Ultrahangos kezelés és sokrétű alkalmazásai az élelmiszer-feldolgozásban

A teljesítmény ultrahang sokféle lehetőséget kínál a hatékony és megbízható élelmiszer-feldolgozási alkalmazásokhoz. Az élelmiszeriparban a leggyakoribb alkalmazások közé tartozik a keverés & homogenizálás, emulgeálás, diszpergálás, sejtzavarás és intracelluláris anyag kivonása, enzimek aktiválása vagy deaktiválása (ami az ultrahang intenzitásától függ), tartósítás, stabilizálás, feloldás és kristályosítás, hidrogénezés, húspuhítás, érlelés, öregedés és oxidáció, valamint gáztalanítás és porlasztva szárítás.

Az alábbiakban bemutatjuk Önt a Hielscher szonikátorok különböző kiválasztott alkalmazásaira az élelmiszer-feldolgozásban. Kérjük, kattintson az adott linkekre, hogy részletes információkat kapjon az érdeklődésének megfelelő alkalmazásról!

Aromák és bioaktív vegyületek extrakciója ultrahanggal

Az ultrahangos kezelés jól ismert és megbízható módszer, amikor az intracelluláris anyag kivonásáról van szó.
Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a ultrahangos lízis & Extrakció és a hatóanyagok ultrahangos extrakciójának példái sáfrány, kávé, kannabisz, Gomba vagy alga!

A joghurt ultrahangos erjesztése

A joghurt egy erjesztett tejtermék, amelyet csak tejjel vagy baktériumkultúrák hozzáadásával lehet előállítani. A bifidobaktérium törzsek (pl. BB-12, BB-46, B breve) gyakori probiotikumok, amelyeket joghurt erjesztésére használnak. A baktériumsejtekre alkalmazott ultrahangos kavitáció elpusztíthatja és egyidejűleg a β-galaktozidáz felszabadulását okozhatja. A β-galaktozidáz egy hidroláz enzim, amelyet erősen használnak a tejfeldolgozó iparban. Az ultrahanggal segített fermentáció felgyorsul a gyorsabb laktóz hidrolízis miatt, amely a bifidobaktériumok sejtjeiből származó β-galaktozidáz ultrahanggal indukált felszabadulásából ered.
Az ultrahangos homogenizálás hatással van a tejzsírgömbök törésére és egy nagyon finom méretű eloszlásra.
Az ultrahangos kezelés felgyorsíthatja a fermentációs sebességet (akár 40% -os teljes gyártási idő csökkentése) és javíthatja a joghurt minőségi jellemzőit, ami magasabb viszkozitást, erősebb koagulumot és kiváló textúrát eredményez.

A tej ultrahangos homogenizálása

A tej (pl. tehén-, bivaly-, kecske- vagy tevetej) olyan emulziós vagy kolloid rendszer, amely oldott szénhidrátokat, fehérjéket és ásványi anyagokat tartalmazó vízalapú folyadékban lévő vajzsírgömböcskékből áll. Mivel a zsír és a víz általában két fázisra oszlik, a tejet homogenizálni kell, hogy egyenletes terméket kapjunk. A homogenizálás a zsírmolekulák egyenletes eloszlását jelenti a tejfolyadékban. Az ultrahang jól ismert módszer, amelyet a tejfeldolgozás különböző alkalmazásaiban használnak. A tej ultrahangos kezelése homogenizált zsírgömböket eredményez, amelyek egyenletes és egyenletesen oszlanak el. A nagy teljesítményű ultrahanggal történő homogenizálás hatékony a növényekből, például kókusztejből vagy szójatejből származó (vegán / tejmentes) tejszubsztanciákra is.
Sfakianakis és Tzia (2012) tanulmánya azt mutatja, hogy az ultrahangos homogenizálás csökkenti a tejzsírgömbök (MFG) méretét. Az alábbi mikroszkópos képek az ultrahangos kezelés hatását mutatják a tejzsírcseppek méretére. Az alacsony amplitúdónak (150W) nem volt kielégítő homogenizáló hatása (2. ábra); az MFG mérete és eloszlása hasonló volt a kezeletlen tejéhez (vö. 1. és 2. ábra). A közepes amplitúdójú ultrahang (267,5, 375 W) jó homogenizáló hatást fejtett ki; Az MFG átlagos átmérője 2 μm volt (3., 4. ábra). A nagyobb amplitúdójú (750W) ultrahang jelentősen csökkentette az MFG méretét (6. ábra), így az optikai mikroszkópon alig látható (100x nagyítás); Átlagos átmérőjük 0,3 μm volt.

A nagy teljesítményű ultrahang enyhe, nem termikus homogenizációs technika. Sfakianakis et al. (2011) megmutatja a lenyűgöző ultrahangos homogenizációs hatást a tejre.

