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低温殺菌 & 液卵の均質化

液卵製品(全卵、卵白、卵黄)は、食品の安全性を確保するために低温殺菌が必要です。超音波ホモジナイザーは強力なキャビテーションと高いせん断力で微生物を死滅させます。特に、高温(約50℃)と高圧(人工熱超音波)と組み合わせることで、パワー超音波は卓越した低温殺菌効果を発揮します。超音波食品加工システムは、ホモジナイズ、低温殺菌、滅菌の用途に広く使用されています。

超音波低温殺菌

液卵はパワー超音波で確実に低温殺菌・均質化できる。 液状の全卵、卵白、卵黄、その他の混合卵製品は、製品中に細菌や病原体が存在しないことを確認するために低温殺菌されます。低温殺菌による微生物の不活性化は、腐敗や食中毒を防ぐために非常に重要な工程です。従来の低温殺菌は、液状の卵製品を加熱処理することによって達成されます。しかし、このような加熱処理はタンパク質、食感、卵の機能性に影響を与えます。
超音波殺菌は、非常に効果的で効率的な殺菌方法である。
液卵製品は、超音波殺菌と加熱処理(約50℃)および昇圧(約1barg)を組み合わせたマノサーモソニケーション(MTS)により、効率的に殺菌することができる。これらの相乗的な処理条件下で、5logの確実な細菌減少を達成することができる。マノサーモソニケーションは微生物の殺滅率を著しく向上させる:第一に、ほとんどの微生物の超音波処理に対する感受性は、50℃以上の温度によって著しく向上する。第二に、超音波キャビテーションの強度と破壊力は高圧下で上昇する。
マノーサーモソニック殺菌の相乗効果は、従来の卵の加熱殺菌を凌駕し、品質が向上した液卵製品をもたらす。マノーサーモソニック殺菌による液卵は、タンパク質の変性が少なく、風味の損失が少なく、均質性が改善され、エネルギー効率が大幅に向上します。
Hielscher社製超音波フローセルは、卵液が高強度フローセルを直接通過することを保証します。 キャビテーション ゾーンは、液卵製品の均一で完全な低温殺菌を保証するためである。

Hielscher超音波ホモジナイザーは、食品の安全性と機械的安定性を確保するために、液体卵製品(全卵、卵白、卵黄)をホモジナイズし、低温殺菌することができます。Hielscherの超音波ホモジナイザーは、微生物を殺すために強力なキャビテーションと高いせん断力を提供します。超音波殺菌は非常に効果的で効率的な低温殺菌の代替手段です。超音波殺菌された液卵は、タンパク質の変性が少なく、風味の損失が少なく、均質性が改善され、エネルギー効率が大幅に向上します。

超音波装置UP400STによるパワー超音波を適用した液卵の均質化と低温殺菌

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ホモジナイズ、低温殺菌、抽出などの食品加工用のパワー超音波(7x UIP1000hdT)。(クリックで拡大!)

超音波殺菌システム

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超音波乳化

卵白は約90%が水分、卵黄は約25%が油脂。水と油脂は非混和性であるため、相分離しやすい。均質で安定した液状の全卵製品を得るためには、相分離を防ぐ高度な乳化方法が必要となる。
超音波キャビテーションとせん断が必要なエネルギーを供給し、液卵を均一にします。強力な超音波処理により、脂肪球を壊し、水と脂肪を均一に分散させることで相分離を防ぎ、安定したエマルジョンを得ることができます。
超音波キャビテーション処理は、機械的安定性を得るためにナノサイズのエマルションを製造する優れた技術である!

