მოლეკულური სამზარეულო და სხვა კულინარიული აპლიკაციები
სონიკაცია ცვლის საკვებისა და სასმელების მომზადების წესს შეფ-მზარეულებისა და კვების მეცნიერების მიერ: ულტრაბგერითი ექსტრაქცია, ინფუზია, ემულსიფიკაცია და ჰომოგენიზაცია სონიკატორების ძირითადი გამოყენებაა კულინარიული შემოქმედებისთვის. სწრაფი ექსტრაქციიდან აბრეშუმისებრ ემულსიებამდე და გაძლიერებულ არომატებამდე, ულტრაბგერითი ტალღები ქმნის გამორჩეულ გემოებსა და ტექსტურებს. ამ სტატიაში თქვენ შეიტყობთ, თუ როგორ იყენებენ შეფ-მზარეულები და კვების ტექნოლოგები ულტრაბგერით კავიტაციას ყველაფრის ხელახლა შესაქმნელად, კოქტეილებიდან დაწყებული კონსომეებით დამთავრებული.
პრინციპების მოკლე გზამკვლევი
სტუმრის სტატია მარკ გასტონის მიერ
- ამ სახელმძღვანელოს შინაარსის უმეტესი ნაწილი არის ინფორმაცია, რომელიც ხელმისაწვდომია, თუმცა ზოგჯერ ის იწერება ისე, რომ ყოველთვის არ არის ადვილი წაკითხვა, თუ არ იცნობთ გამოყენებულ ტერმინებს.
- ქვემოთ, ახსნილია ისეთი მნიშვნელოვანი ტერმინები, როგორიცაა sonotrode, ამპლიტუდა და ა.შ. და მათი გავლენა კულინარიულ პროგრამებზე.
- ქვემოთ მოცემული სახელმძღვანელო ცდილობს ახსნას ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის გამოყენება ნაკლებად სამეცნიერო და უფრო კულინარიულ საკითხებში.
ულტრაბგერითი ტალღები და მათი გამოყენება საკვებში
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი, როგორც ტექნიკა, მრავალი წელია არსებობს სხვადასხვა ფორმით, მაგრამ მხოლოდ ახლა პოულობს თავის ადგილს მცირე მასშტაბის კულინარიულ გამოყენებაში. ჰომოგენიზატორი შეიცავს დახვეწილ ელექტრონიკას, რომელსაც შეუძლია ელექტროენერგიის გარდაქმნა და კონტროლი ლითონის წვერის ან სონოტროდის მაღალი სიხშირის ვიბრაციებად.
სონოტროდი მოძრაობს ძირითადად მაღლა და ქვევით საკმაოდ მაღალი სიხშირით ხმამაღალი დიაპაზონის ზემოთ (მაგ. 26000 ჯერ წამში ან 26Khz სიხშირით Sonicator UP200Ht). რაოდენობას, რომლითაც სონოტროდი მოძრაობს ზევით და ქვევით, ეწოდება ამპლიტუდა და ჩვეულებრივ შეიძლება დარეგულირდეს 9-დან 240 μm-მდე (საცნობარო ადამიანის თმის საშუალო სისქე დაახლოებით 100 მკმ-ია). მარტივი სიტყვებით, სონოტროდი იქცევა როგორც დგუში, რომელიც მოძრაობს სითხეში მაღლა და ქვევით.
როდესაც სონოტროდი მოძრაობს ზევით და ქვევით სითხეში ჩაძირვისას, ის ქმნის მაღალი და დაბალი წნევის უბნებს სითხეში სონოტროდის გარშემო, რაც თავის მხრივ ქმნის ფენომენს, რომელიც ცნობილია როგორც კავიტაცია. ჩვენ ვხედავთ სამზარეულოში, რომ წნევის დაწევა (როგორიცაა კამერის დალუქულში) იწვევს სითხეების ადუღებას დაბალ ტემპერატურაზე და წნევის ამაღლება (როგორიცაა წნევის გაზქურის) იწვევს სითხეების ადუღებას უფრო მაღალ ტემპერატურაზე.
