Ультразвуковая технология и ее применение в пищевой промышленности

Мощный ультразвук предлагает множество возможностей для эффективного и надежного применения в пищевой промышленности. Наиболее распространенными областями применения в пищевой промышленности являются смешивание & гомогенизация, эмульгирование, диспергирование, разрушение клеток и экстракция внутриклеточного материала, активация или дезактивация ферментов (что зависит от интенсивности ультразвука), консервация, стабилизация, растворение и кристаллизация, гидрирование, размягчение мяса, созревание, старение и окисление, а также дегазация и распылительная сушка.

Ниже мы познакомим вас с различными областями применения ультразвуковых аппаратов Hielscher в пищевой промышленности. Пожалуйста, нажмите на конкретные ссылки, чтобы получить подробную информацию об интересующем вас приложении!

Экстракция ароматизаторов и биологически активных соединений с помощью ультразвука

Ультразвуковое исследование является известным и надежным методом, когда речь идет об извлечении внутриклеточного вещества.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о ультразвуковой лизис & Извлечение и примеры ультразвуковой экстракции активных соединений из шафран, кофе, конопля, Грибы или водоросли!

Ультразвуковое брожение йогурта

Йогурт — это кисломолочный продукт, который может быть получен только из молока или путем добавления бактериальных культур. Штаммы бифидобактерий (например, BB-12, BB-46, B breve) являются распространенными пробиотиками, используемыми для ферментации йогурта. Ультразвуковая кавитация, применяемая к бактериальным клеткам, может вызвать их разрушение и одновременное высвобождение β-галактозидазы. β-галактозидаза — фермент гидролазы, который активно используется в молокоперерабатывающей промышленности. Ферментация с помощью ультразвука ускоряется за счет более быстрого гидролиза лактозы в результате индуцированного ультразвуком высвобождения β-галактозидазы из клеток бифидобактерий.
Ультразвуковая гомогенизация приводит к разрушению шариков молочного жира и очень мелкому распределению по размерам.
Ультразвуковое воздействие может увеличить скорость ферментации (сокращение общего времени производства до 40%) и улучшить качественные характеристики йогурта, что приводит к более высокой вязкости, более прочному сгустку и превосходной текстуре.

Ультразвуковая гомогенизация молока

Молоко (например, коровье, буйволиное, козье или верблюжье) представляет собой эмульсию или коллоидную систему, состоящую из шариков молочного жира в жидкости на водной основе, содержащей растворенные углеводы, белки и минералы. Поскольку жир и вода имеют тенденцию разделяться на две фазы, молоко необходимо гомогенизировать, чтобы получить однородный продукт. Гомогенизация означает равномерное распределение молекул жира в молочной жидкости. Ультразвук является хорошо известным методом, используемым для различных применений в переработке молочных продуктов. В результате ультразвуковой обработки молока образуются гомогенизированные жировые шарики, которые равномерно и равномерно распределены. Гомогенизация с помощью мощного ультразвука также эффективна для заменителей молока (веганских/безмолочных), полученных из растений, таких как кокосовое молоко или соевое молоко.
Исследование Sfakianakis и Tzia (2012) показывает, что ультразвуковая гомогенизация уменьшает размер шариков молочного жира (MFG). На приведенных ниже микроскопических изображениях показано влияние ультразвуковой обработки на размер капель молочного жира. Низкая амплитуда (150 Вт) не имела удовлетворительного эффекта гомогенизации (рис.2); Размер MFG и их распределение были аналогичны необработанному молоку (ср. рис. 1 и 2). Среднеамплитудный ультразвук (267,5, 375 Вт) обладал хорошим эффектом гомогенизации; Средний диаметр MFG составил 2 мкм (рис. 3, 4). Более высокая амплитуда (750 Вт) ультразвука существенно уменьшала размер МФГ (рис. 6), делая их малозаметными в оптическом микроскопе (100-кратное увеличение); Их средний диаметр составил 0,3 мкм.

Ультразвук высокой мощности является мягким методом нетермической гомогенизации. Sfakianakis et al. (2011) демонстрируют впечатляющий эффект ультразвуковой гомогенизации молока.

