Ultradźwięki i jej różnorodne zastosowania w przemyśle spożywczym

Ultradźwięki jest dobrze znane i niezawodny sposób, gdy dochodzi do ekstrakcji substancji wewnątrzkomórkowej.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowy lizę & ekstracji i przykłady ultradźwiękowego ekstrakcji substancji czynnej z Szafran i Kawa!

Jogurt jest fermentowany produkt mleczny, który może być wytwarzany przez samego mleka lub przez dodanie kultur bakteryjnych. szczepy Bifidobacteria (np BB12 BB-46, B breve) są powszechne probiotykami stosowane do fermentacji jogurtu. Kawitacja ultradźwiękowa stosowana do komórek bakteryjnych mogą spowodować ich zniszczenie i jednocześnie uwalnianie beta-galaktozydazy. β-galaktozydazy jest enzymem hydrolazą który jest powszechnie używane w przemyśle przetwórstwa mleka. Fermentacja wspomagane ultradźwiękami jest przyspieszone na skutek szybszej hydrolizy laktozy wynikające z ultradźwiękami indukowała uwalnianie p-galaktozydazy z komórek bifidobakterii.
Homogenizacja ultradźwiękowa wpływa na rozerwanie kulek tłuszczu mleka i bardzo drobno wymiarowy rozkład.
Ultradźwięki może accerlerate szybkość fermentacji (zmniejszenie całkowitego czasu produkcji do 40%) i poprawa cech jakościowych jogurtu, w wyniku większej lepkości, silniejsze koagulatu i najwyższej tekstury.

Mleko (np. mleko krowie, bawole, kozie lub wielbłądzie) jest emulsją lub systemem koloidalnym, który składa się z kuleczek tłuszczu z masła w płynie na bazie wody, który zawiera rozpuszczone węglowodany, białka i minerały. Ponieważ tłuszcz i woda zwykle dzielą się na dwie fazy, mleko musi być homogenizowane w celu uzyskania jednolitego produktu. Homogenizacja oznacza równomierny rozkład cząsteczek tłuszczu w mleku. Ultrasound jest dobrze znaną metodą stosowaną w różnych zastosowaniach w przetwórstwie mleka. Ultradźwiękowa obróbka mleka daje w rezultacie homogenizowane kuleczki tłuszczu, które są równomiernie i równomiernie rozłożone. Homogenizacja za pomocą wysokowydajnych ultradźwięków jest również skuteczna w przypadku substytutów mleka (wegańskiego/bezmlecznego) pochodzących z roślin takich jak mleko kokosowe lub mleko sojowe.
Badanie Sfakianakis i Tzia (2012) wynika, że ​​ultradźwiękowy homogenizacji zmniejsza rozmiar kulek tłuszczu mleka (MFG). Małej amplitudzie (150W) nie miał wpływu zadowalające homogenizacji (Fig.2); wielkość MFG i ich rozkład, były podobne do mleka nietraktowanych (porównaj z Fig. 1 i 2). Średnie amplitudy ultradźwięków (267.5, 375 W), miały dobre działanie homogenizacji; MFG przeciętna średnica wynosiła 2 urn (Fig. 3, 4). Wyższe amplitudy (750) USG zmniejszali MFG decydujący (fig. 6), co czyni je mało widoczne z mikroskopu optycznego (powiększenie 100 x); ich średnia wielkość średnica wynosiła 0,3 um.

Chandrapala i in. (2012) badali działanie ultradźwiękami na kazeinę i wapnia. zastosowali fal ultradźwiękowych (20 kHz), aby próbki świeżego mleka chudego, odtworzonego micelarnej kazeiny i kazeiny proszku. Oni działaniu ultradźwięków próbek aż kuleczki tłuszczu mleka zostały zredukowane do ok. 10nm. Analiza dźwiękami mleko wykazuje, że wielkość miceli kazeiny nie jest zmieniany. Niewielki wzrost rozpuszczalnych białek serwatki i odpowiedni spadek lepkości występowały również w ciągu pierwszych kilku minut sonikacji. W badaniu stwierdzono, że micele kazeiny są stabilne podczas ultradźwięków i rozpuszczalny stężenie wapnia nie wpływa ultradźwięków. [Chandrapala i in. 2012]

