Ultrasons et ses multiples applications dans la transformation des aliments

ultrasons de puissance offre des possibilités multiples pour les applications de transformation des aliments efficaces et fiables. Les applications les plus courantes dans l'industrie alimentaire comprennent le mélange & homogénéisation, émulsification, dispersion, la désintégration des cellules et l'extraction du matériau intra-cellulaire, l'activation ou la désactivation d'enzymes (qui dépend de l'intensité des ultrasons), la conservation, la stabilisation, la dissolution et la cristallisation, l'hydrogénation, l'attendrissement de la viande, de la maturation, le vieillissement et l'oxydation, ainsi que le dégazage et le séchage par pulvérisation.

Nous vous présentons ci-dessous une sélection d'applications des sonicateurs Hielscher dans l'industrie alimentaire. Veuillez cliquer sur les liens spécifiques pour obtenir des informations approfondies sur l'application qui vous intéresse !

Extraction d'arômes et de composés bioactifs à l'aide d'ultrasons

Ultrasons est une méthode bien connue et fiable en ce qui concerne l'extraction de la matière intra-cellulaire.
Cliquez ici pour en savoir plus sur la ultrasons lyse & Extraction et les exemples d'extraction par ultrasons de composés actifs de Safran, café, cannabis, Champignons ou algues!

 

Dans cette présentation, nous vous introduisons à la fabrication d'extraits botaniques. Nous expliquons les défis que pose la production d'extraits botaniques de haute qualité et comment un sonicateur peut vous aider à surmonter ces défis. Cette présentation vous montrera comment fonctionne l'extraction par ultrasons. Vous apprendrez quels avantages vous pouvez attendre d'un sonicateur pour l'extraction et comment vous pouvez mettre en œuvre un extracteur à ultrasons dans votre production d'extraits.

Extraction botanique par ultrasons - Comment utiliser des sonicateurs pour extraire des composés botaniques ?

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Fermentation du yaourt par ultrasons

Le yaourt est un produit laitier fermenté qui peut être produite par le lait seul ou par l'addition de cultures bactériennes. souches de bifidobactéries (par exemple BB-12, BB-46, B breve) sont les probiotiques couramment utilisés pour la fermentation du yaourt. cavitation ultrasonique appliquée aux cellules bactériennes peuvent causer leur destruction et en même temps, la libération de β-galactosidase. β-galactosidase est une enzyme d'hydrolase qui est largement utilisé dans l'industrie de transformation du lait. La fermentation assistée par ultrasons est accéléré en raison d'une hydrolyse plus rapide lactose résultant de la libération induite par ultrasons de cellules à partir des bifidobactéries β-galactosidase.
L'homogénéisation par ultrasons entraîne la rupture des globules de graisse du lait et une distribution très fine.
Ultrasonication peut accerlerate le taux de fermentation (réduction du temps de production total allant jusqu'à 40%) et d'améliorer les caractéristiques de qualité du yaourt, ce qui entraîne une viscosité plus élevée, coagulum plus forte et la texture de qualité supérieure.

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Homogénéisateur ultrasonique en ligne pour la pasteurisation des jus, des produits laitiers et des œufs liquides

Les homogénéisateurs à ultrasons sont largement utilisés dans le traitement des aliments. Les applications typiques comprennent l'extraction, le mélange, l'émulsification et le vieillissement/maturation.

