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

Ультразвукова екстракція широко використовується в харчовій промисловості для ефективного вилучення біологічно активних сполук, ароматичних молекул і білків шляхом застосування високоінтенсивного ультразвуку, який посилює масообмін і руйнує клітинні структури. Кавітаційні ефекти, що виникають в результаті, збільшують вихід і швидкість екстракції при роботі за низьких температур, допомагаючи зберігати чутливі сполуки і забезпечуючи чисту, масштабовану обробку без агресивних розчинників.

Ультразвуковий видобуток зазвичай використовується для вилучення біологічно активних сполук. Видатні приклади ультразвукового видобутку включають:

 

 

Ультразвукова емульгування соусів, приправ і кремів

Застосовуючи ультразвукову обробку до сумішей олії та води, кухарі та харчові вчені досягають надтонких, стабільних емульсій – без надмірного нагрівання або синтетичних добавок. Від вершкових соусів, оксамитових вінегретів до безмолочних кремів і ніжних пінок, ультразвукова кавітація дозволяє точно контролювати розмір і дисперсність крапель.
Дізнайтеся більше про ультразвукові харчові емульсії!

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.

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!
Дізнайтеся, як ультразвук зберігає підсолоджений стевією полуничний сік, покращуючи профіль поживних речовин!

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.
Під час процесу заморожування з переохолодженої води утворюються кристали. Морфологія кристалів льоду відіграє важливу роль у формуванні текстури та фізичних властивостей заморожених і напівзаморожених продуктів. Оскільки розмір і розподіл кристалів льоду мають особливе значення для якості розморожених тканинних продуктів, для морозива перевагу надають меншим кристалам льоду, оскільки великі кристали призводять до крижаної текстури. Зародження є найважливішим фактором для контролю розподілу кристалів за розмірами під час кристалізації. Таким чином, швидкість заморожування зазвичай є параметром, який використовується для контролю розміру і розподілу кристалів льоду в морозиві. Під час збивання і заморожування впорскується повітря для досягнення гладкої текстури морозива. Так званий “перевитрата”Кількість повітря, що впорскується, пропорційна - відповідно до конкретного рецепту - пропорційно до загального об'єму сухих речовин і води. Таким чином, перевитрата варіюється через різні рецептури морозива та технологічні потоки. Стандартне морозиво має перевитрату 100%, що означає, що кінцевий продукт складається з рівного об'єму суміші морозива та бульбашок повітря.
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

Аеровані харчові продукти, такі як бісквітний торт, можуть бути значно покращені за допомогою ультразвукової обробки. Застосування ультразвуку під час змішування тіста покращує якість бісквітного торта з точки зору меншої твердості, а також більш високої пружності, згуртованості та стійкості торта. Для випробувань всі інгредієнти були змішані разом, дотримуючись принципу "все-в-одному".” Це означає, що для приготування тіста одночасно додаються цільнозернове борошно з низьким вмістом білка, емульгатор, кукурудзяний крохмаль, цукор, розпушувач, сіль і свіжі цільні яйця. Перед обробкою ультразвуком інгредієнти були рівномірно перемішані разом, щоб ультразвук застосовувався до рівномірної суміші кляру. Ультрачно аерований торт показав меншу твердість, меншу клейкість і меншу жувальну здатність, тоді як пружність, згуртованість і еластичність 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.