Ултразвук и његове вишеструке примене у преради хране
Снажни ултразвук нуди многоструке могућности за ефикасне и поуздане примене у преради хране. Најчешћа примена у прехрамбеној индустрији укључује мешање & хомогенизација, емулзификација, дисперговање, разбијање ћелија и екстракција унутарћелијског материјала, активација или деактивација ензима (што зависи од интензитета ултразвука), очување, стабилизација, отапање и кристализација, хидрогенација, мекање меса, сазревање, старење и оксидација, као и дегазацију и сушење распршивањем.
У наставку вам представљамо различите одабране примене Хиелсцхер соникатора у преради хране. Молимо кликните на одређене везе да бисте добили детаљне информације о апликацији која вас занима!
Екстракција укуса и биоактивних једињења ултразвуком
Ултразвук је добро позната и поуздана метода када је у питању екстракција унутарћелијске материје.
Кликните овде да прочитате више о ултразвучна лиза & Екстракција и примери ултразвучне екстракције активних једињења из шафран, кафа, канабис, печурке или алге!
Ултразвучна ферментација јогурта
Јогурт је ферментисани млечни производ који се може произвести само млеком или додатком бактеријских култура. Сојеви бифидобактерија (нпр. ББ-12, ББ-46, Б бреве) су уобичајени пробиотици који се користе за ферментацију јогурта. Ултразвучна кавитација примењена на бактеријске ћелије може изазвати њихово уништење и истовремено ослобађање β-галактозидазе. β-галактозидаза је ензим хидролазе који се у великој мери користи у индустрији прераде млека. Ултразвучно потпомогнута ферментација је убрзана због брже хидролизе лактозе која је резултат ултразвучно индукованог ослобађања β-галактозидазе из ћелија бифидобактерије.
Ултразвучна хомогенизација утиче на ломљење глобула млечне масти и дистрибуцију веома фине величине.
Ултразвучна обрада може убрзати брзину ферментације (смањење укупног времена производње до 40%) и побољшати карактеристике квалитета јогурта, што резултира већим вискозитетом, јачим 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 путера у течности на бази воде која садржи растворене угљене хидрате, протеине и минерале. Пошто маст и вода имају тенденцију да се раздвоје у две фазе, млеко се мора хомогенизовати да би се добио уједначен производ. Хомогенизација значи равномерну расподелу молекула масти у млечној течности. Ултразвук је добро позната метода која се користи за различите примене у преради млека. Ултразвучна обрада млека резултира хомогенизованим масним куглицама, које су равномерно и равномерно распоређене. Хомогенизација ултразвуком велике снаге је такође ефикасна за (веганске/без млечних производа) замене за млеко добијене од биљака као што су кокосово млеко или сојино млеко.
Студија Сфакианакиса и Тзиа (2012) показује да ултразвучна хомогенизација смањује величину глобула млечне масти (МФГ). Микроскопске слике испод показују ефекте соникације на величину капљица млечне масти. Ниска амплитуда (150В) није имала задовољавајући ефекат хомогенизације (Сл.2); величина МФГ и њихова дистрибуција били су слични нетретираном млеку (упореди слике 1 и 2). Ултразвук средње амплитуде (267,5, 375 В) имао је добар ефекат хомогенизације; Просечан пречник МФГ био је 2 μм (сл. 3, 4). Ултразвук веће амплитуде (750В) значајно је смањио величину МФГ (слика 6), чинећи их једва видљивим на оптичком микроскопу (увећање од 100к); њихова просечна величина пречника била је 0,3 μм.

Ултразвук велике снаге је блага техника нетермалне хомогенизације. Сфакианакис и др. (2011) показују импресиван ефекат ултразвучне хомогенизације млека.
Цхандрапала и др. (2012) истраживали су ефекат ултразвука на казеин и калцијум. Применили су ултразвучне таласе (20 кХз) на узорке свежег обраног млека, реконституисаног мицеларног казеина и казеинског праха. Соницирали су узорке све док се куглице млечне масти нису смањиле на прибл. 10нм. Анализа соникованог млека показује да је величина мицела казеина непромењена. Мало повећање растворљивог протеина сурутке и одговарајуће смањење вискозности такође се догодило у првих неколико минута соникације. Студија је утврдила да су мицеле казеина стабилне током ултразвучне обраде и да ултразвучни третман не утиче на концентрацију растворљивог калцијума. [Цхандрапала ет ал. 2012]
Ултразвучна кристализација шећера за кондиторске производе
Контролисана соникација омогућава да се започне сејање кристала (стварање језгара) и утиче на раст кристала. Под ултразвучним зрачењем формирају се мањи, а тиме и више кристала. Ултразвук помаже процесу кристализације на два начина: Прво, ултразвук снаге је веома ефикасан алат за стварање равномерног раствора, који је почетна супстанца за кристализацију. У другој фази, ултразвук подржава формирање великог броја језгара. Док лоша нуклеација ствара мањи број великих кристала, ефикасна нуклеација формира велику количину малих кристала фине величине. У акустичном пољу постаје чак могуће да се покрене нуклеација шећера који су нормално несклони кристализацији (нпр. Д-фруктоза, сорбитол).
