Hielscher ultralydteknologi

Ultralyd og applikasjoner i matbehandling

Power ultralyd tilbyr mange muligheter for effektive og pålitelige applikasjoner for matbehandling. De vanligste bruksområdene i næringsmiddelindustrien inkluderer blanding & homogenisering, emulgering, dispergering, celleforstyrrelse og ekstraksjon av intracellulært materiale, aktivering eller deaktivering av enzymer (som er avhengig av ultralydintensiteten), konservering, stabilisering, oppløsning og krystallisering, hydrogenering, kjøttmutering, modning, aldring og oksidasjon, samt avgassing og spraytørking.

Finn under en liste over spesifikke applikasjoner.
Vennligst klikk på programmene av interesse for å lese mer om dem!

Ekstraksjon av smaker og aktive forbindelser

Ultralydbehandling er en velkjent og pålitelig metode når det gjelder utvinning av intracellulær materiale.
Klikk her for å lese mer om Ultralyd Lysis & Utdrag og eksemplene på ultralydsekstraksjon av aktiv forbindelse fra safran og kaffe!

Fermentering av yoghurt

Yoghurt er et fermentert melkeprodukt som kan produseres med melk alene eller ved tilsetning av bakterielle kulturer. Bifidobacteria stammer (f.eks. BB-12, BB-46, B breve) er vanlige probiotika som brukes til yoghurtfermentering. Ultralydkavitasjon påført bakteriecellene kan forårsake ødeleggelse og samtidig frigjøring av β-galaktosidase. β-galaktosidase er et hydrolase enzym som er sterkt brukt i melkindustrien. Den ultrasonisk assisterte fermenteringen akselereres på grunn av en raskere laktoshydrolyse som resulterer fra den ultrasonisk induserte frigivelsen av p-galaktosidase fra bifidobakterie-cellene.
Den ultrasoniske homogenisering effekter pausen av melke fettet globules og en veldig fin størrelse distribusjon.
Ultralyd kan øke gjæringshastigheten (reduksjon av total produksjonstid på opptil 40%) og forbedre kvaliteten på yoghurt, noe som resulterer i høyere viskositet, sterkere koagulum og overlegen tekstur.

Homogenisering av melk

Melk (f. eks ku, bøffel, geit eller kamel melk) er et emulsjon eller kolloidalt system som består i kamelmælk globules i en vannbasert væske som inneholder oppløst karbohydrater, proteiner og mineraler. Som fett og vann har en tendens til å skille i to faser, melk må være homogenisert å få et jevnt produkt. Homogenisering betyr jevn fordeling av fett molekylene i melke væsken. Ultralyd er en velkjent metode som brukes for ulike anvendelser i meieri prosessering. Ultralydbehandling av melk resulterer i homogenisert fett globules, som er jevnt og jevnt fordelt. Den homogenisering av høy effekt ultralyd er også effektiv for (vegan/meieri gratis) melk melkesubstituenter avledet fra planter som kokosmelk eller soyamelk.
Studien av Sfakianakis og Tzia (2012) viser at ultralyd homogenisering reduserer størrelsen på melkefettkuler (MFG). Lav amplitude (150W) hadde ikke en tilfredsstillende homogeniseringseffekt (fig.2); MFG-størrelsen og deres fordeling var lik ubehandlet melk (sammenlign fig. 1 og 2). Medium amplitude ultralyd (267,5, 375 W) hadde en god homogeniseringseffekt; MFG gjennomsnittlig diameter var 2 μm (figur 3, 4). Ultralyd med høyere amplitude (750W) reduserte MFG-størrelsen vesentlig (figur 6), noe som gjør dem knapt synlige på det optiske mikroskopet (100x forstørrelse); deres gjennomsnittlige diameterstørrelse var 0,3 μm.

Ultralyd med høy effekt er en mild ikke-termisk homogeniseringsteknikk. Sfakianakis et al. (2011) viser den imponerende ultralydshomogeniseringseffekten på melk.

Ultralyd med høy effekt er en mild ikke-termisk homogeniseringsteknikk. Sfakianakis et al. (2011) viser den imponerende ultralydshomogeniseringseffekten på melk.