超音波殺菌の利点

  • 穏やかなプロセス条件
  • 病原菌除去
  • 賞味期限の延長
  • 均一なテクスチャー
  • より優れた栄養特性と官能特性
  • 変性なし
  • 凝固なし

超音波フォーミュレーション

超音波ホモジナイズと低温殺菌の際、添加物(例. 砂糖, ソルト, キサンタンガム など)を液卵製品に均一にブレンドすることができる。
Hielscher社の超音波ホモジナイザーは、機械的安定性と保存性を向上させるため、エッグノッグ(牛乳+卵ベースの酒)の製造にも使用されている。

粉末卵の超音波噴霧乾燥

液卵はさらに卵パウダー、例えば全卵パウダー、卵白パウダー、卵黄パウダーなどに加工することができる。卵液は剪断減粘挙動を示す。スプレードライヤー工程を最適化するために、超音波による粘度低減はスプレードライヤーの処理能力を向上させる非常に効率的な技術である。
超音波による噴霧乾燥プロセスの詳細については、こちらをクリックしてください!

食品加工用超音波装置

超音波食品加工システムは、食品のホモジナイズ、抽出、低温殺菌、滅菌において、その信頼性の高い結果でよく知られ、実証されています。Hielscher社の工業用超音波処理装置は、殺菌、滅菌、乳化処理に必要なエネルギーを供給するために、最大200μmの非常に高い振幅を発生させます。もちろん、当社の超音波ホモジナイザーは、産業界における過酷な条件下で24時間365日稼働するように設計されています。
超音波ホモジナイザーは、頑丈で信頼性が高いだけでなく、メンテナンスが非常に少なくて済み、洗浄も非常に簡単です。食品と接触する超音波ホモジナイザーの部品はすべて、チタン、ステンレス、ガラス製で、オートクレーブ滅菌が可能です。すべての超音波プロセッサーには超音波洗浄機が設置されているため、自動的にCIP(定置洗浄)やSIP(定置殺菌)が可能です。
小さなフットプリントと汎用性により、Hielscherの超音波発生装置は生産ラインに簡単に組み込むことができます。既存のラインへの後付けも簡単に行えます。
下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です:

バッチ量 流量 推奨デバイス
10〜2000mL 20~400mL/分 UP200Ht, UP400ST
0.1~20L 0.2~4L/分 UIP2000hdT
10~100L 2~10L/分 UIP4000
n.a. 10~100L/分 uip16000
n.a. より大きい クラスタ uip16000

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超音波ホモジナイザーに関する追加情報をご希望の方は、以下のフォームをご利用ください。お客様のご要望に合った超音波システムをご提案させていただきます。









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関連研究結果

超音波乳化

Javad Sargolzaeiら(2011)は、安定な水中油型エマルションの調製における高出力超音波の適用を改良した。すべてのエマルションサンプルは、Hielscher超音波処理装置を用いて調製した。 UP200H.pH、イオン強度、ペクチン、グアーガム、レシチン、卵黄、キサンタンガム、超音波処理の時間、温度、油水混合物の粘度が、エマルション試料の比表面積、液滴の大きさ、クリーミング指数に及ぼす影響を調べた。実験データをタグチメソッドで解析し、最適条件を決定した。さらに、適応型ニューロ・ファジー推論システム(ANFIS)を用いて、得られたエマルジョンの特性をモデル化し、分類した。その結果、超音波処理時間を長くすると、液滴サイズ分布の幅が狭くなることがわかった。ペクチンとキサンタンはエマルションの安定性を向上させたが、それぞれ単独で使用した場合と併用した場合では、エマルションの安定性に与える影響は異なっていた。グアーガムは連続相の粘度を向上させた。卵黄によって安定化されたエマルションは、pH3および比較的低い塩濃度において、液滴の凝集に対して安定であることがわかった。

卵黄中のコレステロールの超音波分解

Sunら(2011)は、超音波アシスト酵素を用いた天然卵黄中のコレステロール分解プロセスを開発した。彼らは、卵黄の主要栄養素組成に影響を与えることなく、コレステロール低減卵黄を得ることを目的として、卵黄コレステロールに対するコレステロールオキシダーゼの触媒活性を狙った。卵黄中のコレステロールを分解する触媒として、コレステロールオキシダーゼを使用した。まず、卵黄30gを15分間超音波処理した。 200W その後、コレステロールオキシダーゼ濃度0.6U/gの卵黄を添加し、37℃で10時間インキュベートした。最終的に、卵黄の品質属性に影響を与えることなく、卵黄中のコレステロール濃度は元の濃度の8.32%まで減少した。

知っておくべき事実

超音波キャビテーションとは?

