Pastörisering & Homogenisering av flytande ägg
Flytande äggprodukter (hela ägg, äggvitor, äggulor) måste pastöriseras för att garantera livsmedelssäkerheten. Ultraljudshomogenisatorer ger intensiv kavitation och höga skjuvkrafter för att döda mikrober. Speciellt i kombination med förhöjda temperaturer (∼50°C) och tryck (mano-termosonikering) ger kraftultraljud exceptionella pastöriseringsresultat. Ultraljudssystem för livsmedelsbearbetning används i stor utsträckning för att uppfylla homogeniserings-, pastöriserings- och steriliseringsapplikationer.
pastörisering med ultraljud
Flytande helägg, äggvita, äggula och andra blandade äggprodukter pastöriseras för att säkerställa att inga bakterier/patogener finns i produkten. Mikrobiell inaktivering via pastörisering är ett mycket viktigt processteg för att förhindra förstörelse och livsmedelsburna sjukdomar. Konventionell pastörisering uppnås genom en värmebehandling av den flytande äggprodukten. Sådan värmebehandling påverkar dock proteiner, konsistens och äggfunktioner.
Ultraljudspastörisering är ett mycket effektivt och effektivt pastöriseringsalternativ.
Flytande äggprodukter kan effektivt pastöriseras genom mano-termosonikering (MTS) där ultraljudspastörisering kombineras med värmebehandling (ca 50 °C) och förhöjt tryck (ca 1 barg). Under dessa synergistiska bearbetningsförhållanden kan en tillförlitlig bakteriell reduktion av 5log uppnås. Mano-termosonik förbättrar avdödningshastigheten för mikrober avsevärt: För det första ökar känsligheten hos de flesta mikroorganismer för ultraljudsbehandling avsevärt vid temperaturer över 50 °C. För det andra ökar intensiteten och destruktiviteten hos ultraljudskavitation under förhöjt tryck.
De synergistiska effekterna i kombination med manotermisk pastörisering överträffar konventionell värmepastörisering av ägg genom att resultera i en flytande äggprodukt av förbättrad kvalitet. Flytande ägg pastöriserade genom mano-termosonik visar mindre proteindenaturering, lägre smakförlust, förbättrad homogenitet och betydligt högre energieffektivitet.
Hielscher ultraljudsflödesceller säkerställer passagen av den flytande äggprodukten direkt genom den högintensiva Kavitation för att säkerställa en jämn och fullständig pastörisering av den flytande äggprodukten.
Ultraljud Ohmic Uppvärmning: Lär dig hur sonikering förbättrar ohmisk uppvärmning!
Ultraljud emulgering
Äggvita består av ca 90 % vatten, äggula innehåller ca 25 % fett. Vatten och olja/fett är oblandbara, vilket innebär att faserna tenderar att separeras. För att få en homogen, stabil flytande heläggsprodukt krävs en sofistikerad emulgeringsmetod för att förhindra fasseparation.
Ultraljudskavitation och skjuvning ger den energi som krävs för att homogenisera den flytande äggprodukten jämnt. Kraftfull ultraljudsbehandling förhindrar fasseparation genom att bryta fettkulorna och sprida vatten och fett jämnt för att få en stabil emulsion.
Ultraljudskavitationsbehandling är en överlägsen teknik för att producera emulsioner i nanostorlek för att uppnå mekanisk stabilitet!
- Milda processförhållanden
- Avlägsnande av patogener
- Förlängd hållbarhet
- enhetlig konsistens
- Bättre näringsmässiga och sensoriska egenskaper
- Ingen denaturering
- ingen koagulering
Ultraljud formulering
Under ultraljudshomogenisering och pastörisering kan tillsatser (t.ex. socker, salt, xantangummi och så vidare.) Kan jämnformigt blandas i den flytande äggprodukten.
Hielschers ultraljudshomogenisatorer används också för produktion av äggtoddy (mjölk+äggbaserad sprit) för att förbättra mekanisk stabilitet och hållbarhet.
