Ultrasonication і його Колектори застосування в харчовій промисловості

Ультразвукове дослідження є відомим та надійним методом, коли мова йде про вилучення внутрішньоклітинної речовини.
Натисніть тут, щоб дізнатись більше про Ультразвуковий лізис & Видобуток та приклади ультразвукового витягання активної сполуки з шафран і кава!

Йогурт - це кисломолочний продукт, який можна одержати молоком або шляхом додавання бактеріальних культур. Штам Bifidobacteria (наприклад, BB-12, BB-46, B breve) є звичайними пробіотиками, які використовуються для бродіння йогуру. Ультразвукова кавітація, застосована до бактеріальних клітин, може призвести до їх руйнування та одночасного вивільнення β-галактозидази. β-галактозидаза є гідролазним ферментом, яке сильно використовується в молочній переробній промисловості. Ультразвукове ферментація прискорюється завдяки більш швидкому гідролізу лактози в результаті ультразвукового виведення β-галактозидази з клітин біфідобактерій.
Ультразвуковий гомогенізації впливає на розрив молочного жиру глоту і дуже тонкої величини розподілу.
Ультразвукова реакція може збільшити швидкість бродіння (скорочення загального часу виготовлення до 40%) та поліпшення якісних характеристик йогурту, що призводить до вищої в'язкості, сильнішого коагуля та вищої текстури.

Молоко (наприклад, корова, буйвол, Коза або верблюжа молоко) є емульсією або колоїдної системою, яка полягає в кисломолочний глоту в рамках водній основі рідини, яка містить розчинені вуглеводи, білки і мінерали. Як жир і вода, як правило, розділити на дві фази, молоко повинне бути гомогенізований, щоб отримати навіть продукт. Гомогенізація означає рівномірний розподіл жирових молекул в молочній рідині. Ультразвук є відомим методом, який використовується для різних застосувань у молочній обробці. Ультразвукова обробка молока призводить до гомогенізований жирових глобуси, які рівномірні і рівномірно розподілені. Гомогенізація з високою потужністю ультразвук також ефективна для (вегетаріанець/молочні безкоштовно) молоко, отримані з рослин, таких як кокосове молоко або соєве молоко.
Вивчення Sfakianakis і Tzia (2012) показує, що ультразвукова гомогенізація зменшує розміри глобул молочного жиру (MFG). Низька амплітуда (150 Вт) не мала задовільного ефекту гомогенізації (рис.2); розмір МФГ та їх розподіл були подібними до неочищених молока (порівняйте рис. 1 і 2). Ультразвукова амплітуда середнього рівня (267,5, 375 Вт) мала хороший ефект гомогенізації; Середній діаметр МФГ становив 2 мкм (рис.3, 4). Ультразвукова більша амплітуда (750 Вт) суттєво зменшує розмір МРГ (рис.6), що робить їх майже невидимими при оптичному мікроскопі (100-кратне збільшення); їх розмір середнього діаметра становив 0,3 мкм.

Чандрапала та співавт. (2012) досліджував вплив ультразвуку на казеїн та кальцій. Вони застосовували ультразвукові хвилі (20 кГц) до зразків свіжого знежиреного молока, відновленого міцельного казеїну та порошку казеїну. Вони обробляли ультразвуком зразки, доки молочні жирні глобули не зменшились до приблизно. 10нм. Аналіз ультразвукового молока показує, що розмір казеїнових міцел не змінюється. Невелике збільшення розчинного сироваткового протеїну та відповідне зменшення в'язкості також відбулися протягом перших кількох хвилин обробки ультразвуком. У дослідженні було встановлено, що казеїнова міцела стабільна під час ультразвукової обробки ультразвуком та концентрація розчинного кальцію не впливає на ультразвукове лікування. [Chandrapala et al. 2012 р.]

