Produzione di gelato migliorata mediante ultrasuoni
L’applicazione di ultrasuoni di potenza ha diversi effetti benefici sulla produzione di gelato di alta qualità. I principali vantaggi della sonicazione comprendono la riduzione delle dimensioni dei cristalli e l’accelerazione del congelamento del gelato. In questo modo, il trattamento a ultrasuoni migliora la qualità e la percezione sensoriale del consumatore, riducendo contemporaneamente i costi di produzione.
Effetti degli ultrasuoni sulla produzione di gelato
La produzione di gelato richiede una lavorazione sofisticata per ottenere un prodotto alimentare dolce di alta qualità che soddisfi le esigenze dei clienti. La complessità delle fasi di lavorazione deriva principalmente dal fatto che il gelato è uno degli alimenti più complessi: è sia una schiuma sia un’emulsione. Contiene cristalli di ghiaccio e una miscela liquida non congelata. Gli ultrasuoni ad alta potenza applicati durante la produzione del gelato possono favorire la nucleazione dei cristalli di ghiaccio per accelerare il processo di trasferimento di calore e massa che accompagna il congelamento. In questo modo, la sonicazione riduce le dimensioni dei cristalli e accorcia il tempo di congelamento nella produzione del gelato. La ricerca di Mortazavi e Tabatabaie ha dimostrato che il tempo di congelamento nella lavorazione del gelato può essere ridotto di circa il 30% mediante sonicazione per 20 min.
Processore industriale UIP2000hdT (2kW) per la produzione di gelato. Gli ultrasuoni favoriscono l’omogeneizzazione e la cristallizzazione e accelerano il processo di congelamento.
Produzione di gelato e vantaggi degli ultrasuoni
Per produrre il gelato è necessaria una miscela per gelato. Questa miscela è composta da latte, latte in polvere, panna, burro o grasso vegetale, zucchero, sostanza secca, emulsionante, stabilizzante e additivi quali frutta, frutta a guscio, aromi e coloranti. Questa particolare miscela deve essere omogeneizzata e pastorizzata, quindi viene agitata lentamente durante il processo di congelamento per impedire la formazione di grandi cristalli di ghiaccio. Durante questa fase vengono incorporate bolle d’aria molto piccole (il cosiddetto processo di aerazione) per rendere il gelato spumoso e ottenere un dessert freddo dalla consistenza liscia. Il trattamento a ultrasuoni favorisce la distribuzione uniforme di tutti gli ingredienti della miscela per gelato e contribuisce contemporaneamente alla pastorizzazione. Scopri qui maggiori informazioni sulla pastorizzazione a ultrasuoni degli alimenti liquidi!
Successivamente, il trattamento a ultrasuoni viene applicato durante la fase di congelamento nella produzione del gelato. Il trattamento a ultrasuoni favorisce la nucleazione e la crescita dei cristalli di ghiaccio, accelerando significativamente il processo di congelamento. Allo stesso tempo, la sonicazione riduce le dimensioni dei cristalli di ghiaccio, consentendo di ottenere cristalli uniformemente piccoli. Ciò conferisce al gelato una consistenza liscia e una piacevole sensazione in bocca – entrambe caratteristiche qualitative molto apprezzate dai consumatori.
Fasi della produzione di gelato
La produzione del gelato comprende cinque fasi:
- preparazione della miscela per gelato
- omogeneizzazione, pastorizzazione e maturazione della miscela per gelato
- congelamento e aerazione
- formatura e stampaggio
- indurimento e confezionamento
Fasi della produzione di gelato.
Fonte: Dairy Processing Handbook. Pubblicato da Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Svezia. p.387.
Cella di flusso in vetro per ultrasuoni che mostra il trattamento di sonicazione del gelato a base di latte
Congelamento del gelato favorito dagli ultrasuoni
Durante il processo di congelamento, i cristalli si formano a partire da acqua sopraffusa. La morfologia dei cristalli di ghiaccio svolge un ruolo importante nelle proprietà strutturali e fisiche degli alimenti congelati e parzialmente congelati. Poiché le dimensioni e la distribuzione dei cristalli di ghiaccio sono particolarmente importanti per la qualità dei prodotti a struttura tissutale scongelati, nel gelato si preferiscono cristalli di ghiaccio più piccoli, perché i cristalli grandi conferiscono una consistenza ghiacciata. La nucleazione è il fattore più importante per controllare la distribuzione delle dimensioni dei cristalli durante la cristallizzazione. Pertanto, la velocità di congelamento è solitamente il parametro utilizzato per controllare le dimensioni e la distribuzione dimensionale dei cristalli di ghiaccio nel gelato. Durante la mantecazione e il congelamento, viene immessa aria per ottenere la consistenza liscia del gelato. Il cosiddetto “over-run”, ossia la quantità di aria immessa, viene dosato – in funzione della specifica ricetta – in proporzione al volume complessivo dei solidi e dell’acqua. L’over-run varia quindi in base alle diverse formulazioni del gelato e ai flussi di lavorazione. Un gelato standard presenta un over-run del 100%, il che significa che il prodotto finale è costituito da volumi uguali di miscela per gelato e bolle d’aria.