Ultraljudsspraytorkning av äggpulver
Flytande ägg kan bearbetas vidare till äggpulver, t.ex. heläggspulver, äggvitepulver, gulepulver. Äggvätska uppvisar skjuvningsförtunnande beteende. För att optimera spruttorkningsprocessen är ultraljudsviskositetsreduktion en mycket effektiv teknik för att öka processkapaciteten hos spraytorken.
Klicka här för att lära dig mer om den ultraljudsassisterade spraytorkningsprocessen!
Ultraljudsapparater för livsmedelsförädling
Ultraljudssystem för livsmedelsindustrin är välkända och beprövade för sina tillförlitliga resultat vid homogenisering, extraktion, pastörisering och sterilisering av livsmedelsprodukter. Hielschers industriella ultraljudsprocessorer skapar mycket höga amplituder på upp till 200 μm för att leverera den energi som krävs för pastöriserings-, steriliserings- och emulgeringsprocesser. Naturligtvis är våra ultraljudshomogenisatorer byggda för 24/7 drift under tunga förhållanden inom industrin.
Förutom sin robusthet och tillförlitlighet kräver ultraljudsprocessorer endast mycket lite underhåll och är mycket lätta att rengöra. Alla delar av ultraljudshomogenisatorn som kommer i kontakt med livsmedelsprodukten är tillverkade av titan, rostfritt stål eller glas och är autoklaverbara. Eftersom varje ultraljudsprocessor har sin ultraljudsrengörare på plats erbjuder de automatiskt CIP (cleaning-in-place) och SIP (sterilizing-in-place).
Ett litet fotavtryck och mångsidighet möjliggör en hasselfri integration av Hielschers ultraljudsapparater i produktionslinjer. Det är enkelt att eftermontera i befintliga linjer.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000 |
| N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Relaterade forskningsresultat
Ultraljud emulgering
Javad Sargolzaei et al. (2011) modifierade tillämpningen av ultraljud med hög effekt vid framställning av stabil olja-i-vatten-emulsion. Alla emulsionsprover framställdes med hjälp av en Hielscher ultraljudsprocessor UP200H. Effekten av pH, jonstyrka, pektin, guarkärnmjöl, lecitin, äggula och xantangummi samt tiden för ultraljudsbehandling, temperatur och viskositet hos olja-vattenblandningen på den specifika ytan och storleken på droppar och gräddindex för emulsionsproverna undersöktes. Experimentella data analyserades med Taguchi-metoden och optimala förhållanden bestämdes. Dessutom användes ett adaptivt neuro-fuzzy inferenssystem (ANFIS) för att modellera och kategorisera egenskaperna hos den resulterande emulsionen. Resultaten visade att ökande ultraljudsbehandling tid minskade intervallet för droppar storleksfördelning. Pektin och xanthan förbättrade emulsionens stabilitet, även om de hade olika inverkan på emulsionsstabiliteten när de användes var för sig eller tillsammans. Guarkärnmjöl förbättrade viskositeten i den kontinuerliga fasen. Emulsioner stabiliserade av äggula visade sig vara stabila mot droppflockning vid pH 3 och vid relativt låga saltkoncentrationer.
Ultraljud nedbrytning av kolesterol i äggula
Sun et al. (2011) utvecklade en ultraljudsassisterad enzymatisk process för kolesterolnedbrytning i naturlig äggula. De siktade på den katalytiska aktiviteten av kolesteroloxidas mot äggulekolesterol med målet att få en kolesterolreducerad äggula utan att påverka den viktigaste näringssammansättningen av äggula. Kolesteroloxidas användes för att katalysera nedbrytningen av kolesterol i äggula. För det första förbehandlades en 30g del av äggulan med ultraljud i 15 minuter vid 200W och inkuberas sedan i 10 timmar med en kolesteroloxidaskoncentration på 0,6 U/g äggula vid 37 °C. Slutligen sänktes kolesterolnivån i äggulan till 8,32 % av den ursprungliga koncentrationen utan att äggulans kvalitetsegenskaper påverkades.
Fakta som är värda att veta
Vad är ultraljudskavitation?
