Ультразвук та його різноманітне застосування в харчовій промисловості

Потужний ультразвук пропонує різноманітні можливості для ефективних і надійних застосувань для обробки харчових продуктів. Найбільш поширеними застосуваннями в харчовій промисловості є змішування & гомогенізація, емульгування, диспергування, руйнування клітин і екстракція внутрішньоклітинного матеріалу, активація або дезактивація ферментів (що залежить від інтенсивності ультразвуку), консервація, стабілізація, розчинення і кристалізація, гідрування, розм'якшення м'яса, дозрівання, витримка і окислення, а також дегазація і сушіння розпиленням.

Нижче ми познайомимо вас з різними вибраними застосуваннями ультразвуків Hielscher в харчовій промисловості. Будь ласка, натисніть на конкретні посилання, щоб отримати детальну інформацію про програму, яка вас цікавить!

Екстракція ароматизаторів та біологічно активних сполук за допомогою ультразвуку

Ультразвук є відомим і надійним методом, коли мова йде про вилучення внутрішньоклітинної речовини.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про Ультразвуковий лізис & Видобуток та приклади ультразвукової екстракції активних сполук з шафран, кава, марихуана, Гриби або Водоростей!

Ультразвукове бродіння йогурту

Йогурт - це кисломолочний продукт, який може бути отриманий лише молоком або шляхом додавання бактеріальних культур. Штами біфідобактерій (наприклад, BB-12, BB-46, B breve) є поширеними пробіотиками, які використовуються для ферментації йогурту. Ультразвукова кавітація, що застосовується до бактеріальних клітин, може викликати їх руйнування і одночасно вивільнення β-галактозидази. β-галактозидаза - це фермент гідролаза, який активно використовується в промисловості з переробки молока. Ферментація за допомогою ультразвуку прискорюється завдяки швидшому гідролізу лактози, що виникає в результаті ультразвукового вивільнення β-галактозидази з клітин біфідобактерій.
Ультразвукова гомогенізація призводить до розриву кульок молочного жиру і дуже дрібного розподілу.
Ультразвук може прискорити швидкість ферментації (скорочення загального часу виробництва до 40%) і покращити якісні характеристики йогурту, що призводить до вищої в'язкості, міцнішого згортання та чудової текстури.

Ультразвукова гомогенізація молока

Молоко (наприклад, коров'яче, буйволине, козяче або верблюже молоко) - це емульсія або колоїдна система, яка складається з кульок вершкового жиру в рідині на водній основі, яка містить розчинені вуглеводи, білки та мінерали. Оскільки жир і вода мають тенденцію розділятися на дві фази, молоко необхідно гомогенізувати для отримання однорідного продукту. Гомогенізація означає рівномірний розподіл молекул жиру в молочній рідині. Ультразвук є добре відомим методом, який використовується для різних застосувань у переробці молочних продуктів. В результаті ультразвукової обробки молока утворюються гомогенізовані жирові кульки, які рівномірно і рівномірно розподілені. Гомогенізація за допомогою ультразвуку високої потужності також ефективна для (веганських/безмолочних) замінників молока, отриманих з рослин, таких як кокосове молоко або соєве молоко.
Дослідження Sfakianakis and Tzia (2012) показує, що ультразвукова гомогенізація зменшує розмір кульок молочного жиру (MFG). На мікроскопічних зображеннях нижче показаний вплив ультразвукового апарату на розмір крапель молочного жиру. Низька амплітуда (150 Вт) мала незадовільний ефект гомогенізації (рис.2); розмір МФГ та їх розподіл були подібними до необробленого молока (порівняйте рис. 1 та 2). Ультразвук середньої амплітуди (267,5, 375 Вт) мав хороший ефект гомогенізації; Середній діаметр МФГ становив 2 мкм (рис. 3, 4). Ультразвук з більшою амплітудою (750 Вт) критично зменшив розмір MFG (рис. 6), зробивши їх ледь помітними в оптичний мікроскоп (100-кратне збільшення); Їх середній розмір діаметра становив 0,3 мкм.

Ультразвук високої потужності – це м'який метод без термічної гомогенізації. Sfakianakis et al. (2011) показують вражаючий ультразвуковий ефект гомогенізації молока.

