Ultrasone trillingen en zijn vele toepassingen in Food Processing

Ultrasone trillingen is een bekende en betrouwbare werkwijze als het gaat om de extractie van intracellulair materiaal.
Klik hier voor meer informatie over het lezen ultrasone Lysis & extractie en voorbeelden van ultrasone extractie van werkzame stof uit saffraan en koffie!

Yoghurt is een gefermenteerd zuivelproduct dat kan worden verkregen door alleen melk of door toevoeging van bacteriële kweken. Bifidobacterium-stammen (bijvoorbeeld BB-12, BB-46, B breve) gemeenschappelijk probiotica voor yoghurt fermentatie. Ultrasone cavitatie toegepast op de bacteriecellen hun vernietiging en gelijktijdig de vrijlating van β-galactosidase veroorzaken. β-galactosidase is een hydrolase enzym dat intensief wordt gebruikt in de melkverwerkende industrie. De ultrasoon bijgestaan ​​fermentatie wordt versneld door een snellere lactose hydrolyse verkregen door ultrasoon geïnduceerde afgifte van β-galactosidase uit de cellen bifidobacteriën.
De ultrasone homogenisatie heeft een effect op de breuk van de melkvetbolletjes en een zeer fijne verdeling.
Ultrasone trillingen kunnen accerlerate de fermentatiesnelheid (vermindering van de totale productietijd tot 40%) en verbetering van de kwaliteitskenmerken van yoghurt, waardoor hogere viscositeit, sterker coagulum en superieure textuur.

Melk (bv. koe-, buffel-, geiten- of kamelenmelk) is een emulsie- of colloïdaal systeem dat bestaat uit botervetbolletjes in een vloeistof op waterbasis die opgeloste koolhydraten, eiwitten en mineralen bevat. Aangezien vet en water de neiging hebben om zich in twee fasen te scheiden, moet de melk gehomogeniseerd worden om een gelijkmatig product te verkrijgen. Homogenisering betekent de gelijkmatige verdeling van de vetmoleculen in de melkvloeistof. Echografie is een bekende methode die gebruikt wordt voor verschillende toepassingen in de zuivelverwerking. Ultrasone behandeling van melk resulteert in gehomogeniseerde vetbolletjes, die gelijkmatig en gelijkmatig verdeeld zijn. De homogenisatie door middel van ultrageluid met een hoog vermogen is ook effectief voor (veganistische/zuivelvrije) melksubstituenten afkomstig van planten zoals kokosmelk of sojamelk.
De studie van Sfakianakis en Tzia (2012) laat zien dat ultrasone homogenisatie verkleind melkvetglobules (MFG). Lage amplitude (150W) had geen bevredigend homogenisatie effect (figuur 2); MFG de grootte en de verdeling daarvan waren vergelijkbaar met onbehandelde melk (vergelijk fig. 1 en 2). Medium amplitude ultrageluid (267,5, 375 W) een goede homogenisatie effect; MFG gemiddelde diameter was 2 urn (fig. 3, 4). Hogere amplitude (750W) ultrasone verminderde de omvang MFG cruciaal (fig. 6), waardoor ze nauwelijks zichtbaar zijn optische microscoop (100x vergroting); de gemiddelde diameter van 0,3 urn.

Chandrapala et al. (2012) onderzochten het effect van ultrasone trillingen van caseïne en calcium. Het toegepaste ultrasone golven (20kHz) monsters van verse magere melk, gereconstitueerd micellair caseïne en caseïnepoeder. Ze gesoniceerd de monsters tot de melkvetbolletjes ca. werden teruggebracht tot. 10nm. De analyse van de gesoniceerd melk blijkt dat de grootte van de caseïne micellen onveranderd. Een kleine toename in oplosbare wei-eiwit en een overeenkomstige afname van de viscositeit ook begonnen in de eerste minuten van sonicatie. Het onderzoek werd vastgesteld dat caseïne micellen stabiel zijn tijdens sonicatie en de calciumconcentratie oplosbare wordt niet beïnvloed door de ultrasone behandeling. [Chandrapala et al. 2012]