Homogénéisation du lait par ultrasons

Le lait (par exemple, le lait de vache, de bufflonne, de chèvre ou de chamelle) est une émulsion ou un système colloïdal qui consiste en globules de matière grasse dans un liquide à base d'eau qui contient des glucides, des protéines et des minéraux dissous. Comme la graisse et l'eau ont tendance à se séparer en deux phases, le lait doit être homogénéisé pour obtenir un produit uniforme. L'homogénéisation signifie la distribution uniforme des molécules de graisse dans le liquide du lait. Les ultrasons sont une méthode bien connue utilisée pour diverses applications dans la transformation des produits laitiers. Le traitement du lait par ultrasons permet d'obtenir des globules gras homogènes, qui sont répartis de manière régulière et uniforme. L'homogénéisation par ultrasons de haute puissance est également efficace pour les substituts de lait (végétalien/ sans produits laitiers) dérivés de plantes telles que le lait de coco ou le lait de soja.
L'étude de Sfakianakis et Tzia (2012) montre que l'homogénéisation ultrasonique réduit la taille des globules de matière grasse du lait (MFG). Les images microscopiques ci-dessous montrent les effets de la sonication sur la taille des gouttelettes de matière grasse laitière. Une faible amplitude (150W) n'a pas eu un effet d'homogénéisation satisfaisant (Fig.2) ; la taille des MFG et leur distribution étaient similaires à celles du lait non traité (comparer les fig. 1 et 2). Les ultrasons d'amplitude moyenne (267,5, 375 W) ont eu un bon effet d'homogénéisation ; le diamètre moyen des MFG était de 2 μm (fig. 3, 4). Les ultrasons d'amplitude plus élevée (750 W) ont réduit la taille des MFG de façon cruciale (fig. 6), les rendant à peine visibles au microscope optique (grossissement 100x) ; leur diamètre moyen était de 0,3 μm.

Haute ultrasons de puissance est une technique douce d'homogénéisation non thermique. Sfakianakis et al. (2011) montrent l'effet impressionnant d'homogénéisation par ultrasons sur le lait.

Haute ultrasons de puissance est une technique douce d'homogénéisation non thermique. Sfakianakis et al. (2011) montrent l'effet impressionnant d'homogénéisation par ultrasons sur le lait.

Chandrapala et al. (2012) ont étudié l'effet de la caséine et sur ultrasonication calcium. Ils ont appliqué les ondes ultrasoniques (20kHz) à des échantillons de lait écrémé frais, la caséine micellaire reconstitué et poudre de caséine. Ils soniquées les échantillons jusqu'à ce que les globules gras du lait ont été réduits à environ. 10nm. L'analyse du lait traité par ultrasons montre que la taille des micelles de la caséine est inchangée. Une petite augmentation de la protéine de petit-lait soluble et une diminution correspondante de la viscosité ont eu lieu également dans les premières minutes de sonication. L'étude a été déterminé que la caséine sont stables micelles pendant la sonication et la concentration en calcium soluble est pas affectée par le traitement par ultrasons. [Chandrapala et al. 2012]

Cristallisation du sucre par ultrasons pour la confiserie

La sonication contrôlée permet d'amorcer l'ensemencement de cristaux (création de noyaux) et d'influencer la croissance cristalline. Sous l'irradiation ultrasonique, plus petit et ainsi plus de cristaux sont formés. Ultrasons assiste le processus de cristallisation de deux façons: Premièrement, l'ultrason de puissance est un outil très efficace pour créer une solution uniforme, qui est la substance de départ pour la cristallisation. Dans la deuxième étape, les ultrasons supportent la formation d'un grand nombre de noyaux. Tandis qu'une mauvaise nucléation crée un plus petit nombre de gros cristaux, une nucléation efficace forme une grande quantité de petits cristaux de petite taille. Dans le domaine acoustique, il devient même possible d'initier la nucléation de sucres qui sont normalement opposés à la cristallisation (par exemple le D-fructose, le sorbitol).
La modification par ultrasons de cristallisation est intéressant pour la formulation de bonbons, confiserie, pâtes à tartiner, la crème glacée, la crème fouettée et le chocolat.

L'ultrasoniseur UIP4000hdT est un extracteur puissant pour la production industrielle de pectine.

L'ultrasoniseur UIP4000hdT est un puissant robot de cuisine de 4kW pour la production alimentaire industrielle comme l'extraction de pectine et d'arômes ainsi que l'homogénéisation.

Ultrasons Hydrogénation des huiles comestibles

L'hydrogénation des huiles végétales est un important processus à grande échelle industrielle. Par hydrogénation, les huiles végétales liquides sont convertetd en graisses solides ou semi-solides (par exemple, margarine). Chimiquement, les acides gras insaturés sont convertis au cours de la transfert de phase catalysée la réaction d'hydrogénation en leurs acides gras saturés correspondants par addition d'atomes d'hydrogène aux doubles liaisons. Ce processus catalytique peut être accéléré par traitement aux ultrasons de haute puissance. Un catalyseur couramment utilisé est le nickel. Les graisses hydrogénées sont largement utilisés comme agents raccourcissant dans les produits de boulangerie. Un avantage de graisses saturées est leur faible tendance à l'oxydation et donc un moindre risque de rancissement.