Ultraljudsbehandling skapar emulsioner genom ultraljudsdrivna svängningar med hög effekt, vilket orsakar akustisk Kavitation. Termen kavitation beskriver bildning, tillväxt och implosiv kollaps av håligheter (vakuumbubblor) i en vätska. Ultraljud / akustisk kavitation producerar lokala förhållanden inuti bubblorna på ~ 5000 K, ~ 1000 atm, uppvärmnings- och kylhastigheter som överstiger 1010 K/s och vätskestrålar med upp till 300 m/s. (Suslick et al. 2008) De intensiva krafterna, den höga skjuvningen, strömmandet och turbulensen som uppstår till följd av bubbelimplosionen ger energi för att bryta partiklar och droppar för spridning & emulsion minskning av storleken, Lyse cellväggarinleda Kemiska reaktioner.
Manotermosonikering
Som framgår av våra resultat är statiskt tryck ett mycket effektivt sätt att öka dödligheten hos ultraljudsvågor (UW) / manosonisering (MS). Denna ökning blir större när amplituden för UW är högre. Mellan 50 och 58 °C kan värmedödligheten ökas genom att kombinera värmebehandling med UW under tryck (MS). Dödligheten i denna behandling (MTS) motsvarar den additiva dödliga effekten av värme och UW. MS- och MTS-behandlingar kan bli ett alternativ till inaktivering av Y. enterocolitica och eventuellt andra mikroorganismer i värmekänsliga medier (dvs. flytande ägg). Det kan också användas i livsmedel där den höga intensiteten av värmebehandlingar som krävs (t.ex. livsmedel med låg vattenaktivitet) skulle försämra livsmedelskvaliteten. (jfr Raso m.fl. 1998)
Forskare har avslöjat att icke-termiska livsmedelskonserveringstekniker, såsom ultraljudsbehandling, inte påverkar, lika mycket som termiska processer, näringsmässiga och sensoriska egenskaper hos bearbetade livsmedel.
Läs mer om synergierna mellan effekt, ultraljud, tryck och värme!
Ägg: Sammansättning & Karakteristika
Kycklingägg är det fågelägg som konsumeras mest, men även andra sorters fågelägg, t.ex. struts, anka, vaktel, gåsägg etc., används som livsmedel och livsmedelsingredienser.
Ägg erbjuder multifunktionalitet och används därför i stor utsträckning som ingrediens i många livsmedelsprodukter.
Funktionella egenskaper hos ägg inkluderar egenskaperna hos koagulering och bindning, smak, färg, skumning, emulgering samt hämmad kristalltillväxt i konfektyr. För att bibehålla dessa funktioner hos ägg krävs en mild pastörisering för att undvika proteindenaturering.
Flytande äggprodukter sträcker sig från flytande helägg, äggvita och äggula till äggröra och andra specialiserade äggprodukter. Flytande äggprodukter finns som färdiga produkter eller i fryst form. Flytande ägg kan raffineras ytterligare till äggpulver, t.ex. heläggspulver, äggvitepulver, gulepulver. Äggpulver tillverkas av helt uttorkade ägg av spraytorkning äggen på samma sätt som mjölkpulver produceras. Fördelarna med äggpulver jämfört med färska ägg är bland annat lågt pris, minskad vikt per volym av heläggsekvivalent, hållbarhet, mindre lagringsutrymme och onödig kylning.
Värmekänslighet hos äggproteiner
Ägg innehåller flera värmekänsliga proteiner som är en viktig faktor att ta hänsyn till när flytande ägg (även kända som brytägg) bearbetas och pastöriseras. Särskilt flytande äggviteprodukter är känsliga för bearbetningsförhållanden, särskilt värme. Temperaturen för denaturering av äggviteproteiner varierar mellan 61 °C (för Ovotransferrin) och 92,5 °C (för G2-globulin). Livetins, lysozym,
ovomakroglobulin och ovoglobulin G3 är de minst värmestabila proteinerna, medan ovotransferrin, ovoinhibitor och ovoglobulin G2 visade sig vara de mest värmestabila proteinerna i ägg. Proteiners känslighet för värme kan påverkas av tillsats av salt och socker, vilket ökar värmestabiliteten hos värmekänsliga proteiner.
Inte bara socker och salt, även kolhydrater, såsom sackaros, glukos, fruktos, arabinos, mannitol och xylos, skyddar proteiner från denaturering under värmebehandlingar (pastörisering).
