อัลตราโซนิกและการใช้งานที่หลากหลายในการแปรรูปอาหาร

อัลตราซาวนด์กําลังมีความเป็นไปได้ที่หลากหลายสําหรับการใช้งานแปรรูปอาหารที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดในอุตสาหกรรมอาหาร ได้แก่ การผสม & การทําให้เป็นเนื้อเดียวกัน, อิมัลชัน, การกระจายตัว, การหยุดชะงักของเซลล์และการสกัดวัสดุภายในเซลล์, การกระตุ้นหรือการปิดใช้งานของเอนไซม์ (ซึ่งขึ้นอยู่กับความเข้มของอัลตราซาวนด์), การเก็บรักษา, การรักษาเสถียรภาพ, การละลายและการตกผลึก, การเติมไฮโดรเจน, การทําให้เนื้อนุ่ม, การสุก, การเกิดริ้วรอยและการเกิดออกซิเดชันตลอดจนการแยกก๊าซและการพ่นแห้ง

เราขอแนะนําคุณด้านล่างเกี่ยวกับการใช้งาน Hielscher sonicators ในการแปรรูปอาหาร โปรดคลิกที่ลิงค์เฉพาะเพื่อรับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับแอปพลิเคชันที่คุณสนใจ!

การสกัดรสชาติและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยใช้อัลตราซาวนด์

การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อสกัดสารประกอบชีวภาพ โมเลกุลของรสชาติ และโปรตีนอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการใช้คลื่นเสียงความเข้มสูงซึ่งช่วยเพิ่มการถ่ายโอนมวลและทำลายโครงสร้างของเซลล์ ผลของโพรงอากาศที่เกิดขึ้นช่วยเพิ่มปริมาณและอัตราความเร็วในการสกัดในขณะที่ทำงานที่อุณหภูมิต่ำ ช่วยรักษาสารประกอบที่ไวต่อความร้อนและทำให้กระบวนการผลิตสะอาดและสามารถปรับขนาดได้โดยไม่ต้องใช้ตัวทำละลายที่รุนแรง

การสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasonic extraction) เป็นวิธีที่นิยมใช้ในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ตัวอย่างเด่นของการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ได้แก่:

 

 

การอิมัลซิฟิเคชันด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงของซอส, น้ำสลัด และครีม

โดยการใช้อัลตราซาวนด์กับส่วนผสมของน้ำมันและน้ำ เชฟและนักวิทยาศาสตร์อาหารสามารถสร้างอิมัลชันที่มีความละเอียดสูงมากและเสถียรได้ – โดยไม่ใช้ความร้อนมากเกินไปหรือสารเติมแต่งสังเคราะห์ ตั้งแต่ซอสครีมข้น, น้ำสลัดวินิเกรตเนียนนุ่ม ไปจนถึงครีมปราศจากนมและโฟมที่ละเอียดอ่อน การเกิดโพรงอากาศด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงช่วยให้สามารถควบคุมขนาดของหยดน้ำและการกระจายตัวได้อย่างแม่นยำ
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอิมัลชันอาหารด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิก!

การหมักโยเกิร์ตด้วยอัลตราโซนิก

โยเกิร์ตเป็นผลิตภัณฑ์นมหมักที่สามารถผลิตได้ด้วยนมเพียงอย่างเดียวหรือโดยการเติมเชื้อแบคทีเรีย สายพันธุ์ไบฟิโดแบคทีเรีย (เช่น BB-12, BB-46, B breve) เป็นโปรไบโอติกทั่วไปที่ใช้ในการหมักโยเกิร์ต โพรงอากาศอัลตราโซนิกที่ใช้กับเซลล์แบคทีเรียสามารถทําให้เกิดการทําลายล้างและพร้อมกันการปลดปล่อย β-galactosidase β-galactosidase เป็นเอนไซม์ไฮโดรเลสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแปรรูปนม การหมักด้วยอัลตราโซนิกช่วยเร่งขึ้นเนื่องจากการไฮโดรไลซิสแลคโตสที่เร็วขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการปล่อย β-galactosidase ที่เกิดจากอัลตราโซนิกจากเซลล์ไบฟิโดแบคทีเรีย
การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกมีผลต่อการแตกตัวของก้อนไขมันนมและการกระจายขนาดที่ละเอียดมาก
Ultrasonication สามารถเร่งอัตราการหมัก (ลดเวลาในการผลิตทั้งหมดได้ถึง 40%) และปรับปรุงลักษณะคุณภาพของโยเกิร์ตส่งผลให้มีความหนืดสูงขึ้นการเกิดเลือดที่แข็งแรงขึ้นและเนื้อสัมผัสที่เหนือกว่า

อัลตราโซนิกการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของนม

นม (เช่น นมวัว ควาย แพะ หรืออูฐ) เป็นอิมัลชันหรือระบบคอลลอยด์ที่ประกอบด้วยก้อนไขมันเนยภายในของเหลวที่มีคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และแร่ธาตุที่ละลายน้ํา เนื่องจากไขมันและน้ํามีแนวโน้มที่จะแยกออกเป็นสองขั้นตอนนมจึงต้องทําให้เป็นเนื้อเดียวกันเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สม่ําเสมอ การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันหมายถึงการกระจายโมเลกุลของไขมันในของเหลวนมอย่างสม่ําเสมอ อัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่รู้จักกันดีที่ใช้สําหรับการใช้งานต่างๆ ในการแปรรูปผลิตภัณฑ์นม การบําบัดด้วยอัลตราโซนิกของนมส่งผลให้ก้อนไขมันเป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีการกระจายอย่างสม่ําเสมอและสม่ําเสมอ การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราซาวนด์กําลังสูงยังมีประสิทธิภาพสําหรับนมทดแทน (มังสวิรัติ / ปราศจากนม) ที่ได้จากพืชเช่นกะทิหรือนมถั่วเหลือง
การศึกษาของ Sfakianakis และ Tzia (2012) แสดงให้เห็นว่าการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกช่วยลดขนาดของก้อนไขมันนม (MFG) ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้านล่างแสดงผลกระทบของ sonication ต่อขนาดหยดไขมันนม แอมพลิจูดต่ํา (150W) ไม่มีผลการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันที่น่าพอใจ (รูปที่ 2) ; ขนาด MFG และการกระจายของพวกมันคล้ายกับนมที่ไม่ผ่านการบําบัด (เปรียบเทียบรูปที่ 1 และ 2) อัลตราซาวนด์แอมพลิจูดปานกลาง (267.5, 375 W) มีผลการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันที่ดี เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของ MFG คือ 2 μm (รูปที่ 3, 4) อัลตราซาวนด์แอมพลิจูดที่สูงขึ้น (750W) ช่วยลดขนาด MFG ลงอย่างมาก (รูปที่ 6) ทําให้แทบมองไม่เห็นที่กล้องจุลทรรศน์ออปติคัล (กําลังขยาย 100 เท่า) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยคือ 0.3 μm

Chandrapala et al. (2012) ตรวจสอบผลของอัลตราโซนิกต่อเคซีนและแคลเซียม พวกเขาใช้คลื่นอัลตราโซนิก (20kHz) กับตัวอย่างนมพร่องมันเนยสดไมเซลลาร์เคซีนที่สร้างใหม่และผงเคซีน พวกเขาโซนิกตัวอย่างจนกระทั่งก้อนไขมันนมลดลงเหลือประมาณ 10 นาโนเมตร การวิเคราะห์นมที่โซนิคแสดงให้เห็นว่าขนาดของไมเซลเคซีนไม่เปลี่ยนแปลง เวย์โปรตีนที่ละลายน้ําได้เพิ่มขึ้นเล็กน้อยและความหนืดที่ลดลงที่สอดคล้องกันก็เกิดขึ้นภายในสองสามนาทีแรกของการ sonication การศึกษาพบว่าไมเซลเคซีนมีความเสถียรในระหว่างการ sonication และความเข้มข้นของแคลเซียมที่ละลายน้ําได้ไม่ได้รับผลกระทบจากการบําบัดด้วยอัลตราโซนิก [Chandrapala et al. 2012]

