Ultrasonication ja sen hajautusohjelmat elintarviketeollisuudessa

Ultrasonication on tunnettu ja luotettava menetelmä solun sisäisen aineen uuttamisen suhteen.
Napsauta tästä saadaksesi lisätietoja ultraääni-lyysi & poisto ja esimerkkejä aktiivisen yhdisteen ultraäänisestä uuttamisesta sahrami ja kahvi!

Jogurtti on fermentoidun maitotuotteen, joka voidaan tuottaa yksinomaan maidolla tai lisäämällä bakteeriviljelmiä. Bifidobakteerikannat (esim. BB-12, BB-46, B breve) ovat tavallisia probiotteja, joita käytetään jogurtin käymiseen. Bakteerisoluihin kohdistuva ultraäänikavitaatio voi aiheuttaa niiden tuhoutumisen ja samanaikaisesti β-galaktosidaasin vapautumisen. P-galaktosidaasi on hydrolaasientsyymi, jota käytetään voimakkaasti maidonjalostusteollisuudessa. Ultrasonisesti avustettua fermentaatiota kiihdytetään nopeamman laktoosihydrolyysin takia, joka johtuu β-galaktosidaasin ultraäänestä aiheutuvasta vapautumisesta bifidobakteerisoluista.
Ultraäänihomogenisointi vaikuttaa maitorasvapallojen rikkoutumiseen ja erittäin hienokokoiseen jakautumiseen.
Ultrasonication voi yhdistää fermentaationopeuden (kokonaistuotannon väheneminen jopa 40%: iin) ja parantaa jogurtin laatuominaisuuksia, mikä johtaa suurempaan viskositeettiin, vahvempiin koagulointiin ja parempaan koostumukseen.

Maito (esim. lehmä, puhveli, vuohi tai kamelimaito) on emulsio- tai kolloidinen järjestelmä, joka koostuu voirasvapalloista vesipohjaisessa nesteessä, joka sisältää liuenneita hiilihydraatteja, proteiineja ja mineraaleja. Koska rasva ja vesi yleensä jakautuvat kahteen vaiheeseen, maito on homogenoitu tasainen tuote. Homogenisointi tarkoittaa rasvamolekyylien tasaista jakautumista maitonesteessä. Ultraääni on tunnettu menetelmä, jota käytetään erilaisissa sovelluksissa maidonjalostuksessa. Maidon ultraäänikäsittely johtaa homogenoituihin rasvapalloihin, jotka jakautuvat tasaisesti ja tasaisesti. Homogenisointi suuritehoisilla ultraäänellä on tehokas myös (vegaani / meijeriton) maidon substitues peräisin kasveista, kuten kookosmaitoa tai soijamaitoa.
Sfakianakis- ja Tzia-tutkimuksen (2012) tutkimus osoittaa, että ultraäänimonohoito vähentää maitorasvaa (MFG). Alhainen amplitudi (150 W) ei ollut tyydyttävä homogenisoiva vaikutus (kuvio 2); MFG-koko ja niiden jakautuminen olivat samankaltaisia ​​kuin käsittelemättömän maidon (vertaa kuvioita 1 ja 2). Keskipitkän amplitudin ultraääni (267,5, 375 W) oli hyvä homogenisoiva vaikutus; MFG keskimääräinen halkaisija oli 2 μm (kuvio 3, 4). Korkeampi amplitudi (750 W) ultraääni pienensi MFG-kokoa ratkaisevasti (kuvio 6), jolloin ne eivät näkyneet optisessa mikroskoopissa (100x suurennus); niiden keskimääräinen halkaisija oli 0,3 μm.

Chandrapala et ai. (2012) tutkivat ultrasonikaation vaikutusta kaseiiniin ja kalsiumiin. Ne käyttivät ultraääniaaltoja (20 kHz) näytteille tuoretta rasvatonta maitoa, rekonstituoidun misellarikaseiinia ja kaseiinijauhetta. He sonikoivat näytteet, kunnes maitorasvan pallot vähenivät n. 10nm. Sonikoituneen maidon analyysi osoittaa, että kaseiinimisellien koko ei ole muuttunut. Liukenevan heraproteiinin vähäinen lisääntyminen ja vastaava viskositeetin väheneminen tapahtui myös sonikaation ensimmäisten minuuttien aikana. Tutkimuksessa todettiin, että kaseiinimisellit ovat stabiileja sonikaatiossa ja ultraäänihoito ei vaikuta liukoiseen kalsiumpitoisuuteen. [Chandrapala et ai. 2012]

