Ultrasonication in njegove raznolike aplikacije v predelavi hrane

Močni ultrazvok ponuja številne možnosti za učinkovite in zanesljive aplikacije za predelavo hrane. Najpogostejše aplikacije v živilski industriji vključujejo mešanje & homogenizacija, emulgiranje, disperzija, razbijanje celic in ekstrakcija znotrajceličnega materiala, aktivacija ali deaktivacija encimov (ki je odvisna od intenzivnosti ultrazvoka), konzerviranje, stabilizacija, raztapljanje in kristalizacija, hidrogeniranje, mehčanje mesa, zorenje, staranje in oksidacija ter razplinjevanje in sušenje z razprševanjem.

V nadaljevanju vam predstavljamo različne izbrane aplikacije Hielscher sonicatorjev v predelavi hrane. Prosimo, kliknite na posebne povezave, da dobite poglobljene informacije o aplikaciji, ki vas zanima!

Ekstrakcija arom in bioaktivnih spojin z uporabo ultrazvoka

Ultrasonication je dobro znana in zanesljiva metoda, ko gre za ekstrakcijo znotrajcelične snovi.
Kliknite tukaj, če želite prebrati več o Ultrazvočna liza & Ekstrakcija in primeri ultrazvočne ekstrakcije aktivnih spojin iz žafran, kava, marihuana, Gobe ali alge!

Ultrazvočno emulgiranje omak, prelivov in krem

Kuharji in živilski znanstveniki z uporabo sonikacije pri mešanicah olja in vode dosegajo zelo tanke in stabilne emulzije. – brez pretirane toplote ali sintetičnih dodatkov. Ultrazvočna kavitacija omogoča natančen nadzor nad velikostjo in razpršitvijo kapljic, od kremastih omak, žametnih vinaigretov do krem brez mleka in nežnih pen.
Preberite več o ultrazvočnih emulzijah za živila!

Ultrazvočna fermentacija jogurta

Jogurt je fermentiran mlečni izdelek, ki ga lahko proizvajamo samo z mlekom ali z dodajanjem bakterijskih kultur. Sevi bifidobakterij (npr. BB-12, BB-46, B breve) so pogosti probiotiki, ki se uporabljajo za fermentacijo jogurta. Ultrazvočna kavitacija, ki se uporablja za bakterijske celice, lahko povzroči njihovo uničenje in hkrati sproščanje β-galaktozidaze. β-galaktozidaza je encim hidrolaze, ki se močno uporablja v industriji predelave mleka. Ultrazvočno podprta fermentacija se pospeši zaradi hitrejše hidrolize laktoze, ki je posledica ultrazvočno povzročenega sproščanja β-galaktozidaze iz celic bifidobakterij.
Ultrazvočna homogenizacija vpliva na razpad kroglic mlečne maščobe in zelo fino porazdelitev.
Ultrasonication lahko poveča hitrost fermentacije (zmanjšanje skupnega časa proizvodnje do 40%) in izboljša kakovostne lastnosti jogurta, kar ima za posledico večjo viskoznost, močnejši koagulum in vrhunsko teksturo.