Chandrapala et al. (2012) megvizsgálta az ultrahangos kezelés hatását a kazeinre és a kalciumra. Ultrahangos hullámokat (20kHz) alkalmaztak friss sovány tej, micelláris kazein és kazeinpor mintáira. Szonikálták a mintákat, amíg a tejzsírgömböcskék kb. 10 nm-re csökkentek. Az ultrahangos tej elemzése azt mutatja, hogy a kazein micellák mérete változatlan. Az oldható tejsavófehérje kismértékű növekedése és a viszkozitás megfelelő csökkenése szintén az ultrahangos kezelés első néhány percében történt. A vizsgálatot meghatároztuk, hogy a kazein micellák stabilak az ultrahangos kezelés során, és az oldható kalciumkoncentrációt nem befolyásolja az ultrahangos kezelés. [Chandrapala et al. 2012]

Ultrahangos cukorkristályosítás édességekhez

A szabályozott szonikálás lehetővé teszi a kristályvetés megkezdését (magok létrehozása) és a kristálynövekedés befolyásolását. Ultrahangos besugárzás esetén kisebb és ezáltal több kristály képződik. Az ultrahangos kétféleképpen segíti a kristályosodási folyamatot: Először is, a teljesítmény ultrahang nagyon hatékony eszköz egy egyenletes megoldás létrehozására, amely a kristályosodás kiindulási anyaga. A második szakaszban az ultrahang nagyszámú mag kialakulását támogatja. Míg a gyenge nukleáció kevesebb nagy kristályt hoz létre, a hatékony nukleáció nagy mennyiségű kis méretű kristályt képez. Az akusztikus térben még olyan cukrok nukleációjának elindítása is lehetségessé válik, amelyek általában idegenkednek a kristályosodástól (pl. D-fruktóz, szorbit).
A kristályosodás ultrahangos módosítása érdekes a cukorkák, édességek, kenhető, fagylalt, tejszínhab és csokoládé megfogalmazására.

Étolajok ultrahangos hidrogénezése

A növényi olajok hidrogénezése fontos ipari nagyléptékű folyamat. Hidrogénezéssel a folyékony növényi olajokat szilárd vagy félszilárd zsírokká (pl. margarinná) alakítják át. Kémiailag a telítetlen zsírsavak átalakulnak a katalizált fázisátvitel hidrogénezés reakciója a megfelelő telített zsírsavakká hidrogénatomok hozzáadásával a kettős kötéseknél. Ez a katalitikus folyamat felgyorsítható nagy teljesítményű ultrahangos kezeléssel. Egy általánosan használt katalizátor a nikkel. A hidrogénezett zsírokat széles körben használják rövidítőszerként sütőipari termékekben. A telített zsírok előnye, hogy alacsonyabb az oxidációs hajlamuk, és ezáltal alacsonyabb az avasodás kockázata.

A méz ultrahangos cseppfolyósítása

Az ultrahang hatékony, nem termikus módszert kínál, a mézben lévő kristályok cseppfolyósítják és elpusztítják az élesztőt, anélkül, hogy befolyásolnák a méz minőségét.
További információért kattintson ide!

Gyümölcslevek és turmixok ultrahangos stabilizálása

Nem termikus élelmiszer-feldolgozási technikaként az ultrahang enyhe, de hatékony kezelést biztosít, amely fokozza az ízeket, stabilizálja és megőrzi a gyümölcsleveket, turmixokat, szószokat és püréket. Az ultrahangos gyümölcslé kezelések eredményei közé tartozik a jobb ízek, a stabilizálás és a tartósítás.
Itt olvashat többet a gyümölcslevek ultrahangos javításáról & Smoothies!
További információ az ultrahangos paradicsomfeldolgozásról!

A bor ultrahangos érlelése & szeszes ital

A teljesítmény ultrahang segíti a bor és a szeszes italok tölgyelését hatékony extrakciós kapacitása és a faszövet és az alkoholos ital közötti jelentősen fokozott tömegátadás miatt.
Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni az ultrahangos borkezelés lehetőségeiről!
A bor, a must, a sör és a szaké erjedési folyamata is jelentősen növelhető. 50% és 65% közötti gyorsulási arányt értünk el!
Ha többet szeretne megtudni az ultrahanggal segített fermentációról, kérjük, kattintson ide!

