Ultrasonication và ứng dụng của nó trong Manifold Thực phẩm chế biến

Ultrasonication là một phương pháp nổi tiếng và đáng tin cậy khi nói đến việc chiết xuất vật chất trong tế bào.
Click vào đây để đọc thêm về Siêu âm lysis & Khai thác và các ví dụ về siêu âm khai thác hợp chất hoạt tính từ nghệ tây và Cà phê!

Sữa chua là một sản phẩm sữa lên men có thể được sản xuất bởi sữa một mình hoặc bằng cách bổ sung các nền văn hóa vi khuẩn. Bifidobacteria chủng (ví dụ: BB-12, BB-46, B breve) được phổ biến Probiotics được sử dụng cho quá trình lên men sữa chua. Siêu âm cavitation áp dụng cho các tế bào vi khuẩn có thể gây ra sự hủy diệt của họ và đồng thời, việc phát hành của β-galactosidase. β-galactosidase là một enzyme hydrolase được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến sữa. Quá trình lên men ultrasonically hỗ trợ được tăng tốc do sự thủy phân Lactose nhanh hơn kết quả từ việc phát hành ultrasonically gây ra β-galactosidase từ các tế bào Bifidobacteria.
Các hiệu ứng đồng nhất siêu âm phá vỡ của chất béo giọt sữa và phân phối rất tốt kích thước.
Ultrasonication có thể accerlerate tốc độ lên men (giảm tổng thời gian sản xuất lên đến 40%) và cải thiện đặc tính chất lượng của sữa chua, kết quả là độ nhớt cao hơn, Coagulum mạnh mẽ hơn và kết cấu cao cấp.

Sữa (ví dụ: bò, trâu, dê hoặc sữa lạc đà) là một hệ thống nhũ tương hoặc keo bao gồm trong các giọt butterfat trong một nước dựa trên chất lỏng có chứa carbohydrate hòa tan, protein và khoáng chất. Như chất béo và nước có xu hướng tách thành hai giai đoạn, sữa phải được homogenized để lấy một sản phẩm thậm chí. Homogenization có nghĩa là sự phân bố thậm chí của các phân tử chất béo trong chất lỏng sữa. Siêu âm là một phương pháp nổi tiếng được sử dụng cho các ứng dụng khác nhau trong chế biến sữa. Điều trị bằng siêu âm kết quả sữa trong các chất béo homogenized, mà thậm chí và thống nhất phân phối. Các đồng nhất bằng siêu âm công suất cao cũng là hiệu quả cho (ăn chay/sữa miễn phí) sữa thay thế có nguồn gốc từ các nhà máy như sữa dừa hoặc sữa đậu nành.
Nghiên cứu của sfakianakis và Tzia (2012) cho thấy rằng đồng nhất siêu âm làm giảm kích thước của sữa chất béo giọt (Mfg). Biên độ thấp (150W) đã không có hiệu lực đồng nhất thỏa đáng (hình 2); Kích thước MFG và sự phân bố của chúng tương tự như sữa không được điều trị (so sánh fig. 1 và 2). Siêu âm biên độ trung bình (267,5, 375 W) có tác dụng đồng nhất tốt; Đường kính trung bình MFG là 2 μm (hình 3, 4). Biên độ cao hơn (750W) siêu âm giảm kích thước MFG quan trọng (hình 6), làm cho chúng hầu như không nhìn thấy được ở kính hiển vi quang học (độ phóng đại 100x); Kích thước đường kính trung bình của chúng là 0,3 μm.

Chandrapala et al. (2012) nghiên cứu tác dụng của ultrasonication trên casein và canxi. Họ áp dụng sóng siêu âm (20kHz) cho các mẫu của sữa tươi skim, tái tạo micellar casein, và bột casein. Họ sonicated các mẫu cho đến khi chất béo giọt sữa được giảm xuống khoảng 10nm. Việc phân tích sữa sonicated cho thấy kích thước của casein micelles không thay đổi. Một sự tăng nhỏ trong protein whey hòa tan và giảm độ nhớt tương ứng cũng xảy ra trong vài phút đầu tiên của sonication. Nghiên cứu đã được xác định rằng casein micelles ổn định trong quá trình sonication và nồng độ canxi hòa tan không bị ảnh hưởng bởi điều trị bằng siêu âm. [Chandrapala et al. 2012]

Kiểm soát sonication cho phép để bắt đầu hạt giống pha lê (tạo ra các hạt nhân) và ảnh hưởng đến sự tăng trưởng tinh. Dưới chiếu xạ siêu âm, nhỏ hơn và do đó nhiều tinh thể được hình thành. Siêu âm hỗ trợ quá trình kết tinh theo hai cách: thứ nhất, siêu âm điện là một công cụ rất hiệu quả để tạo ra một giải pháp thậm chí, đó là chất khởi đầu cho kết tinh. Trong giai đoạn thứ hai, siêu âm hỗ trợ sự hình thành của một số lượng lớn các hạt nhân. Trong khi mầm người nghèo tạo ra một số lượng thấp các tinh thể lớn, tạo mầm hiệu quả là một lượng lớn các tinh thể cỡ nhỏ. Trong lĩnh vực âm thanh, nó trở nên thậm chí có thể bắt đầu sự tạo mầm của các loại đường bình thường tránh khỏi kết tinh (ví dụ D-fructose, Sorbitol).
Việc sửa đổi siêu âm của kết tinh là thú vị cho việc xây dựng kẹo, bánh kẹo, lây lan, kem, kem đánh và sô cô la.

