Ultra-som e suas aplicações Manifold em Processamento de Alimentos

Ultra-som é um método bem conhecido e de confiança no que se refere à extracção de matéria intra-celular.
Clique aqui para ler mais sobre a Ultrasonic lise & Extração e os exemplos de extracção de ultra-sons de composto activo a partir de açafrão e café!

O iogurte é um produto de leite fermentado que pode ser produzido por leite sozinho ou pela adição de culturas bacterianas. estirpes de bifidobactias (por exemplo, o BB-12, BB-46, B breve) são probióticos comuns usados ​​para a fermentação iogurte. Cavitação ultra-sons aplicados para as células bacterianas podem provocar a sua destruição e, simultaneamente, a libertação de β-galactosidase. β-galactosidase é uma enzima hidrolase que é muito utilizada na indústria de processamento de leite. A fermentação ultrassonicamente assistida é acelerada devido a uma mais rápida hidrólise de lactose como resultado da libertação induzida por ultra-sons de β-galactosidase a partir das células de bifidobactérias.
A homogeneização ultra-sônica efeitos a ruptura dos glóbulos de gordura do leite e uma distribuição muito fina-tamanho.
Ultra-som pode accerlerate a taxa de fermentação (redução do tempo de produção total de até 40%) e aumenta as características de iogurte de qualidade, resultando em viscosidade mais elevada, mais forte de produto coagulado e textura superior.

O leite (por exemplo, vaca, búfalo, cabra ou leite de camelo) é uma emulsão ou sistema coloidal que consiste em glóbulos de gordura dentro de um fluido à base de água que contém carboidratos dissolvidos, proteínas e minerais. Como a gordura e a água tendem a separar em duas fases, o leite deve ser homogeneizado para obter um produto mesmo. Homogeneização significa a distribuição uniforme das moléculas de gordura no líquido do leite. O ultra-som é um método bem conhecido usado para várias aplicações no processamento de laticínios. O tratamento ultra-sônico dos resultados do leite em glóbulos gordos homogeneizados, que são uniforme e uniformemente distribuídos. A homogeneização por ultra-som de alta potência também é eficaz para (vegan/Dairy Free) substitutos de leite derivados de plantas como leite de coco ou leite de soja.
O estudo de Sfakianakis e Tzia (2012) mostra que a homogeneização de ultra-sons reduz o tamanho dos glóbulos de gordura do leite (MFG). Baixa amplitude (150W) não teve um efeito homogeneização satisfatória (Figura 2); o tamanho MFG e a sua distribuição foram semelhantes ao leite não tratado (comparar a fig. 1 e 2). ultra-som de amplitude médio (267,5, 375 W) teve um bom efeito de homogeneização; diâmetro médio MFG foi de 2 m (Fig. 3, 4). amplitude maior (750W) de ultra-sons reduzida o tamanho MFG crucialmente (Fig. 6), tornando-os quase não visível ao microscópio óptico (ampliação de 100 x); o seu tamanho médio de diâmetro era de 0,3? m.

Chandrapala et al. (2012) investigaram o efeito de ultra-sons em caseína e cálcio. Eles aplicadas ondas ultra-sónicas (20 kHz) para amostras de leite fresco desnatado, reconstituído caseína micelar, e pó de caseína. Eles sonicada as amostras até que os glóbulos de gordura de leite foram reduzida para aprox. 10nm. A análise do leite sonicadas mostra que o tamanho das micelas de caseína não é alterado. Um pequeno aumento na proteína de soro de leite solúvel e um decréscimo correspondente na viscosidade também ocorreu dentro dos primeiros poucos minutos de sonicação. O estudo foi determinado que as micelas de caseína são estáveis ​​durante a sonicação e a concentração de cálcio solúvel não é afectada pelo tratamento com ultra-sons. [Chandrapala et al. 2012]

A sonicação controlada permite iniciar a semeadura de cristais (criação de núcleos) e influenciar o crescimento do cristal. Sob irradiação ultra-sônica, são formados cristais menores e, portanto, mais. O ultra-som auxilia o processo de cristalização de duas maneiras: em primeiro lugar, o ultra-som de poder é uma ferramenta muito eficaz para criar uma solução uniforme, que é a substância inicial para a cristalização. No segundo estágio, o ultra-som suporta a formação de um grande número de núcleos. Enquanto a má nucleação cria um menor número de cristais grandes, a nucleação eficiente forma uma grande quantidade de pequenos cristais de tamanho fino. No campo acústico, torna-se possível iniciar a nucleação de açúcares que são normalmente avessos a cristalização (por exemplo, D-frutose, sorbitol).
A modificação de ultra-sons de cristalização é interessante para a formulação de doces, produtos de confeitaria, para barrar, gelado, creme de chantilly e chocolate.

