Aplikace vysoce intenzivní ultrazvukové technologie v potravinářské oblasti

Aplikace vysoce intenzivní ultrazvukové technologie v potravinářské oblasti

Ultrazvukové vlny o vysoké intenzitě díky své vysoké energii generují v médiu silný tlak, smyk a vysoké teploty, které mohou měnit fyzikální strukturu média a podporovat určité chemické změny. Aplikace vysoce intenzivní ultrazvukové technologie v potravinářském průmyslu je rozsáhlá. Mezi rané aplikace patří rozrušování buněk, odplyňování kapalin, ultrazvukové čištění ultrazvukových homogenizovaných emulzí a disperze sraženin. Ultrazvukové vlny o vysoké intenzitě se v posledních letech nepřetržitě využívají v nových oblastech potravinářského průmyslu.

1.Podpořit oxidační reakci

Ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou generují vysoký tlak a vysoké teploty, které způsobují štěpení molekul vody a uvolňování volných radikálů. Vědci zjistili, že ultrazvuková technologie může jasně pozorovat roli podpory oxidace alkoholických nápojů. Tato zrychlená oxidační reakce však nutně nezlepší chuť nápoje.

2, role enzymů

Obecně platí, že prodloužení doby kontaktu systému obsahujícího enzym s ultrazvukovými vlnami o vysoké intenzitě může snížit aktivitu enzymu, což může být způsobeno tím, že ultrazvuková vlna o vysoké intenzitě vytváří vysoký tlak, vysokou teplotu a silnou smykovou sílu k degradaci žaludeční bílkoviny. U některých enzymatických reakcí však může krátkodobá aplikace ultrazvuku urychlit enzymaticky katalyzovanou reakci. Tento efekt je s největší pravděpodobností způsoben skutečností, že ultrazvukové vlny způsobují opětovné praskání a disperzi agregovaných molekul, čímž je pro enzym snazší plně kontaktovat substrát a urychlit reakci.

3, ultrazvuková sterilizace

Ultrazvukové vlny o vysoké intenzitě se používají k hubení mikroorganismů, protože produkují vysoký tlak, silný střih a vysoké teploty. V současné době je technologie ultrazvukové sterilizace aplikována v potravinářském průmyslu. Ultrazvuková sterilizace je účinnější při použití v kombinaci se sterilizačními technikami, jako je tepelné ošetření a chlorace.

4, filtr, urychlení difúze

Ultrazvukové vlny s vysokou intenzitou podporují průchod molekul přes filtrační membránu a porézní povrchy. Princip ultrazvukové filtrace a zrychlené difúze spočívá v tom, že pohyb zvukového toku a pohyb toku kapaliny se vzájemně neruší v podmínkách vysoké intenzity ultrazvukového pole a zrychlená difúze může zkrátit dobu sušení a rehydratace potravin. Časy ultrazvuku a reverzní osmózy lze také zkrátit aplikací ultrazvukových vln nepřetržitým čištěním rozhraní.

5, tendrování ultrazvukem

Prodloužení doby působení masa a ultrazvuku může dát masu výrazný efekt zkřehnutí. Ošetření masa ultrazvukem může rychle uvolnit svalový fibrin a myofibrillin působí především jako blokátor různých složek v masných výrobcích. Ultrazvuková technologie proto může zlepšit fyzikální vlastnosti masných výrobků, jako je zadržování vody, křehkost a soudržnost.

6, zlepšit krystal

Látka krystalizuje pouze tehdy, když je její teplota nižší než její vlastní bod tání. Ultrazvukové vlny o vysoké intenzitě vytvářejí velké množství malých bublinek a neustále se měnící tlaky a teploty, které ničí dvoufázovou rovnováhu pevná látka-kapalina, čímž se snižuje bod tuhnutí potřebný pro krystalizační nukleaci. Velikost a obsah krystalu lze zlepšit řízením intenzity, trvání a frekvence ultrazvukových vln. Experimenty ukázaly, že použití ochlazeného roztoku sacharózy k ultrazvuku může značně zvýšit množství krystalů sacharózy. Ultrazvukové modifikované krystalizační zpracování může být metodou zlepšení výkonu mnoha potravin. Na tomto mechanismu je založeno zlepšení chuti jedlých majonézových produktů, zmrzliny, čokolády a smetany, jako je ultrazvuk.

7, ultrazvuková extrakce

Ultrazvuková vlna o vysoké intenzitě může tvořit vysokoenergetické zvukové pole a ultrazvukový kavitační efekt roztoku na zvukové pole lze použít k ultrazvukové extrakci cílové látky. Hlavní faktory ovlivňující rychlost ultrazvukové extrakce jsou frekvence, výkon, doba působení a typ rozpouštědla a koncentrace ultrazvukové vlny.

Vědci zkoumali extrakci ultrazvukem. Například extrakce kyseliny glycyrrhizové pomocí ultrazvuku a aplikace ultrazvuku pro zvýšení rychlosti extrakce sójového proteinu jsou výrazně vyšší než tradiční metoda extrakce za horka, což může být způsobeno zvýšením proteinu citlivého na teplo ve složce sójového proteinu. Ultrazvukové působení může zvýšit rychlost extrakce proteinové vody z vysokoteplotní odtučněné sójové mouky z celého proteinu.