Chandrapala et al. (2012) досліджували вплив ультразвуку на казеїн і кальцій. Вони застосували ультразвукові хвилі (20 кГц) до зразків свіжого знежиреного молока, відновленого міцелярного казеїну та казеїнового порошку. Вони проводили ультразвукове дослідження зразків, поки кульки молочного жиру не зменшилися приблизно до 10 нм. Аналіз ультразвукового молока показує, що розмір міцел казеїну незмінний. Невелике збільшення розчинного сироваткового білка і відповідне зниження в'язкості також відбувалося протягом перших кількох хвилин ультразвуку. У дослідженні було визначено, що міцели казеїну стабільні під час ультразвукового лікування, а концентрація розчинного кальцію не впливає на ультразвукову обробку. [Чандрапала та ін., 2012]

Ультразвукова кристалізація цукру для кондитерських виробів

Контрольоване ультразвукування дозволяє ініціювати посів кристалів (створення ядер) і впливати на ріст кристалів. При ультразвуковому опроміненні утворюються більш дрібні і тим самим більше кристалів. Ультразвук допомагає процесу кристалізації двома способами: По-перше, силовий ультразвук є дуже ефективним інструментом для створення рівномірного розчину, який є вихідною речовиною для кристалізації. На другій стадії ультразвук підтримує утворення великої кількості ядер. У той час як погане зародження створює меншу кількість великих кристалів, ефективне зародження утворює велику кількість дрібних кристалів. В акустичному полі стає можливим навіть ініціювати зародження цукрів, які в нормі не схильні до кристалізації (наприклад, D-фруктози, сорбіту).
Ультразвукова модифікація кристалізації цікава для рецептури цукерок, кондитерських виробів, спредів, морозива, збитих вершків і шоколаду.

Ультразвукове гідрування харчових олій

Гідрування рослинних олій є важливим промисловим великомасштабним процесом. Шляхом гідрогенізації рідкі рослинні олії перетворюються на тверді або напівтверді жири (наприклад, маргарин). Хімічним шляхом ненасичені жирні кислоти перетворюються під час каталізований перенос фази реакцію гідрування на відповідні їм насичені жирні кислоти шляхом додавання атомів водню в подвійних зв'язках. Цей каталітичний процес можна прискорити за допомогою ультразвуку високої потужності. Часто використовуваним каталізатором є нікель. Гідрогенізовані жири широко використовуються як жироутворювачі в хлібобулочних виробах. Перевагою насичених жирів є їх менша схильність до окислення і тим самим менший ризик прогоркания.

Ультразвукове розрідження меду

Ультразвук пропонує ефективний нетермічний метод, кристали в меді розріджують і руйнують дріжджі, не впливаючи на якість меду.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше!

Ультразвукова стабілізація соків і смузі

Як техніка без термічного харчового процесу, ультразвук забезпечує м'яке, але ефективне лікування, яке підсилює смак, а також стабілізує та зберігає соки, смузі, соуси та пюре. Результати лікування ультразвуковими соками включають покращення смаку, стабілізацію та збереження.
Детальніше про ультразвукове оздоровлення соків читайте тут & Коктейлі!
Дізнайтеся більше про ультразвукову обробку томатів!

Ультразвукова витримка вина & Лікер

Потужний ультразвук сприяє виокремленню вина та спиртних напоїв завдяки своїй ефективній екстракційній здатності та значно посиленому масообміннику між деревною тканиною та алкогольним напоєм.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше про можливості ультразвукової обробки вином!
Процес бродіння вина, сусла, пива та саке також може бути значно збільшений. Досягнуто показників прискорення від 50% до 65%!
Щоб отримати більше інформації про ферментацію за допомогою ультразвуку, натисніть тут!

