bakteerien pelkistys 5log. Mano-termosonication parantaa mikrobien tappamisnopeutta merkittävästi: Ensinnäkin useimpien mikro-organismien herkkyys ultraäänikäsittelylle kasvaa merkittävästi yli 50 ° C: n lämpötiloissa. Toiseksi ultraäänikavitaation intensiteetti ja tuhoavuus nousevat korotetussa paineessa.
Mothermosonic pastörointiin yhdistetyt synergiavaikutukset ylittävät munien tavanomaisen lämpöpastöroinnin tuottamalla paremman laadun nestemäisen munatuotteen. Mano-termosonicationilla pastöroitu nestemäinen muna osoittaa vähemmän proteiinien denaturaatiota, pienempää makuhäviötä, parempaa homogeenisuutta ja huomattavasti suurempaa energiatehokkuutta.
Hielscherin ultraäänivirtaussolut varmistavat nestemäisen munatuotteen kulun suoraan korkean intensiteetin läpi kavitaatio vyöhyke nestemäisen munatuotteen yhtenäisen ja täydellisen pastöroinnin varmistamiseksi.
Ultraäänijärjestelmä pastörointiin
Ultraääniemulgointi
Munanvalkuainen sisältää n. 90% vettä, munankeltuainen sisältää n. 25% rasvaa. Vesi ja öljy/rasva ovat sekoittumattomia, mikä tarkoittaa, että faasit pyrkivät erottumaan. Homogeenisen, stabiilin nestemäisen kokonaisen munatuotteen saamiseksi tarvitaan hienostunut emulgointimenetelmä faasien erottumisen estämiseksi.
Ultraäänikavitaatio ja leikkaus tuottavat tarvittavan energian nestemäisen munatuotteen homogenisoimiseksi tasaisesti. Tehokas sonikaatio estää faasien erottumisen rikkomalla rasvapallot ja dispergoimalla vettä ja rasvaa tasaisesti stabiilin emulsion saamiseksi.
Ultraäänikavitaatiohoito on ylivoimainen tekniikka nanokokoisten emulsioiden tuottamiseksi mekaanisen stabiilisuuden saamiseksi!
- lievät prosessiolosuhteet
- patogeenin poisto
- pidennetty säilyvyysaika
- yhtenäinen rakenne
- paremmat ravitsemukselliset ja aistinvaraiset ominaisuudet
- ei denaturointia
- ei hyytymistä
Ultraääni muotoilu
Ultraäänihomogenoinnin ja pastöroinnin aikana lisäaineet (esim. sokeri, suola, ksantaanikumi jne.) voidaan sekoittaa tasaisesti nestemäiseen munatuotteeseen.
Hielscher’s ultrasonic homogenizers are also used for production of eggnog (milk+egg-based liquor) to improve mechanical stability and shelf-life.
Jauhemaisen munan ultraäänisuihkukuivaus
Nestemäinen muna voidaan jatkojalostaa munajauheiksi, esim. kokonainen munajauhe, munanvalkuaisjauhe, keltuaisjauhe. Munanesteellä on leikkaus-ohenemiskäyttäytyminen. Ruiskutusprosessin optimoimiseksi ultraääniviskositeetin vähentäminen on erittäin tehokas tekniikka ruiskukuivaimen prosessikapasiteetin lisäämiseksi.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ultraäänellä avustetusta ruiskukuivausprosessista!
Ultraäänilaitteet elintarvikkeiden jalostukseen
Ultrasonic food processing systems are well-known and proven for their reliable results in homogenization, extraction, pasteurization and sterilization of food products. Hielscher’s industrial ultrasonic processors create very high amplitudes of up to 200µm in order to deliver the required energy for pasteurization, sterilization and emulsification processes. Of course, our ultrasonic homogenizers are built for 24/7 operation under heavy-duty conditions in industry.
Kestävyyden ja luotettavuuden lisäksi ultraääniprosessorit vaativat vain hyvin vähän huoltoa ja ovat erittäin helppoja puhdistaa. Kaikki ultraäänihomogenisaattorin osat, jotka joutuvat kosketuksiin elintarvikkeen kanssa, on valmistettu titaanista, ruostumattomasta teräksestä tai lasista ja ovat autoklaavissa. Koska jokaisella ultraääniprosessorilla on ultraäänipuhdistin, ne tarjoavat automaattisesti CIP: n (puhdistus paikallaan) ja SIP: n (sterilointi).