Chandrapala et al. (2012) исследовали влияние ультразвука на казеин и кальций. Они применили ультразвуковые волны (20 кГц) к образцам свежего обезжиренного молока, восстановленного мицеллярного казеина и казеинового порошка. Они обрабатывали образцы ультразвуком до тех пор, пока количество шариков молочного жира не уменьшилось примерно до 10 нм. Анализ обработанного ультразвуком молока показывает, что размер мицелл казеина не изменился. Небольшое увеличение растворимого сывороточного белка и соответствующее снижение вязкости также происходило в течение первых нескольких минут после обработки ультразвуком. В ходе исследования было установлено, что мицеллы казеина стабильны при ультразвуковой обработке, а концентрация растворимого кальция не зависит от ультразвуковой обработки. [Чандрапала и др. 2012]

Ультразвуковая кристаллизация сахара для кондитерских изделий

Управляемая ультразвук позволяет инициировать затравливание кристаллов (создание ядер) и влиять на рост кристаллов. При ультразвуковом облучении образуются меньшие и тем самым больше кристаллов. Ультразвуковое излучение помогает процессу кристаллизации двумя способами: во-первых, ультразвуковое излучение является очень эффективным инструментом для создания равномерного раствора, который является исходным веществом для кристаллизации. На втором этапе ультразвук поддерживает образование большого количества ядер. В то время как плохое зародышеобразование создает меньшее количество крупных кристаллов, эффективное зародышеобразование образует большое количество мелких кристаллов мелкого размера. В акустической области становится возможным даже инициировать зарождение сахаров, которые в норме не поддаются кристаллизации (например, D-фруктозы, сорбита).
Ультразвуковая модификация кристаллизации интересна для рецептур конфет, кондитерских изделий, спредов, мороженого, взбитых сливок и шоколада.

Ультразвуковая гидрация пищевых масел

Гидрогенизация растительных масел является важным промышленным крупномасштабным процессом. Путем гидрогенизации жидкие растительные масла превращаются в твердые или полутвердые жиры (например, маргарин). Химически ненасыщенные жирные кислоты преобразуются в течение Катализируемый фазовый перенос реакция гидрирования на соответствующие им насыщенные жирные кислоты путем добавления атомов водорода в двойных связях. Этот каталитический процесс может быть ускорен с помощью ультразвука высокой мощности. Обычно используемым катализатором является никель. Гидрогенизированные жиры широко используются в качестве укоротителей в хлебобулочных изделиях. Преимуществом насыщенных жиров является их меньшая склонность к окислению и, следовательно, меньший риск прогорклости.

Ультразвуковое разжижение меда

Ультразвук предлагает эффективный нетермический метод, кристаллы в меде разжижают и разрушают дрожжи, не влияя на качество меда.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше!

Ультразвуковая стабилизация соков и смузи

Будучи нетермическим методом обработки пищи, ультразвук обеспечивает мягкую, но эффективную обработку, которая усиливает вкус, а также стабилизирует и сохраняет соки, смузи, соусы и пюре. Результатом ультразвуковой обработки сока является улучшение вкуса, стабилизация и сохранность.
Подробнее об ультразвуковом улучшении соков читайте здесь & Коктейли!
Узнайте больше об ультразвуковой обработке томатов!
Узнайте, как ультразвук сохраняет подслащенный стевией клубничный сок и улучшает профиль питательных веществ!

Ультразвуковая выдержка вина & напиток

Мощный ультразвук способствует осушению вина и спиртных напитков благодаря своей эффективной экстракционной способности и значительно усиленному массообмену между древесной тканью и алкогольным напитком.
Нажмите здесь, чтобы узнать больше о возможностях ультразвуковой обработки вина!
Процесс брожения вина, сусла, пива и саке также может быть значительно увеличен. Достигнуты показатели разгона от 50% до 65%!
Чтобы получить больше информации о ферментации с помощью ультразвука, нажмите здесь!

