Molekuláris konyha és egyéb kulináris alkalmazások
A szonikáció átalakítja a szakácsok és az élelmiszertudósok étel- és italkészítési módját: az ultrahangos extrakció, infúzió, emulgeálás és homogenizálás a szonikátorok kulcsfontosságú alkalmazásai a kulináris alkotásokhoz. A gyors extrakcióktól a selymesebb emulziókig és az intenzívebb aromákig az ultrahanghullámok kiemelkedő ízeket és textúrákat fejlesztenek. Ebben a cikkben megtudhatja, hogy a séfek és az élelmiszertechnológusok hogyan használják az ultrahangos kavitációt a koktéloktól a konzervekig mindenféle újjáteremtéséhez.
Rövid útmutató a tantételekhez
Mark Gaston vendégcikke
- Az útmutató tartalmának nagy része könnyen elérhető információ, azonban néha úgy van megírva, hogy nem mindig könnyű olvasni, hacsak nem ismeri a használt kifejezéseket.
- Az alábbiakban elmagyarázzuk az szonikáció fontos kifejezéseit, mint például a sonotrode, amplitúdó stb. és azok hatását a kulináris alkalmazásokra.
- Ez az alábbi útmutató megpróbálja elmagyarázni az ultrahangos homogenizátor használatát kevésbé tudományos és kulináris módon.
Ultrahanghullámok és alkalmazásuk élelmiszerekre
Az ultrahangos homogenizátor, mint technika évek óta létezik különféle formákban, de csak most találja meg az utat a kisebb léptékű kulináris alkalmazásokba. A homogenizátor kifinomult elektronikát tartalmaz, amely képes átalakítani és szabályozni az elektromos energiát a fémhegy vagy a szonotróda nagyfrekvenciás rezgéseivé.
A sonotrode elsősorban felfelé és lefelé mozog meglehetősen magas frekvencián a hallható tartomány felett (pl. 26000-szer másodpercenként vagy 26Khz a Sonicator UP200Ht). Azt a mennyiséget, amelyet a sonotrode felfelé és lefelé mozog, amplitúdónak nevezik, és általában 9 és 240 μm között állítható be (az átlagos emberi haj körülbelül 100 μm vastag referenciaként). Egyszerűen fogalmazva, a sonotrode úgy viselkedik, mint egy dugattyú, amely felfelé és lefelé mozog a folyadékban.
Ahogy a sonotrode felfelé és lefelé mozog, miközben folyadékba merül, magas és alacsony nyomású területeket hoz létre a szonotród körüli folyadékban, ez viszont kavitációnak nevezett jelenséget hoz létre. A konyhában azt látjuk, hogy a nyomás csökkentése (például egy kamratömítőben) a folyadékok alacsonyabb hőmérsékleten forr, és a nyomás növelése (például gyorsfőző) a folyadékok magasabb hőmérsékleten forr.
A szonotróda hegyénél fellépő gyorsan ingadozó nyomásimpulzusok a folyadékban buborékok kialakulását, majd gyors összeomlását okozzák. Mindez parányi méretben történik, de a kavitáció által keltett sebességek, hőmérsékletek és nyomások miatt hatalmas erők keletkeznek a folyadékban. Ezeket a hatalmas erőket a konyhában előnyünkre fordíthatjuk, hogy a ízesítések kinyerése mellett megrepedt sejtek, Emulgeálásvagy A részecskék lebontása.
UP200Ht – Ultrahangos homogenizátor mixológiához és a szeszes italok érleléséhez
Tudjon meg többet a vegán mousse au chocolat ultrahangos emulgeálásáról!
Ennek a berendezésnek a használata során azonban az egyik kihívás az, hogy ezt az erőt oly módon használjuk ki és irányítsuk, hogy az fokozza az élelmiszereket.
A megvásárolt UP200Ht ultrahangos homogenizáló modell diktálja a felhasználó számára elérhető maximális teljesítményt, és maga a homogenizátor számos változóval rendelkezik, amelyekkel a teljesítményét az alkalmazásnak megfelelően lehet beállítani. Ezen útmutató alkalmazásában a használt modell a Hielscher 200 wattos szonizátor volt.
Sonotrode méret
A felszerelt szonotróda mérete nagyban befolyásolja, hogy a készülék hogyan adja le a teljesítményt.
Nagyon egyszerűen fogalmazva, minél nagyobb a sonotrode felülete, annál nagyobb teljesítményre lesz szüksége ahhoz, hogy bármilyen adott amplitúdóval vezesse. A folyadék viszkozitása szintén nagy hatással lesz a sonotrode adott amplitúdójú meghajtásához szükséges teljesítményre.