การตกผลึกน้ําตาลอัลตราโซนิกสําหรับขนม

การควบคุม sonication ช่วยให้สามารถเริ่มต้นการเพาะเมล็ดคริสตัล (การสร้างนิวเคลียส) และมีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของผลึก ภายใต้การฉายรังสีอัลตราโซนิกจะเล็กลงและด้วยเหตุนี้จึงเกิดผลึกมากขึ้น อัลตราโซนิกช่วยกระบวนการตกผลึกในสองวิธี: ประการแรกอัลตราซาวนด์พลังงานเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพมากในการสร้างสารละลายที่สม่ําเสมอซึ่งเป็นสารเริ่มต้นสําหรับการตกผลึก ในขั้นตอนที่สองอัลตราโซนิกสนับสนุนการก่อตัวของนิวเคลียสจํานวนมาก ในขณะที่การเกิดนิวเคลียสที่ไม่ดีจะสร้างผลึกขนาดใหญ่จํานวนน้อยลง แต่การเกิดนิวเคลียสที่มีประสิทธิภาพจะสร้างผลึกขนาดเล็กขนาดเล็กจํานวนมาก ในสนามอะคูสติก เป็นไปได้ที่จะเริ่มการสร้างนิวเคลียสของน้ําตาลที่ปกติแล้วไม่ชอบการตกผลึก (เช่น D-fructose, sorbitol)
การดัดแปลงอัลตราโซนิกของการตกผลึกเป็นสิ่งที่น่าสนใจสําหรับการกําหนดสูตรลูกอมขนมสเปรดไอศกรีมวิปครีมและช็อคโกแลต

ไฮโดรเจนอัลตราโซนิกของน้ํามันบริโภค

การเติมไฮโดรเจนของน้ํามันพืชเป็นกระบวนการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่สําคัญ โดยการเติมไฮโดรเจน น้ํามันพืชเหลวจะถูกเปลี่ยนเป็นไขมันที่เป็นของแข็งหรือกึ่งของแข็ง (เช่น มาการีน) ในทางเคมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวจะถูกแปลงในระหว่าง การถ่ายโอนเฟสเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนเป็นกรดไขมันอิ่มตัวที่สอดคล้องกันโดยการเพิ่มอะตอมของไฮโดรเจนที่พันธะคู่ กระบวนการเร่งปฏิกิริยานี้สามารถเร่งได้ด้วยอัลตราโซนิกกําลังสูง ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปคือนิกเกิล ไขมันเติมไฮโดรเจนถูกนํามาใช้อย่างกว้างขวางเป็นสารชอร์ตเทนนิ่งในผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ ข้อดีของไขมันอิ่มตัวคือมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันน้อยลง และด้วยเหตุนี้จึงลดความเสี่ยงของการหืน

อัลตราโซนิกทําให้เป็นของเหลวของน้ําผึ้ง

อัลตราซาวนด์นําเสนอวิธีการที่ไม่ระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพผลึกในน้ําผึ้งเพื่อทําให้เหลวและทําลายยีสต์โดยไม่ส่งผลต่อคุณภาพของน้ําผึ้ง
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติม!

เสถียรภาพอัลตราโซนิกของน้ําผลไม้และสมูทตี้

อัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคการแปรรูปอาหารแบบไม่ใช้ความร้อน ให้การรักษาที่อ่อนโยน แต่มีประสิทธิภาพ ซึ่งทําให้รสชาติเข้มข้นขึ้น และทําให้น้ําผลไม้ สมูทตี้ ซอส และน้ําซุปข้นมีเสถียรภาพและถนอมอาหาร ผลลัพธ์ของการรักษาน้ําผลไม้อัลตราโซนิกรวมถึงรสชาติที่ดีขึ้นการรักษาเสถียรภาพและการเก็บรักษา
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการปรับปรุงอัลตราโซนิกของน้ําผลไม้ได้ที่นี่ & สมูทตี้!
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแปรรูปมะเขือเทศอัลตราโซนิก!
เรียนรู้วิธีการ sonication รักษาน้ําสตรอเบอร์รี่หวานหญ้าหวานในขณะที่เพิ่มโปรไฟล์สารอาหาร!

อัลตราโซนิกอายุของไวน์ & สุรา

อัลตราซาวนด์ด้วยกําลังช่วยในการโอ๊คไวน์และสุราเนื่องจากความสามารถในการสกัดที่มีประสิทธิภาพและการถ่ายโอนมวลที่เข้มข้นขึ้นอย่างมีนัยสําคัญระหว่างเนื้อเยื่อไม้และเครื่องดื่มแอลกอฮอล์
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการรักษาไวน์อัลตราโซนิก!
กระบวนการหมักไวน์ ต้อง เบียร์ และสาเกสามารถเพิ่มขึ้นได้เช่นกัน อัตราการเร่งความเร็ว 50% ถึง 65% ได้สําเร็จ!
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการหมักด้วยอัลตราโซนิก โปรดคลิกที่นี่!