Việc hydro hóa dầu thực vật là một quá trình quy mô lớn công nghiệp quan trọng. Bằng hydro hóa, các loại dầu thực vật lỏng được convertetd thành chất béo rắn hoặc bán rắn (ví dụ như margarine). Về mặt hóa học, các axit béo không bão hòa được chuyển đổi trong chuyển pha xúc tác phản ứng của hydro hóa vào các axit béo bão hòa tương ứng của họ bằng cách thêm các nguyên tử hydro tại doublebonds. Quá trình xúc tác này có thể được tăng tốc bằng ultrasonication công suất cao. Một chất xúc tác thường được sử dụng là niken. Chất béo hydro hóa được sử dụng rộng rãi như các tác nhân rút ngắn trong các sản phẩm bánh. Một lợi thế của chất béo bão hòa là xu hướng của họ thấp hơn để oxy hóa và do đó có nguy cơ thấp hơn của rancidity.

Siêu âm cung cấp một phương pháp hiệu quả, tinh thể trong mật ong để hóa lỏng và tiêu diệt nấm men, mà không ảnh hưởng đến chất lượng của mật ong.
Click vào đây để tìm hiểu thêm!

Là một kỹ thuật xử lý thực phẩm không nhiệt, siêu âm cung cấp một điều trị nhẹ nhưng hiệu quả tăng cường hương vị, và ổn định và bảo tồn nước trái cây và purees. Các kết quả của phương pháp điều trị nước trái cây siêu âm bao gồm cải thiện hương vị, ổn định và bảo quản.
Đọc ở đây thêm về cải thiện siêu âm nước trái cây & Smoothies!

Siêu âm điện hỗ trợ việc oaking rượu vang và tinh thần do công suất khai thác hiệu quả của nó và tăng đáng kể sự chuyển khối lượng giữa các mô gỗ và đồ uống có cồn.
Click vào đây để tìm hiểu thêm về các khả năng điều trị rượu siêu âm!
Quá trình lên men của rượu vang, phải, bia và Sake có thể được tăng lên đáng kể, quá. Tỷ lệ gia tốc 50% đến 65% đã đạt được!
Để có thêm thông tin về quá trình lên men ultrasonically hỗ trợ, xin vui lòng bấm vào đây!

Đối với sản xuất kem, một hỗn hợp kem là bắt buộc. Hỗn hợp kem này bao gồm sữa, sữa bột, kem, bơ hoặc mỡ thực vật, đường, khối lượng khô, chất nhũ hóa, ổn định cũng như các phụ gia như trái cây, các loại hạt, hương vị và màu. Hỗn hợp đặc biệt này đã được homogenized và khử trùng, sau đó nó được khuấy từ từ trong quá trình đóng băng để ngăn chặn sự hình thành của tinh thể băng lớn. Qua đó, bong bóng khí rất nhỏ được trộn lẫn trong (được gọi là quá trình aerating) để bọt kem đạt được một kết cấu thuận lợi món tráng miệng lạnh. Đây là bước quá trình, nơi ultrasonication có thể được áp dụng để tăng cường chất lượng kem.
Trong quá trình đóng băng, tinh thể được hình thành từ nước siêu lạnh. Hình thái của tinh thể băng đóng một vai trò quan trọng liên quan đến các tính chất cấu và vật lý của thực phẩm đông lạnh và nửa đông lạnh. Vì kích thước và sự phân bố của tinh thể băng có tầm quan trọng đặc biệt đối với chất lượng các sản phẩm mô tan, cho kem, tinh thể nhỏ hơn được ưa chuộng bởi vì các pha lê lớn kết quả trong một kết cấu băng. Nucleation là yếu tố quan trọng nhất để kiểm soát sự phân bố kích thước tinh trong quá trình kết kết. Qua đó, tỷ lệ đóng băng thường là tham số được sử dụng để kiểm soát kích thước và kích thước phân phối của các tinh thể băng trong kem. Trong thời gian whipping và đóng băng, không khí được tiêm để đạt được kết cấu mịn của kem. Cái gọi là "Over-run", số lượng không khí tiêm, là tương ứng-đặc biệt là công thức cụ thể-tương ứng với khối lượng kết hợp của chất rắn và nước. Vì vậy, các over-Run thay đổi do các công thức kem khác nhau và các suối chế biến. Tiêu chuẩn kem cho thấy một quá-chạy của 100%, có nghĩa là các sản phẩm cuối cùng bao gồm một khối lượng tương đương của hỗn hợp kem và bong bóng khí.
Việc sử dụng của Hielscher thiết bị siêu âm công suất cao cung cấp một chất lượng tốt hơn của kem bằng cách giảm kích thước tinh thể băng và tránh các incrustation của một bề mặt đóng băng. Một sự nhất quán tốt hơn và cảm giác miệng kem hơn là đạt được do kích thước tinh hoàn kem giảm và phân phối bong bóng không khí nâng cao. Thời lượng đóng băng ngắn hơn đáng kể dẫn đến công suất quy trình cao hơn và quy trình sản xuất hiệu quả hơn.