Kontrolowana sonikacja pozwala inicjować wysiewanie kryształów (tworzenie jąder) i wpływać na wzrost kryształów. Przy napromienianiu ultradźwiękowym powstaje mniejszy, a przez to więcej kryształów. Ultradźwiękowy wspomaga proces krystalizacji na dwa sposoby: Po pierwsze, ultradźwięki mocy są bardzo skutecznym narzędziem do tworzenia równomiernego roztworu, który jest substancją wyjściową do krystalizacji. W drugim etapie ultradźwiękowe wspiera tworzenie dużej liczby jąder. Podczas gdy słabe zarodkowanie tworzy mniejszą liczbę dużych kryształów, wydajna nukleacja tworzy dużą ilość małych drobnych rozmiarów kryształów. W polu akustycznym staje się nawet możliwe inicjowanie zarodkowania cukrów, które normalnie są przeciwne krystalizacji (np. D-fruktoza, sorbitol).
Ultradźwiękowy modyfikacja krystalizacji jest interesujące dla preparatu cukierków, słodyczy, pasty, lody, bitą śmietaną i czekolady.

Uwodornienie olejów roślinnych jest ważnym procesem dużą skalę przemysłową. Przez uwodornienie, płynne oleje roślinne są convertetd na stałe lub półstałe tłuszcze (np margaryny). Chemicznie nienasycone kwasy tłuszczowe są przekształcane w trakcie przeniesienia fazowego katalizowanej Reakcję uwodorniania w odpowiadających im nasyconych kwasów tłuszczowych przez dodanie atomów wodoru w doublebonds. Proces katalityczny może być przyspieszone przez ultradźwięki o dużej mocy. Powszechnie stosowanym katalizatorem jest nikiel. Uwodornione tłuszcze są szeroko stosowane jako środki skrócenie produktów piekarniczych. Zaletą nasyconych tłuszczów mniejszej skłonności do utleniania, a tym samym z mniejszym ryzykiem jełczeniu.

USG oferuje skuteczną metodą, kryształy w miodzie, aby stopić i zniszczyć drożdże, bez wpływu na jakość miodu.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej!

Jako technika procesie przetwórczym nietermiczne, ultradźwięki stanowi łagodny, ale skuteczne leczenie, które intensyfikuje smak i stabilizuje i Soki i miazgi. Wyniki zabiegów ultradźwiękowych soków obejmują poprawę aromaty, stabilizację i ochronę.
Przeczytaj tutaj więcej o ultradźwiękowej poprawy soków & koktajle!

moc ultradźwiękowa pomaga oaking wina i alkoholi ze względu na jego rzeczywistą zdolność ekstrakcji i znacznie się nasila przenoszenie masy pomiędzy tkanki drzewnej i napoju alkoholowego.
Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o możliwościach obróbki ultradźwiękowej wina!
Proces fermentacji wina, moszcz, piwo i sake może być znacznie zwiększona, too. Stawki przyspieszenie od 50% do 65% został osiągnięty!
Aby uzyskać więcej informacji na temat fermentacji wspomaganego ultradźwiękami, kliknij tutaj!

Do produkcji lodów, wymagane jest mieszanka lodów. Ta mieszanka lodów składa się z mleka, mleka w proszku, masła lub tłuszczu roślinnego, cukier, suchej masy, emulgator, stabilizator, jak również dodatki, takie jak owoce, orzechy, środki zapachowe i środki barwiące. Ta specjalna mieszanina musi być homogenizowane i pasteryzowane, po czym całość mieszano powoli w trakcie procesu liofilizacji, aby uniemożliwić powstawanie dużych kryształów lodu. W ten sposób, bardzo małe pęcherzyki powietrza, miesza się (tak zwanym procesie napowietrzania) spienia się lody osiągnięcie gładko teksturowanej zimno deser. Jest to etap procesu, w którym mogą być stosowane ultradźwięki do zwiększenia jakości lody za.
Podczas procesu zamrażania kryształy powstają z przechłodzonej wody. Morfologia kryształów lodu odgrywa ważną rolę w odniesieniu do fakturalnych i fizycznych właściwości zamrożonej i półmrożonej żywności. Ponieważ wielkość i rozmieszczenie kryształów lodu ma szczególne znaczenie dla jakości rozmrożonych produktów bibułowych, dla lodów preferowane są mniejsze kryształy lodu, ponieważ duże kryształy mają lodowatą teksturę. Nukleacja jest najważniejszym czynnikiem kontrolującym rozkład wielkości kryształów podczas krystalizacji. W związku z tym szybkość zamrażania jest zwykle parametrem stosowanym do kontrolowania wielkości i rozkładu wielkości kryształów lodu w lodach. Podczas ubijania i zamrażania powietrze jest wstrzykiwane w celu uzyskania gładkiej konsystencji lodów. Tak zwany "over-run", ilość wtryśniętego powietrza jest proporcjonalna - w szczególności do konkretnej receptury - proporcjonalnie do łącznej objętości ciał stałych i wody. Tak więc, nadmierna wydajność różni się w zależności od różnych receptur lodów i strumieni przetwarzania. Standardowe lody wykazują nadwyżkę w wysokości 100%, co oznacza, że ​​produkt końcowy składa się z równej objętości mieszanki lodów i pęcherzyków powietrza.
Zastosowanie na Hielscher urządzenia ultradźwiękowe o wysokiej mocy zapewnia lepszą jakość lodów zmniejszając rozmiar kryształów lodu i unikanie inkrustowania powierzchni zamarzania. Lepszą konsystencję i bardziej kremowe odczucie w ustach uzyskuje się w wyniku zmniejszonej lodów wielkości kryształów i zwiększonego rozkładu bąbelkowej. Znacznie krótsze czasy zamrażania prowadzić do zwiększenia wydajności procesowej i bardziej procesu wytwarzania energii efektywny.