Ультразвукове прискорене заморожування морозива

Для виробництва морозива необхідна суміш для морозива. Ця суміш для морозива складається з молока, сухого молока, вершків, вершкового або рослинного жиру, цукру, сухої маси, емульгатора, стабілізатора, а також таких добавок, як фрукти, горіхи, ароматизатори та барвники. Ця спеціальна суміш повинна бути гомогенізована та пастеризована, а потім її повільно перемішують під час процесу заморожування, щоб запобігти утворенню великих кристалів льоду. Таким чином, дуже дрібні бульбашки повітря змішуються (так званий процес аерації) для спінювання морозива, досягаючи гладкої текстури холодного десерту. Це етап процесу, на якому можна застосувати ультразвук для покращення якості морозива.
У процесі заморожування з переохолодженої води утворюються кристали. Морфологія кристалів льоду відіграє важливу роль щодо текстурних і фізичних властивостей заморожених і напівзаморожених продуктів. Оскільки розмір і розподіл кристалів льоду мають особливе значення для якості розморожених тканинних продуктів, для морозива віддають перевагу більш дрібним кристалам льоду, оскільки великі кристали призводять до крижаної текстури. Зародження є найважливішим фактором для контролю розподілу кристалів за розміром під час кристалізації. Таким чином, швидкість заморожування зазвичай є параметром, який використовується для контролю розміру та розподілу розмірів кристалів льоду в морозиві. Під час збивання і заморожування нагнітається повітря для досягнення гладкої текстури морозива. Так званий «перевитрата», кількість повітря, що нагнітається, пропорційна – конкретно конкретному рецепту – пропорційно сумарному об'єму твердих речовин і води. Отже, перевитрата варіюється через різні рецептури морозива та потоки обробки. Стандартне морозиво показує перевитрату в 100%, що означає, що кінцевий продукт складається з рівного обсягу суміші морозива і повітряних бульбашок.
Використання потужних ультразвукових гомогенізаторів Hielscher забезпечує кращу якість морозива за рахунок зменшення розміру кристалів льоду та уникнення утворення кірки на замерзаючій поверхні. Краща консистенція та більш кремове відчуття в роті досягається завдяки зменшеному розміру кристалів морозива та посиленому розподілу повітряних бульбашок. Значно коротший час заморожування призводить до вищої продуктивності процесу та більш енергоефективного виробничого процесу.

Ультразвукова аерація тіста

Газовані харчові продукти, такі як бісквіт, можуть бути значно поліпшені за допомогою ультразвукового дослідження. Застосування силового ультразвуку на етапі замішування тіста покращує якість бісквіта з точки зору нижчої твердості та вищої пружності, зв'язності та пружності торта. Для тестів усі інгредієнти були змішані разомвідповідно до методу «все в одному», що означає, що цільне борошно з низьким вмістом білка, емульгатор, кукурудзяний крохмаль, цукор, розпушувач, сіль та свіжі цілі яйця були додані одночасно для приготування тіста. Перед ультразвуком інгредієнти рівномірно перемішують між собою, щоб ультразвук наносився на однорідну суміш тіста. Ультразвуково аерований торт показав нижчу твердість, нижчу жувальність і нижчу жувальність, тоді як пружність, згуртованість і пружність торта були трохи вищими, ніж у контрольного торта.

Ультразвукова кристалізація і конширування шоколаду

Ультразвукова хвороба добре відома своєю екстракційною здатністю. З какао-бобів какао-масло може вивільнятися з клітин шляхом ультразвукового помелу та екстракції.
Ультразвук є альтернативною методикою розбиття кристалів цукру в шоколаді і забезпечує тим самим ефект, схожий на конширування.

Ультразвукова розм'якшення м'яса

Застосування потужних ультразвукових хвиль до м'яса призводить до розм'якшення структури м'яса. Значне розм'якшення досягається за рахунок вивільнення міофібрилярних білків з м'язових клітин. Окрім ефекту розм'якшення, ультразвук покращує здатність зв'язувати воду та зчепленість м'яса.
Дізнайтеся більше про розм'якшення м'яса за допомогою потужного ультразвуку та звукового апарату MeatBuzzer тут!

УЗД в кухнях і барах

Ультразвукові кухонні комбайни знайшли своє застосування і на кухні для гурманів. Ультразвукові апарати Hielscher використовуються преміальними шеф-кухарями, такими як шеф-кухар Санг-Хун Дегеймбре, нагороджений двома зірками Мішлен.
Натисніть тут, якщо вас цікавить рецепт його знаменитого ультразвукового бульйону з креветок!
Щоб отримати рецепти ультразвукових коктейлів, натисніть тут!

Звукові апарати для кошерної та халяльної обробки харчових продуктів

Hielscher Ultrasonics може надати кошерну або халяльну сертифікацію для своїх ультразвукових апаратів за запитом. Це означає, що ультразвукові апарати були виготовлені та оброблені відповідно до суворих вказівок цих релігійних дієтичних законів. Кошерна сертифікація гарантує, що ультразвукові апарати були виготовлені без будь-яких побічних продуктів тваринного походження або похідних, тоді як сертифікація халяль підтверджує, що з ультразвуками поводилися відповідно до ісламських дієтичних принципів.

Якщо вам потрібен кошерний або халяльний сертифікований звукорежисер Hielscher, будь ласка, зв'яжіться з нами, і ми з радістю організуємо необхідну сертифікацію.