Liquéfaction du miel par ultrasons

Les ultrasons offrent une méthode non thermique efficace, les cristaux dans le miel permettant de liquéfier et de détruire la levure, sans affecter la qualité du miel.
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Stabilisation par ultrasons des jus et des smoothies

En tant que technique non thermique de traitement des aliments, les ultrasons constituent un traitement doux mais efficace qui intensifie les saveurs et stabilise et préserve les jus, les smoothies, les sauces et les purées. Les résultats du traitement des jus par ultrasons comprennent l'amélioration des arômes, la stabilisation et la conservation.
Lisez ici plus sur l'amélioration des ultrasons jus & Smoothies !
En savoir plus sur le traitement des tomates par ultrasons !

Vieillissement du vin par ultrasons & Liqueur

échographie électrique assiste le oaking de vins et de spiritueux en raison de sa capacité d'extraction efficace et intensifiée de manière significative le transfert de masse entre le tissu du bois et la boisson alcoolisée.
Cliquez ici pour en savoir plus sur les possibilités de traitement du vin par ultrasons!
Le processus de fermentation du vin, doit, la bière et le saké peut être considérablement augmenté, aussi. Les taux d'accélération de 50% à 65% ont été atteints!
Pour obtenir plus d'informations sur la fermentation assistée par ultrasons, s'il vous plaît cliquez ici!

Congélation accélérée par ultrasons des crèmes glacées

Pour la production de crème glacée, un mélange de crème glacée est nécessaire. Ce mélange se compose de lait, de lait en poudre, de crème, de beurre ou de graisse végétale, de sucre, de masse sèche, d'émulsifiant, de stabilisateur ainsi que d'additifs tels que des fruits, des noix, des arômes et des colorants. Ce mélange spécial doit être homogénéisé et pasteurisé, puis il est remué lentement pendant le processus de congélation afin d'éviter la formation de gros cristaux de glace. De très petites bulles d'air sont alors mélangées (processus dit d'aération) pour faire mousser la crème glacée et obtenir un dessert froid à la texture onctueuse. C'est à cette étape du processus que les ultrasons peuvent être appliqués pour améliorer la qualité de la crème glacée.
Pendant le processus de congélation, les cristaux sont formés à partir d'eau surfondue. La morphologie des cristaux de glace joue un rôle important en ce qui concerne les propriétés texturales et physiques des aliments congelés et semi-congelés. Comme la taille et la distribution des cristaux de glace sont d'une importance particulière pour la qualité des produits de papier décongelés, pour la crème glacée, les cristaux de glace plus petits sont préférés parce que de gros cristaux donnent une texture glacée. La nucléation est le facteur le plus important pour contrôler la distribution de la taille des cristaux pendant la cristallisation. De ce fait, le taux de congélation est habituellement le paramètre utilisé pour contrôler la distribution de taille et de taille des cristaux de glace dans la crème glacée. Pendant le fouettage et la congélation, de l'air est injecté pour obtenir la texture lisse de la crème glacée. Le soi-disant "dépassement", la quantité d'air injectée, est proportionnée - spécifiquement à la recette particulière - proportionnellement au volume combiné de solides et d'eau. Ainsi, le dépassement varie en fonction des différentes formulations de crème glacée et des flux de traitement. La crème glacée standard présente un dépassement de 100%, ce qui signifie que le produit final consiste en un volume égal de mélange de crème glacée et de bulles d'air.
L'utilisation d'homogénéisateurs à ultrasons de grande puissance Hielscher permet d'obtenir une meilleure qualité de crème glacée en réduisant la taille des cristaux de glace et en évitant l'incrustation d'une surface de congélation. La réduction de la taille des cristaux de glace et l'amélioration de la distribution des bulles d'air permettent d'obtenir une meilleure consistance et une sensation en bouche plus crémeuse. Des temps de congélation nettement plus courts permettent d'augmenter la capacité de traitement et d'améliorer l'efficacité énergétique du processus de production.