Napowietrzone produkty spożywcze, takie jak biszkopt, można znacznie poprawić przez sonikację. Zastosowanie ultradźwięków mocy podczas etapu mieszania ciasta poprawia jakość ciasta biszkoptowego pod względem niższej twardości i większą sprężystość ciasta, spoistość i sprężystość. Do testów wszystkie składniki zostały zmieszane ze sobą metodą "all-in", co oznacza, że ​​w celu sformułowania rzadkiego ciasta dodano jednocześnie białko, mąkę, emulgator, skrobię kukurydzianą, cukier, proszek do pieczenia, sól i świeże jaja. Przed sonikacją składniki mieszano równomiernie razem, aby ultradźwięk był nakładany na równomierną mieszaninę. Ultradźwiękowy napowietrzony placek wykazywał niższą twardość, niższą gumowatość i mniejszą żuwalność, podczas gdy sprężystość ciasta, spoistość i sprężystość były nieznacznie wyższe niż ciasto kontrolne.

Sonikacja jest dobrze znany ze swojej zdolności do ekstrakcji. Z ziaren kakao, masło kakaowe mogą być uwalniane z komórek przez ultradźwiękowej frezowania i ekstrakcji.
Ultradźwięki technikę alternatywną łamać kryształy cukru w ​​czekoladzie i zapewnia przez to efekt podobny do konszowania.

Stosowanie silnych fal ultradźwiękowych do wyników mięsnych w tenderization oft on struktura mięsa. Znaczna tenderization osiąga się przez uwolnienie miofibrylarnych i białek z komórek mięśniowych. Oprócz efektu tenderization, ultradźwięki poprawia zdolność wiązania wody i spoistość mięsa też.

Procesory ultradźwiękowe żywności znalazły drogę do znakomitej kuchni, zbyt. ultrasonicators Hielscher są wykorzystywane przez szefa kuchni, takie jak składki przez dwa Michelin przyznane kucharz-Sang-Hoon Degeimbre.
Kliknij tutaj, jeśli jesteś zainteresowany w przepisie swojego słynnego ultradźwiękowej krewetek magazynie!

Chandrapala, Jayani i in. (2012): Wpływ ultradźwięków na integralność kazeina miceli. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.

Chandrapala, Jayani i in. (2011): wpływ ultradźwięków na właściwości cieplnych i strukturalnych białek w przygotowanego koncentratu białka serwatki. Ultradźwięki Sonochemia 18/5 2011. 951-957.

Mleczarnia Handbook Processing. Opublikowane przez Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Szwecja. 387.

Feng Hao; Barbosa-Canovasem Gustavo V .; Weiss, Jochen (2010): USG Technologie dla Żywności i bioprzetwarzaniu. New York: Springer, 2010.

Huang, B. X .; Zhou, W. B. (2009): USG Aided Jogurt fermentacji z probiotyki. NUROP Kongres, Singapur, 2009.

Keshava Prakash, M. N .; Ramana, K. V. R. (2003): USG i jego zastosowanie w przemyśle spożywczym. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.

Mortazawi, A .; Tabatabaie, F. (2008): Badanie procesu zamrażania lodów Po obróbce ultradźwiękami. Świat Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.

Petzold, G. i Aguilera, J. M. (2009): Ice Morfologia: Podstawy i zastosowania technologiczne w żywności. Żywności Biophysics, tom 4, nr 4, 378-396.

Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): jogurt z mleka poddanego obróbce ultradźwiękami: monitorowanie procesu fermentacji i ocena cech jakości. ICEF 2011.