A hidrogenação dos óleos vegetais é um importante processo industrial em grande escala. Através da hidrogenação, óleos vegetais líquidos são convertetd em gorduras sólidas ou semi-sólidas (por exemplo margarina). Quimicamente, os ácidos gordos insaturados são convertidos durante a de transferência de fase catalisada reacção de hidrogenação nos seus ácidos gordos saturados correspondentes por adição de átomos de hidrogénio nos doublebonds. Este processo catalítico pode ser acelerada por ultra-sons de alta potência. Um catalisador vulgarmente utilizado é o níquel. gorduras hidrogenadas são extensivamente usados ​​como agentes de redução em produtos de padaria. Uma vantagem de gorduras saturadas é a menor tendência para a oxidação e, assim, um risco menor de ranço.

O ultra-som oferece um método eficaz, cristais no mel para liquefazer e destruir o fermento, sem afetar a qualidade do mel.
Clique aqui para saber mais!

Como uma técnica de processamento de alimentos não-térmico, ultra-som fornece um tratamento suave, mas eficaz, que intensifica sabores, e estabiliza e preserva sumos e purés. Os resultados dos tratamentos de suco de ultra-som incluem a melhoria sabores, estabilização e preservação.
Leia aqui mais sobre a melhoria de ultra-som de sucos & Smoothies!

ultra-som de energia auxilia o oaking de vinho e bebidas espirituosas, devido à sua capacidade de extracção eficaz e intensificou significativamente a transferência de massa entre o tecido de madeira e a bebida alcoólica.
Clique aqui para saber mais sobre as possibilidades de tratamento de vinhos ultra-som!
O processo de fermentao de vinho, mosto, e cerveja causa pode ser substancialmente aumentada, também. taxas de aceleração de 50% a 65% foram alcançados!
Para obter mais informações sobre a fermentação ultra-som assistida, por favor clique aqui!

Para a produção de sorvete, uma mistura de sorvete é necessária. Esta mistura de gelado é constituído por leite, leite em pó, nata, manteiga ou gordura vegetal, o açúcar, a massa seca, emulsionante, estabilizador, bem como aditivos, tais como frutas, nozes, aromatizantes e corantes. Esta mistura especial tem de ser homogeneizado e pasteurizado, em seguida, agita-se lentamente durante o processo de congelação para evitar a formação de grandes cristais de gelo. Desse modo, as bolhas de ar muito pequenas são misturados no (o chamado processo de arejamento) para espumar o sorvete alcançar uma sobremesa fria sem problemas texturizado. Esta é a etapa do processo, onde ultra-som pode ser aplicado para melhorar a qualidade do sorvete.
Durante o processo de congelamento, os cristais são formados a partir de água super-resfriada. A morfologia dos cristais de gelo desempenha um papel importante nas propriedades texturizadas e físicas dos alimentos congelados e semi-congelados. Como o tamanho e a distribuição dos cristais de gelo são de especial importância para a qualidade dos produtos de tecido descongelado, para o sorvete, os cristais de gelo menores são preferidos porque os cristais grandes resultam em uma textura gelada. A nucleação é o fator mais importante para controlar a distribuição do tamanho do cristal durante a cristalização. Por isso, a taxa de congelamento geralmente é o parâmetro usado para controlar a distribuição de tamanhos e tamanhos dos cristais de gelo no sorvete. Durante o chicoteamento e congelamento, o ar é injetado para obter a textura suave do sorvete. O chamado "over-run", a quantidade de ar injetado, é proporcional - especificamente à receita particular - proporcionalmente ao volume combinado de sólidos e água. Assim, o excesso de funcionamento varia de acordo com as diferentes formulações de sorvete e os fluxos de processamento. O sorvete padrão mostra um excesso de 100%, o que significa que o produto final consiste em um volume igual de mistura de sorvete e bolhas de ar.
O uso de Hielscher de dispositivos de ultra-sons de alta potência fornece uma melhor qualidade de sorvete, reduzindo o tamanho do cristal de gelo e evitar a incrustação de uma superfície de congelação. Uma melhor consistência e uma sensação na boca mais cremosa é conseguido devido ao tamanho de cristal de gelo creme reduzida e a distribuição de bolhas de ar melhorada. Significativamente o tempo de congelamento mais curtos levar a uma capacidade de processamento superior e um processo de produção mais eficiente em termos de energia.