Ултразвучна модификација кристализације интересантна је за формулацију бомбона, кондиторских производа, намаза, сладоледа, шлага и чоколаде.

Ултрасоникатор УИП4000хдТ је моћни процесор хране од 4кВ за индустријску производњу хране као што је пектин и екстракција арома, као и хомогенизација.
Ултразвучна хидрогенација јестивих уља
Хидрогенација биљних уља је важан индустријски процес великих размера. Хидрогенизацијом, течна биљна уља се претварају у чврсте или получврсте масти (нпр. маргарин). Хемијски, незасићене масне киселине се претварају током фазни трансфер катализован реакција хидрогенације у њихове одговарајуће засићене масне киселине додавањем атома водоника на двоструким везама. Овај каталитички процес може се убрзати ултразвуком велике снаге. Често коришћени катализатор је никл. Хидрогенизоване масти се широко користе као средства за скраћивање у пекарским производима. Предност засићених масти је њихова мања склоност оксидацији и самим тим мањи ризик од ужеглости.
Ултразвучна течност меда
Ултразвук нуди ефикасну нетермалну методу, кристале у меду за укапљивање и уништавање квасца, без утицаја на квалитет меда.
Кликни овде да сазнаш више!
Ултразвучна стабилизација сокова и смутија
Као техника нетермалне обраде хране, ултразвук пружа благ, али ефикасан третман који појачава укусе, стабилизује и чува сокове, смутије, сосове и пирее. Резултати ултразвучног третмана соком укључују побољшане укусе, стабилизацију и конзервацију.
Прочитајте овде више о ултразвучном побољшању сокова & смоотхиес!
Прочитајте више о ултразвучној преради парадајза!
Ултразвучно старење вина & алкохолно пиће
Снажни ултразвук помаже да се вино и жестока алкохолна пића зацрне захваљујући ефикасном капацитету екстракције и значајно интензивираном преносу масе између дрвеног ткива и алкохолног пића.
Кликните овде да сазнате више о могућностима ултразвучног третмана вина!
Процес ферментације вина, мошта, пива и сакеа такође се може значајно повећати. Стопе убрзања од 50% до 65% су постигнуте!
Да бисте добили више информација о ултразвучној ферментацији, кликните овде!
Ултразвучно убрзано замрзавање сладоледа
За производњу сладоледа потребна је мешавина сладоледа. Ова мешавина сладоледа се састоји од млека, млека у праху, кајмака, путера или биљне масти, шећера, суве масе, емулгатора, стабилизатора као и адитива као што су воће, ораси, ароме и боје. Ова специјална мешавина мора бити хомогенизована и пастеризована, а затим се полако меша током процеса замрзавања како би се спречило стварање великих кристала леда. При томе се веома мали мехурићи ваздуха мешају у (тзв. процес аерације) да би се сладолед запенио и постигао хладан десерт са глатком текстуром. Ово је корак процеса, где се ултразвучна обрада може применити да би се побољшао квалитет сладоледа.
Током процеса замрзавања, кристали се формирају из прехлађене воде. Морфологија ледених кристала игра важну улогу у погледу текстурних и физичких својстава смрзнуте и полузамрзнуте хране. Како су величина и распоред кристала леда од посебног значаја за квалитет производа од одмрзнутог ткива, за сладолед су пожељнији мањи кристали леда јер велики кристали резултирају леденом текстуром. Нуклеација је најважнији фактор за контролу дистрибуције величине кристала током кристализације. Стога је брзина смрзавања обично параметар који се користи за контролу величине и расподеле величине кристала леда у сладоледу. Током мућења и замрзавања, ваздух се убризгава да би се постигла глатка текстура сладоледа. Такозвани „прекорачивање“, количина убризганог ваздуха, пропорционална је – посебно према одређеном рецепту – пропорционално комбинованој запремини чврстих материја и воде. Дакле, прекорачење варира због различитих формулација сладоледа и токова обраде. Стандардни сладолед показује прекорачење од 100%, што значи да се финални производ састоји од једнаке запремине мешавине сладоледа и мехурића ваздуха.
