Ultrasonikasyon ve Gıda İşlemede Manifold Uygulamaları

Power ultrason, etkili ve güvenilir gıda işleme uygulamaları için çeşitli olanaklar sunar. Gıda endüstrisindeki en yaygın uygulamalar karıştırmayı içerir & homojenizasyon, emülsifikasyon, dispersiyon, hücre parçalanması ve hücre içi materyalin ekstraksiyonu, enzimlerin aktivasyonu veya deaktivasyonu (ultrason yoğunluğuna bağlıdır), koruma, stabilizasyon, çözme ve kristalizasyon, hidrojenasyon, et yumuşatma, olgunlaşma, yaşlanma ve oksidasyonun yanı sıra gaz giderme ve sprey kurutma.

Aşağıda, gıda işlemede Hielscher sonicators'ın çeşitli seçilmiş uygulamalarını tanıtıyoruz. İlgilendiğiniz uygulama hakkında derinlemesine bilgi almak için lütfen ilgili bağlantılara tıklayın!

Ultrason Kullanarak Tatlandırıcıların ve Biyoaktif Bileşiklerin Ekstraksiyonu

Ultrasonik ekstraksiyon, kütle transferini artıran ve hücresel yapıları bozan yüksek yoğunluklu ultrason uygulayarak biyoaktif bileşikleri, aroma moleküllerini ve proteinleri verimli bir şekilde geri kazanmak için gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ortaya çıkan kavitasyon etkileri, düşük sıcaklıklarda çalışırken ekstraksiyon verimini ve hızını artırır, hassas bileşiklerin korunmasına yardımcı olur ve agresif çözücüler olmadan temiz, ölçeklenebilir işleme sağlar.

Ultrasonik ekstraksiyon, biyoaktif bileşikleri çıkarmak için yaygın olarak kullanılır. Ultrasonik ekstraksiyonun öne çıkan örnekleri şunlardır:

 

 

Sosların, Sosların ve Kremlerin Ultrasonik Emülsifikasyonu

Şefler ve gıda bilimcileri, yağ/su karışımlarına sonikasyon uygulayarak ultra ince, stabil emülsiyonlar elde ediyor – aşırı ısı veya sentetik katkı maddeleri olmadan. Kremsi soslardan kadifemsi salata soslarına, süt içermeyen kremlere ve hassas köpüklere kadar, ultrasonik kavitasyon damlacık boyutu ve dağılımı üzerinde hassas kontrol sağlar.
Ultrasonik gıda emülsiyonları hakkında daha fazla bilgi edinin!

Yoğurdun Ultrasonik Fermantasyonu

Yoğurt, tek başına sütle veya bakteri kültürlerinin eklenmesiyle üretilebilen fermente bir süt ürünüdür. Bifidobakteri suşları (örneğin BB-12, BB-46, B breve) yoğurt fermantasyonu için kullanılan yaygın probiyotiklerdir. Bakteri hücrelerine uygulanan ultrasonik kavitasyon, onların yok olmasına ve aynı anda β-galaktosidaz salınımına neden olabilir. β-galaktosidaz, süt işleme endüstrisinde yoğun olarak kullanılan bir hidrolaz enzimidir. Ultrasonik destekli fermantasyon, bifidobakteri hücrelerinden ultrasonik olarak indüklenen β-galaktosidaz salınımından kaynaklanan daha hızlı bir laktoz hidrolizi nedeniyle hızlanır.
Ultrasonik homojenizasyon, süt yağı globüllerinin kırılmasını ve çok ince bir boyut dağılımını etkiler.
Ultrasonikasyon, fermantasyon oranını hızlandırabilir (toplam üretim süresinin @'a kadar azaltılması) ve yoğurdun kalite özelliklerini iyileştirebilir, bu da daha yüksek viskozite, daha güçlü pıhtı ve üstün doku ile sonuçlanır.