სონოტროდის წვერზე სწრაფად ცვალებადი წნევის პულსაციები იწვევს სითხეში ბუშტების წარმოქმნას და შემდეგ მათ სწრაფ კოლაფსს. ეს ყველაფერი მცირე მასშტაბით ხდება, მაგრამ კავიტაციის შედეგად წარმოქმნილი სიჩქარის, ტემპერატურისა და წნევის გამო სითხეში უზარმაზარ ძალებს ქმნის. სწორედ ეს უზარმაზარი ძალები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჩვენს სასარგებლოდ სამზარეულოში... არომატების მოპოვება მიერ უჯრედების რღვევა, ემულსიფიკაცია, ან ნაწილაკების დაშლა.
UP200Ht – ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი მიქსოლოგიისა და ალკოჰოლური სასმელების დაბერების მიზნით
შეიტყვეთ მეტი ვეგანური მუსის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის შესახებ შოკოლადის პურისთვის!
თუმცა, ამ აღჭურვილობის გამოყენების ერთ-ერთი გამოწვევაა ამ ძალის გამოყენება და კონტროლი ისე, რომ გააძლიეროს საკვები.
შეძენილი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის მოდელი UP200Ht განსაზღვრავს მომხმარებლისთვის ხელმისაწვდომ მაქსიმალურ სიმძლავრეს და თავად ჰომოგენიზატორს აქვს მრავალი ცვლადი, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია მისი მუშაობის გამოყენების შესაბამისად რეგულირებისთვის. ამ სახელმძღვანელოს მიზნებისთვის გამოყენებული მოდელი იყო Hielscher-ის 200 ვატიანი სონიკატორი.
Sonotrode ზომა
დამონტაჟებული სონოტროდის ზომას დიდი გავლენა აქვს იმაზე, თუ როგორ აწვდის მოწყობილობა თავის ძალას.
ძალიან მარტივი სიტყვებით, რაც უფრო დიდია სონოტროდის ზედაპირის ფართობი, მით მეტი სიმძლავრე დასჭირდება მას ნებისმიერ მოცემულ ამპლიტუდაზე მართვისთვის. სითხის სიბლანტე ასევე დიდ გავლენას მოახდენს სიმძლავრეზე, რომელიც საჭიროა მოცემული ამპლიტუდაზე სონოტროდის მართვისთვის.
წარმოიდგინეთ სონოტროდი, როგორც დგუში ან დგუში, თუ დგუში ძალიან სწრაფად მოძრაობს ზევით და ქვევით თხელ სითხის ქვაბში, როგორიცაა წყალი, ამის გაკეთება შედარებით ადვილია თუნდაც გონივრულ სიჩქარეზე, თუმცა შეავსეთ ქვაბი სქელი სოუსით და იგივე არ იქნება მართალი, გაზრდილი სიბლანტის გამო დგუშის სწრაფად ზევით და ქვევით გადაადგილება დასჭირდება ბევრად მეტ ძალას. გაზარდეთ დგუშის ან დგუშის ზომა და ასევე დასჭირდება მეტი ძალისხმევა სითხეში მაღლა და ქვევით გადაადგილებისთვის.
იგივე ითქმის სონოტროდზეც. დიდი სონოტროდის დაყენებით, ერთეულს მოუწევს ბევრად უფრო რთული მუშაობა რხევის მოცემული ამპლიტუდის შესაქმნელად, თუ სითხეს აქვს მაღალი სიბლანტე, ვიდრე დაბალი სიბლანტის სითხის შემთხვევაში.
სხვადასხვა სონოტროდის ზომები სონიკატორის მოდელი UP200Ht
ნებისმიერ მოცემულ სიმძლავრეზე, მისი ზედაპირის ფართობის გამო, უფრო პატარა სონოტროდი წვერზე უფრო დიდ წნევის რყევებს და უფრო მაღალ კავიტაციის ინტენსივობას გამოიწვევს, ვიდრე უფრო დიდი სონოტროდი (რადგან სიმძლავრე უფრო პატარა სონოტროდის ზედაპირის ფართობზეა ორიენტირებული).