Ultrazvočna homogenizacija mleka

Mleko (npr. kravje, bivolje, kozje ali kamelje mleko) je emulzija ali koloidni sistem, ki je sestavljen iz kroglic mlečne maščobe v tekočini na vodni osnovi, ki vsebuje raztopljene ogljikove hidrate, beljakovine in minerale. Ker se maščoba in voda nagibajo k ločevanju v dve fazi, je treba mleko homogenizirati, da dobimo enakomeren proizvod. Homogenizacija pomeni enakomerno porazdelitev maščobnih molekul v mlečni tekočini. Ultrazvok je dobro znana metoda, ki se uporablja za različne aplikacije pri predelavi mleka. Ultrazvočna obdelava mleka ima za posledico homogenizirane maščobne kroglice, ki so enakomerno in enakomerno porazdeljene. Homogenizacija z ultrazvokom visoke moči je učinkovita tudi za (veganske / brez mlečnih izdelkov) mlečne nadomestke, pridobljene iz rastlin, kot so kokosovo mleko ali sojino mleko.
Študija Sfakianakisa in Tzia (2012) kaže, da ultrazvočna homogenizacija zmanjša velikost kroglic mlečne maščobe (MFG). Spodnje mikroskopske slike prikazujejo učinke ultrazvočnega razbijanja na velikost kapljic mlečne maščobe. Nizka amplituda (150W) ni imela zadovoljivega homogenizacijskega učinka (slika 2); velikost MFG in njihova porazdelitev sta bili podobni neobdelanemu mleku (primerjaj sliki 1 in 2). Ultrazvok srednje amplitude (267,5, 375 W) je imel dober homogenizacijski učinek; Povprečni premer MFG je bil 2 μm (slika 3, 4). Ultrazvok z višjo amplitudo (750 W) je bistveno zmanjšal velikost MFG (slika 6), zaradi česar so komaj vidni na optičnem mikroskopu (povečava 100x); njihova povprečna velikost premera je bila 0,3 μm.

Ultrazvok visoke moči je blaga tehnika netermične homogenizacije. (2011) kažejo impresiven učinek ultrazvočne homogenizacije na mleko.

Chandrapala et al. (2012) so raziskali učinek ultrasonication na kazein in kalcij. Uporabili so ultrazvočne valove (20 kHz) na vzorce svežega posnetega mleka, rekonstituiranega micelarnega kazeina in kazeina v prahu. Vzorce so sonikirali, dokler se kroglice mlečne maščobe niso zmanjšale na približno 10 nm. Analiza ultrazvočnega mleka kaže, da je velikost kazeinskih micel nespremenjena. V prvih nekaj minutah ultrazvočnega razbijanja se je pojavilo tudi majhno povečanje topnih sirotkinih beljakovin in ustrezno zmanjšanje viskoznosti. Študija je bila ugotovljena, da so kazeinske micele med ultrazvočno obdelavo stabilne in ultrazvočno zdravljenje ne vpliva na koncentracijo topnega kalcija. [Chandrapala et al. 2012]

Ultrazvočna kristalizacija sladkorja za slaščice

Nadzorovana ultrazvočna razbijanje omogoča začetek sejanja kristalov (ustvarjanje jeder) in vplivanje na rast kristalov. Pod ultrazvočnim obsevanjem nastanejo manjši in s tem več kristalov. Ultrazvočni pomaga pri procesu kristalizacije na dva načina: Prvič, ultrazvok moči je zelo učinkovito orodje za ustvarjanje enakomerne rešitve, ki je izhodiščna snov za kristalizacijo. V drugi fazi ultrazvočni podpira nastanek velikega števila jeder. Medtem ko slaba nukleacija ustvarja manjše število velikih kristalov, učinkovita nukleacija tvori veliko količino majhnih kristalov fine velikosti. V akustičnem polju je celo mogoče sprožiti nukleacijo sladkorjev, ki so običajno nenaklonjeni kristalizaciji (npr. D-fruktoza, sorbitol).
Ultrazvočna modifikacija kristalizacije je zanimiva za formulacijo bonbonov, slaščic, namazov, sladoleda, stepene smetane in čokolade.

Ultrazvočna hidrogenacija jedilnih olj

Hidrogeniranje rastlinskih olj je pomemben industrijski proces velikega obsega. S hidrogeniranjem se tekoča rastlinska olja pretvorijo v trdne ali poltrdne maščobe (npr. margarino). Kemično se nenasičene maščobne kisline pretvorijo med kataliziran fazni prenos reakcija hidrogenacije v ustrezne nasičene maščobne kisline z dodajanjem vodikovih atomov na dvojnih vezih. Ta katalitični proces se lahko pospeši z ultrazvokom visoke moči. Pogosto uporabljeni katalizator je nikelj. Hidrogenirane maščobe se v veliki meri uporabljajo kot skrajšalna sredstva v pekovskih izdelkih. Prednost nasičenih maščob je njihova manjša nagnjenost k oksidaciji in s tem manjše tveganje za žarkost.