Ohjattu sonikointi mahdollistaa kiteen kylvämisen (ytimien muodostamisen) ja vaikuttaa kiteiden kasvuun. Ultraäänitutkimuksessa tehdään pienempiä ja siten enemmän kiteitä. Ultraääni auttaa kiteytysprosessia kahdella tavalla: Ensinnäkin, teho-ultraääni on erittäin tehokas väline tasaisen ratkaisun aikaansaamiseksi, joka on kiteyttämisen lähtöaine. Toisessa vaiheessa ultraääni tukee lukuisten ytimien muodostumista. Vaikka huono ydinvoima luo pienempää määrää suuria kiteitä, tehokas nukleaatio muodostaa suuren määrän pieniä hienokokoisia kiteitä. Akustisessa kentässä on jopa mahdollista aloittaa sellaisten sokereiden nukleaatiota, jotka tavallisesti vastustavat kiteytymistä (esim. D-fruktoosi, sorbitoli).
Kiteytymisen ultraäänimuunnos on mielenkiintoinen karkkien, makeisten, levitteiden, jäätelöiden, kermavaahdon ja suklaan formulointiin.

Kasviöljyjen hydraus on tärkeä teollinen laajamittainen prosessi. Hydraamalla nestemäiset kasviöljyt muunnetaan kiinteiksi tai puolikiinteiksi rasvoiksi (esim. Margariini). Kemiallisesti tyydyttymättömät rasvahapot muunnetaan vaiheen siirto katalysoitiin hydrauksen reaktio vastaaviksi tyydyttyneiksi rasvahapoiksi lisäämällä vetyatomeja kaksoissidoksilla. Tätä katalyyttistä prosessia voidaan kiihdyttää suuritehoisella ultraäänellä. Yleisesti käytetty katalyytti on nikkeliä. Lihavalmisteissa käytetään runsaasti kevyitä rasva-aineita. Tyydyttyneiden rasvojen etuna on niiden alhaisempi taipumus hapettumiseen ja siten alempi rancidity-riski.

Ultrasound tarjoaa tehokkaan menetelmän, hunajaiset kiteet nesteyttää ja tuhoa hiivaa vaikuttamatta hunajan laatuun.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja!

Ei-lämpimänä elintarvikekäsittelyprosessina ultraääni tarjoaa lievän mutta tehokkaan hoidon, joka tehostaa makua ja stabiloi ja säilyttää mehut ja soseet. Ultraäänisten mehujen käsittelyn tulokset ovat parantuneita makuja, stabilointia ja säilytystä.
Lue lisää lisää mehujen ultraäänitöistä & smoothiet!

Teho-ultraäänellä avustetaan viinin ja väkevien alkoholijuomien tuhoutumista sen tehokkaan uuttokapasiteetin ansiosta ja merkittävästi tehostetaan massakuljetusta puukudoksen ja alkoholijuoman välillä.
Klikkaa tästä saadaksesi lisätietoja ultrasonic viinien käsittelymahdollisuuksista!
Myös viinin, olutta, oluen fermentointiprosessia voidaan lisätä huomattavasti. Kiihtyvyysaste on 50-65% saavutettu!
Saat lisätietoja ultrasonically assisted fermentoinnista napsauttamalla tätä!

Jäätelön valmistukseen tarvitaan jäätelösekoitusta. Tämä jäätelöseos koostuu maidosta, maitojauheesta, kermasta, voista tai kasvirasvasta, sokerista, kuivasta massasta, emulgaattorista, stabilointiaineesta ja lisäaineista kuten hedelmistä, pähkinöistä, makuista ja väriaineista. Tämä erityiseos on homogenoidettava ja pastöroitava, minkä jälkeen se sekoitetaan hitaasti jäädytysprosessin aikana suuren jääkiteen muodostamisen estämiseksi. Tällöin sekoitetaan hyvin pieniä ilmakuplia (niin kutsuttu ilmastoprosessi), jotta jäätelöä voidaan hioa, jolloin saadaan tasaisesti kuvioitu kylmä jälkiruoka. Tämä on prosessivaihe, jossa ultraäänitutkimusta voidaan soveltaa jäätelön laadun parantamiseen.
Jäätymisprosessin aikana kiteet muodostuvat superjäähdytetystä vedestä. Jääkiteiden morfologialla on tärkeä rooli jäädytettyjen ja puolittain pakastettujen elintarvikkeiden rakenteellisista ja fysikaalisista ominaisuuksista. Koska jääkiteiden koko ja jakauma ovat erityisen tärkeitä sulatettujen pehmopaperituotteiden laadulle, jäätelöä varten, pienemmät jääkiteet ovat edullisia, koska suuret kiteet aiheuttavat jäätymisen. Nukleaatio on tärkein tekijä kiderakenteen jakauman kontrolloimiseksi kiteytymisen aikana. Siten jäädytysnopeus on yleensä parametri, jota käytetään jääkiteiden koon ja kokojakauman säätelyssä jäätelössä. Ruosteen ja jäätymisen aikana ilmaa ruiskutetaan jäätelön sileän koostumuksen saavuttamiseksi. Niin sanottu "ylikäyttö", ruiskutetun ilman määrä, on suhteutettu - erityisesti tiettyyn reseptiin - suhteessa kiintoaineiden ja veden yhdistettyyn tilavuuteen. Niinpä ylijäämä vaihtelee eri jäätelömuotoi- suuksien ja käsittelyvirtojen vuoksi. Standardijäätelö osoittaa ylituotantoa 100%, mikä tarkoittaa, että lopputuote koostuu yhtä suuresta määrästä jäätelöseosta ja ilmakuplia.
Hielscherin käyttö suuritehoiset ultraäänilaitteet tarjoaa paremman jäätelön laadun pienentämällä jääkidekokoa ja välttäen jäätymispinnan muodostumisen. Parempi koostumus ja kermaisampi suun tunne saavutetaan jäätelön kiteiden pienen määrän ja parantuneen ilmakuplan jakautumisen takia. Merkittävin lyhyemmät jäätymisajat johtavat suurempaan prosessikapasiteettiin ja energiatehokkaampaan tuotantoprosessiin.