Képzelje el a sonotrode-ot dugattyúként vagy dugattyúként, ha a dugattyút nagyon gyorsan mozgatják fel és le egy vékony folyadékban, például vízben, viszonylag könnyű ezt ésszerű sebességgel is megtenni, azonban töltse fel az edényt vastag mártással, és ugyanez nem lesz igaz, sokkal több energiára lesz szükség a dugattyú gyors mozgatásához fel és le a folyadékban a megnövekedett viszkozitás miatt. Növelje a dugattyú vagy a dugattyú méretét, és több erőfeszítést igényel a folyadékban felfelé és lefelé mozgatni.
Ugyanez igaz a sonotrode-ra is. Egy nagy sonotrode felszerelésével az egységnek sokkal keményebben kell dolgoznia, hogy egy adott oszcillációs amplitúdót hozzon létre, ha a folyadék nagy viszkozitással rendelkezik, mint egy alacsony viszkozitású folyadékkal.
Különböző méretű szonotródák a UP200Ht szonikátor modell
Bármely adott teljesítménybeállításnál egy kisebb szonotróda a felülete miatt nagyobb nyomásingadozást és nagyobb kavitációs intenzitást fog generálni a csúcsnál, mint egy nagyobb szonotróda (mivel a teljesítmény a kisebb szonotróda felületére összpontosul).
Előfordulhat, hogy nem lehet nagyobb sonotrode-ot vezetni ugyanazon az amplitúdóval, mivel ehhez sokkal több teljesítményre lesz szükség, ami a túlterhelés miatt az egység leállítását eredményezheti. Ebben az esetben csökkenteni kell a sonotrode méretét, vagy nagyobb teljesítményű egységet kell kapni.
Az ultrahang intenzitása (bármely adott teljesítménybeállításnál) csökken a felület növekedésével (nagyobb szonotródák), ahol az ultrahangos teljesítmény intenzitása a felület csökkenésével növekszik, vagy másképp fogalmazva, egy kisebb szonotróda sok ultrahangos energiát helyez egy kis területre, ahol egy nagyobb szonotróda nagyobb területre osztja el az erőt.
A Hielscher UIP1000hdT ultrahangos készülékkel Degeimbre séf rendkívüli íz-emulziókat készít mártásokhoz, öntetekhez és vinaigrette-ekhez - olyan textúrákkal és ízintenzitással, amelyet a hagyományos módszerekkel nem lehet elérni.
A nagy intenzitású szonikáció akusztikus kavitációt hoz létre, amely lehetővé teszi az ultrafinom emulziók kialakulását. Ez a keverési technika megőrzi az ízeket, növeli a stabilitást, és újszerű összetevőpárosításokat tesz lehetővé.
Széles körben használják a gasztronómiában, a mixológiában és az élelmiszeriparban R&D, az ultrahangos emulgeálás újradefiniálja a lehetőségeket - a tiszta címkével ellátott élelmiszer-formuláktól az italokba nanokapszulázott aromákig.
A Hielscher szonikátorok kompakt kézi homogenizátorokként és ipari nagyméretű feldolgozóként is kaphatók a kereskedelmi élelmiszeripar számára. & italfeldolgozás. A keveréstől és emulgeálástól kezdve az aromák és bioaktív vegyületek kivonásán, az italok és tinktúrák infúzióján, a húsok pácolásán és puhításán át az érlelésig és érlelésig a Hielscher szonikátorok használata a kreatív konyhákban a szakácsok kedvenc eszköze!
A minta túlmelegedése azt okozhatja, hogy a rögzíteni kívánt aromák egy része kiszabadul a rendszerből.
A nagy teljesítményfelvételek a minta lebomlását is okozhatják, amint az bizonyos olajok használatakor látható. Az olajok, ha a homogenizátor hegyén lévő nagy energiabevitelnek vannak kitéve, lebomlanak, ami rendkívül kellemetlen ízt eredményezhet, amelyet csak az elektromos égés ízeként lehet leírni!
Hőmérsékletre érzékeny anyagok esetében a minta hűtése javítja az eredményeket, például jeges fürdő használatával vagy szárazjég hozzáadásával a mintába. Az alacsonyabb teljesítménybevitel hosszabb ideig történő használata segít eloszlatni a rendszerbe felszabaduló energiát, csakúgy, mint az egység impulzus üzemmódban történő használata, amely lehetővé teszi a hűtést az egyes ultrahangkitörések között.
A homogenizátor elektronikáján belül a felhasználó választhat, hogy az egységet két fő vezérlési módban működteti.
