Pasteurisatie & Homogeniseren van vloeibaar ei
Vloeibare eiproducten (hele eieren, eiwit, eigeel) moeten gepasteuriseerd worden om voedselveiligheid te garanderen. Ultrasone homogenisatoren leveren intense cavitatie en hoge afschuifkrachten om microben te doden. Vooral in combinatie met verhoogde temperaturen (∼50°C) en druk (mano-thermosonicatie) levert power ultrasound uitzonderlijke pasteurisatieresultaten. Ultrasone voedselverwerkingssystemen worden op grote schaal gebruikt voor homogenisatie-, pasteurisatie- en sterilisatietoepassingen.
ultrasone pasteurisatie
Vloeibaar heel ei, eiwit, dooier en andere gemengde eiproducten worden gepasteuriseerd om ervoor te zorgen dat er geen bacteriën/ziekteverwekkers in het product zitten. Microbiële inactivatie via pasteurisatie is een zeer belangrijke processtap om bederf en door voedsel overgedragen ziekten te voorkomen. Conventionele pasteurisatie wordt bereikt door een hittebehandeling van het vloeibare eiproduct. Deze hittebehandeling beïnvloedt echter de proteïnen, de textuur en de functionaliteit van eieren.
Ultrasoon pasteuriseren is een zeer effectief en efficiënt alternatief voor pasteurisatie.
Vloeibare eiproducten kunnen efficiënt worden gepasteuriseerd door mano-thermosonicatie (MTS), waarbij ultrasone pasteurisatie wordt gecombineerd met warmtebehandeling (ongeveer 50°C) en verhoogde druk (ongeveer 1 barg). Onder deze synergetische verwerkingsomstandigheden kan een betrouwbare bacteriële reductie van 5log worden bereikt. Manothermosonicatie verbetert de dodingssnelheid van microben aanzienlijk: Ten eerste wordt de gevoeligheid van de meeste micro-organismen voor de ultrasone behandeling aanzienlijk verhoogd door temperaturen boven 50°C. Ten tweede neemt de intensiteit en de destructiviteit van ultrasone cavitatie toe onder verhoogde druk.
De synergetische effecten van manothermosonische pasteurisatie overtreffen conventionele warmtepasteurisatie van eieren door te resulteren in een vloeibaar eiproduct van verbeterde kwaliteit. Vloeibaar ei gepasteuriseerd door manothermische pasteurisatie vertoont minder eiwitdenaturatie, minder smaakverlies, verbeterde homogeniteit en een aanzienlijk hogere energie-efficiëntie.
Hielscher ultrasone flowcellen zorgen ervoor dat het vloeibare eiproduct direct door de hoge intensiteit van de ultrasone flowcellen stroomt. cavitatie zone om een uniforme en volledige pasteurisatie van het vloeibare eiproduct te garanderen.
ultrasone emulsificatie
Eiwit bestaat voor ongeveer 90% uit water, eigeel bevat ongeveer 25% vet. Water en olie/vet zijn niet mengbaar, wat betekent dat de fasen de neiging hebben om te scheiden. Om een homogeen, stabiel vloeibaar heeleiproduct te verkrijgen, is een geavanceerde emulgeermethode nodig om fasescheiding te voorkomen.
Ultrasone cavitatie en afschuiving leveren de benodigde energie om het vloeibare eiproduct gelijkmatig te homogeniseren. Krachtige sonicatie voorkomt fasescheiding door de vetbolletjes te breken en water en vet gelijkmatig te dispergeren om een stabiele emulsie te verkrijgen.
Ultrasone cavitatiebehandeling is een superieure techniek om emulsies van nanogrootte te produceren om mechanische stabiliteit te verkrijgen!
- milde procesomstandigheden
- verwijdering van pathogenen
- verlengde houdbaarheid
- gelijkmatige textuur
- betere voedings- en sensorische eigenschappen
- geen denaturatie
- geen coagulatie
Ultrasoon formuleren
Tijdens ultrasoon homogeniseren en pasteuriseren kunnen additieven (bijv. suiker, zout, xanthaangom etc.) kan gelijkmatig worden gemengd in het vloeibare eiproduct.
Hielscher's ultrasone homogenisatoren worden ook gebruikt voor de productie van advocaat (likeur op basis van melk en eieren) om de mechanische stabiliteit en houdbaarheid te verbeteren.