Koaguleringstemperatur för hela ägget: vid 73 °C
Emulsion stabilitet
För att erhålla en homogen flytande äggprodukt måste det flytande ägget stabiliseras mekaniskt för att förhindra att det delas upp i två faser.
En emulsion är en blandning av två eller flera oblandbara/icke-blandbara vätskor. Tekniskt sett är emulsioner en underavdelning av kolloidala system med två eller flera faser. I emulsioner är både den dispergerade/inre och den kontinuerliga/yttre fasen flytande. I emulsioner blandas två oblandbara vätskor genom att dispergera den ena vätskan (den dispergerade fasen) i den andra (den kontinuerliga fasen). Emulgeringsmedel används för att erhålla långsiktig mekanisk stabilitet i systemet.
Lecitin, som t.ex. är en komponent i äggula, är ett vanligt använt livsmedelsemulgeringsmedel för livsmedels- och industriella tillämpningar. Förutom lecitin innehåller äggula flera aminosyror som också fungerar som emulgeringsmedel. Äggula innehåller ca 5-8 gram lecitin, vilket är anledningen till att äggula är en viktig ingrediens i många emulsionsbaserade recept Till exempel majonnäs, hollandaise, dressingar och såser.
Här hittar du en steg-för-steg-instruktion och en video för emulgering av ultraljudmajonnäs!
Skummande funktionalitet
Äggviteproteiner innehåller aminosyror. När proteinet är ihoprullat packas de hydrofoba aminosyrorna i mitten bort från vattnet och de hydrofila är på utsidan närmare vattnet.
När ett äggprotein står mot en luftbubbla exponeras en del av proteinet för luft och en del är fortfarande i vatten. Proteinet rullar ihop sig så att dess vattenälskande delar kan sänkas ner i vattnet och dess vattenräddande delar kan sticka upp i luften. När proteinerna väl har rullat ihop sig binder de till varandra - precis som de gjorde när de värmdes upp - och skapar ett nätverk som kan hålla luftbubblorna på plats.
ägglikör
Äggtoddy är en mjölkbaserad dryck som består av mjölk, ägg, socker och aromer och ibland alkohol. Det är en söt, rik, krämig mejeribaserad dryck som traditionellt görs med mjölk, grädde, vispad äggvita, äggulor och socker. Alternativt, när den produceras som sprit, inkorporeras destillerad sprit som brandy, rom eller bourbon.
Litteratur/Referenser
- Lee, D.U.; Hein, V.; Knorr, D. (2003): Effekter av kombinationsbehandlingar av nisin och högintensivt ultraljud med högt tryck på den mikrobiella inaktiveringen i flytande helägg. Innovativ livsmedelsvetenskap & Ny teknik 2003.
- Nakamura, R.; Mizutani, R.; Yano, M.; Hayakawa, S. (1988): Förbättring av emulgerande egenskaper hos protein genom ultraljudsbehandling med äggula lecitin. Tidskrift för jordbruks- och livsmedelskemi 36, 1988. 729-732.
- Raso, J.; Pagán, R.; Condón, S.; Sala, F.J. (1998): Inverkan av temperatur och tryck på dödligheten av ultraljud. Tillämpad mikrobiologi och miljömikrobiologi, 64/2, 1998. 465–471.
- Sargolzaei, J.; Mosavian, M.T.H.; Hassani, A. (2011): Modellering och simulering av ultraljudsprocess med hög effekt vid beredning av stabil olja-i-vatten-emulsion. Tidskrift för programvaruteknik och tillämpningar 4, 2011. 259-267.
- Sol, Y.; Yang, H.; Zhong, X.; Wang, W. (2011): Ultraljudsassisterad enzymatisk nedbrytning av kolesterol i äggula. Innovativ livsmedelsvetenskap & Ny teknik 12/4, 2011. 505-508.
- Suslick, K.S.; Flannigan, D.J. (2008): Inuti en kollapsande bubbla: Sonoluminescens och förhållandena under kavitation. Annu. Rev. Phys. Chem. 59, 2008. 659–83.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.