Chandrapala et al. (2012) undersøkte effekten av ultralydbehandling på kasein og kalsium. De anvendte ultralydbølger (20kHz) til prøver av fersk skummet melk, rekonstituert micellært kasein og kaseinpulver. De sonikerte prøvene inntil melkefettkulene ble redusert til ca. 10nm. Analysen av sonikert melk viser at størrelsen på kaseinmikellene er uendret. En liten økning i løselig whey protein og en tilsvarende reduksjon i viskositeten oppstod også i løpet av de første minuttene av sonikering. Studien ble bestemt at kaseinmikellene er stabile under sonikering, og den oppløselige kalsiumkonsentrasjonen påvirkes ikke av ultralydsbehandlingen. [Chandrapala et al. 2012]

Sukkerkrystallisering for konditori

Kontrollert sonikering gjør det mulig å initiere krystallsåing (dannelse av kjerner) og å påvirke krystallveksten. Under ultralydbestråling dannes mindre og derved flere krystaller. Ultrasonic hjelper krystallisasjonsprosessen på to måter: For det første er effekt ultralyd et meget effektivt verktøy for å skape en jevn løsning, som er utgangspunktet for krystallisering. I andre trinn støtter ultralyd dannelsen av et stort antall kjerner. Selv om dårlig kjernefølge oppretter et lavere antall store krystaller, danner effektiv kjerning en stor mengde små fine størrelse krystaller. I det akustiske feltet blir det enda mulig å initiere kjerneformingen av sukkerarter som normalt er motstandsdyktig mot krystallisering (f.eks. D-fruktose, sorbitol).
Ultralydmodifikasjonen av krystallisering er interessant for formulering av candies, konfekt, sprøyter, iskrem, pisket krem ​​og sjokolade.

Hydrogenering av spiselige oljer

Hydrogeneringen av vegetabilske oljer er en viktig industriell storskala prosess. Ved hydrogenering konverteres flytende vegetabilske oljer til faste eller halvfaste fettstoffer (f.eks. Margarin). Kjemisk omdannes de umettede fettsyrene under faseoverføring katalysert reaksjon av hydrogenering i deres tilsvarende mettede fettsyrer ved å tilsette hydrogenatomer ved dobbeltbindingene. Denne katalytiske prosessen kan akselereres ved høy effekt ultralydbehandling. En vanlig brukt katalysator er nikkel. Hydrogenerte fett brukes i stor grad som forkortningsmidler i bakevarer. En fordel ved mettet fett er deres lavere tendens til oksidasjon og dermed en lavere risiko for rancidity.

Forflytelse av honning

Ultralyd tilbyr en effektiv metode, krystaller i honning for å væske og ødelegge gjæren, uten å påvirke kvaliteten på honning.
Klikk her for å lære mer!

Stabilisering av juice og smoothies

Som en ikke-termisk matprosessteknikk gir ultralyd en mild, men effektiv behandling som forsterker smaker, og stabiliserer og beholder juice og puree. Resultatene av ultralydjuicebehandlinger inkluderer forbedrede smaker, stabilisering og bevaring.
Les her mer om ultralydsforbedring av juice & Smoothies!