การแช่แข็งไอศกรีมแบบเร่งอัลตราโซนิก

สําหรับการผลิตไอศกรีมจําเป็นต้องมีไอศกรีมผสม ส่วนผสมของไอศกรีมนี้ประกอบด้วยนมนมผงครีมเนยหรือไขมันพืชน้ําตาลมวลแห้งอิมัลซิไฟเออร์สารทําให้คงตัวตลอดจนสารเติมแต่งเช่นผลไม้ถั่วรสชาติและสี ส่วนผสมพิเศษนี้จะต้องทําให้เป็นเนื้อเดียวกันและพาสเจอร์ไรส์ จากนั้นจึงกวนช้าๆ ในระหว่างกระบวนการแช่แข็งเพื่อป้องกันการก่อตัวของผลึกน้ําแข็งขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้จึงผสมฟองอากาศขนาดเล็กมาก (ที่เรียกว่ากระบวนการเติมอากาศ) เพื่อทําให้ไอศกรีมเป็นฟองเพื่อให้ได้ของหวานเย็นที่มีเนื้อสัมผัสเรียบเนียน นี่คือขั้นตอนกระบวนการซึ่งสามารถใช้อัลตราโซนิกเพื่อเพิ่มคุณภาพไอศกรีม
ในระหว่างกระบวนการแช่แข็ง คริสตัลจะก่อตัวขึ้นจากน้ำที่ถูกทำให้เย็นต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง รูปร่างของผลึกน้ำแข็งมีบทบาทสำคัญต่อคุณสมบัติทางเนื้อสัมผัสและทางกายภาพของอาหารที่แช่แข็งและแช่แข็งครึ่งหนึ่ง เนื่องจากขนาดและการกระจายตัวของผลึกน้ำแข็งมีความสำคัญเป็นพิเศษต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์เนื้อเยื่อที่ละลายแล้ว สำหรับไอศกรีม ผลึกน้ำแข็งขนาดเล็กเป็นที่ต้องการมากกว่าเพราะผลึกขนาดใหญ่จะทำให้เกิดเนื้อสัมผัสที่แข็งเหมือนน้ำแข็ง การเกิดนิวเคลียสเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการควบคุมการกระจายตัวของขนาดผลึกในระหว่างการตกผลึกดังนั้น อัตราการแช่แข็งจึงเป็นพารามิเตอร์ที่ใช้ควบคุมขนาดและการกระจายตัวของขนาดของผลึกน้ำแข็งในไอศกรีม โดยระหว่างกระบวนการตีและแช่แข็ง จะมีการฉีดอากาศเพื่อทำให้เนื้อไอศกรีมเนียนนุ่ม ซึ่งกระบวนการนี้เรียกว่า “เกินกำหนด”ปริมาณอากาศที่ถูกฉีดเข้าไปจะถูกปรับสัดส่วน – โดยเฉพาะตามสูตรเฉพาะ – ตามสัดส่วนของปริมาตรรวมของของแข็งและน้ำ ดังนั้น การเพิ่มปริมาณไอศกรีม (over-run) จึงแตกต่างกันไปตามสูตรไอศกรีมและกระบวนการผลิต ไอศกรีมมาตรฐานจะแสดงค่า over-run 100% ซึ่งหมายความว่าผลิตภัณฑ์สุดท้ายประกอบด้วยปริมาตรที่เท่ากันของส่วนผสมไอศกรีมและฟองอากาศ
การใช้โฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์กําลังสูงของ Hielscher ให้ไอศกรีมที่มีคุณภาพดีขึ้นโดยการลดขนาดผลึกน้ําแข็งและหลีกเลี่ยงการเกิดเยื้อของพื้นผิวที่แช่แข็ง ความสม่ําเสมอที่ดีขึ้นและความรู้สึกครีมในปากมากขึ้นเกิดขึ้นเนื่องจากขนาดผลึกไอศกรีมที่ลดลงและการกระจายฟองอากาศที่เพิ่มขึ้น เวลาในการแช่แข็งที่สั้นลงอย่างมีนัยสําคัญนําไปสู่ความสามารถในการผลิตที่สูงขึ้นและกระบวนการผลิตที่ประหยัดพลังงานมากขึ้น