Sütün Ultrasonik Homojenizasyonu

Süt (örneğin, manda, keçi veya deve sütü), çözünmüş karbonhidratlar, proteinler ve mineraller içeren su bazlı bir sıvı içindeki tereyağı globüllerinden oluşan bir emülsiyon veya kolloidal sistemdir. Yağ ve su iki faza ayrılma eğiliminde olduğundan, eşit bir ürün elde etmek için sütün homojenize edilmesi gerekir. Homojenizasyon, süt sıvısı içindeki yağ moleküllerinin eşit dağılımı anlamına gelir. Ultrason, süt işlemede çeşitli uygulamalar için kullanılan iyi bilinen bir yöntemdir. Sütün ultrasonik muamelesi, eşit ve homojen bir şekilde dağılmış homojenize yağ globülleri ile sonuçlanır. Yüksek güçlü ultrason ile homojenizasyon, hindistan cevizi sütü veya soya sütü gibi bitkilerden elde edilen (vegan/süt içermeyen) süt ikameleri için de etkilidir.
Sfakianakis ve Tzia'nın (2012) çalışması, ultrasonik homojenizasyonun süt yağı globüllerinin (MFG) boyutunu azalttığını göstermektedir. Aşağıdaki mikroskobik görüntüler, sonikasyonun süt yağı damlacık boyutu üzerindeki etkilerini göstermektedir. Düşük genlik (150W) tatmin edici bir homojenizasyon etkisine sahip değildi (Şekil 2); MFG boyutu ve dağılımı işlenmemiş süte benzerdi (Şekil 1 ve 2'yi karşılaştırın). Orta genlikli ultrason (267.5, 375 W) iyi bir homojenizasyon etkisine sahipti; MFG ortalama çapı 2 μm idi (Şekil 3, 4). Daha yüksek genlikli (750W) ultrason, MFG boyutunu önemli ölçüde azalttı (Şekil 6), optik mikroskopta zar zor görünür hale geldi (100x büyütme); Ortalama çap boyutları 0.3 μm idi.

Chandrapala ve ark. (2012) ultrasonikasyonun kazein ve kalsiyum üzerindeki etkisini araştırdı. Taze yağsız süt, sulandırılmış misel kazein ve kazein tozu örneklerine ultrasonik dalgalar (20kHz) uyguladılar. Süt yağı kürecikleri yaklaşık 10 nm'ye düşene kadar numuneleri sonikleştirdiler. Sonikasyonlu sütün analizi, kazein misellerinin boyutunun değişmediğini göstermektedir. Çözünür peynir altı suyu proteininde küçük bir artış ve viskozitede buna karşılık gelen bir azalma da sonikasyonun ilk birkaç dakikasında meydana geldi. Çalışma, kazein misellerinin sonikasyon sırasında stabil olduğu ve çözünür kalsiyum konsantrasyonunun ultrasonik tedaviden etkilenmediği belirlendi. [Chandrapala ve ark. 2012]

Şekerleme için Ultrasonik Şeker Kristalizasyonu

Kontrollü sonikasyon, kristal tohumlamayı (çekirdek oluşturma) başlatmaya ve kristal büyümesini etkilemeye izin verir. Ultrasonik ışınlama altında, daha küçük ve dolayısıyla daha fazla kristal oluşur. Ultrasonik, kristalleşme sürecine iki şekilde yardımcı olur: Birincisi, güç ultrasonu, kristalleşme için başlangıç maddesi olan eşit bir çözelti oluşturmak için çok etkili bir araçtır. İkinci aşamada, ultrasonik çok sayıda çekirdeğin oluşumunu destekler. Zayıf çekirdeklenme daha az sayıda büyük kristal oluştururken, verimli çekirdeklenme büyük miktarda küçük ince boyutlu kristaller oluşturur. Akustik alanda, normalde kristalleşmeye karşı olan şekerlerin (örneğin D-fruktoz, sorbitol) çekirdeklenmesini başlatmak bile mümkün hale gelir.
Kristalleşmenin ultrasonik modifikasyonu, şekerler, şekerlemeler, sürülebilir ürünler, dondurma, krem şanti ve çikolatanın formülasyonu için ilginçtir.

Yemeklik Yağların Ultrasonik Hidrojenasyonu

Bitkisel yağların hidrojenasyonu, önemli bir endüstriyel büyük ölçekli işlemdir. Hidrojenasyon ile sıvı bitkisel yağlar katı veya yarı katı yağlara (örneğin margarin) dönüştürülür. Kimyasal olarak, doymamış yağ asitleri faz transferi katalizli çift bağlara hidrojen atomları eklenerek hidrojenasyonun karşılık gelen doymuş yağ asitlerine reaksiyonu. Bu katalitik süreç, yüksek güçlü ultrasonikasyon ile hızlandırılabilir. Yaygın olarak kullanılan bir katalizör nikeldir. Hidrojene yağlar, unlu mamullerde katı yağ maddesi olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Doymuş yağların bir avantajı, oksidasyon eğilimlerinin daha düşük olması ve dolayısıyla daha düşük acılaşma riskidir.