შესაძლოა შეუძლებელი იყოს უფრო დიდი სონოტროდის მართვა იმავე ამპლიტუდით, რადგან ამისთვის გაცილებით მეტი სიმძლავრე იქნება საჭირო, რამაც შესაძლოა გამოიწვიოს დანადგარის გამორთვა გადატვირთვის გამო. ამ შემთხვევაში სონოტროდის ზომა უნდა შემცირდეს ან მიიღოთ უფრო მაღალი სიმძლავრის ერთეული.
ულტრაბგერითი ინტენსივობა (ნებისმიერი სიმძლავრის პარამეტრით) მცირდება ზედაპირის ფართობის ზრდასთან ერთად (უფრო დიდი სონოტროდები), მაშინ როდესაც ულტრაბგერითი სიმძლავრის ინტენსივობა იზრდება ზედაპირის ფართობის შემცირებით, ან სხვაგვარად რომ ვთქვათ, პატარა სონოტროდი დიდ ულტრაბგერით ძალას მცირე ფართობზე ათავსებს, მაშინ როდესაც უფრო დიდი სონოტროდი ძალას უფრო დიდ ფართობზე ავრცელებს.
Hielscher UIP1000hdT ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით, შეფ დეგეიმბრე ქმნის არაჩვეულებრივ არომატულ ემულსიებს სოუსების, სახვევებისა და ვინეგრეტებისთვის - ტექსტურებითა და არომატის ინტენსივობით, რომელთა მიღწევაც ჩვეულებრივი მეთოდებით შეუძლებელია.
მაღალი ინტენსივობის სონიკაცია წარმოქმნის აკუსტიკურ კავიტაციას, რაც ულტრაწვრილი ემულსიების წარმოქმნის საშუალებას იძლევა. შერევის ეს ტექნიკა ინარჩუნებს არომატებს, აფართოებს სტაბილურობას და საშუალებას იძლევა ინგრედიენტების ახალი შეხამების.
ფართოდ გამოიყენება გასტრონომიაში, მიქსოლოგიასა და კულინარიულ პრაქტიკებში.&D, ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია ხელახლა განსაზღვრავს შესაძლო შესაძლებლობებს - სუფთა ეტიკეტის საკვების ფორმულირებებიდან დაწყებული სასმელებში ნანო-ენკაფსულირებული არომატებით დამთავრებული.
Hielscher-ის სონიკატორები ხელმისაწვდომია როგორც კომპაქტური ხელის ჰომოგენიზატორები, ასევე სამრეწველო მასშტაბური პროცესორები კომერციული საკვებისთვის. & სასმელების გადამუშავება. შერევიდან და ემულსიფიკაციიდან, არომატიზატორებისა და ბიოაქტიური ნაერთების ექსტრაქციიდან, სასმელებისა და ნაყენების ინფუზიიდან, ხორცის მარინირებული და დარბილებული ან ღვინის, სპირტისა და ძმრის დაძველებისა და დაძველების ჩათვლით, Hielscher-ის სონიკატორების გამოყენებას შემოქმედებით სამზარეულოებში შეფ-მზარეულების საყვარელ ინსტრუმენტად აქცევს!
ნიმუშის გადახურებამ შეიძლება გამოიწვიოს ზოგიერთი არომატი, რომლის დაჭერას ცდილობთ სისტემისგან თავის დაღწევისთვის.
მაღალი სიმძლავრის შეყვანამ ასევე შეიძლება გამოიწვიოს ნიმუშის დეგრადაცია, რაც შეინიშნება გარკვეული ზეთების გამოყენებისას. ჰომოგენიზატორის წვერზე მაღალი ენერგიის შეყვანის ზემოქმედებისას ზეთები შეიძლება დაიშალოს, რაც გამოიწვევს ძალიან უსიამოვნო გემოს, რომლის აღწერაც მხოლოდ ელექტრო წვის გემოს ჰგავს!