L’impiego dei processori a ultrasuoni ad alte prestazioni di Hielscher migliora la qualità del gelato favorendo la cristallizzazione, riducendo le dimensioni dei cristalli di ghiaccio ed evitando la formazione di incrostazioni sulla superficie di congelamento. La riduzione delle dimensioni dei cristalli di ghiaccio nel gelato e la migliore distribuzione delle bolle d’aria consentono di ottenere una consistenza migliore e una sensazione più cremosa in bocca. Un congelamento significativamente più breve, con una riduzione del tempo di congelamento di circa il 30%, permette di aumentare la capacità di lavorazione e di ottenere un processo produttivo più efficiente dal punto di vista energetico.
Sonicatore UP400St per una migliore riduzione delle dimensioni delle particelle e dei cristalli nel gelato
Dimostrato scientificamente: migliore qualità del gelato grazie alla sonicazione
Aslan e Dogan (2021) hanno studiato gli effetti della sonicazione sulla produzione del gelato utilizzando il sonicatore a sonda Hielscher UP400St (vedere l’immagine a sinistra). I risultati della ricerca hanno dimostrato che gli ultrasuoni favoriscono la riduzione delle dimensioni delle particelle grazie alla cavitazione. È emerso chiaramente che la sonicazione migliora la qualità del gelato e dei prodotti alimentari congelati, poiché produce cristalli di ghiaccio più piccoli. Poiché i cristalli di ghiaccio conferiscono al gelato una sensazione unica in bocca, è molto importante ottenere i cristalli più piccoli possibili durante il processo di congelamento per evitare una struttura granulosa e raggiungere la liscezza e la morbidezza desiderate. Lo studio ha inoltre concluso che l’omogeneizzazione a ultrasuoni produce un’emulsione ben dispersa. La valutazione delle caratteristiche sensoriali e del gusto da parte di un gruppo di consumatori ha dimostrato che l’omogeneizzazione a ultrasuoni del gelato contribuisce a soddisfare le preferenze dei consumatori grazie a cristalli di ghiaccio più piccoli e alla conseguente piacevole sensazione del gelato in bocca.
(cfr. Aslan e Dogan, 2021)
Processori alimentari a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione di gelato
Hielscher Ultrasonics vanta una lunga esperienza nell’applicazione degli ultrasuoni di potenza nell’industria alimentare e delle bevande, nonché in molti altri settori industriali. I nostri processori a ultrasuoni sono dotati di sonotrodi e celle di flusso (le parti a contatto con il prodotto) facili da pulire (pulizia in situ CIP / sterilizzazione in situ SIP).
I sonicatori industriali Hielscher Ultrasonics possono erogare ampiezze molto elevate in funzionamento continuo 24/7. Il controllo preciso dell’ampiezza, da intensità moderate a elevate, è importante per regolare con precisione il processo di sonicazione in funzione delle caratteristiche desiderate del prodotto per la formulazione del gelato.
Con processori alimentari a ultrasuoni di qualsiasi dimensione, Hielscher offre sistemi affidabili per il trattamento in lotti e in continuo di prodotti alimentari e bevande, compreso il gelato. Mentre per una piccola gelateria artigianale i modelli di sonicatore UP400ST (400 watt) o UIP1000hdT (1000 watt) offrono una capacità di lavorazione sufficiente, un impianto industriale per la produzione di gelato installerà i modelli di sonicatore ad alta capacità di trattamento UIP6000hdT (6000 watt) o UIP16000hdT (16.000 watt).
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri sonicatori a ultrasuoni:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| Da 10 a 2000mL | Da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| Da 0,1 a 20L | Da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| Da 10 a 100L | Da 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| Da 15 a 150L | Da 3 a 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | Da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superiore | gruppo di UIP16000 |
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Letteratura / Riferimenti bibliografici
- Mortazavi, A. and Tabatabaie, F. (2008): Study of Ice Cream Freezing Process after Treatment with Ultrasound. World Appl. Sci. J 4, 188-190.
- Aslan Türker, Duygu; Dogan, Mahmut (2021): Effects of ultrasound homogenization on the structural and sensorial attributes of ice cream: optimization with Taguchi and data envelopment analysis. Journal of Food Measurement and Characterization 15, 2021, 1-11.
- Vildan Akdeniz, A. Sibel Akalın (2019): New approach for yoghurt and ice cream production: High-intensity ultrasound. Trends in Food Science & Technology, Volume 86, 2019. 392-398.
- Petzold, G. and Aguilera, J. M. (2009): Ice Morphology: Fundamentals and Technological Applications in Foods. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
- Dairy Processing Handbook. Published by Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Sweden. p.387.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni per applicazioni di miscelazione, dispersione, emulsificazione ed estrazione su scala di laboratorio, pilota e industriale.
Hielscher Ultrasonics produce omogeneizzatori a ultrasuoni ad alte prestazioni di dimensioni che vanno dalla scala di laboratorio alla scala industriale.