Gecontroleerde sonicatie maakt het mogelijk om het kristalzaden (het maken van kernen) te initiëren en de kristalgroei te beïnvloeden. Onder ultrasone bestraling worden kleinere en daardoor meer kristallen gevormd. Ultrasoon ondersteunt het kristallisatieproces op twee manieren: Ten eerste is krachtige ultrasound een zeer effectief hulpmiddel om een ​​gelijkmatige oplossing te creëren, die de startstof is voor kristallisatie. In de tweede fase ondersteunt ultrasoon de vorming van een groot aantal kernen. Terwijl slechte nucleatie een lager aantal grote kristallen creëert, vormt efficiënte kiemvorming een grote hoeveelheid kleine fijne kristallen. In het akoestische veld wordt het zelfs mogelijk om de nucleatie van suikers te initiëren die normaliter afkerig zijn van kristallisatie (bijv. D-fructose, sorbitol).
De ultrasone modificatie van kristallisatie interessant voor het formuleren van snoep, suikergoed, smeersels, roomijs, slagroom en chocolade.

De hydrogenering van plantaardige oliën is een belangrijke industriële werkwijze op grote schaal. Door hydrogenering worden vloeibare plantaardige oliën convertetd in vaste of semi-vaste vetten (bijvoorbeeld margarine). Chemisch worden de onverzadigde vetzuren verkregen na het faseoverdracht gekatalyseerde reactie van hydrogenering in hun overeenkomstige verzadigde vetzuren door toevoeging waterstofatomen doublebonds. Deze katalytische proces kan worden versneld door high-power ultrasone trillingen. Een veelgebruikte katalysator is nikkel. Gehydrogeneerde vetten worden op grote schaal gebruikt als het verkorten van agenten in bakkerijproducten. Een voordeel van verzadigde vetten is de geringere neiging tot oxidatie en daardoor een lager risico van ranzigheid.

Ultrasound biedt een effectieve methode, kristallen in honing vloeibaar te maken en vernietigen van de gist, zonder dat de kwaliteit van de honing.
Klik hier om meer te leren!

Als niet-thermische voedselproces techniek ultrasound verschaft een mild maar effectieve behandeling die smaken versterkt en stabiliseert en behoudt sappen en purees. De resultaten van ultrasone sap behandelingen zijn onder andere verbeterde smaken, stabilisatie en conservering.
Lees hier meer over de ultrasone verbetering van de sappen & smoothies!

Vermogen ultrasound staat de oaking van wijn en sterke drank te wijten aan de effectieve afvoercapaciteit en aanzienlijk geïntensiveerd massa-overdracht tussen hout weefsel en de alcoholische drank.
Klik hier voor meer informatie over de mogelijkheden van ultrasone wijn behandeling leren!
Het fermentatieproces wijn, most, bier en sake aanzienlijk worden verhoogd, ook. Versnelling percentages van 50% tot 65% zijn bereikt!
Om meer informatie over de ultrasoon bijgestaan ​​gisting te krijgen, klik hier!

Voor productie van ijs, wordt een ijsmix vereist. Dit roomijsmengsel bestaat uit melk, melkpoeder, room, boter of plantaardig vet, suiker, droge stof, emulgator, stabilisator en additieven zoals vruchten, noten, smaakstoffen en kleurstoffen. Deze speciale mengsel te homogeniseren en gepasteuriseerd, daarna wordt langzaam geroerd tijdens het vriesproces te voorkomen dat de vorming van grote ijskristallen. Hierdoor worden zeer kleine luchtbelletjes gemengd (zogenaamde beluchten proces) tot het ijs bereiken van een soepel geweven koude dessert schuimen. Dit is het proces stap, waarbij ultrasone trillingen kunnen worden toegepast om de kwaliteit van ijs te verbeteren.
Tijdens het invriesproces worden kristallen gevormd uit onderkoeld water. De morfologie van de ijskristallen speelt een belangrijke rol met betrekking tot de textuur en fysische eigenschappen van bevroren en half bevroren voedsel. Omdat de grootte en verdeling van de ijskristallen van speciaal belang zijn voor de kwaliteit van ontdooide tissueproducten, hebben ijskristallen de voorkeur voor ijs, omdat grote kristallen resulteren in een ijsachtige textuur. Nucleatie is de belangrijkste factor om de kristalgrootteverdeling tijdens kristallisatie te regelen. Daarbij is de vriessnelheid gewoonlijk de parameter die wordt gebruikt voor het regelen van de grootte en grootteverdeling van de ijskristallen in roomijs. Tijdens het kloppen en invriezen wordt lucht ingespoten om de gladde textuur van ijs te bereiken. De zogenaamde "overloop", de hoeveelheid geïnjecteerde lucht, wordt evenredig aan het specifieke recept proportioneel aan het gecombineerde volume van vaste stoffen en water. De overloop varieert dus als gevolg van de verschillende ijsformuleringen en de verwerkingsstromen. Standaardijs vertoont een overloop van 100%, wat betekent dat het eindproduct bestaat uit een gelijk volume ijsmengsel en luchtbellen.
Het gebruik van Hielscher's high power ultrasone apparaten zorgt voor een betere kwaliteit van het ijs door het verminderen van de ijskristal grootte en het vermijden van de aanzetting van een bevriezing oppervlak. Een betere samenhang en een romig mondgevoel wordt bereikt als gevolg van de verminderde ijs kristal grootte en de verbeterde luchtbel distributie. Significant korter vriestijden tot een hogere procestemperaturen en een meer energie-efficiënt productieproces.