Ultrasoon sproeidrogen van eipoeder
Vloeibaar ei kan verder worden verwerkt tot eipoeders, zoals heel eipoeder, eiwitpoeder en dooierpoeder. Vloeibaar ei vertoont een afschuifverdunnend gedrag. Om het sproeidroogproces te optimaliseren, is ultrasone viscositeitsreductie een zeer efficiënte techniek om de procescapaciteit van de sproeidroger te verhogen.
Klik hier voor meer informatie over het ultrasoon ondersteunde sproeidroogproces!
Ultrasone apparaten voor voedselverwerking
Ultrasone voedselverwerkingssystemen staan bekend om hun betrouwbare resultaten bij het homogeniseren, extraheren, pasteuriseren en steriliseren van voedingsmiddelen. Hielscher's industriële ultrasone processors creëren zeer hoge amplitudes tot 200µm om de vereiste energie te leveren voor pasteurisatie-, sterilisatie- en emulgeerprocessen. Natuurlijk zijn onze ultrasone homogenisatoren gebouwd voor 24/7 gebruik onder zware omstandigheden in de industrie.
Naast hun robuustheid en betrouwbaarheid vereisen ultrasone processors slechts zeer weinig onderhoud en zijn ze zeer eenvoudig te reinigen. Alle onderdelen van de ultrasone homogenisator, die in contact komen met het voedselproduct, zijn gemaakt van titanium, roestvrij staal of glas en zijn autoclaveerbaar. Omdat elke ultrasoonprocessor zijn ultrasoonreiniger heeft, bieden ze automatisch CIP (cleaning-in-place) en SIP (sterilizing-in-place).
Dankzij de kleine voetafdruk en veelzijdigheid kunnen Hielscher ultrasone machines probleemloos in productielijnen worden geïntegreerd. Retro-fitting in bestaande lijnen is eenvoudig.
De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines:
Batchvolume | Debiet | Aanbevolen apparaten |
---|---|---|
10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L/min | UIP2000hdT |
10 tot 100 liter | 2 tot 10 l/min | UIP4000 |
n.v.t. | 10 tot 100 l/min | UIP16000 |
n.v.t. | groter | cluster van UIP16000 |
Gerelateerde onderzoeksresultaten
ultrasone emulsificatie
Javad Sargolzaei et al. (2011) wijzigden de toepassing van ultrageluid met hoog vermogen bij de bereiding van stabiele olie-in-water emulsie. Alle emulsiemonsters werden bereid met een Hielscher ultrasone processor. UP200H. Het effect van pH, ionensterkte, pectine, Guargom, lecithine, eigeel en xanthaangom, evenals de tijd van sonicatie, temperatuur en viscositeit van het olie-watermengsel op het specifieke oppervlak en de grootte van druppels en de schuimindex van de emulsiemonsters werd onderzocht. De experimentele gegevens werden geanalyseerd met de Taguchi-methode en de optimale condities werden bepaald. Daarnaast werd een adaptief neuro-fuzzy inferentiesysteem (ANFIS) gebruikt voor het modelleren en categoriseren van de eigenschappen van de resulterende emulsie. De resultaten toonden aan dat het verhogen van de sonificatietijd de grootteverdeling van de druppels verkleinde. Pectine en xanthaan verbeterden de stabiliteit van de emulsie, hoewel ze verschillende effecten hadden op de stabiliteit van de emulsie wanneer ze afzonderlijk of samen werden gebruikt. Guargom verbeterde de viscositeit van de continue fase. Emulsies gestabiliseerd met eigeel bleken stabiel te zijn voor druppelvlokvorming bij pH 3 en bij relatief lage zoutconcentraties.
Ultrasone afbraak van cholesterol in dooier
Sun et al. (2011) ontwikkelden een ultrasoon ondersteund enzymatisch proces voor cholesterolafbraak in natuurlijk eigeel. Ze streefden naar de katalytische activiteit van cholesteroloxidase tegen eidooiercholesterol met als doel een cholesterolverlaagde eidooier te verkrijgen zonder de belangrijkste nutriënten in de eidooier aan te tasten. Cholesteroloxidase werd gebruikt om de afbraak van cholesterol in eidooier te katalyseren. Eerst werd een portie van 30 g eigeel voorbehandeld met ultrasoon gedurende 15 minuten op 200W en vervolgens 10 uur geïncubeerd met een cholesteroloxidaseconcentratie van 0,6U/g eigeel bij 37°C. Uiteindelijk werd het cholesterolgehalte in eidooier verlaagd tot 8,32% van de oorspronkelijke concentratie zonder de kwaliteitskenmerken van de dooier aan te tasten.