Balın Ultrasonik Sıvılaştırılması

Ultrason, balın kalitesini etkilemeden mayayı sıvılaştırmak ve yok etmek için baldaki kristaller olan etkili bir termal olmayan yöntem sunar.
Daha fazlasını öğrenmek için buraya tıklayın!

Meyve sularının ve smoothie'lerin ultrasonik stabilizasyonu

Termal olmayan bir gıda işleme tekniği olarak ultrason, aromaları yoğunlaştıran ve meyve sularını, smoothie'leri, sosları ve püreleri stabilize eden ve koruyan hafif ama etkili bir tedavi sağlar. Ultrasonik meyve suyu işlemlerinin sonuçları, geliştirilmiş tatlar, stabilizasyon ve korumayı içerir.
Meyve sularının ultrasonik iyileştirilmesi hakkında daha fazla bilgi edinin & Smoothies!
Ultrasonik domates işleme hakkında daha fazla bilgi edinin!
Sonikasyonun besin profilini geliştirirken stevia ile tatlandırılmış çilek suyunu nasıl koruduğunu öğrenin!

Şarabın Ultrasonik Yaşlanması & Içki

Power Ultrason, etkili ekstraksiyon kapasitesi ve odun dokusu ile alkollü içecek arasındaki önemli ölçüde yoğunlaştırılmış kütle transferi nedeniyle şarap ve alkollü içeceklerin meşelenmesine yardımcı olur.
Ultrasonik şarap tedavisinin olanakları hakkında daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayın!
Şarap, şıra, bira ve sake'nin fermantasyon süreci de önemli ölçüde artırılabilir. P ila e arasında hızlanma oranları elde edildi!
Ultrasonik destekli fermantasyon hakkında daha fazla bilgi almak için lütfen buraya tıklayın!

Ultrasonik Olarak Hızlandırılmış Dondurma Dondurma

Dondurma üretimi için bir dondurma karışımı gereklidir. Bu dondurma karışımı süt, süt tozu, krema, tereyağı veya bitkisel yağ, şeker, kuru kütle, emülgatör, stabilizatör ve ayrıca meyveler, kuruyemişler, aromalar ve renklendiriciler gibi katkı maddelerinden oluşur. Bu özel karışımın homojenize edilmesi ve pastörize edilmesi gerekir, daha sonra büyük buz kristalinin oluşmasını önlemek için dondurma işlemi sırasında yavaşça karıştırılır. Böylece, dondurmayı köpürtmek için çok küçük hava kabarcıkları karıştırılır (havalandırma işlemi olarak adlandırılır) ve pürüzsüz dokulu bir soğuk tatlı elde edilir. Bu, dondurma kalitesini artırmak için ultrasonikasyonun uygulanabileceği işlem adımıdır.
Dondurma işlemi sırasında aşırı soğutulmuş sudan kristaller oluşur. Buz kristallerinin morfolojisi, dondurulmuş ve yarı dondurulmuş gıdaların dokusal ve fiziksel özellikleri açısından önemli bir rol oynar. Buz kristallerinin boyutu ve dağılımı çözülmüş doku ürünlerinin kalitesi için özel bir öneme sahip olduğundan, dondurma için daha küçük buz kristalleri tercih edilir çünkü büyük kristaller buzlu bir dokuya neden olur. Çekirdeklenme, kristalleşme sırasında kristal boyutu dağılımını kontrol etmek için en önemli faktördür. Bu nedenle donma hızı genellikle dondurmadaki buz kristallerinin boyutunu ve boyut dağılımını kontrol etmek için kullanılan parametredir. Çırpma ve dondurma sırasında, dondurmanın pürüzsüz dokusunu elde etmek için hava enjekte edilir. Sözde “aşırı çalışma”Enjekte edilen hava miktarı, özellikle belirli bir tarife göre, katı madde ve suyun birleşik hacmiyle orantılıdır. Bu nedenle, farklı dondurma formülasyonlarına ve işleme akışlarına bağlı olarak fazla çalışma değişir. Standart dondurma 0'lük bir taşma gösterir, bu da nihai ürünün eşit hacimde dondurma karışımı ve hava kabarcıklarından oluştuğu anlamına gelir.
Hielscher yüksek güçlü ultrason homojenizatörlerinin kullanılması, buz kristali boyutunu azaltarak ve donma yüzeyinin kabuklanmasını önleyerek daha iyi bir dondurma kalitesi sağlar. Küçültülmüş dondurma kristal boyutu ve geliştirilmiş hava kabarcığı dağılımı sayesinde daha iyi bir kıvam ve daha kremsi bir ağız hissi elde edilir. Önemli ölçüde daha kısa dondurma süreleri, daha yüksek bir proses kapasitesi ve daha enerji verimli bir üretim prosesi sağlar.