Sản phẩm aerated thực phẩm như bánh xốp có thể được cải thiện đáng kể bằng sonication. Việc áp dụng Ultrasonics điện trong giai đoạn trộn bột cải thiện chất lượng bánh xốp trong điều kiện độ cứng thấp hơn, và springiness bánh cao hơn, sự gắn kết và khả năng đàn hồi. Đối với các xét nghiệm, tất cả các thành phần đã được hỗn hợp với nhau theo sau "tất cả-trong" phương pháp, có nghĩa là protein thấp toàn bộ bột, chất nhũ hóa, tinh bột ngô, đường, bột nở, muối và toàn bộ trứng tươi đã được thêm đồng thời để xây dựng các đập. Trước khi sonication, các thành phần đã được khuấy đều với nhau để siêu âm được áp dụng cho một hỗn hợp bột thậm chí. Các bánh siêu âm khí cho thấy một độ cứng thấp hơn, thấp hơn gumminess và chewiness thấp hơn, trong khi springiness bánh, sự gắn kết và khả năng đàn hồi đã được một chút cao hơn của bánh điều khiển.

Sonication là nổi tiếng với khả năng khai thác của nó. Từ hạt ca cao, bơ ca cao có thể được giải phóng từ các tế bào bằng siêu âm phay và khai thác.
Siêu âm là một kỹ thuật thay thế để phá vỡ các tinh thể đường trong sô cô la và cung cấp các hiệu ứng tương tự như conching.

Việc áp dụng sóng siêu âm mạnh mẽ để thịt kết quả trong đấu thầu của cấu trúc thịt. Một đấu thầu đáng kể đạt được bằng cách phát hành các protein myofibrillar từ các tế bào cơ bắp. Bên cạnh hiệu ứng đấu thầu, siêu âm cải thiện khả năng gắn kết nước và sự gắn kết của thịt, quá.

Bộ vi xử lý thực phẩm siêu âm đã tìm thấy đường đến nhà bếp Gourmet, quá. Hielscher của ultrasonicators được sử dụng bởi đầu bếp cao cấp như hai sao Michelin-trao tặng đầu bếp sang-Hoon Degeimbre.
Click vào đây, nếu bạn quan tâm đến công thức của cổ phiếu tôm siêu âm nổi tiếng của mình!

Chandrapala, Jayani et al. (2012): ảnh hưởng của siêu âm trên toàn vẹn casein micelle. Tạp chí khoa học sữa 95/12, 2012. 6882-6890.

Chandrapala, Jayani et al. (2011): tác dụng của siêu âm trên các đặc tính nhiệt và cấu trúc của protein trong tập trung tái tạo protein whey. Ultrasonics Sonochemistry 18/5, 2011. 951-957.

Cẩm nang chế biến sữa. Được đăng bởi hệ thống chế biến Tetra Pak AB, S-221 86 Lund, Thụy Điển. 387.

Phong, hào; Barbosa-Cánovas, Gustavo V.; Weiss, Jochen (2010): công nghệ siêu âm cho thực phẩm và chế biến sinh học. New York: Springer, 2010.

Hoàng, B. X.; Chu, W. B. (2009): siêu âm hỗ trợ lên men sữa chua với men vi sinh. NUROP Congress, Singapore, 2009.

Keshava Prakash, M. N.; Ramana, K. V. R. (2003): siêu âm và ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp thực phẩm. J. thực phẩm Sci Technol. 40/6, 2003. 563-570.

Mortazavi, A.; Tabatabaie, F. (2008): nghiên cứu về quá trình đóng băng kem sau khi điều trị bằng siêu âm. Tạp chí khoa học ứng dụng thế giới 4, 2008. 188-190.

Petzold, G. và Aguilera, J. M. (2009): Ice hình thái học: cơ bản và ứng dụng công nghệ trong thực phẩm. Thực phẩm biophysics Vol. 4, số 4, 378-396.

Sfakianakis, Panagiotis; Tzia, Constantina (2011): sữa chua từ siêu âm được điều trị sữa: theo dõi quá trình lên men và đánh giá các đặc tính chất lượng sản phẩm. ICEF 2011.