Ultrazvočno utekočinjanje medu

Ultrazvok ponuja učinkovito netermično metodo, kristale v medu za utekočinjenje in uničenje kvasa, ne da bi to vplivalo na kakovost medu.
Kliknite tukaj, če želite izvedeti več!

Ultrazvočna stabilizacija sokov in napitkov

Kot netoplotna tehnika prehranske obdelave ultrazvok zagotavlja blago, a učinkovito zdravljenje, ki intenzivira okuse ter stabilizira in ohranja sokove, napitke, omake in pireje. Rezultati ultrazvočnih zdravljenj s sokom vključujejo izboljšane okuse, stabilizacijo in konzerviranje.
Tukaj preberite več o ultrazvočnem izboljšanju sokov & Napitke!
Preberite več o ultrazvočni obdelavi paradižnika!
Naučite se, kako ultrazvočno razbijanje ohranja jagodni sok, sladkan stevije, hkrati pa izboljša profil hranil!

Ultrazvočno staranje vina & Alkoholnih pijač

Močni ultrazvok pomaga pri hrastu vina in žganih pijač zaradi svoje učinkovite ekstrakcijske zmogljivosti in znatno okrepljenega prenosa mase med lesnim tkivom in alkoholno pijačo.
Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o možnostih ultrazvočne obdelave vina!
Proces fermentacije vina, mošta, piva in sakeja se lahko znatno poveča. Dosežene so bile stopnje pospeševanja od 50% do 65%!
Če želite dobiti več informacij o ultrazvočno podprti fermentaciji, kliknite tukaj!

Ultrazvočno pospešeno zamrzovanje sladoleda

Za proizvodnjo sladoleda je potrebna mešanica sladoleda. Ta sladoledna mešanica je sestavljena iz mleka, mleka v prahu, smetane, masla ali rastlinske maščobe, sladkorja, suhe mase, emulgatorja, stabilizatorja in dodatkov, kot so sadje, oreški, arome in barvila. To posebno zmes je treba homogenizirati in pasterizirati, nato pa jo med postopkom zamrzovanja počasi mešati, da se prepreči nastanek velikega ledenega kristala. S tem se vmešajo zelo majhni zračni mehurčki (tako imenovani postopek prezračevanja), da se sladoled peni in doseže gladko teksturirano hladno sladico. To je korak postopka, kjer se lahko ultrazvočno razglasitev uporabi za izboljšanje kakovosti sladoleda.
Med postopkom zamrzovanja iz prehlajene vode nastanejo kristali. Morfologija ledenih kristalov ima pomembno vlogo pri oblikovnih in fizikalnih lastnostih zamrznjenih in napol zamrznjenih živil. Ker sta velikost in porazdelitev ledenih kristalov posebej pomembna za kakovost odmrznjenih tkivnih izdelkov, so pri sladoledu zaželeni manjši ledeni kristali, saj veliki kristali povzročijo ledeno teksturo. Nukleacija je najpomembnejši dejavnik za nadzor porazdelitve velikosti kristalov med kristalizacijo. Zato je hitrost zamrzovanja običajno parameter, ki se uporablja za nadzor velikosti in porazdelitve ledenih kristalov v sladoledu. Med stepanjem in zamrzovanjem se vpihuje zrak, da se doseže gladka tekstura sladoleda. Tako imenovani “prekoračitev”, je količina vbrizganega zraka sorazmerna - posebej za določen recept - s skupno prostornino trdnih delcev in vode. Tako se preliv spreminja zaradi različnih receptur sladoleda in predelovalnih tokov. Standardni sladoled ima 100-odstotni presežek, kar pomeni, da je končni izdelek sestavljen iz enake količine sladoledne mešanice in zračnih mehurčkov.
Uporaba Hielscherjevih ultrazvočnih homogenizatorjev zagotavlja boljšo kakovost sladoleda z zmanjšanjem velikosti ledenih kristalov in preprečevanjem inkrustacije zmrzovalne površine. Boljša konsistenca in bolj kremast občutek v ustih je dosežena zaradi zmanjšane velikosti kristalov sladoleda in izboljšane porazdelitve zračnih mehurčkov. Bistveno krajši časi zamrzovanja vodijo do večje procesne zmogljivosti in energetsko učinkovitejšega proizvodnega procesa.