A small foot print and versability allow for an hassel-free integration of Hielscher’s ultrasonicators into production lines. Retro-fitting into existing lines can be accomplished easily.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L? min | UIP4000 |
| n.a. | 10-100L? min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Aiheeseen liittyvät tutkimustulokset
Ultraääniemulgointi
(2011) muutti suuritehoisen ultraäänen käyttöä stabiilin öljy-vedessä-emulsion valmistuksessa. Kaikki emulsionäytteet valmistettiin käyttämällä Hielscherin ultraääniprosessoria UP200H. Tutkittiin pH: n, ionilujuuden, pektiinin, Guar-kumin, lesitiinin, munankeltuaisen ja ksantaanikumin vaikutusta sekä sonikaatioaikaa, öljyn ja veden seoksen lämpötilaa ja viskositeettia pisaroiden erityiseen pinta-alaan ja kokoon sekä emulsionäytteiden kermaindeksiin. Kokeelliset tiedot analysoitiin Taguchi-menetelmällä ja optimaaliset olosuhteet määritettiin. Lisäksi adaptiivista neuro-fuzzy -päättelyjärjestelmää (ANFIS) käytettiin mallintamaan ja luokittelemaan tuloksena olevan emulsion ominaisuuksia. Tulokset osoittivat, että sonikaatioajan lisääminen kavensi pisaroiden kokojakaumaa. Pektiini ja ksantaani paransivat emulsion stabiilisuutta, vaikka niillä oli erilaiset vaikutukset emulsion stabiilisuuteen, kun niitä käytettiin erikseen tai yhdessä. Guarkumi paransi jatkuvan vaiheen viskositeettia. Munankeltuaisen stabiloimien emulsioiden havaittiin olevan stabiileja pisaraflokkulaatiolle pH:ssa 3 ja suhteellisen alhaisilla suolapitoisuuksilla.
Kolesterolin ultraäänihajoaminen keltuaisessa
(2011) kehitti ultraääniavusteisen entsymaattisen prosessin kolesterolin hajoamiseksi luonnollisessa munankeltuaisessa. He pyrkivät kolesterolioksidaasin katalyyttiseen aktiivisuuteen munankeltuaisen kolesterolia vastaan tavoitteena saada kolesterolia vähentävä munankeltuainen vaikuttamatta munankeltuaisen tärkeimpiin ravintoaineisiin, munankeltuaisen koostumukseen. Kolesterolioksidaasia käytettiin katalysoimaan kolesterolin hajoamista munankeltuaisessa. Ensinnäkin 30 g: n osa munankeltuaisesta esikäsiteltiin ultraäänellä 15 minuutin ajan klo 200W ja inkuboidaan sitten 10 tunnin ajan kolesterolioksidaasipitoisuudella 0,6U/g munankeltuaista 37 °C:ssa. Lopuksi munankeltuaisen kolesterolitaso laski 8,32%: iin alkuperäisestä pitoisuudestaan vaikuttamatta keltuaisen laatuominaisuuksiin.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Mikä on ultraäänikavitaatio?
Sonikaatio luo emulsioita suuritehoisten ultraääniohjattujen värähtelyjen kautta, jotka aiheuttavat akustisia kavitaatio. Termi kavitaatio kuvaa onteloiden (tyhjiökuplien) muodostumista, kasvua ja implosiivista romahtamista nesteessä. Ultraääni? akustinen kavitaatio tuottaa paikallisia olosuhteita ~ 5000 K: n, ~ 1000 atm: n, lämmitys- ja jäähdytysnopeuksien sisällä, jotka ylittävät 1010 K/s ja nestemäiset suihkut, joiden nopeus on enintään 300 m/s. (Suslick et al. 2008) Kuplan luhistumisesta johtuvat voimakkaat voimat, suuri leikkaus, virtaus ja turbulenssit toimittavat energiaa hiukkasten ja pisaroiden hajottamiseen hajonta & emulsio koon pienentäminen, Lyse-soluseinätaloittaa Kemialliset reaktiot.