ソニケーションは、高出力の超音波駆動振動によってエマルションを作り出し、この振動が音響効果を引き起こす。 キャビテーション.キャビテーションという用語は、液体中の空洞(真空気泡)の形成、成長、内破を表す。超音波/音響キャビテーションは、気泡内部に~5000K、~1000気圧、10℃を超える加熱および冷却速度という局所的な条件をもたらす。10 K/s、最大300m/sの液体ジェットである(Suslick et al. 分散 & エマルジョン サイズ縮小、 細胞壁を溶解する開始する 化学反応.

マノーテルモソニケーション

我々の結果が示すように、静圧は超音波(UW)/マノソニケーション(MS)の致死率を高める非常に効率的な手段である。この増加は、UWの振幅が大きいほど大きくなる。50~58℃の間では、加圧下UW(MS)と熱処理を組み合わせることで、熱による致死率を高めることができる。この処理(MTS)の致死率は、熱とUWの相加的致死効果と同等である。MSおよびMTS処理は、熱に敏感な培地(すなわち液卵)中で、Y. enterocoliticaおよびおそらく他の微生物を不活化するための代替法となりうる。また、高強度の熱処理が必要な食品(例えば、低水分活性食品)では、食品の品質が損なわれる可能性がある。(参照:Rasoら 1998年)
研究者は、超音波処理のような非加熱食品保存技術は、加熱処理ほど加工食品の栄養や官能特性に影響を与えないことを明らかにした。
パワー超音波、圧力、熱の相乗効果についてもっと読む!

超音波/音響キャビテーションは、結晶化と沈殿プロセスを促進する非常に強力な力を作成します。

超音波バブルの形成とその激しい破裂

卵組成 & 特徴

鶏卵は最も一般的に消費されている鳥類の卵であるが、ダチョウ、アヒル、ウズラ、ガチョウなど他の種類の鳥類の卵も食品や食材として使用されている。
卵は多機能であるため、様々な食品の原料として広く使われている。
卵の機能性には、凝固・結着性、風味、色調、起泡性、乳化性、菓子の結晶成長抑制などがある。卵のこれらの機能性を維持するためには、タンパク質の変性を避けたマイルドな低温殺菌が必要である。
液卵製品は、液状の全卵、卵白、卵黄から、スクランブルエッグミックスやその他の特殊な卵製品まで多岐にわたる。液卵製品は、そのまま使用できる製品として、または冷凍された状態で販売されています。液卵はさらに、全卵パウダー、卵白パウダー、卵黄パウダーなどの卵パウダーに精製することができる。卵パウダーは完全に脱水された卵から以下の方法で作られる。 スプレードライ 粉末卵は、粉ミルクと同じ方法で製造される。生卵と比較した場合の粉末卵の利点は、低価格、全卵換算の体積あたりの重量の減少、保存可能期間、保管スペースの減少、冷蔵の必要性がないことなどである。