Ultrahanggal gyorsított fagylaltfagyasztás

A fagylaltgyártáshoz fagylaltkeverékre van szükség. Ez a fagylaltkeverék tejből, tejporból, tejszínből, vajból vagy növényi zsírból, cukorból, száraz tömegből, emulgeálószerből, stabilizátorból, valamint adalékanyagokból, például gyümölcsökből, diófélékből, ízekből és színezékekből áll. Ezt a speciális keveréket homogenizálni és pasztörizálni kell, majd a fagyasztási folyamat során lassan keverni kell, hogy megakadályozzák a nagy jégkristályok kialakulását. Ezáltal nagyon kis légbuborékokat kevernek bele (úgynevezett levegőztetési folyamat), hogy habosítsák a fagylaltot, így sima textúrájú hideg desszertet kapnak. Ez a folyamat lépése, ahol az ultrahangos kezelés alkalmazható a fagylalt minőségének javítására.
A fagyasztási folyamat során a kristályok túlhűtött vízből képződnek. A jégkristályok morfológiája fontos szerepet játszik a fagyasztott és félig fagyasztott élelmiszerek texturális és fizikai tulajdonságaiban. Mivel a jégkristályok mérete és eloszlása különösen fontos a felolvasztott szövettermékek minősége szempontjából, a fagylalt esetében a kisebb jégkristályokat részesítik előnyben, mivel a nagy kristályok jeges textúrát eredményeznek. A nukleáció a legfontosabb tényező a kristályosodás során a kristályméret-eloszlás szabályozásában. Ezáltal a fagyási sebesség általában az a paraméter, amelyet a fagylaltban lévő jégkristályok méretének és méreteloszlásának szabályozására használnak. A korbácsolás és fagyasztás során levegőt fecskendeznek be a fagylalt sima textúrájának elérése érdekében. Az úgynevezett "túlfutás", a befecskendezett levegő mennyisége – kifejezetten az adott receptúrával – arányos a szilárd anyagok és a víz együttes térfogatával. Tehát a túllépés a különböző fagylaltkészítmények és a feldolgozási áramok miatt változik. A standard fagylalt 100% -os túllépést mutat, ami azt jelenti, hogy a végtermék egyenlő mennyiségű fagylaltkeverékből és légbuborékokból áll.
A Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok használata jobb minőségű fagylaltot biztosít a jégkristály méretének csökkentésével és a fagyos felület befagyásának elkerülésével. Jobb konzisztencia és krémesebb szájérzet érhető el a csökkentett fagylaltkristály méretnek és a jobb légbuborék-eloszlásnak köszönhetően. A jelentősen rövidebb fagyasztási idők nagyobb folyamatkapacitást és energiahatékonyabb gyártási folyamatot eredményeznek.

A tészta ultrahangos levegőztetése

A szénsavas élelmiszerek, például a piskóta jelentősen javíthatók szonikálással. A teljesítmény ultrahang alkalmazása a tésztakeverési szakaszban javítja a piskóta minőségét az alacsonyabb keménység és a nagyobb torta ruganyossága, kohéziója és rugalmassága szempontjából. A vizsgálatokhoz az összes összetevőt összekeverték az "all-in" módszer szerint, ami azt jelenti, hogy alacsony fehérjetartalmú teljes lisztet, emulgeálószert, kukoricakeményítőt, cukrot, sütőport, sót és friss egész tojást adtak hozzá egyidejűleg a tészta kialakításához. Az ultrahangos kezelés előtt az összetevőket egyenletesen keverjük, hogy az ultrahangot egyenletes tészta keverékre alkalmazzuk. Az ultrahanggal levegőztetett torta alacsonyabb keménységet, alacsonyabb nyúlószilárdságot és alacsonyabb rágósságot mutatott, míg a torta ruganyossága, kohéziója és rugalmassága valamivel magasabb volt, mint a kontroll tortaé.

A csokoládé ultrahangos kristályosítása és konchingja

Sonication jól ismert extrakciós kapacitásáról. A kakaóbabból a kakaóvaj ultrahangos őrléssel és extrakcióval szabadulhat fel a sejtekből.
Az ultrahang egy alternatív technika a csokoládéban lévő cukorkristályok megtörésére, és ezáltal hasonló hatásokat biztosít, mint a conching.

A hús ultrahangos megpuhítása

Az erős ultrahangos hullámok alkalmazása a húsra a hússzerkezet puhulását eredményezi. Jelentős érzékenységet érünk el a myofibrillaris fehérjék felszabadulásával az izomsejtekből. A puhító hatás mellett az ultrahang javítja a hús vízmegkötő képességét és kohézióját is.
További információ a hús puhításáról az ultrahangos készülékkel és a MeatBuzzer szonikátorral itt!

Sonication konyhákban és bárokban

Az ultrahangos konyhai robotgépek megtalálták az utat az ínyenc konyhába is. A Hielscher ultrahangos készülékeket prémium szakács használja, mint például a két Michelin-csillagos séf, Sang-Hoon Degeimbre.
Kattintson ide, ha érdekli híres ultrahangos garnélarák alapjának receptje!
Ultrahangos koktél receptekért kattintson ide!

Sonicators kóser és halal élelmiszer-feldolgozáshoz

A Hielscher Ultrasonics kérésre kóser vagy halal tanúsítványt adhat szonikátorainak. Ez azt jelenti, hogy az ultrahangos készülékeket ezen vallási táplálkozási törvények szigorú irányelveinek megfelelően gyártották és dolgozták fel. A kóser tanúsítás biztosítja, hogy az ultrahangos készülékeket állati melléktermékek vagy származékok nélkül állították elő, míg a halal tanúsítás igazolja, hogy az ultrahangos készülékeket az iszlám táplálkozási elveknek megfelelő módon kezelték.

Ha kóser vagy halal tanúsítvánnyal rendelkező Hielscher sonicatorra van szüksége, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot, és örömmel gondoskodunk a szükséges tanúsításról.