Application de la technologie ultrasonique de haute intensité dans le domaine alimentaire

Application de la technologie ultrasonique de haute intensité dans le domaine alimentaire

Les ondes ultrasonores de haute intensité, en raison de leur énergie élevée, génèrent une forte pression, un cisaillement et des températures élevées dans le milieu, ce qui peut modifier la structure physique du milieu et favoriser certains changements chimiques. L’application de la technologie ultrasonique de haute intensité dans l’industrie alimentaire est étendue. Les premières applications incluent la perturbation des cellules, le dégazage des liquides, le nettoyage par ultrasons des émulsions homogénéisées par ultrasons et la dispersion des précipités. Ces dernières années, les ondes ultrasonores de haute intensité ont été continuellement utilisées dans de nouveaux domaines de l’industrie alimentaire.

1. Promouvoir la réaction d’oxydation

Les ondes ultrasonores de haute intensité génèrent une pression et des températures élevées, provoquant le clivage des molécules d'eau et la libération de radicaux libres. Les chercheurs ont découvert que la technologie des ultrasons permet d'observer clairement le rôle de promotion de l'oxydation des boissons alcoolisées. Toutefois, cette réaction d’oxydation accélérée n’améliore pas nécessairement le goût de la boisson.

2, le rôle des enzymes

En général, prolonger le temps de contact du système contenant l'enzyme avec des ondes ultrasonores de haute intensité peut réduire l'activité de l'enzyme, ce qui peut être provoqué par l'onde ultrasonore de haute intensité générant une pression élevée, une température élevée et une forte force de cisaillement pour dégrader la protéine gastrique. Cependant, pour certaines réactions enzymatiques, l’application à court terme d’ultrasons peut accélérer la réaction catalysée par l’enzyme. Cet effet est probablement dû au fait que les ondes ultrasonores provoquent la nouvelle fissuration et la dispersion des molécules agrégées, permettant ainsi à l'enzyme d'entrer plus facilement en contact avec le substrat et d'accélérer la réaction.

3, stérilisation par ultrasons

Les ondes ultrasonores de haute intensité sont utilisées pour tuer les micro-organismes car elles produisent une pression élevée, un fort cisaillement et des températures élevées. À l'heure actuelle, la technologie de stérilisation par ultrasons a été appliquée à l'industrie alimentaire. La stérilisation par ultrasons est plus efficace lorsqu'elle est utilisée en combinaison avec des techniques de stérilisation telles que le traitement thermique et la chloration.

4, filtrer, accélérer la diffusion

Les ondes ultrasonores de haute intensité favorisent le passage des molécules à travers la membrane filtrante et les surfaces poreuses. Le principe de la filtration assistée par ultrasons et de la diffusion accélérée est que le mouvement du flux sonore et le mouvement du flux liquide n'interfèrent pas l'un avec l'autre dans des conditions de champ ultrasonique de haute intensité, et la diffusion accélérée peut raccourcir le temps de séchage et de réhydratation des aliments. Les temps d'ultrasons et d'osmose inverse peuvent également être raccourcis en appliquant des ondes ultrasonores grâce à un nettoyage continu de l'interface.

5, attendrissement par ultrasons

La prolongation du temps d'action de la viande et des ultrasons peut donner à la viande un effet d'attendrissement distinct. Le traitement de la viande par ultrasons peut libérer rapidement de la fibrine musculaire et la myofibrilline agit principalement comme agent bloquant pour divers composants des produits carnés. Par conséquent, la technologie ultrasonique peut améliorer les propriétés physiques des produits carnés telles que la rétention d’eau, la tendreté et la cohésion.

6, améliorer le cristal

La substance ne cristallise que lorsque sa température est inférieure à son propre point de fusion. Les ondes ultrasonores de haute intensité génèrent un grand nombre de petites bulles et des pressions et des températures en constante évolution qui détruisent l'équilibre biphasique solide-liquide, réduisant ainsi le point de congélation requis pour la nucléation de la cristallisation. La taille et le contenu des cristaux peuvent être améliorés en contrôlant l’intensité, la durée et la fréquence des ondes ultrasonores. Des expériences ont montré que l’application de la solution de saccharose refroidie aux ultrasons peut augmenter considérablement la quantité de cristaux de saccharose. Le traitement de cristallisation modifiée par ultrasons peut être une méthode permettant d’améliorer les performances de nombreux aliments. Les améliorations du goût des produits comestibles à base de mayonnaise, de glace, de chocolat et de crème, comme les ultrasons, reposent sur ce mécanisme.

7, extraction par ultrasons

L'onde ultrasonore de haute intensité peut former un champ sonore de haute énergie, et l'effet de cavitation sonique de la solution sur le champ sonore peut être utilisé pour extraire par ultrasons la substance cible. Les principaux facteurs affectant le taux d'extraction ultrasonique sont la fréquence, la puissance, la durée d'action, le type de solvant et la concentration de l'onde ultrasonore.

Les chercheurs ont exploré l’extraction par ultrasons. Par exemple, l'extraction de l'acide glycyrrhizique par ultrasons et l'application d'ultrasons pour augmenter le taux d'extraction des protéines de soja sont nettement supérieures à la méthode traditionnelle d'extraction à chaud, ce qui peut être dû à l'augmentation de la protéine sensible à la chaleur dans le composant protéique du soja. L'action ultrasonique peut augmenter le taux d'extraction de l'eau protéique de la farine de soja dégraissée à haute température à partir de protéines entières.