Ultrazvočno prezračevanje testa

Z uporabo ultrazvoka v fazi mešanja testa se izboljša kakovost biskvita, saj se zmanjša njegova trdota, poveča njegova prožnost, kohezivnost in elastičnost.Z uporabo ultrazvoka v fazi mešanja testa se izboljša kakovost biskvita, saj se zmanjša njegova trdota, poveča njegova prožnost, kohezivnost in prožnost. Pri testiranju so bile vse sestavine zmešane skupaj po načelu "vse v” metoda, kar pomeni, da se za pripravo testa hkrati dodajo polnovredna moka z nizko vsebnostjo beljakovin, emulgator, koruzni škrob, sladkor, pecilni prašek, sol in sveža cela jajca. Pred sonikiranjem se sestavine enakomerno premešajo, tako da se z ultrazvokom doseže enakomerna zmes testa. Ultrazvočno aerirano pecivo je bilo manj trdo, manj gumijasto in manj žvečljivo, medtem ko so bili prožnost, kohezivnost in elastičnost peciva nekoliko večji kot pri kontrolnem pecivu.

Ultrazvočna kristalizacija in konširanje čokolade

Sonication je dobro znan po svoji zmogljivosti ekstrakcije. Iz kakavovih zrn se lahko kakavovo maslo sprosti iz celic z ultrazvočnim mletjem in ekstrakcijo.
Ultrazvok je alternativna tehnika za razbijanje kristalov sladkorja v čokoladi in s tem zagotavlja podobne učinke kot konširanje.

Ultrazvočno mehčanje mesa

Uporaba močnih ultrazvočnih valov na meso povzroči mehčanje strukture mesa. Pomembno okreževanje se doseže s sproščanjem miofibrilarnih beljakovin iz mišičnih celic. Poleg učinka mehčanja ultrazvok izboljša tudi sposobnost vezave vode in kohezivnost mesa.
Več informacij o mehčanju mesa z ultrazvokom moči in sonicatorjem MeatBuzzer najdete tukaj!

Sonikacija v kuhinjah in barih

Ultrazvočni predelovalci hrane so našli pot tudi v gurmansko kuhinjo. Hielscher ultrazvočne aparate uporablja vrhunski kuhar, kot je kuhar Sang-Hoon Degeimbre, nagrajen z Michelinovo zvezdico.
Kliknite tukaj, če vas zanima recept njegove slavne ultrazvočne kozice!
Za recepte za ultrazvočne koktajle kliknite tukaj!

Sonicatorji za košer in halal predelavo hrane

Hielscher Ultrasonics lahko na zahtevo zagotovi košer ali halal certifikat za svoje zvočnike. To pomeni, da so bili sonikatorji izdelani in predelani v skladu s strogimi smernicami teh verskih prehranskih zakonov. Košer certifikat zagotavlja, da so bili sonicatorji proizvedeni brez živalskih stranskih proizvodov ali derivatov, medtem ko halal certifikat potrjuje, da so bili sonicatorji obdelani na način, ki je skladen z islamskimi prehranskimi načeli.

Če potrebujete košer ali halal certificiran Hielscher sonicator, nas kontaktirajte in z veseljem bomo poskrbeli za potrebno certificiranje.