Mothermosonication
Kuten tuloksemme osoittavat, staattinen paine on erittäin tehokas keino lisätä ultraääniaaltojen (UW)? manosonication (MS) kuolleisuutta. Tämä kasvu kasvaa, kun UW: n amplitudi on suurempi. 50–58 °C:n lämpötilassa lämmön kuolleisuutta voidaan lisätä yhdistämällä lämpökäsittelyjä UW under pressure (MS) -lämpötilaan. Tämän käsittelyn (MTS) tappavuus vastaa lämmön ja UW: n additiivista tappavaa vaikutusta. MS- ja MTS-hoidoista voisi tulla vaihtoehto Y. enterocolitican ja mahdollisesti muiden mikro-organismien inaktivoinnille lämpöherkässä väliaineessa (eli nestemäisessä munassa). Sitä voidaan löytää myös elintarvikkeissa, joissa vaadittujen lämpökäsittelyjen korkea intensiteetti (esim. vähän vettä sisältävät elintarvikkeet) heikentäisi elintarvikkeiden laatua. (vrt. Raso ym. 1998)
Tutkija on paljastanut, että ei-termiset elintarvikkeiden säilytystekniikat, kuten sonikaatio, eivät vaikuta yhtä paljon kuin jalostettujen elintarvikkeiden lämpöprosessit, ravitsemukselliset ja aistinvaraiset ominaisuudet.
Lue lisää tehoultraäänen, paineen ja lämmön synergioista!
Ultraäänikuplan muodostuminen ja sen väkivaltainen luhistuminen
Munat: koostumus & Ominaisuudet
Vaikka kananmunat ovat yleisimmin kulutettu linnunmuna, myös muita linnunmunia, kuten strutsia, ankkaa, viiriäistä, hanhenmunia jne., käytetään elintarvikkeina ja elintarvikkeiden ainesosina.
Munat tarjoavat monitoiminnallisuutta, ja siksi niitä käytetään laajalti monien elintarvikkeiden ainesosana.
Munien toiminnallisia ominaisuuksia ovat hyytymisen ja sitoutumisen ominaisuudet, maku, väri, vaahtoaminen, emulgointi sekä estetty kiteiden kasvu makeisissa. Näiden munan toimintojen ylläpitämiseksi tarvitaan lievä pastörointi välttäen proteiinien denaturoitumista.
Nestemäiset munatuotteet vaihtelevat nestemäisestä kokonaisesta munasta, munanvalkuaisesta ja keltuaisesta munakokkelisekoituksiin ja muihin erikoistuneisiin munatuotteisiin. Nestemäisiä munatuotteita on saatavana käyttövalmiina tuotteina tai pakastetussa muodossa. Nestemäinen muna voidaan jatkojalostaa munajauheiksi, esim. kokonainen munajauhe, munanvalkuaisjauhe, keltuaisjauhe. Munajauhe on valmistettu täysin kuivatuista munista ruiskukuivaus munat samalla tavalla kuin maitojauhe tuotetaan. Munajauheiden etuja tuoreisiin muniin verrattuna ovat alhainen hinta, pienempi paino koko munaekvivalentin tilavuutta kohti, säilyvyysaika, vähemmän säilytystilaa ja jäähdytyksen tarpeeton.
Munaproteiinien lämpöherkkyys
Munat sisältävät useita lämpöherkkiä proteiineja, jotka ovat tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon, kun nestemäistä munaa (tunnetaan myös nimellä katkaisijamunat) käsitellään ja pastöroidaan. Erityisesti nestemäiset munanvalkuaistuotteet ovat herkkiä käsittelyolosuhteille, erityisesti lämmölle. Munanvalkuaisproteiinien denaturoinnin lämpötila vaihtelee 61 °C:n (Ovotransferrin) ja 92,5 °C:n (G2-globuliinin) välillä. Livetiinit, lysotsyymi,
ovomakroglobuliini ja ovoglobuliini G3 ovat vähiten lämpöstabiileja proteiineja, kun taas ovotransferriinin, ovoinhibiittorin ja ovoglobuliini G2:n havaittiin olevan lämpöstabiileimpia proteiineja munassa. Proteiiniherkkyyteen lämmölle voidaan vaikuttaa lisäämällä suolaa ja sokeria, mikä lisää lämpöherkkien proteiinien lämpöstabiilisuutta.
Sokerin ja suolan lisäksi myös hiilihydraatit, kuten sakkaroosi, glukoosi, fruktoosi, arabinoosi, mannitoli ja ksyloosi, suojaavat proteiineja denaturoitumiselta lämpökäsittelyjen aikana (pastörointi).
Koko munan hyytymislämpötila: 73 °C:ssa
emulsion stabiilisuus
Homogeenisen nestemäisen munatuotteen saamiseksi nestemäinen muna on stabiloitava mekaanisesti, jotta estetään erottaminen kahteen vaiheeseen.