Amplitúdó szabályozás
Ebben az üzemmódban a felhasználó kiválasztja a sonotrode számára szükséges maximális amplitúdó % -át. Az elektronika ezután megpróbálja meghajtani a sonotrode-ot ezen az amplitúdón, és beállítja a készülék bemeneti teljesítményét, hogy fenntartsa a szükséges amplitúdót a sonotrode-on. Ha a sonotrode felület túl nagy ahhoz, hogy ezen az amplitúdón vezesse az egység rendelkezésre álló teljesítményével, az amplitúdó nem éri el a beállított értéket, és túlterhelési állapot elérésekor leállhat.
Az ultrahanghullámokat a molekuláris konyhában és a mixológiában használják egyedi ízek létrehozására. A Hielscher Sonicator UP200Ht aroma kinyerésére, szeszes italok infúziójára, keserűk készítésére, valamint likőrök és bor érlelésére szolgál.
Bemeneti teljesítményszabályozás
Ebben az üzemmódban a felhasználó beállítja a szükséges bemeneti teljesítményt wattban, és az elektronika beállítja az oszcillációk amplitúdóját annak érdekében, hogy szabályozza a bemeneti teljesítményt a felhasználó beállításához. Ez az üzemmód lehetővé teszi a folyadékba átvitt teljesítmény szabályozását, és ezáltal a folyadékban keletkező hő korlátozását, elkerülve az érzékenyebb minták károsodását.
impulzus mód
A két üzemmód mellett van egy impulzus üzemmód is, ahol az elektronika ciklusokban be- és kikapcsol, amelynek időzítését a felhasználó az idő 10% -ában és 90% -ban kikapcsolva állítja be, az idő 90% -ában és 10% -ban kikapcsol. Ez pulzáló hatást fejt ki, és hasznos mind a minta teljes teljesítményfelvételének korlátozására, mind a mintán belüli jó keverés létrehozására, hogy a kezdeti bemenet magas legyen, mivel az elektronika minden munkaciklus alatt stabilizálódik.
Általános tippek és trükkök
Ha a homogenizátort ízek infúziójára használja, jobb eredmény érhető el, ha a szilárd anyagok méretét homogenizálás előtt csökkentették, ez növeli a Sonotrode. Ugyanez az elv vonatkozik a homogenizátor használatára is, szemcseméret csökkentése. Gondoljon a homogenizátorra úgy, mint egy finom befejező eszközre, ne pedig egy csiszolóra! A részecskeméret csökkentésében a munka nagy részét a részecskék nagy sebességű ütközései végzik, felgyorsítva a szonotródánál keletkező erőket. Sokkal jobb eredményeket érhetünk el, ha a részecskeredukció egy részét ultrahangos kezelés előtt végezzük. A már elvégzett ömlesztett részecskeméret-csökkentéssel kezdve nagyobb felület van kitéve ultrahangos kezelésnek, és hogy a kisebb részecskék gyorsabban gyorsulnak fel a folyadékban, ami nagyobb ütközéseket eredményez a részecskék további lebontására szolgáló erővel. A homogenizátornak kevesebb munkát kell elvégeznie, ami lehetővé teszi a hőmérséklet jobb szabályozását.
Mivel a homogenizátor meglehetősen lokalizált szinten működik, nagyobb, mondjuk több száz milliliteres vagy annál nagyobb mintákkal történő használat esetén hasznos további keverést biztosítani annak érdekében, hogy a szonotróda körüli térfogat frissüljön, biztosítva a minta teljes ultrahangos kezelését. Ez különösen igaz a viszkózusabb mintákra. Egy jó mágneses keverő hasznos módszer ennek elérésére. A keverés segít abban is, hogy a szonotroda körüli folyadék mennyisége ne melegedjen túl. Jégfürdő vagy szárazjégdarabok használata a mintában segít eltávolítani a szonifikáció által átadott energiát. Amint azt már tárgyaltuk, ha az anyag hőmérsékletre érzékeny, használjon alacsonyabb teljesítménybeállításokat hosszabb ideig, és vagy használja az impulzus üzemmódot a sample által generált hőmérséklet korlátozására, lehetővé téve a minta lehűlését a hangimpulzusok között.
Christian Mittermeier a Michelin-csillagos Villa Mittermeier étteremből a UP200Ht ultrahangos emulgeálás során
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Irodalom
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Az ultrahangos szövethomogenizátorokat gyakran nevezik szonda szonda szonikátornak / szonifikátornak, hangos lizátornak, ultrahangos diszruptornak, ultrahangos darálónak, sono-ruptornak, szonifikátornak, hangos diszmembratornak, sejtrombolónak, ultrahangos diszpergálónak, emulgeálószernek vagy oldónak. A különböző kifejezések a különböző alkalmazásokból erednek, amelyeket szonikálással lehet teljesíteni.