Ультразвуковое ускорение замораживания мороженого

Для производства мороженого требуется смесь для мороженого. Эта смесь для мороженого состоит из молока, сухого молока, сливок, сливочного или растительного жира, сахара, сухой массы, эмульгатора, стабилизатора, а также добавок, таких как фрукты, орехи, ароматизаторы и красители. Эта специальная смесь должна быть гомогенизирована и пастеризована, а затем медленно перемешивается в процессе замораживания, чтобы предотвратить образование крупных кристаллов льда. Таким образом, очень маленькие пузырьки воздуха смешиваются (так называемый процесс аэрации), чтобы вспенить мороженое, достигая гладкой текстуры холодного десерта. На этом этапе процесса можно применять ультразвук для улучшения качества мороженого.
В процессе замораживания из переохлажденной воды образуются кристаллы. Морфология кристаллов льда играет важную роль в отношении текстурных и физических свойств замороженных и полузамороженных продуктов. Поскольку размер и распределение кристаллов льда имеют особое значение для качества размороженных тканевых изделий, для мороженого предпочтение отдается меньшим кристаллам льда, поскольку крупные кристаллы приводят к ледяной текстуре. Зарождение является наиболее важным фактором для контроля распределения кристаллов по размерам во время кристаллизации. Таким образом, скорость замерзания обычно является параметром, используемым для контроля размера и распределения по размерам кристаллов льда в мороженом. Во время взбивания и замораживания нагнетается воздух для достижения гладкой текстуры мороженого. Так называемый «перерасход», количество впрыскиваемого воздуха, пропорционально – в зависимости от конкретной рецептуры – пропорционально совокупному объему твердых частиц и воды. Таким образом, перерасход варьируется из-за различных рецептур мороженого и технологических потоков. Стандартное мороженое показывает вздутие в 100%, что означает, что конечный продукт состоит из равного объема смеси мороженого и пузырьков воздуха.
Использование мощных ультразвуковых гомогенизаторов Hielscher обеспечивает лучшее качество мороженого за счет уменьшения размера кристаллов льда и предотвращения образования накипи на замерзающей поверхности. Лучшая консистенция и более кремовое ощущение во рту достигаются благодаря уменьшенному размеру кристаллов мороженого и улучшенному распределению пузырьков воздуха. Значительно более короткое время замораживания приводит к более высокой производительности и более энергоэффективному производственному процессу.

Ультразвуковая аэрация теста

Газированные пищевые продукты, такие как бисквитный торт, могут быть значительно улучшены с помощью ультразвука. Применение силового ультразвука на этапе замешивания теста улучшает качество бисквита с точки зрения меньшей твердости и более высокой упругости, сплоченности и упругости торта. Для тестов все ингредиенты были смешаны вместе по методу «все включено», что означает, что для приготовления теста одновременно добавлялись цельная мука с низким содержанием белка, эмульгатор, кукурузный крахмал, сахар, разрыхлитель, соль и свежие цельные яйца. Перед ультразвуковой обработкой ингредиенты равномерно перемешиваются друг с другом, чтобы ультразвук подавался на однородную смесь теста. Торт с ультразвуковой аэрацией показал меньшую твердость, меньшую липкость и меньшую жевательность, в то время как упругость, сплоченность и упругость торта были немного выше, чем у контрольного торта.

Ультразвуковая кристаллизация и конширование шоколада

Ультразвуковая обработка хорошо известна своей экстракционной способностью. Из какао-бобов какао-масло может быть высвобождено из клеток путем ультразвукового измельчения и экстракции.
Ультразвук является альтернативным методом разрушения кристаллов сахара в шоколаде и тем самым обеспечивает эффекты, аналогичные коншированию.

Ультразвуковое размягчение мяса

Применение мощных ультразвуковых волн к мясу приводит к размягчению структуры мяса. Значительная размягченность достигается за счет высвобождения миофибриллярных белков из мышечных клеток. Помимо эффекта размягчения, ультразвук улучшает водосвязывающую способность и связность мяса.
Узнайте больше информации о размягчении мяса с помощью силового ультразвука и ультразвуковой аппарата MeatBuzzer здесь!

Ультразвуковая обработка на кухнях и в барах

Ультразвуковые кухонные комбайны нашли свое применение и на кухнях для гурманов. Ультразвуковые аппараты Hielscher используются шеф-поварами премиум-класса, такими как шеф-повар, обладатель двух звезд Мишлен Санг-Хун Дегеймбре.
Нажмите здесь, если вас заинтересовал рецепт его знаменитого ультразвукового бульона из креветок!
Чтобы ознакомиться с рецептами ультразвуковых коктейлей, нажмите здесь!

Ультразвуковые аппараты для кошерной и халяльной пищевой промышленности

Hielscher Ultrasonics может предоставить кошерную или халяльную сертификацию для своих ультразвуковых аппаратов по запросу. Это означает, что ультразвуковые аппараты были изготовлены и обработаны в соответствии со строгими рекомендациями этих религиозных диетических законов. Кошерная сертификация гарантирует, что ультразвуковые аппараты были произведены без каких-либо побочных продуктов животного происхождения или производных, в то время как халяльная сертификация подтверждает, что ультразвуковые аппараты были обработаны в соответствии с исламскими диетическими принципами.

Если вам требуется кошерный или халяльный сертифицированный ультразвуковой аппарат Hielscher, свяжитесь с нами, и мы будем рады организовать необходимую сертификацию.