Iskremfrysing

For iskremsproduksjon er det nødvendig med iskremblanding. Denne isblandingen består av melk, melkepulver, krem, smør eller vegetabilsk fett, sukker, tørr masse, emulgator, stabilisator samt tilsetningsstoffer som frukt, nøtter, smaker og fargestoffer. Denne spesielle blandingen må homogeniseres og pasteuriseres, så blir den omrørt langsomt under fryseprosessen for å forhindre dannelse av stor iskrystall. Dermed blandes meget små luftbobler i (såkalt luftbehandlingsprosess) for å skumme isen som gir en jevnt teksturert kald dessert. Dette er prosesstrinnet, hvor ultralydbehandling kan brukes for å forbedre iskremets kvalitet.
Under fryseprosessen dannes krystaller fra superkjølt vann. Iskrystallens morfologi spiller en viktig rolle med hensyn til de tekstiske og fysiske egenskapene til frosne og halvfrosne matvarer. Fordi størrelse og fordeling av iskrystallene er av spesiell betydning for kvaliteten på opptete vevsprodukter, for is, foretrekker mindre iskrystaller fordi store krystaller resulterer i en isete tekstur. Nukleasjon er den viktigste faktoren for å kontrollere krystallstørrelsesfordelingen under krystallisering. Dermed er frysestrømmen vanligvis parameteren som brukes til å kontrollere størrelse og størrelsesfordeling av iskrystallene i iskrem. Under pisking og frysing injiseres luft for å oppnå glatt tekstur av iskrem. Den såkalte "over-run", mengden luft injisert, er proporsjonert - spesielt til den spesielle oppskriften - proporsjonalt med det samlede volumet av faste stoffer og vann. Så varierer over-driften på grunn av de forskjellige iskremformuleringene og behandlingsstrømmene. Standard iskrem viser en over-runde på 100%, noe som betyr at sluttproduktet består av et like stort volum isblanding og luftbobler.
Bruken av Hielscher's høy effekt ultralyd enheter gir en bedre kvalitet på is ved å redusere iskrystallstørrelsen og unngå innfrysning av en frysende overflate. En bedre konsistens og en mer kremaktig munnfølelse oppnås på grunn av den reduserte iskrystallstørrelsen og den forbedrede luftboblefordelingen. Betydende kortere frysetider fører til høyere prosesskapasitet og en mer energieffektiv produksjonsprosess.

Lufting av Batter

Luftede matvarer som svampekake kan forbedres vesentlig ved sonikering. Påføring av effekt ultralyd under batterblandingen forbedrer kvaliteten på svampekaken med tanke på lavere hardhet og høyere kakefjærhet, sammenhengskraft og elastisitet. For testene har alle ingrediensene blitt blandet sammen etter "all-in" -metoden, noe som betyr at protein med lavt protein hele emulgator, maisstivelse, sukker, bakepulver, salt og ferske hele egg er tilsatt samtidig for å formulere smeten. Før lydbehandling er ingrediensene blitt rørt jevnt sammen, slik at ultralyd påføres en jevn batterblanding. Den ultralydbelagte kaken viste en lavere hardhet, lavere gumminess og lavere chewiness, mens kakefjærhet, kohesivitet og elastisitet var litt høyere enn kontrollkakeens.

Sjokolade

Sonikering er kjent for sin utvinningskapasitet. Fra kakaobønnen kan kakaosmør frigjøres fra cellene ved ultralydsmaling og ekstraksjon.
Ultralyd er en alternativ teknikk for å bryte sukkerkrystaller i sjokolade og gir dermed lignende effekter som conching.

Anbud av kjøtt

Anvendelsen av kraftige ultralydbølger til kjøtt resulterer i ømning ofte han kjøttstruktur. En signifikant tenderering oppnås ved frigjøring av myofibrillære proteiner fra muskelcellene. I tillegg til tendereringseffekten forbedrer ultralyd også vannbindende kapasiteten og kohesjonen av kjøtt.

Litteratur / Referanser

  • Chandrapala, Jayani et al. (2012): Effekten av ultralyd på kaseinmikelle integritet. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
  • Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effekter av ultralyd på de termiske og strukturelle egenskapene til proteiner i rekonstituert valleproteinkonsentrat. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
  • Dairy Processing Handbook. Publisert av Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Sverige. 387.
  • Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V .; Weiss, Jochen (2010): Ultralydsteknologier for mat og bioprosessering. New York: Springer, 2010.
  • Huang, BX; Zhou, WB (2009): Ultralydstøttet yoghurtfermentering med probiotika. NUROP Kongress, Singapore, 2009.
  • Keshava Prakash, MN; Ramana, KVR (2003): Ultralyd og dens anvendelse i næringsmiddelindustrien. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
  • Mortazavi, A .; Tabatabaie, F. (2008): Studie av iskremfryseprosess etter behandling med ultralyd. World Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.
  • Petzold, G. og Aguilera, JM (2009): Ismorfologi: Fundamentals and Technological Applications in Foods. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
  • Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): Yoghurt fra ultralydsbehandlet melk: overvåkning av gjæringsprosessen og vurdering av produktkvalitetsegenskaper. ICEF 2011.
  • Kontakt oss / be om mer informasjon

    Snakk med oss ​​om dine krav til behandling. Vi vil anbefale de mest egnede oppsett- og behandlingsparametrene for prosjektet ditt.





    Vær oppmerksom på at Personvernregler.