Употреба Хиелсцхер ултразвучних хомогенизатора велике снаге обезбеђује бољи квалитет сладоледа смањењем величине кристала леда и избегавањем инкрустације површине која се смрзава. Боља конзистенција и кремастији осећај у устима се постижу захваљујући смањеној величини кристала сладоледа и побољшаној дистрибуцији ваздушних мехурића. Значајно краће време замрзавања доводи до већег капацитета процеса и енергетски ефикаснијег производног процеса.

Ултрасоникатор УП400Ст за брзу екстракцију биљака у серијама.
Ултразвучна аерација теста
Газирани прехрамбени производи као што је бисквит могу се значајно побољшати ултразвучном обрадом. Примена моћног ултразвука током фазе мешања теста побољшава квалитет бисквита у смислу мање тврдоће, веће еластичности, кохезивности и еластичности колача. За тестове, сви састојци су помешани заједно по „све-у“ методи, што значи да се истовремено додају интегрално брашно са ниским садржајем протеина, емулгатор, кукурузни скроб, шећер, прашак за пециво, со и свежа цела јаја да би се формулисало тесто. Пре ултразвука, састојци су равномерно измешани заједно тако да се ултразвук примени на уједначену мешавину теста. Ултразвучна газирана погача је показала мању тврдоћу, мању гумавост и мању жвакање, док су еластичност, кохезивност и еластичност колача били нешто већи од контролног колача.
Ултразвучна кристализација и конширање чоколаде
Соникација је добро позната по свом капацитету екстракције. Из какао зрна, какао путер се може ослободити из ћелија ултразвучним млевењем и екстракцијом.
Ултразвук је алтернативна техника за разбијање кристала шећера у чоколади и на тај начин пружа сличне ефекте као конширање.
Ултразвучна тендеризација меса
Примена снажних ултразвучних таласа на месо доводи до омекшавања структуре меса. Значајна нежност се постиже ослобађањем миофибриларних протеина из мишићних ћелија. Поред ефекта омекшавања, ултразвук побољшава и способност везивања воде и кохезивност меса.
Пронађите више информација о омекшавању меса уз помоћ ултразвука и соникатора МеатБуззер овде!
Соникација у кухињама и баровима
Ултразвучни прерађивачи хране нашли су свој пут и до гурманске кухиње. Хиелсцхер ултрасоникаторе користе врхунски кувари, као што су два шефа кухиње Санг-Хоон Дегеимбре награђена Мицхелиновим звездицама.
Кликните овде, ако сте заинтересовани за рецепт његове чувене ултразвучне залихе шкампа!
За рецепте за ултразвучне коктеле кликните овде!
Соникатори за кошер и халал прераду хране
Хиелсцхер Ултрасоницс може да обезбеди кошер или халал сертификат за своје соникаторе на захтев. То значи да су соникатори произведени и обрађени у складу са строгим смерницама ових верских закона о исхрани. Кошер сертификат осигурава да су соникатори произведени без икаквих животињских нуспроизвода или деривата, док халал сертификат потврђује да се соникатори рукују на начин који је у складу са исламским принципима исхране.
Ако вам је потребан кошер или халал сертификован Хиелсцхер соникатор, контактирајте нас и радо ћемо организовати неопходну сертификацију.
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Литература / Референце
- Chandrapala, Jayani et al. (2012): The effect of ultrasound on casein micelle integrity. Journal of Dairy Science 95/12, 2012. 6882-6890.
- Chandrapala, Jayani et al. (2011): Effects of ultrasound on the thermal and structural characteristics of proteins in reconstituted whey protein concentrate. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
- Dairy Processing Handbook. Published by Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Sweden. 387.
- Feng, Hao; Barbosa-Cánovas, Gustavo V.; Weiss, Jochen (2010): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2010.
- Huang, B. X.; Zhou, W. B. (2009): Ultrasound Aided Yogurt Fermentation with Probiotics. NUROP Congress, Singapore, 2009.
- Keshava Prakash, M. N.; Ramana, K. V. R. (2003): Ultrasound and Its Application in the Food Industry. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
- Mortazavi, A.; Tabatabaie, F. (2008): Study of Ice Cream Freezing Process after Treatment with Ultrasound. World Applied Science Journal 4, 2008. 188-190.
- Petzold, G. and Aguilera, J. M. (2009): Ice Morphology: Fundamentals and Technological Applications in Foods. Food Biophysics Vol.4, No. 4, 378-396.
- Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): Yogurt from ultrasound treated milk: monitoring of fermentation process and evaluation of product quality characteristics. ICEF 2011.

Хиелсцхер Ултрасоницс производи ултразвучне хомогенизаторе високих перформанси од лаб до индустријска величина.