Hiilihapotettuja elintarvikkeita, kuten sienikakkua, voidaan merkittävästi parantaa sonikaatiolla. Teho-ultrasonologian käyttö taikinakonditorio-vaiheessa parantaa sienen kakun laatua alemman kovuuden suhteen ja korkeampi kakun joustavuus, yhteenkuuluvuus ja kestävyys. Testit ovat kaikki ainesosat sekoitettu yhteen "all-in" -menetelmän mukaisesti, mikä tarkoittaa, että ainesosaan on lisätty samanaikaisesti alhaisen proteiinin kokonaisia ​​jauhoja, emulgointiaineita, maissitärkkelystä, sokeria, leivinjauhetta, suolaa ja tuoreita kokonaisia ​​munia. Ennen sonikointia, ainesosia on sekoitettu tasaisesti yhteen niin, että ultraääntä levitetään tasaiselle taikina-seokselle. Ultraäänellä ilmastettu kakku osoitti alhaisemman kovuuden, alemman gummin ja alemman rypistyneisyyden, kun taas kakun joustavuus, yhteenkuuluvuus ja kimmoisuus olivat hieman korkeammat kuin kontrollikakun.

Sonikaatio tunnetaan hyvin sen kapasiteetista. Kaakaopavuista kaakaovoita voidaan vapauttaa soluista ultraäänimurskaamalla ja uuttamalla.
Ultraäänitutkimus on vaihtoehtoinen menetelmä sokerikiteiden hajottamiseksi suklaassa ja antaa näin samanlaisia ​​vaikutuksia kuin kouristus.

Tehokkaiden ultraäänilaitteiden levittäminen lihaan johtaa lihan rakenteen heikentymiseen. Merkittävä tenderisaatio saavutetaan vapauttamalla myoufibrillisten proteiinien lihassoluista. Tarjotuksen lisäksi ultraääni parantaa veden sitomiskykyä ja lihan yhteenkuuluvuutta.

Ultraääniruokien jalostajat ovat löytäneet tietä myös gourmet-keittiölle. Hielscherin ultrasonicatorit käyttävät palkkio-kokki, kuten kaksi Michelin-tähden palkittua kokki Sang-Hoon Degeimbre.
Klikkaa tästä, jos olet kiinnostunut hänen kuuluisasta ultraäänikadun katkaravun resepistä!

• Chandrapala, Jayani et ai. (2012): Ultrasoundin vaikutus kaseiinimisellin eheyteen. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
• Chandrapala, Jayani et ai. (2011): Ultraääni vaikutukset proteiinien lämpö- ja rakenteellisiin ominaisuuksiin rekonstituoidussa heraproteiinikonsentraatissa. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
• Maidontuotanto käsikirja. Julkaisija Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Ruotsi. 387.
• Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V .; Weiss, Jochen (2010): Elintarvikkeiden ja bioprosessoinnin ultrasound-teknologiat. New York: Springer, 2010.
• Huang, BX; Zhou, WB (2009): Ultrasound aidoitu jogurtti-fermentointi probiotikoilla. NUROP-kongressi, Singapore, 2009.
• Keshava Prakash, MN; Ramana, KVR (2003): Ultrasound ja sen soveltaminen elintarviketeollisuudessa. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
• Mortazavi, A .; Tabatabaie, F. (2008): Tutkimus jäätelön jäätymisprosessista ultraäänikäsittelyn jälkeen. World Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.
• Petzold, G. ja Aguilera, JM (2009): Jäämorfologia: Perusteet ja teknologiset sovellukset elintarvikkeissa. Food Biofysics Vol. 4, nro 4, 378 - 396.
• Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): Ultrasuoralla käsitelty maito jogurtti: käymisprosessin seuranta ja tuotteen laatuominaisuuksien arviointi. ICEF 2011.