Контрольована ультразвукова обробка дозволяє ініціювати висів кристалів (створення ядер) і впливати на ріст кристалів. Під ультразвуковим випромінюванням утворюються менші і тим самим більше кристали. Ультразвук допомагає процесу кристалізації двома способами: по-перше, ультразвук потужності є дуже ефективним інструментом для створення рівномірного розчину, який є вихідною речовиною для кристалізації. На другому етапі ультразвук підтримує утворення великої кількості ядер. У той час як погане нуклеація створює меншу кількість великих кристалів, ефективне зародження утворює велику кількість дрібних тонкодисперсних кристалів. У акустичному полі навіть стає можливим ініціювати зародження цукрів, які зазвичай не проти кристалізації (наприклад, D-фруктоза, сорбіт).
Ультразвукова модифікація кристалізації цікава формулюванням цукерок, кондитерських виробів, спредів, морозива, збитих вершків та шоколаду.

Гідрогенізація рослинних олій є важливим промисловим великомасштабним процесом. За допомогою гідрування рідкі рослинні олії перетворюються на тверді або напівтверді жири (наприклад, маргарин). Хімічно, ненасичені жирні кислоти перетворюються під час фазовий перехід каталізується реакція гідрування в їх відповідних насичених жирних кислотах шляхом додавання атомів водню у подвійні зв'язки. Цей каталітичний процес може бути прискорено потужним ультразвуком. Найпоширенішим каталізатором є нікель. Гідриновані жири широко застосовуються як засоби для скорочення в хлібобулочних виробів. Перевагою насичених жирів є їх нижча схильність до окислення та, як наслідок, більш низький ризик протвування.

Ультразвук пропонує ефективний метод, кристали з медом для зрідження та знищення дріжджів, не впливаючи на якість меду.
Натисніть тут, щоб дізнатися більше!

Як метод нетермінової технології харчування, ультразвук забезпечує м'яке, але ефективне лікування, яке посилює смак, а також стабілізує та зберігає соки та пюре. Результати обробки ультразвукового соку включають поліпшені ароматизатори, стабілізацію та збереження.
Читайте тут більше про ультразвукове поліпшення соків & коктейлі!

Ультразвук потужності допомагає витримати вино та спиртні напої через його ефективну екстракційну здатність та значно посилену передачу маси між деревною тканиною та спиртним напоєм.
Натисніть тут, щоб дізнатись більше про можливості лікування ультразвукового вина!
Процес бродіння вина, масла, пива та саке може бути також значно збільшено. Досягнуто прискорення від 50% до 65%!
Щоб отримати більше інформації про ферментацію за допомогою ультразвукового дослідження, натисніть тут!

Для виробництва морозива потрібна суміш морозива. Ця суміш морозива складається з молока, сухого молока, вершків, масла або рослинного жиру, цукру, сухої маси, емульгатора, стабілізатора, а також таких добавок, як фрукти, горіхи, ароматизатори та фарбування. Ця спеціальна суміш повинна бути гомогенізована та пастеризована, потім її повільно перемішують під час процесу заморожування, щоб запобігти утворенню великого кристалу льоду. Таким чином, дуже маленькі повітряні бульбашки змішуються (так званий аераторний процес), щоб пінні морозиво досягти гладко текстурованого холодного десерту. Це етап процесу, де можна застосовувати ультразвукове дослідження для підвищення якості морозива.
Під час процесу заморозки кристали утворюються з переохолодженої води. Морфологія кристалів льоду відіграє важливу роль у текстурно-фізичних властивостях заморожених та напівзаморожених продуктів. Оскільки розмір і розподіл кристалів льоду мають особливе значення для якості танутих тканинних виробів, для морозива кращими кристалами льоду є переважні, тому що великі кристали призводять до крижаної текстури. Нуклеація є найважливішим чинником контролю розподілу розмірів кристалів при кристалізації. Тим самим швидкість заморожування, як правило, є параметром, який використовується для контролю величини та розподілу розмірів кристалів льоду в морозиві. Під час висипання та заморожування вводять повітря для досягнення гладкої текстури морозива. Так званий "перебіг", кількість повітря, що вводиться, пропорційно пропорційно сумісному обсягу твердих речовин і води. Отже, перевитрата залежить від різноманітних формул морозива та оброблюваних потоків. Стандартне морозиво демонструє перевитрату 100%, що означає, що кінцевий продукт складається з рівномірного об'єму суміші морозива та повітряних бульбашок.
Використання Хілеша ультразвукові пристрої високої потужності забезпечує кращу якість морозива шляхом зменшення розміру кришталю льоду та уникнення інкрустації морозильної поверхні. Завдяки зменшеному розміру кристалу морозива та посиленню розподілу пухирчатого повітря досягнута краща консистенція і більш кремозний рот. Значно коротші часи замерзання призводять до більш високої технологічної ємності та більш енергоефективного процесу виробництва.