Wetenswaardigheden
Wat is ultrasone cavitatie?
Sonicatie creëert emulsies door middel van krachtige ultrasoongestuurde oscillaties die akoestische trillingen veroorzaken. cavitatie. De term cavitatie beschrijft de vorming, groei en implosieve instorting van holtes (vacuümbellen) in een vloeistof. Ultrasone/akoestische cavitatie veroorzaakt lokale condities binnen de bellen van ~5000 K, ~1000 atm, opwarm- en afkoelsnelheden van meer dan 1010 K/s en vloeistofstralen tot 300 m/s. (Suslick et al. 2008) De intense krachten, hoge afschuiving, stroming en turbulenties die het gevolg zijn van de bellenimplosie leveren de energie om deeltjes en druppels te breken voor dispersie & emulsie verkleining, celwanden lyserenbeginnen chemische reacties.
manothermosonicatie
Zoals blijkt uit onze resultaten, is statische druk een zeer efficiënte manier om de dodelijkheid van ultrasone golven (UW) / manosonicatie (MS) te verhogen. Deze toename wordt groter wanneer de amplitude van UW hoger is. Tussen 50 en 58°C kan de letaliteit van hitte worden verhoogd door hittebehandelingen te combineren met UW onder druk (MS). De letaliteit van deze behandeling (MTS) is gelijk aan het additieve letale effect van hitte en UW. MS- en MTS-behandelingen zouden een alternatief kunnen worden voor de inactivatie van Y. enterocolitica en mogelijk andere micro-organismen in hittegevoelige media (bijv. vloeibaar ei). Het zou ook toepassingen kunnen vinden in voedingsmiddelen waarbij de hoge intensiteit van de vereiste hittebehandelingen (bijv. voedingsmiddelen met een lage wateractiviteit) de voedselkwaliteit zou aantasten. (cf. Raso et al. 1998)
Onderzoekers hebben aangetoond dat niet-thermische conserveringstechnologieën, zoals sonicatie, de voedings- en sensorische eigenschappen van verwerkte voedingsmiddelen minder beïnvloeden dan thermische processen.
Lees meer over de synergie tussen ultrageluid, druk en warmte!
Eieren: Samenstelling & Kenmerken
Hoewel kippeneieren het meest geconsumeerde vogelei zijn, worden ook andere soorten vogeleieren, zoals struisvogeleieren, eendeneieren, kwarteleieren en ganzeneieren, gebruikt als voedsel en voedselingrediënten.
Eieren zijn multifunctioneel en worden daarom veel gebruikt als ingrediënt in allerlei voedingsproducten.
De functionele eigenschappen van eieren zijn onder andere coagulatie en binding, smaak, kleur, schuimen, emulgeren en geremde kristalgroei in zoetwaren. Om deze functionele eigenschappen van eieren te behouden, is een milde pasteurisatie nodig om eiwitdenaturatie te voorkomen.
Vloeibare eiproducten variëren van vloeibaar heel ei, eiwit en dooier tot roerei mixen en andere gespecialiseerde eiproducten. Vloeibare eiproducten zijn verkrijgbaar als kant-en-klare producten of in bevroren vorm. Vloeibaar ei kan verder worden verfijnd tot eipoeders, bijvoorbeeld poeder van heel ei, eiwitpoeder en dooierpoeder. Eipoeder wordt gemaakt van volledig gedehydrateerde eieren door sproeidrogen de eieren op dezelfde manier geproduceerd als melkpoeder. Voordelen van eieren in poedervorm ten opzichte van verse eieren zijn onder andere de lage prijs, het lagere gewicht per volume van het equivalent van een heel ei, de houdbaarheid, de kleinere opslagruimte en het feit dat koeling niet nodig is.
Hittegevoeligheid van ei-eiwitten
Eieren bevatten verschillende hittegevoelige eiwitten die een belangrijke factor zijn om rekening mee te houden wanneer vloeibaar ei (ook bekend als breaker eggs) verwerkt en gepasteuriseerd wordt. Vooral vloeibare eiwitproducten zijn gevoelig voor verwerkingsomstandigheden, vooral hitte. De temperatuur voor denaturatie van eiwit varieert van 61°C (voor Ovotransferrine) tot 92,5°C (voor G2 Globuline). Livetines, lysozym,
ovomacroglobuline en ovoglobuline G3 zijn de minst hittestabiele eiwitten, terwijl ovotransferrine, ovoinhibitor en ovoglobuline G2 de meest hittestabiele eiwitten in ei bleken te zijn. De gevoeligheid van eiwitten voor hitte kan worden beïnvloed door de toevoeging van zout en suiker, waardoor de hittestabiliteit van hittegevoelige eiwitten toeneemt.