ტემპერატურის მგრძნობიარე მასალებისთვის, ნიმუშის გაცივება გააუმჯობესებს შედეგებს, როგორიცაა ყინულის აბაზანის გამოყენება ან ზოგიერთი მშრალი ყინულის შეყვანა ნიმუშში. დაბალი სიმძლავრის შეყვანის გამოყენება უფრო ხანგრძლივ პერიოდში ეხმარება სისტემაში გამოთავისუფლებული ენერგიის დაშლას, ისევე როგორც მოწყობილობის გამოყენება პულსურ რეჟიმში, რაც საშუალებას აძლევს გარკვეულ გაგრილებას ულტრაბგერის თითოეულ პაკეტს შორის.
ჰომოგენიზატორის ელექტრონიკაში მომხმარებელს შეუძლია აირჩიოს მოწყობილობის მართვის ორი ძირითადი რეჟიმი.
ამპლიტუდის კონტროლი
ამ რეჟიმში მომხმარებელი ირჩევს სონოტროდისთვის საჭირო მაქსიმალური ამპლიტუდის %-ს. ელექტრონიკა შემდეგ შეეცდება მართოს სონოტროდი ამ ამპლიტუდაზე და დაარეგულიროს მოწყობილობის შეყვანის სიმძლავრე, რათა შეინარჩუნოს საჭირო ამპლიტუდა სონოტროდზე. თუ სონოტროდის ზედაპირის ფართობი ზედმეტად დიდია ამ ამპლიტუდაზე გადაადგილებისთვის დანაყოფის ხელმისაწვდომი სიმძლავრით, ამპლიტუდა ვერ მიაღწევს დადგენილ მნიშვნელობას და შეიძლება დაიხუროს გადატვირთვის მდგომარეობის მიღწევის შემთხვევაში.
ულტრაბგერითი ტალღები გამოიყენება მოლეკულურ კულინარიასა და მიქსოლოგიაში უნიკალური არომატების შესაქმნელად. Hielscher Sonicator UP200Ht გამოიყენება არომატის მოსაპოვებლად, სპირტის დასაყენებლად, მწარე სასმელების მოსამზადებლად და ალკოჰოლური სასმელებისა და ღვინის დასაძველებლად.
შეყვანის დენის კონტროლი
ამ რეჟიმში მომხმარებელი ადგენს საჭირო სიმძლავრის შეყვანას ვატებში და ელექტრონიკა დაარეგულირებს რხევების ამპლიტუდას, რათა დაარეგულიროს შემავალი სიმძლავრე მომხმარებლის პარამეტრებში. ეს რეჟიმი იძლევა სითხეში გადაცემული სიმძლავრის რეგულირებას და, შესაბამისად, სითხეში წარმოქმნილი სითბო შეზღუდულია, რათა თავიდან აიცილოს უფრო მგრძნობიარე ნიმუშების დაზიანება.
პულსის რეჟიმი
მუშაობის ორი რეჟიმის გარდა, არსებობს პულსური რეჟიმი, რომლის დროსაც ელექტრონიკა ციკლურად ირთვება და ითიშება, რომლის დროსაც მომხმარებელი არეგულირებს დროის 10%-დან 90%-მდე ჩართვა-გამორთვის რეჟიმში, დროის 90%-მდე ჩართვა-გამორთვის რეჟიმში, 10%-მდე ჩართვა-გამორთვის რეჟიმში. ეს იძლევა პულსაციურ ეფექტს და სასარგებლოა როგორც ნიმუშისთვის შემავალი საერთო სიმძლავრის შეზღუდვისთვის, ასევე ნიმუშის შიგნით კარგი რხევის შესაქმნელად, სანამ საწყისი შემავალი ძაბვა მაღალი იქნება, რადგან ელექტრონიკა სტაბილიზდება თითოეული სამუშაო ციკლის განმავლობაში.