Ароматизовані продукти харчування, такі як бісквіт, можуть бути значно поліпшені методом ультразвукової обробки. Застосування енергетичної ультразвукової технології під час етапу змішування тесту покращує якість губчастого торту з точки зору нижчої твердості та вищої тортної пружності, згуртованості та стійкості. Для випробувань всі інгредієнти були змішані разом за методом «все-в-в», що означає, що одночасно з формуванням тіста додано одночасне додавання малих білків цільної муки, емульгатора, кукурудзяного крохмалю, цукру, порошку для випікання, солі та свіжих цілих яєць. Перед обробкою ультразвуком інгредієнти рівномірно перемішували, щоб ультразвук наносити на рівну суміш тесту. Ультразвукове газоване тістечко показало нижчу твердість, нижчу гумкість і нижчу жувальну здатність, тоді як пирога пружності, згуртованості та стійкості була трохи більшою, ніж контрольний пиріг.

Sonication добре відома своїми можливостями видобутку. З какао-боби, какао-масло може бути виділене з клітин за допомогою ультразвукового фрезерування та екстракції.
Ультразвук є альтернативною технікою, яка дозволяє зламати кристали цукру в шоколаді і надає подібні ефекти, як коншинг.

Застосування потужних ультразвукових хвиль до м'яса призводить до тріщинності його м'ясної структури. Значна тендерація досягається шляхом вивільнення міофібрилярних білків з м'язових клітин. Крім ефекту лакування, ультразвук також покращує здатність до зв'язування води та згуртованість м'яса.

Ультразвукові кухонні комбайни також знайшли свій шлях до кухні для гурманів. Ультразвукові апарати Хілера використовуються преміальним шеф-кухарем, таким як два шеф-кухаря Michelin, присвоєні нагороди Sang-Hoon Degeimbre.
Натисніть тут, якщо вас цікавить рецепт знаменитого ультразвукового креветок!

• Чандрапала, Джаяні та співавт. (2012): Ефект ультразвуку на цілісність міцелі казеїну. Журнал молочної науки 95/12, 2012. 6882-6890.
• Чандрапала, Джаяні та співавт. (2011): Вплив ультразвуку на термічні та структурні характеристики білків у відновленому концентраті сироваткового білка. Ультрасоніка Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.
• Довідник з молочної обробки. Опубліковано Tetra Pak Processing Systems AB, S-221 86 Lund, Швеція. 387.
• Фен, Хао; Барбоза-Кановас, Густаво В.; Weiss, Jochen (2010): Ультразвукові технології для харчових продуктів та біопереробки. Нью-Йорк: Springer, 2010.
• Huang, BX; Чжоу, ВБ (2009): Ферментація за допомогою ультразвукового йогурту з пробіотиками. Конгрес NUROP, Сінгапур, 2009.
• Кешава Пракаш, М.Н .; Ramana, KVR (2003): Ультразвукове дослідження та застосування в харчовій промисловості. J. Food Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.
• Мортазаві, А.; Tabatabaie, F. (2008): Дослідження процесу заморожування морозива після лікування з ультразвуком. World Journal of Applied Science 4, 2008. 188-190.
• Петцольд, Г. і Агілера, JM (2009): льодової морфології: основи та технологічні застосування в продуктах харчування. Продовольча біофізика т.4, № 4, 378-396.
• Сфакіанакіс, Панайотіс; Tzia, Constantina (2011): Йогурт з ультразвукового молока, що обробляється: моніторинг процесу бродіння та оцінка характеристик якості продукції. ICEF 2011.