Niet alleen suiker en zout, maar ook koolhydraten zoals sacharose, glucose, fructose, arabinose, mannitol en xylose beschermen eiwitten tegen denaturatie tijdens hittebehandelingen (pasteurisatie).
Stollingstemperatuur van heel ei: bij 73°C
emulsiestabiliteit
Om een homogeen vloeibaar eiproduct te verkrijgen, moet het vloeibare ei mechanisch gestabiliseerd worden om scheiding in twee fasen te voorkomen.
Een emulsie is een mengsel van twee of meer niet-mengbare vloeistoffen. Technisch gezien zijn emulsies een onderverdeling van colloïdale systemen van twee of meer fasen. In emulsies zijn zowel de gedispergeerde/interne als de continue/externe fase vloeibaar. In emulsies worden twee niet-mengbare vloeistoffen gemengd door de ene vloeistof (de gedispergeerde fase) in de andere (de continue fase) te dispergeren. Emulgatoren worden gebruikt om langdurige mechanische stabiliteit van het systeem te verkrijgen.
Lecithine, bijvoorbeeld een bestanddeel van eigeel, is een veelgebruikte emulgator voor voedingsmiddelen en industriële toepassingen. Naast lecithine bevat eigeel verschillende aminozuren die ook als emulgator werken. Eigeel bevat ongeveer 5-8 gram lecithine, daarom is eigeel een belangrijk ingrediënt in veel voedingsmiddelen. recepten op basis van emulsies zoals mayonaise, hollandaise, dressings en sauzen.
Hier vind je de stapsgewijze instructie en een video voor ultrasone mayonaise-emulgering!
Schuimende functionaliteit
Eiwit-eiwitten bevatten aminozuren. Als het eiwit is opgekruld, zitten de hydrofobe aminozuren in het midden, weg van het water, en de hydrofiele aan de buitenkant, dichter bij het water.
Wanneer een ei-eiwit tegen een luchtbel aanzit, wordt een deel van dat eiwit blootgesteld aan lucht en bevindt een deel zich nog in water. Het eiwit ontkrult zich zodat de waterminnende delen in het water kunnen worden ondergedompeld en de watervrezende delen in de lucht kunnen blijven hangen. Als de eiwitten eenmaal ontkrullen, hechten ze zich aan elkaar - net als tijdens het verhitten - en vormen ze een netwerk dat de luchtbellen op hun plaats kan houden.
eierpunch
Eggnog is een drank op basis van melk die bestaat uit melk, eieren, suiker en smaakstoffen en soms alcohol. Het is een zoete, rijke, romige drank op basis van zuivel, traditioneel gemaakt met melk, room, opgeklopt eiwit, eigeel en suiker. Als likeur kan er gedistilleerde drank zoals brandy, rum of bourbon aan toegevoegd worden.
Literatuur/referenties
- Lee, D.U.; Hein, V.; Knorr, D. (2003): Effects of combination treatments of nisin and high-intensity ultrasound with high pressure on the microbial inactivation in liquid whole egg. Innovatieve voedingswetenschap & Opkomende technologieën 2003.
- Nakamura, R.; Mizutani, R.; Yano, M.; Hayakawa, S. (1988): Enhancement of Emulsifying Properties of Protein by Sonicating with Egg Yolk Lecithin. Journal of Agricultural and Food Chemistry 36, 1988. 729-732.
- Raso, J.; Pagán, R.; Condón, S.; Sala, F.J. (1998): Influence of Temperature and Pressure on the Lethality of Ultrasound. Toegepaste en Milieumicrobiologie, 64/2, 1998. 465-471.
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modellering en simulatie van High Power Ultrasoon proces in de voorbereiding van stabiele olie-in-water emulsie. Tijdschrift voor Software Engineering en Toepassingen 4, 2011. 259-267.
- Sun, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011): Ultrasoon-ondersteunde enzymatische afbraak van cholesterol in eigeel. Innovatieve voedingswetenschap & Opkomende technologieën 12/4, 2011. 505-508.
- Suslick, K.S.; Flannigan, D.J. (2008): Inside a Collapsing Bubble: Sonoluminescentie en de omstandigheden tijdens cavitatie. Annu. Rev. Phys. Chem. 59, 2008. 659-83.