Ултразвучна обрада и њене бројне примене у преради хране

Ултразвук велике снаге нуди бројне могућности за ефикасну и поуздану прераду хране. Најчешће примене у прехрамбеној индустрији обухватају мешање и хомогенизацију, емулговање, дисперговање, разарање ћелија и екстракцију унутарћелијског материјала, активацију или деактивацију ензима (што зависи од интензитета ултразвука), конзервисање, стабилизацију, растварање и кристализацију, хидрогенизацију, омекшавање меса, сазревање, одлежавање и оксидацију, као и дегазацију и сушење распршивањем.

У наставку вам представљамо различите одабране примене соникатора Hielscher у преради хране. Кликните на одговарајуће везе да бисте добили детаљне информације о примени која вас занима!

Екстракција арома и биоактивних једињења помоћу ултразвука

Ултразвучна екстракција се широко користи у прехрамбеној индустрији за ефикасно издвајање биоактивних једињења, молекула ароме и протеина применом ултразвука високог интензитета, који побољшава пренос масе и разара ћелијске структуре. Настали кавитациони ефекти повећавају принос и брзину екстракције при ниским радним температурама, помажући у очувању осетљивих једињења и омогућавајући чисту прераду без агресивних растварача, уз могућност повећања обима производње.

Ултразвучна екстракција се често користи за екстракцију биоактивних једињења. Истакнути примери ултразвучне екстракције обухватају:

 

У овој презентацији упознајемо вас са производњом биљних екстраката. Објашњавамо изазове у производњи висококвалитетних биљних екстраката и како вам соникатор може помоћи да их превазиђете. Ова презентација ће вам показати како функционише ултразвучна екстракција. Сазнаћете које предности можете очекивати од употребе соникатора за екстракцију и како можете увести ултразвучни екстрактор у своју производњу екстраката.

 

Ултразвучно емулговање сосова, прелива и кремова

Применом соникације на мешавине уља и воде, кувари и научници у области хране добијају ултрафине, стабилне емулзије – без прекомерне топлоте или синтетичких адитива. Од кремастих сосова и баршунастих винегрет прелива до кремова без млечних састојака и нежних пена, ултразвучна кавитација омогућава прецизну контролу величине капљица и дисперзије.
Сазнајте више о ултразвучним емулзијама у прехрамбеној индустрији!

Ултразвучна ферментација јогурта

Јогурт је ферментисани млечни производ који се може произвести само од млека или уз додатак бактеријских култура. Сојеви бифидобактерија (нпр. BB-12, BB-46, B breve) уобичајени су пробиотици који се користе за ферментацију јогурта. Ултразвучна кавитација која делује на бактеријске ћелије може изазвати њихово разарање и истовремено ослобађање β-галактозидазе. β-галактозидаза је ензим из групе хидролаза који се интензивно користи у индустрији прераде млека. Ултразвучно потпомогнута ферментација се убрзава услед брже хидролизе лактозе, која је резултат ултразвучно изазваног ослобађања β-галактозидазе из ћелија бифидобактерија.
Ултразвучна хомогенизација доводи до разбијања глобула млечне масти и расподеле глобула веома малих величина.
Ултразвучна обрада може убрзати ферментацију (смањење укупног времена производње до 40%) и побољшати квалитет јогурта, што резултира већим вискозитетом, чвршћим коагулумом и супериорном текстуром.

Ултразвучна хомогенизација млека

Млеко (нпр. кравље, бивоље, козје или камиље млеко) је емулзија или колоидни систем који се састоји од глобула млечне масти у течности на бази воде која садржи растворене угљене хидрате, протеине и минерале. Пошто маст и вода имају тенденцију раздвајања у две фазе, млеко се мора хомогенизовати да би се добио уједначен производ. Хомогенизација подразумева равномерну расподелу молекула масти у млечној течности. Ултразвучна обрада је добро позната метода која се користи за различите примене у преради млека. Ултразвучном обрадом млека добијају се хомогенизоване глобуле масти, уједначене величине и равномерно распоређене. Хомогенизација ултразвуком велике снаге такође је ефикасна за биљне замене за млеко (веганске / без млечних састојака), као што су кокосово или сојино млеко.
Студија аутора Sfakianakis и Tzia (2012) показује да ултразвучна хомогенизација смањује величину глобула млечне масти (MFG). Микроскопски снимци у наставку приказују утицај соникације на величину капљица млечне масти. Ниска амплитуда (150W) није имала задовољавајући ефекат хомогенизације (сл.2) ; величина глобула млечне масти и њихова расподела биле су сличне онима у необрађеном млеку (упоредити сл. 1 и 2). Ултразвук средње амплитуде (267,5, 375 W) имао је добар ефекат хомогенизације; просечни пречник глобула млечне масти износио је 2 μm (сл. 3, 4). Ултразвук више амплитуде (750W) знатно је смањио величину глобула млечне масти (сл. 6), тако да су биле једва видљиве под оптичким микроскопом (увећање 100x); њихов просечни пречник износио је 0,3 μm.

