Produzione di gelato migliorata con gli ultrasuoni

L'applicazione degli ultrasuoni di potenza ha diversi effetti benefici sulla produzione di gelato di alta qualità. I principali vantaggi della sonicazione includono la riduzione delle dimensioni dei cristalli e l'accelerazione del congelamento nel gelato. In questo modo, l'ultrasuono migliora la qualità e la sensazione del consumatore, riducendo al contempo i costi di produzione.

Effetti degli ultrasuoni sulla produzione di gelati

La produzione di gelato comporta una lavorazione sofisticata per ottenere un prodotto alimentare dolce di alta qualità che soddisfi le richieste dei clienti. Le elaborate fasi di lavorazione derivano principalmente dal fatto che il gelato è uno degli alimenti più complessi: il gelato è una schiuma e 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 processo di congelamento. In questo modo, la sonicazione riduce le dimensioni dei cristalli e accorcia il tempo di congelamento nella produzione del gelato. Una 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 minuti.

Produzione di gelato e vantaggi degli ultrasuoni

Per la produzione di gelati è necessaria una miscela per gelati. Questa miscela è composta da latte, latte in polvere, panna, burro o grasso vegetale, zucchero, massa secca, emulsionante, stabilizzante e additivi come frutta, noci, aromi e coloranti. Questa speciale miscela deve essere omogeneizzata e pastorizzata, quindi viene mescolata lentamente durante il processo di congelamento per evitare la formazione di grossi cristalli di ghiaccio. In questo modo, vengono mescolate piccolissime bolle d'aria (il cosiddetto processo di aerazione) per far schiumare il gelato e ottenere un dessert freddo dalla consistenza omogenea. Gli ultrasuoni favoriscono la distribuzione uniforme di tutti gli ingredienti della miscela di gelato e contribuiscono al tempo stesso alla pastorizzazione. Per saperne di più sulla pastorizzazione a ultrasuoni degli alimenti liquidi, leggete qui!
Successivamente, gli ultrasuoni vengono applicati durante la fase di congelamento durante la produzione del gelato. Gli ultrasuoni favoriscono la nucleazione e la crescita dei cristalli di ghiaccio, in modo da accelerare notevolmente il processo di congelamento. Allo stesso tempo, la sonicazione riduce le dimensioni dei cristalli di ghiaccio, in modo da ottenere cristalli di ghiaccio uniformemente piccoli. Ciò conferisce al gelato una consistenza liscia e una piacevole sensazione in bocca. – entrambi gli attributi di qualità, molto apprezzati dai consumatori.

Fasi di produzione del gelato

La produzione del gelato prevede cinque fasi:

1. preparazione della miscela per gelato
2. omogeneizzazione, pastorizzazione, invecchiamento della miscela di gelato
3. congelamento e aerazione
4. modellatura e stampaggio
5. indurimento e confezionamento

Fasi di produzione del gelato.
Fonte: Dairy Processing Handbook. Pubblicato da Tetra Pak Processing Systems AB, Lund, Svezia. p.387.

Congelamento del gelato promosso dagli ultrasuoni

Durante il processo di congelamento, dall'acqua superraffreddata si formano dei cristalli. La morfologia dei cristalli di ghiaccio gioca un ruolo importante per quanto riguarda le proprietà fisiche e testuali degli alimenti congelati e semicongelati. Poiché le dimensioni e la distribuzione dei cristalli di ghiaccio sono particolarmente importanti per la qualità dei prodotti tissutali scongelati, per i gelati si preferiscono cristalli di ghiaccio più piccoli, perché quelli grandi danno luogo a 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 di solito il parametro utilizzato per controllare la dimensione e la distribuzione dei cristalli di ghiaccio nel gelato. Durante la montatura e il congelamento, viene iniettata aria per ottenere una consistenza liscia del gelato. Il cosiddetto "over-run", la quantità di aria iniettata, è proporzionata - in base alla ricetta specifica - al volume combinato di solidi e acqua. Pertanto, l'overrun varia a seconda delle diverse formulazioni di gelato e dei flussi di lavorazione. Il gelato standard presenta un overrun del 100%, il che significa che il prodotto finale è costituito da un volume uguale di miscela di gelato e bolle d'aria.
L'uso dei processori a ultrasuoni ad alte prestazioni di Hielscher consente di ottenere una migliore qualità del gelato, favorendo la cristallizzazione, riducendo le dimensioni dei cristalli di ghiaccio ed evitando l'incrostazione della superficie di congelamento. Grazie alla riduzione delle dimensioni dei cristalli di ghiaccio e alla migliore distribuzione delle bolle d'aria, si ottiene una consistenza migliore e una sensazione di maggiore cremosità in bocca. Un congelamento significativamente più breve, con un tempo di congelamento ridotto di circa il 30%, porta a una maggiore capacità di processo e a un processo di produzione più efficiente dal punto di vista energetico.

Scientificamente provato: Miglioramento della qualità del gelato grazie alla sonicazione

Aslan e Dogan (2021) hanno studiato gli effetti della sonicazione sulla produzione di gelato utilizzando il sonicatore a sonda Hielscher UP400St (vedi foto a sinistra). I risultati della ricerca hanno dimostrato che gli ultrasuoni favoriscono la riduzione delle dimensioni delle particelle grazie alla cavitazione. È risultato evidente che la sonicazione migliora la qualità dei gelati e dei prodotti surgelati, in quanto produce cristalli di ghiaccio di dimensioni inferiori. Poiché i cristalli di ghiaccio conferiscono un sapore unico al gelato, è molto importante ottenere i cristalli più piccoli nel processo di congelamento per evitare una struttura granulosa e ottenere la morbidezza e la levigatezza desiderate del gelato. Questo studio ha anche concluso che l'omogeneizzazione a ultrasuoni fornisce un'emulsione ben dispersa. Testata da un panel di consumatori per la sensorialità e il sapore degli alimenti, è stato dimostrato che l'omogeneizzazione del gelato a ultrasuoni aiuta a soddisfare le preferenze dei consumatori con cristalli di ghiaccio più piccoli e la correlata piacevole sensazione in bocca del gelato.
(cfr. Aslan e Dogan, 2021)

Processori alimentari a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione di gelato

Hielscher Ultrasonics ha una lunga esperienza nell'applicazione degli ultrasuoni di potenza nel settore alimentare. & l'industria delle bevande e molti altri settori industriali. I nostri processori a ultrasuoni sono dotati di sonotrodi e celle di flusso (le parti umide) facili da pulire (clean-in-place CIP / sterilize-in-place SIP).
I sonicatori industriali Hielscher Ultrasonics sono in grado di erogare ampiezze molto elevate con un funzionamento continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il controllo preciso dell'ampiezza, da un'intensità lieve a un'intensità elevata, è importante per mettere a punto il processo di sonicazione in base alle caratteristiche del prodotto della formulazione del gelato.
Con processori alimentari a ultrasuoni di qualsiasi dimensione, Hielscher offre sistemi affidabili per il trattamento in batch e in continuo di prodotti alimentari e bevande, compresi i gelati. Mentre per una piccola gelateria artigianale i modelli UP400ST (400 watt) o UIP1000hdT (1000 watt) offrono una capacità di trattamento sufficiente, un impianto industriale per la produzione di gelati installerà i modelli UIP6000hdT (6000 watt) o UIP16000hdT (16.000 watt) ad alta produttività.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:

Letteratura / Riferimenti