Emulsio on kahden tai useamman sekoittumattoman? sekoittamattoman nesteen seos. Teknisesti emulsiot ovat kahden tai useamman vaiheen kolloidisten järjestelmien osa-alue. Emulsioissa sekä dispergoitunut? sisäinen että jatkuva? ulkoinen faasi ovat nestemäisiä. Emulsioissa sekoitetaan kaksi sekoittumatonta nestettä dispergoimalla yksi neste (dispergoitu faasi) toiseen (jatkuva faasi). Emulgointiaineita käytetään järjestelmän pitkäaikaisen mekaanisen stabiilisuuden saavuttamiseksi.
Lesitiini, joka on mm. munankeltuaisen komponentti, on yleisesti käytetty elintarvikkeiden emulgointiaine elintarvike- ja teollisuussovelluksissa. Lesitiinin lisäksi munankeltuainen sisältää useita aminohappoja, jotka toimivat myös emulgaattoreina. Munankeltuainen sisältää noin 5-8 grammaa lesitiiniä, minkä vuoksi munankeltuainen on tärkeä ainesosa monissa emulsiopohjaiset reseptit kuten majoneesi, hollandaise, kastikkeet ja kastikkeet.
Täältä löydät vaiheittaiset ohjeet ja videon ultraäänimajoneesin emulgointiin!
Vaahdotuksen toiminnallisuus
Munanvalkoiset proteiinit sisältävät aminohappoja. Kun proteiini on käpristynyt, hydrofobiset aminohapot pakataan keskelle pois vedestä ja hydrofiiliset ovat ulkopuolella lähempänä vettä.
Kun munaproteiini on ilmakuplaa vasten, osa proteiinista altistuu ilmalle ja osa on edelleen vedessä. Proteiini käpristyy niin, että sen vettä rakastavat osat voidaan upottaa veteen - ja sen vettä pelkäävät osat voivat tarttua ilmaan. Kun proteiinit käpristyvät, ne sitoutuvat toisiinsa - aivan kuten kuumennettaessa - luoden verkon, joka voi pitää ilmakuplat paikallaan.
munatoti
Munatoti on maitopohjainen juoma, joka koostuu maidosta, kananmunista, sokerista ja aromeista sekä joskus alkoholista. Se on makea, täyteläinen, kermainen maitopohjainen juoma, joka on perinteisesti valmistettu maidosta, kermasta, kermavaahdosta, munanvalkuaisista, munankeltuaisista ja sokerista. Vaihtoehtoisesti, kun sitä valmistetaan viinana, käytetään tislattuja väkeviä alkoholijuomia, kuten brandyä, rommia tai bourbonia.
Kirjallisuus/viitteet
- Lee, D.U.; Hein, V.; Knorr, D. (2003): Nisiinin ja korkean intensiteetin ultraäänen yhdistelmähoitojen vaikutukset korkealla paineella mikrobien inaktivointiin nestemäisessä kokonaisessa munassa. Innovatiivinen elintarviketiede & Kehittyvät teknologiat 2003.
- Nakamura, R.; Mizutani, R.; Yano, M.; Hayakawa, S. (1988): Proteiinin emulgointiominaisuuksien parantaminen sonikoimalla munankeltuaisen lesitiinillä. Maatalous- ja elintarvikekemian lehti 36, 1988. 729-732.
- Raso, J.; Pagán, R.; Condón, S.; Sala, F.J. (1998): Lämpötilan ja paineen vaikutus ultraäänen tappavuuteen. Sovellettu ja ympäristömikrobiologia, 64/2, 1998. 465–471.
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Suuritehoisen ultraääniprosessin mallinnus ja simulointi stabiilin öljy-vedessä-emulsion valmistuksessa. Ohjelmistotekniikan ja sovellusten lehti 4, 2011. 259-267.
- Aurinko, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011): Kolesterolin ultraääniavusteinen entsymaattinen hajoaminen munankeltuaisessa. Innovatiivinen elintarviketiede & Kehittyvät teknologiat 12/4, 2011. 505-508.
- Suslick, K.S.; Flannigan, D.J. (2008): Romahtavan kuplan sisällä: sonoluminesenssi ja olosuhteet kavitaation aikana. Vuosi. Pastori Phys. Chem. 59, 2008. 659–83.