Chandrapala и сар. (2012) истраживали су утицај ултразвучне обраде на казеин и калцијум. Применили су ултразвучне таласе (20kHz) на узорке свежег обраног млека, реконституисаног мицеларног казеина и казеина у праху. Узорке су обрађивали соникацијом док величина глобула млечне масти није смањена на приближно 10nm. Анализа млека обрађеног соникацијом показује да је величина казеинских мицела непромењена. Током првих неколико минута соникације такође је дошло до благог повећања садржаја растворљивих протеина сурутке и одговарајућег смањења вискозности. Студијом је утврђено да су казеинске мицеле стабилне током соникације и да ултразвучна обрада не утиче на концентрацију растворљивог калцијума. [Chandrapala et al. 2012]

Ултразвучна кристализација шећера за кондиторске производе

Контролисана соникација омогућава покретање стварања кристализационих језгара и утицање на раст кристала. Под дејством ултразвука настају мањи, а тиме и бројнији кристали. Ултразвук потпомаже процес кристализације на два начина: прво, ултразвук велике снаге је веома ефикасно средство за добијање уједначеног раствора, који представља полазну супстанцу за кристализацију. У другој фази ултразвук подстиче стварање великог броја језгара. Док слаба нуклеација ствара мањи број великих кристала, ефикасна нуклеација ствара велики број ситних кристала. У акустичком пољу могуће је чак покренути нуклеацију шећера који иначе тешко кристалишу (нпр. D-фруктозе, сорбитола).
Ултразвучна модификација кристализације занимљива је за формулисање бомбона, кондиторских производа, намаза, сладоледа, шлага и чоколаде.

Ултразвучна хидрогенизација јестивих уља

Хидрогенизација биљних уља је важан индустријски процес великог обима. Хидрогенизацијом се течна биљна уља претварају у чврсте или получврсте масти (нпр. маргарин). Са хемијског становишта, незасићене масне киселине се претварају током катализоване фазним преносом реакције хидрогенизације у одговарајуће засићене масне киселине додавањем атома водоника на двоструке везе. Овај каталитички процес може се убрзати ултразвучним третманом велике снаге. Често коришћен катализатор је никл. Хидрогенизоване масти се у великој мери користе у пекарским производима као средства за постизање прхкости. Предност засићених масти је њихова мања склоност ка оксидацији, а тиме и мањи ризик од ужеглости.

Ултразвучно утечњавање меда

Ултразвук нуди ефикасну нетермичку методу за растварање кристала у меду и уништавање квасаца, без утицаја на квалитет меда.
Кликните овде да бисте сазнали више!

Ултразвучна стабилизација сокова и смутија

Као нетермичка техника прераде хране, ултразвук омогућава благ, али ефикасан третман који појачава ароме, стабилизује сокове, смутије, сосове и пирее и продужава њихову трајност. Резултати ултразвучног третмана сокова укључују побољшане ароме, стабилизацију и продужење трајности.
Прочитајте овде више о ултразвучном побољшању сокова и смутија!
Прочитајте више о ултразвучној преради парадајза!
Сазнајте како соникација продужава трајност сока од јагоде заслађеног стевијом и истовремено побољшава његов нутритивни профил!

Ултразвучно одлежавање вина и жестоких пића

Ултразвук велике снаге поспешује обогаћивање вина и жестоких пића састојцима храстовог дрвета захваљујући својој ефикасној способности екстракције и значајно интензивираном преносу масе између дрвног ткива и алкохолног пића.
Кликните овде да бисте сазнали више о могућностима ултразвучног третмана вина!
Процес ферментације вина, шире, пива и сакеа такође се може знатно убрзати. Постигнута су убрзања од 50% до 65%!
За више информација о ферментацији потпомогнутој ултразвуком, кликните овде!