卵タンパク質の熱感受性

卵には熱に弱いタンパク質がいくつか含まれており、液卵(割卵とも呼ばれる)を加工・殺菌する際に考慮すべき重要な要素となる。特に液卵の卵白製品は加工条件、特に熱に敏感である。卵白タンパク質の変性温度は61℃(オボトランスフェリン)から92.5℃(G2グロブリン)の間で変化する。リベチン、リゾチーム
オボマクログロブリンとオボグロブリンG3は最も熱安定性の低いタンパク質であり、オボトランスフェリン、オボインヒビター、オボグロブリンG2は卵の中で最も熱安定性の高いタンパク質であることがわかった。タンパク質の熱に対する感受性は、塩や糖の添加によって影響を受け、熱に弱いタンパク質の熱安定性を高めることができる。
砂糖や塩だけでなく、スクロース、グルコース、フルクトース、アラビノース、マンニトール、キシロースなどの炭水化物も、加熱処理(低温殺菌)の際にタンパク質を変性から守る。
全卵の凝固温度:73℃の場合

乳化安定性

均質な液卵製品を得るためには、液卵が二相に分離しないように機械的に安定化させる必要がある。
エマルションとは、2つ以上の混じり合わない/混じり合わない液体の混合物である。技術的には、エマルションは2つ以上の相からなるコロイド系を細分化したものである。エマルションでは、分散相/内部相と連続相/外部相の両方が液体である。エマルションでは、一方の液体(分散相)を他方の液体(連続相)に分散させることで、2つの混じり合わない液体が混合される。乳化剤は、系の長期的な機械的安定性を得るために利用される。
卵黄などに含まれるレシチンは、食品や工業用途で一般的に使用される食品用乳化剤である。レシチン以外にも、卵黄には乳化剤として機能するアミノ酸がいくつか含まれている。卵黄には約5~8グラムのレシチンが含まれている。 エマルジョンベースのレシピ マヨネーズ、オランデーズ、ドレッシング、ソースなど。
超音波によるマヨネーズ乳化のステップ・バイ・ステップの説明とビデオはこちら!

発泡機能

卵白タンパク質にはアミノ酸が含まれている。タンパク質が丸まると、疎水性のアミノ酸は水から離れた中心に、親水性のアミノ酸は水に近い外側に詰まる。
卵のタンパク質が気泡にぶつかると、そのタンパク質の一部は空気に触れ、一部はまだ水の中にある。タンパク質は、水を好む部分は水に浸かり、水を嫌う部分は空中に突き刺さるように、丸まらなくなる。一旦タンパク質が丸まらなくなると、加熱したときと同じようにタンパク質同士が結合し、気泡を固定するネットワークを作る。

エッグノッグ

エッグノッグは牛乳をベースにした飲み物で、牛乳、卵、砂糖、香料、時にはアルコールで構成されている。伝統的に牛乳、生クリーム、泡立てた卵白、卵黄、砂糖で作られる、甘く濃厚でクリーミーな乳飲料である。リキュールとして製造する場合は、ブランデー、ラム、バーボンなどの蒸留酒を加えることもある。

文献/参考文献

  • Lee, D.U.; Hein, V.; Knorr, D. (2003):液体全卵の微生物不活性化におけるナイシンと高圧高強度超音波の併用処理の効果。革新的食品科学 & エマージング・テクノロジー2003
  • 中村理恵; 水谷理恵; 矢野正彦; 早川修一 (1988):卵黄レシチンの超音波処理による蛋白質の乳化特性の向上.Journal of Agricultural and Food Chemistry 36, 1988.729-732.
  • Raso, J.; Pagán, R.; Condón, S.; Sala, F.J. (1998):超音波の致死性に対する温度と圧力の影響。応用・環境微生物学, 64/2, 1998.465-471.
  • Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011):高出力超音波プロセスによる安定した水中油型エマルション調製のモデリングとシミュレーション。Journal of Software Engineering and Applications 4, 2011.259-267.
  • Sun, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011):Ultrasonic-Assisted Enzymatic Degradation of Cholesterol in Egg Yolk.Innovative Food Science & エマージング・テクノロジーズ 12/4, 2011.505-508.
  • Suslick, K.S.; Flannigan, D.J. (2008):Inside a Collapsing Bubble:Sonoluminescence and the Conditions During Cavitation.Annu.Rev. Phys. Chem.59, 2008.659-83.

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