Meyilli Ultrasonik Havalandırılması

Pandispanya gibi havalandırılmış gıda ürünleri sonikasyon ile önemli ölçüde iyileştirilebilir. Hamur karıştırma aşamasında güçlü ultrasonik uygulama, pandispanya kalitesini daha düşük sertlik ve daha yüksek kek yaylılığı, yapışkanlık ve esneklik açısından iyileştirir. Testler için tüm malzemeler "hepsi bir arada" kuralına uygun olarak karıştırılmıştır.” Bu yöntemde düşük proteinli tam un, emülgatör, mısır nişastası, şeker, kabartma tozu, tuz ve taze bütün yumurtalar hamuru oluşturmak için eş zamanlı olarak eklenmiştir. Sonikasyondan önce, malzemeler eşit bir şekilde karıştırılmış, böylece ultrason eşit bir hamur karışımına uygulanmıştır. Ultrasonik olarak havalandırılan kek daha düşük sertlik, daha düşük sakızımsı ve daha düşük çiğnenebilirlik gösterirken, kekin yaylanma özelliği, yapışkanlığı ve esnekliği kontrol kekinden biraz daha yüksek olmuştur.

Çikolatanın Ultrasonik Kristalizasyonu ve Konçlanması

Sonikasyon, ekstraksiyon kapasitesi ile iyi bilinir. Kakao çekirdeğinden, kakao yağı ultrasonik frezeleme ve ekstraksiyon ile hücrelerden serbest bırakılabilir.
Ultrason, çikolatadaki şeker kristallerini kırmak için alternatif bir tekniktir ve bu nedenle konçlama ile benzer etkiler sağlar.

Etin Ultrasonik Yumuşatılması

Ete güçlü ultrasonik dalgaların uygulanması, et yapısının yumuşamasına neden olur. Miyofibriler proteinlerin kas hücrelerinden salınmasıyla önemli bir hassasiyet elde edilir. Yumuşatma etkisinin yanı sıra, ultrason su bağlama kapasitesini ve etin yapışkanlığını da geliştirir.
Güç ultrason ve sonicator MeatBuzzer ile et yumuşatma hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz!

Mutfaklarda ve Barlarda Sonikasyon

Ultrasonik gıda işlemcileri de gurme mutfağına giden yolu buldu. Hielscher ultrasonicators, iki Michelin yıldızlı ödüllü şef Sang-Hoon Degeimbre gibi birinci sınıf şef tarafından kullanılır.
Ünlü ultrasonik karides stoğunun tarifiyle ilgileniyorsanız buraya tıklayın!
Ultrasonik kokteyl tarifleri için buraya tıklayın!

 

Koşer ve Helal Gıda İşleme için Sonikatörler

Hielscher Ultrasonics, istek üzerine sonicators için koşer veya helal sertifikası sağlayabilir. Bu, sonikatörlerin bu dini diyet yasalarının katı kurallarına uygun olarak üretildiği ve işlendiği anlamına gelir. Koşer sertifikası, sonikatörlerin herhangi bir hayvansal yan ürün veya türev olmadan üretilmesini sağlarken, helal sertifikası, sonikatörlerin İslami beslenme ilkelerine uygun bir şekilde ele alındığını doğrular.

Koşer veya helal sertifikalı bir Hielscher sonicator'a ihtiyacınız varsa, lütfen bizimle iletişime geçin ve gerekli sertifikayı düzenlemekten memnuniyet duyarız.