Met lucht gevulde voedselproducten zoals biscuitgebak kunnen aanzienlijk worden verbeterd door sonicatie. De toepassing van krachtige ultrasone trillingen tijdens de mengtrap van het beslag verbetert de kwaliteit van biscuitgebak in termen van lagere hardheid en hogere veerkracht van de cake, cohesie en veerkracht. Voor de testen zijn alle ingrediënten samengemengd volgens de "all-in" -methode, wat betekent dat heel weinig volkorenmeel, emulgator, maïszetmeel, suiker, bakpoeder, zout en verse hele eieren gelijktijdig zijn toegevoegd om het beslag te formuleren. Vóór sonicatie zijn de ingrediënten gelijkmatig samen geroerd, zodat echografie wordt toegepast op een gelijk beslagmengsel. De ultrasoon beluchte cake vertoonde een lagere hardheid, lagere gomachtigheid en lagere kauwbaarheid, terwijl de veerkracht, cohesie en veerkracht van de cake iets hoger waren dan die van de controlecake.

Sonicatie bekend om zijn onttrekkingsvermogen. Van de cacaoboon, kan cacaoboter uit de cellen worden vrijgemaakt door ultrasone malen en extraheren.
Ultrasound is een alternatieve techniek voor de suikerkristallen te breken chocolade en vormt daardoor soortgelijke effecten concheren.

De toepassing van sterke ultrasone golven vlees mals maken leidt vaak hij vleesstructuur. Een significant het mals wordt bereikt door het vrijkomen van myofibrillaire eiwitten van de spiercellen. Naast het mals effect, echografie verbetert de waterbindend vermogen en de samenhang van het vlees, ook.

Ultrasone voedselverwerkende bedrijven hebben hun weg naar de gastronomische keuken gevonden, ook. Hielscher's ultrasonicators worden gebruikt door premium-kok, zoals door de twee Michelin-ster bekroond chef Sang-Hoon Degeimbre.
Klik hier als je geïnteresseerd bent in het recept van zijn beroemde ultrasone garnalen voorraad zijn!

Chandrapala, Jayani et al. (2012): Het effect van ultrageluid op caseïnemicel integriteit. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.

Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effecten van ultrageluid op de thermische en structurele eigenschappen van proteïnen in gereconstitueerde weiproteïneconcentraat. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.

Dairy Processing Handbook. Gepubliceerd door Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Zweden. 387.

Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V .; Weiss, Jochen (2010): Ultrasound Technologies for Food en Bioprocessing. New York: Springer 2010.

Huang, B. X .; Zhou, W. B. (2009): Ultrasound Aided Yoghurt fermentatie met probiotica. Nurop Congres, Singapore 2009.

Keshava Prakash, M. N .; Ramana K. V. R. (2003): Ultrasound en de toepassing ervan in de voedingsmiddelenindustrie. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.

Mortazavi, A .; Tabatabaie, F. (2008): Studie van Ice Cream invriesproces na behandeling met ultrageluid. Wereld Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.

Petzold, G. en Aguilera, J. M. (2009): Ice morfologie: Fundamentals en technologische toepassingen in Foods. Voedsel Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.

Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): Yoghurt van ultrageluid behandeld melk: bewaking van het gistingsproces en evaluatie van de kwaliteit van het product eigenschappen. ICEF 2011.