การเติมอากาศอัลตราโซนิกของแป้ง

ผลิตภัณฑ์อาหารที่มีการเติมอากาศ เช่น เค้กฟองน้ำ สามารถปรับปรุงคุณภาพได้อย่างมีนัยสำคัญด้วยการใช้อัลตราโซนิก การประยุกต์ใช้อัลตราโซนิกกำลังสูงในระหว่างขั้นตอนการผสมแป้งช่วยปรับปรุงคุณภาพของเค้กฟองน้ำในแง่ของความแข็งที่ลดลง และความยืดหยุ่น ความเหนียว และความยืดหยุ่นของเค้กที่สูงขึ้น สำหรับการทดสอบ ส่วนผสมทั้งหมดถูกผสมเข้าด้วยกันตามวิธีการ "all-in” วิธีการ ซึ่งหมายถึงการเติมแป้งสาลีทั้งเมล็ดที่มีโปรตีนต่ำ อิมัลซิไฟเออร์ แป้งข้าวโพด น้ำตาล ผงฟู เกลือ และไข่ไก่สดทั้งฟองพร้อมกันเพื่อผสมเป็นแป้ง ก่อนการโซนิเคชัน ส่วนผสมทั้งหมดถูกคนให้เข้ากันอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้สามารถนำคลื่นอัลตราซาวนด์ไปประยุกต์ใช้กับส่วนผสมแป้งได้อย่างทั่วถึง เค้กที่ผ่านการเติมอากาศด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์แสดงค่าความแข็งต่ำกว่า ความเหนียวต่ำ และความหนืดต่ำ ในขณะที่ความยืดหยุ่น ความเหนียวเหนอะหนะ และความยืดหยุ่นของเค้กสูงกว่าเค้กควบคุมเล็กน้อย

การตกผลึกอัลตราโซนิกและการหยิบช็อกโกแลต

Sonication เป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการสกัด จากเมล็ดโกโก้เนยโกโก้สามารถปล่อยออกจากเซลล์โดยการกัดและการสกัดด้วยอัลตราโซนิก
อัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคทางเลือกในการทําลายผลึกน้ําตาลในช็อกโกแลตและให้ผลที่คล้ายคลึงกันกับการหนู

การทําให้เนื้อนุ่มด้วยอัลตราโซนิก

การประยุกต์ใช้คลื่นอัลตราโซนิกอันทรงพลังกับเนื้อสัตว์ส่งผลให้โครงสร้างเนื้อนุ่มลง การอ่อนโยนอย่างมีนัยสําคัญทําได้โดยการปล่อยโปรตีน myofibrillar ออกจากเซลล์กล้ามเนื้อ นอกจากผลการทําให้นุ่มนวลแล้ว อัลตราซาวนด์ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการจับน้ําและความเหนียวแน่นของเนื้อสัตว์อีกด้วย
ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทําให้เนื้อนุ่มด้วยอัลตราซาวนด์ไฟฟ้าและเครื่องสะท้อนเสียง MeatBuzzer ที่นี่!

Sonication ในห้องครัวและบาร์

เครื่องเตรียมอาหารอัลตราโซนิกได้พบทางไปยังครัวรสเลิศเช่นกัน เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ถูกใช้โดยเชฟระดับพรีเมียมเช่นโดยเชฟที่ได้รับรางวัลมิชลินสตาร์สองอย่าง Sang-Hoon Degeimbre
คลิกที่นี่หากคุณสนใจสูตรของสต็อกกุ้งอัลตราโซนิกที่มีชื่อเสียงของเขา!
สําหรับสูตรค็อกเทลอัลตราโซนิกคลิกที่นี่!

 

เครื่องสะท้อนเสียงสําหรับการแปรรูปอาหารโคเชอร์และฮาลาล

Hielscher Ultrasonics สามารถให้การรับรองโคเชอร์หรือฮาลาลสําหรับเครื่องโซนิกได้ตามคําขอ ซึ่งหมายความว่าเครื่องสะท้อนเสียงได้รับการผลิตและแปรรูปตามแนวทางที่เข้มงวดของกฎหมายอาหารทางศาสนาเหล่านี้ การรับรองโคเชอร์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องสะท้อนเสียงได้รับการผลิตโดยไม่มีผลพลอยได้จากสัตว์หรืออนุพันธ์ใด ๆ ในขณะที่การรับรองฮาลาลจะตรวจสอบว่าเครื่องสะท้อนเสียงได้รับการจัดการในลักษณะที่สอดคล้องกับหลักการอาหารของอิสลาม

หากคุณต้องการเครื่องสะท้อนเสียง Hielscher ที่ผ่านการรับรองโคเชอร์หรือฮาลาลโปรดติดต่อเราและเรายินดีที่จะจัดเตรียมการรับรองที่จําเป็น