Ултразвучно убрзано замрзавање сладоледа

За производњу сладоледа потребна је смеша за сладолед. Ова смеша се састоји од млека, млека у праху, павлаке, маслаца или биљне масти, шећера, суве материје, емулгатора, стабилизатора, као и додатака попут воћа, орашастих плодова, арома и боја. Ова посебна смеша мора се хомогенизовати и пастеризовати, а затим се полако меша током замрзавања како би се спречило стварање великих кристала леда. Притом се у смешу уносе веома мали мехурићи ваздуха (такозвани процес аерације) како би се сладолед запенио и добио хладан десерт глатке текстуре. Управо у овом кораку процеса може се применити ултразвучни третман ради побољшања квалитета сладоледа.
Током замрзавања, кристали се формирају из прехлађене воде. Морфологија кристала леда има важну улогу у погледу текстурних и физичких својстава замрзнуте и полузамрзнуте хране. Како су величина и расподела кристала леда посебно важне за квалитет одмрзнутих производа са ткивном структуром, код сладоледа су пожељни мањи кристали леда јер велики кристали доводе до ледене текстуре. Нуклеација је најважнији фактор за контролу расподеле величине кристала током кристализације. Стога је брзина замрзавања обично параметар који се користи за контролу величине и расподеле величине кристала леда у сладоледу. Током мућења и замрзавања убризгава се ваздух како би се постигла глатка текстура сладоледа. Такозвано повећање запремине услед уношења ваздуха, односно количина убризганог ваздуха, одређује се – у складу са конкретном рецептуром – сразмерно укупној запремини чврстих материја и воде. Зато ово повећање запремине варира у зависности од различитих рецептура сладоледа и токова прераде. Стандардни сладолед има повећање запремине услед уношења ваздуха од 100%, што значи да се коначни производ састоји од једнаких запремина смеше за сладолед и мехурића ваздуха.
Употреба Hielscher ултразвучних хомогенизатора велике снаге обезбеђује бољи квалитет сладоледа смањењем величине кристала леда и спречавањем стварања наслага на површини за замрзавање. Боља конзистенција и кремастији осећај у устима постижу се захваљујући мањој величини кристала леда у сладоледу и побољшаној расподели мехурића ваздуха. Значајно краће време замрзавања доводи до већег капацитета процеса и енергетски ефикаснијег производног процеса.

Ултразвучна аерација течног теста

Квалитет прехрамбених производа са уграђеним ваздухом, као што је бисквитни колач, може се значајно побољшати соникацијом. Примена ултразвука велике снаге током мешања течног теста побољшава квалитет бисквитног колача смањењем тврдоће и повећањем еластичности, кохезивности и способности опоравка након деформације. За испитивања су сви састојци помешани методом „све одједном“, што значи да су интегрално брашно са ниским садржајем протеина, емулгатор, кукурузни скроб, шећер, прашак за пециво, со и свежа цела јаја додати истовремено ради припреме течног теста. Пре соникације, састојци су равномерно измешани како би се ултразвук применио на уједначену смешу течног теста. Колач аерисан ултразвуком показао је мању тврдоћу, мању гумозност и мањи отпор при жвакању, док су еластичност, кохезивност и способност опоравка након деформације биле нешто веће него код контролног колача.

Ултразвучна кристализација и кончирање чоколаде

Соникација је добро позната по својој способности екстракције. Ултразвучним млевењем и екстракцијом какао-маслац се може ослободити из ћелија зрна какаоа.
Ултразвук је алтернативна техника за разбијање кристала шећера у чоколади и тиме остварује ефекте сличне кончирању.

Ултразвучно омекшавање меса

Примена снажних ултразвучних таласа на месо доводи до омекшавања његове структуре. Значајно омекшавање постиже се ослобађањем миофибриларних протеина из мишићних ћелија. Поред омекшавања, ултразвук побољшава и способност везивања воде и кохезивност меса.
Овде пронађите више информација о омекшавању меса ултразвуком велике снаге и соникатором MeatBuzzer!

Соникација у кухињама и баровима

Ултразвучни уређаји за прераду хране нашли су примену и у гурманској кухињи. Ултразвучне уређаје Hielscher користе врхунски кувари, попут шефа кухиње Sang-Hoon Degeimbre, награђеног двема Мишленовим звездицама.
Кликните овде ако вас занима рецепт за његов чувени бујон од шкампа припремљен ултразвуком!
За рецепте за коктеле припремљене ултразвуком кликните овде!

 

Соникатори за кошер и халал прераду хране

Hielscher Ultrasonics може на захтев обезбедити кошер или халал сертификацију за своје соникаторе. То значи да су соникатори произведени и обрађени у складу са строгим смерницама ових верских прописа о исхрани. Кошер сертификација гарантује да су соникатори произведени без икаквих нуспроизвода или деривата животињског порекла, док халал сертификација потврђује да се соникаторима руковало у складу са исламским начелима исхране.

Ако вам је потребан соникатор Hielscher са кошер или халал сертификатом, обратите нам се и радо ћемо организовати неопходну сертификацију.