Os produtos alimentares aerodinâmicos, como o bolo de esponja, podem ser significativamente melhorados pela sonicação. A aplicação de ultra-som de potência durante a fase de mistura de massa melhora a qualidade do bolo de esponja em termos de dureza mais baixa e maior elasticidade, coesão e resiliência do bolo. Para os testes, todos os ingredientes foram misturados em conjunto seguindo o método "all-in", que significa que a farinha integral de baixa proteína, o emulsionante, o amido de milho, o açúcar, o fermento em pó, o sal e os ovos inteiros frescos foram adicionados simultaneamente para formular a massa. Antes da sonicação, os ingredientes foram agitados uniformemente, de modo que o ultra-som é aplicado a uma mistura de massa uniforme. O bolo ultra-condicionado com ventilação mostrou uma dureza mais baixa, menor gumminess e menor chewiness, enquanto a elasticidade, coesão e resiliência do bolo foram ligeiramente superiores ao do bolo de controle.

A sonicação é bem conhecida pela sua capacidade de extracção. A partir do feijão de cacau, manteiga de cacau pode ser libertada a partir das células por meio de moagem de ultra-sons e de extracção.
O ultra-som é uma técnica alternativa para quebrar os cristais de açúcar em chocolate e fornece efeitos semelhantes, assim como a conching.

A aplicação de ondas ultra-sônicas fortes para resultados de carne no amaciamento ele oft estrutura carne. Um amaciamento significativa é obtida pela libertação de proteínas miofibrilares a partir das células musculares. Além do efeito de amaciamento, ultra-som melhora a capacidade de ligação de água e a coesão da carne, também.

processadores de alimentos ultra-sônicos têm encontrado o seu caminho para a cozinha gourmet, também. ultrasonicators de Hielscher são utilizados pelo chef prémio como pelas duas estrelas do Michelin chef premiado Sang-Hoon Degeimbre.
Clique aqui, se você estiver interessado na receita de seu famoso estoque camarão ultra-som!

Chandrapala, Jayani et al. (2012): O efeito do ultra-som na integridade caseína micelar. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.

Chandrapala, Jayani et al. (2011): Efeitos de ultra-sons sobre as características térmicas e estruturais de proteínas de soro de leite no concentrado de proteína reconstituída. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.

Handbook processamento de laticínios. Publicado pela Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Suécia. 387.

Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V .; Weiss, Jochen (2010): Ultrasound Technologies para a Alimentação e Bioprocessamento. New York: Springer de 2010.

Huang, B. X .; Zhou, W. B. (2009): Ultra-som Aided Iogurte Fermentação com probióticos. NUROP Congresso, Singapura de 2009.

Keshava Prakash, M. N .; Ramana, K. V. R. (2003): O ultra-som e sua Aplicação na Indústria Alimentar. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.

Mortazavi, A .; Tabatabaie, F. (2008): Estudo de Ice Cream processo de congelamento após o tratamento com ultra-som. Science World Aplicada Journal 4, 2008. 188-190.

Petzold, G. e Aguilera, J. M. (2009): Ice Morfologia: Fundamentos e Aplicações Tecnológicas em Foods. Food Biofísica Vol.4, No. 4, 378-396.

Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): O iogurte de ultra-som de leite tratado: monitorização de processos de fermentação e avaliação das características de qualidade do produto. ICEF 2011.