Anvendelse af højintensiv ultralydsteknologi i fødevareområdet

Anvendelse af højintensiv ultralydsteknologi i fødevareområdet

Højintensive ultralydsbølger genererer på grund af deres høje energi stærkt tryk, forskydning og høje temperaturer i mediet, hvilket kan ændre mediets fysiske struktur og fremme visse kemiske ændringer. Anvendelsen af ​​højintensiv ultralydsteknologi i fødevareindustrien er omfattende. Tidlige anvendelser omfatter celleafbrydelse, væskeafgasning, ultralydsrensning af ultralydshomogeniserede emulsioner og dispergering af bundfald. I de senere år er højintensive ultralydsbølger løbende blevet brugt i nye områder af fødevareindustrien.

1. Fremme oxidationsreaktion

Højintensive ultralydsbølger genererer højt tryk og høje temperaturer, hvilket får vandmolekyler til at spalte og frigive frie radikaler. Forskerne fandt ud af, at ultralydsteknologi tydeligt kan observere rollen til at fremme oxidation af alkoholholdige drikkevarer. Denne accelererede oxidationsreaktion forbedrer dog ikke nødvendigvis smagen af ​​drikkevaren.

2, enzymernes rolle

Generelt kan forlængelse af kontakttiden for det enzymholdige system med højintensive ultralydsbølger reducere enzymets aktivitet, hvilket kan være forårsaget af den højintensive ultralydsbølge, der genererer højt tryk, høj temperatur og stærk forskydningskraft for at nedbryde maveproteinet. For nogle enzymatiske reaktioner kan kortvarig anvendelse af ultralyd dog fremskynde den enzymkatalyserede reaktion. Denne effekt skyldes højst sandsynligt, at ultralydsbølgerne får de aggregerede molekyler til at revne igen og spredes, og derved gøre det lettere for enzymet at komme i fuld kontakt med substratet og fremskynde reaktionen.

3, ultralydssterilisering

Højintensive ultralydsbølger bruges til at dræbe mikroorganismer, fordi de producerer højt tryk, stærk forskydning og høje temperaturer. På nuværende tidspunkt er ultralydssteriliseringsteknologi blevet anvendt til fødevareindustrien. Ultralydssterilisering er mere effektiv, når den bruges i kombination med steriliseringsteknikker såsom varmebehandling og klorering.

4, filter, accelerer diffusion

Højintensive ultralydsbølger fremmer passagen af ​​molekyler gennem filtermembranen og porøse overflader. Princippet for ultralydsassisteret filtrering og accelereret diffusion er, at lydstrømningsbevægelsen og væskestrømningsbevægelsen ikke forstyrrer hinanden under betingelse af højintensitets ultralydsfelt, og den accelererede diffusion kan forkorte tørretiden og rehydreringstiden for maden. Ultralyds- og omvendt osmosetider kan også forkortes ved at anvende ultralydsbølger gennem kontinuerlig rensning af grænsefladen.

5, ultralyd mørning

Forlængelse af kødets virketid og ultralyd kan give kødet en tydelig mørningseffekt. Behandling af kød med ultralyd kan frigive muskelfibrin hurtigt, og myofibrillin virker hovedsageligt som blokeringsmiddel for forskellige komponenter i kødprodukter. Derfor kan ultralydsteknologi forbedre de fysiske egenskaber af kødprodukter såsom vandretention, mørhed og sammenhæng.

6, forbedre krystal

Stoffet krystalliserer kun, når dets temperatur er lavere end dets eget smeltepunkt. Ultralydsbølger med høj intensitet genererer et stort antal små bobler og konstant skiftende tryk og temperaturer, der ødelægger fast-væske-tofase-ligevægten, og derved reducerer det frysepunkt, der kræves til krystallisationskimdannelse. Krystalstørrelsen og indholdet kan forbedres ved at kontrollere intensiteten, varigheden og frekvensen af ​​ultralydsbølgerne. Eksperimenter har vist, at anvendelse af den afkølede saccharoseopløsning til ultralydbehandling i høj grad kan øge mængden af ​​saccharosekrystaller. Ultralydsmodificeret krystallisationsbearbejdning kan være en metode til at forbedre ydeevnen af ​​mange fødevarer. Forbedringer i smagen af ​​spiselige mayonnaiseprodukter, is, chokolade og fløde, såsom ultralyd, er baseret på denne mekanisme.

7, ultralydsudvinding

Den højintensive ultralydsbølge kan danne et højenergilydfelt, og opløsningens soniske kavitationseffekt på lydfeltet kan bruges til at udtrække målstoffet med ultralyd. De vigtigste faktorer, der påvirker ultralydsekstraktionshastigheden, er frekvens, effekt, virkningsvarighed og opløsningsmiddeltype og koncentration af ultralydsbølgen.

Forskere har udforsket ultralydsekstraktion. For eksempel er ekstraktion af glycyrrhizinsyre ved ultralydbehandling og anvendelse af ultralyd for at øge ekstraktionshastigheden af ​​sojaprotein betydeligt højere end den traditionelle varmeekstraktionsmetode, hvilket kan skyldes stigningen af ​​varmefølsomt protein i sojaproteinkomponenten. Ultralydsvirkning kan øge proteinvandsekstraktionshastigheden af ​​højtemperatur affedtet sojamel fra hele protein.