ზოგადი მინიშნებები და ხრიკები
არომატების შესარევად ჰომოგენიზატორის გამოყენებისას უკეთესი შედეგი მიიღწევა, როდესაც მყარი ნივთიერებები ჰომოგენიზაციამდე ზომაში შემცირდება, რაც გაზრდის ზემოქმედების ქვეშ მყოფ ზედაპირს. სონოტროდეიგივე პრინციპი მოქმედებს ჰომოგენიზატორის გამოყენებისას ნაწილაკების ზომის შემცირებაწარმოიდგინეთ ჰომოგენიზატორი, როგორც დახვეწილი დასრულების ინსტრუმენტი და არა როგორც საფქვავი! ნაწილაკების ზომის შემცირებისას სამუშაოს დიდი ნაწილი სრულდება ნაწილაკების მაღალი სიჩქარით შეჯახებით, რომლებიც აჩქარებენ სონოტროდში წარმოქმნილ ძალებს. გაცილებით უკეთესი შედეგები იქნება მიღებული, თუ ნაწილაკების შემცირების ნაწილი განხორციელდება ულტრაბგერითი დამუშავების წინ. ნაწილაკების ზომის უკვე შესრულებული შემცირებით დაწყება ნიშნავს, რომ უფრო დიდი ზედაპირი ექვემდებარება ულტრაბგერით დამუშავებას და რომ უფრო პატარა ნაწილაკები უფრო სწრაფად დაჩქარდება სითხეში, რაც გამოიწვევს უფრო მაღალ შეჯახებებს ძალით ნაწილაკების შემდგომი დაშლისთვის. ჰომოგენიზატორს ასევე ნაკლები სამუშაოს შესრულება დასჭირდება, რაც ტემპერატურის უკეთ კონტროლის საშუალებას იძლევა.
რადგან ჰომოგენიზატორი საკმაოდ ლოკალიზებულ დონეზე მუშაობს, სასარგებლოა, მაგალითად, რამდენიმე ასეული მილილიტრის ან მეტის დიდი ნიმუშების გამოყენებისას, დამატებითი შერყევის უზრუნველყოფა, რათა უზრუნველყოფილი იყოს სონოტროდის გარშემო მოცულობის განახლება, რაც უზრუნველყოფს ნიმუშის სრულ ულტრაბგერით დამუშავებას. ეს განსაკუთრებით ეხება უფრო ბლანტიან ნიმუშებს. კარგი მაგნიტური შემრევი ამის მიღწევის სასარგებლო საშუალებაა. შერყევა ასევე ხელს უწყობს იმის უზრუნველყოფას, რომ სონოტროდის გარშემო სითხის მოცულობა არ გადახურდეს. ყინულის აბაზანის ან ნიმუშში მშრალი ყინულის ნაჭრების გამოყენება ხელს შეუწყობს ულტრაბგერით გადაცემული ენერგიის მოცილებას. როგორც უკვე აღინიშნა, თუ მასალა ტემპერატურის მიმართ მგრძნობიარეა, გამოიყენეთ დაბალი სიმძლავრის პარამეტრები გაზრდილი დროის განმავლობაში და/ან გამოიყენეთ პულსური რეჟიმი ნიმუშში წარმოქმნილი ტემპერატურის შესამცირებლად, რაც ნიმუშს საშუალებას მისცემს გაგრილდეს ულტრაბგერით იმპულსებს შორის.
კრისტიან მიტერმაიერი მიშლენის ვარსკვლავით დაჯილდოვებული რესტორნიდან Villa Mittermeier ერთად UP200Ht ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის დროს
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
ლიტერატურა
- 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.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
ულტრაბგერითი ქსოვილის ჰომოგენიზატორები ხშირად მოიხსენიება, როგორც ზონდის სონიფიკატორი/სონიფიკატორი, ბგერითი ლიზერი, ულტრაბგერითი დამრღვევი, ულტრაბგერითი საფქვავი, სონო გამანადგურებელი, სონიფიკატორი, ბგერითი დაშლა, უჯრედის დამრღვევი, ულტრაბგერითი დისპერსერი, ემულგატორი ან გამხსნელი. განსხვავებული ტერმინები წარმოიქმნება სხვადასხვა აპლიკაციებიდან, რომლებიც შეიძლება შესრულდეს სონიკით.