L'extraction par ultrasons surpasse les autres techniques d'extraction par sa rapidité (durée réduite), ses rendements plus élevés et la qualité supérieure de l'extrait.

ultrasonateur UP400St pour l'extraction à grande vitesse de plantes médicinales en lots.

Aération ultrasonique des batteries

Les produits alimentaires aérés tels que le gâteau éponge peuvent être considérablement améliorés par sonication. L'application d'ultrasons de puissance pendant l'étape de mélange de pâte lisse améliore la qualité du gâteau éponge en termes de dureté inférieure et de ressort, de cohésion et de résilience. Pour les tests, tous les ingrédients ont été mélangés selon la méthode "all-in", ce qui signifie que la farine complète à faible teneur en protéines, l'émulsifiant, l'amidon de maïs, le sucre, la poudre à pâte, le sel et les œufs frais ont été ajoutés. Avant la sonication, les ingrédients ont été agités uniformément de sorte que les ultrasons sont appliqués à un mélange de pâte lisse. Le gâteau aéré par ultrasons présentait une dureté plus faible, une gomme plus faible et une mâchicité plus faible, tandis que la souplesse du gâteau, la cohésion et la résilience étaient légèrement supérieures à celles du gâteau témoin.

Cristallisation et conchage du chocolat par ultrasons

Sonication est bien connu pour sa capacité d'extraction. De la fève de cacao, beurre de cacao peut être libéré des cellules par broyage et extraction par ultrasons.
L'échographie est une technique alternative pour briser les cristaux de sucre dans le chocolat et fournit ainsi des effets similaires à ceux du conchage.

Attendrissement de la viande par ultrasons

L'application de puissantes ondes ultrasonores aux résultats de la viande dans attendrissement souvent il structure de la viande. Une attendrissement significative est obtenue par la libération de protéines myofibrillaires à partir des cellules musculaires. Outre l'effet de l'attendrissement, ultrasons améliore la capacité de rétention d'eau et la cohésion de la viande, aussi.
Pour en savoir plus sur l'attendrissement de la viande par ultrasons de puissance et sur le sonicateur MeatBuzzer, cliquez ici !

Sonication dans les cuisines et les bars

Les robots à ultrasons ont également trouvé leur place dans les cuisines gastronomiques. Les appareils à ultrasons Hielscher sont utilisés par des chefs haut de gamme, comme le chef Sang-Hoon Degeimbre, récompensé par deux étoiles au guide Michelin.
Cliquez ici, si vous êtes intéressé par la recette de son fameux bouillon de crevettes à ultrasons!
Pour des recettes de cocktails aux ultrasons, cliquez ici !

 

Sonicateurs pour la transformation des aliments casher et halal

Hielscher Ultrasonics peut fournir sur demande une certification kasher ou halal pour ses sonicateurs. Cela signifie que les sonicateurs ont été fabriqués et traités conformément aux directives strictes de ces lois alimentaires religieuses. La certification casher garantit que les sonicateurs ont été produits sans aucun sous-produit ou dérivé animal, tandis que la certification halal vérifie que les sonicateurs ont été manipulés d'une manière conforme aux principes alimentaires islamiques.

Si vous avez besoin d'un sonicateur Hielscher certifié kasher ou halal, veuillez nous contacter et nous serons heureux d'organiser la certification nécessaire.
 

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Les homogénéisateurs ultrasoniques à haut cisaillement sont utilisés en laboratoire, sur table, dans le cadre de projets pilotes et dans l'industrie.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs ultrasoniques à haute performance pour des applications de mélange, de dispersion, d'émulsification et d'extraction à l'échelle du laboratoire, du pilote et de l'industrie.



Littérature / Références


Des ultrasons de haute performance ! La gamme de produits Hielscher couvre l'ensemble du spectre, depuis les ultrasons compacts de laboratoire jusqu'aux systèmes ultrasoniques industriels complets, en passant par les unités de paillasse.

Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance à partir d'une technologie de pointe. laboratoires à taille industrielle.


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