A nagy intenzitású ultrahangos technológia alkalmazása élelmiszeriparban

A nagy intenzitású ultrahangos technológia alkalmazása élelmiszeriparban

A nagy intenzitású ultrahanghullámok nagy energiájuk miatt erős nyomást, nyírást és magas hőmérsékletet hoznak létre a közegben, ami megváltoztathatja a közeg fizikai szerkezetét és elősegítheti bizonyos kémiai változásokat. A nagy intenzitású ultrahangos technológia alkalmazása az élelmiszeriparban kiterjedt. A korai alkalmazások közé tartozik a sejtmegszakítás, a folyékony gáztalanítás, az ultrahangos homogenizált emulziók ultrahangos tisztítása és a csapadék diszperziója. Az elmúlt években a nagy intenzitású ultrahanghullámokat folyamatosan alkalmazzák az élelmiszeripar új területein.

1. Elősegíti az oxidációs reakciót

A nagy intenzitású ultrahanghullámok nagy nyomást és magas hőmérsékletet generálnak, aminek következtében a vízmolekulák hasadnak és szabad gyökök szabadulnak fel. A kutatók azt találták, hogy az ultrahangos technológia egyértelműen megfigyelheti az alkoholtartalmú italok oxidációját elősegítő szerepét. Ez a felgyorsult oxidációs reakció azonban nem feltétlenül javítja az ital ízét.

2, az enzimek szerepe

Általánosságban elmondható, hogy az enzimtartalmú rendszer érintkezési idejének meghosszabbítása nagy intenzitású ultrahanghullámokkal csökkentheti az enzim aktivitását, amit a nagy intenzitású ultrahanghullám okozhat, amely nagy nyomást, magas hőmérsékletet és erős nyíróerőt generál a gyomorfehérje lebontására. Egyes enzimatikus reakciók esetében azonban az ultrahang rövid távú alkalmazása felgyorsíthatja az enzimkatalizált reakciót. Ez a hatás nagy valószínűséggel annak a ténynek köszönhető, hogy az ultrahanghullámok hatására az aggregált molekulák újra felrepednek és szétszóródnak, ezáltal megkönnyítve az enzim teljes érintkezését a szubsztrátummal és felgyorsítva a reakciót.

3, ultrahangos sterilizálás

A nagy intenzitású ultrahanghullámokat a mikroorganizmusok elpusztítására használják, mert nagy nyomást, erős nyírást és magas hőmérsékletet produkálnak. Jelenleg az ultrahangos sterilizálási technológiát alkalmazzák az élelmiszeriparban. Az ultrahangos sterilizálás hatékonyabb, ha olyan sterilizációs technikákkal kombinálják, mint a hőkezelés és a klórozás.

4, szűrő, gyorsítja a diffúziót

A nagy intenzitású ultrahanghullámok elősegítik a molekulák áthaladását a szűrőmembránon és a porózus felületeken. Az ultrahangos szűrés és a gyorsított diffúzió elve az, hogy a hangáramlás mozgása és a folyadékáramlás mozgása nem zavarja egymást nagy intenzitású ultrahangos tér mellett, és a gyorsított diffúzió lerövidítheti az élelmiszer szárítási és rehidratációs idejét. Az ultrahangos és fordított ozmózis időtartama az interfész folyamatos tisztításával ultrahangos hullámok alkalmazásával is lerövidíthető.

5, ultrahangos érzékenyítés

A hús és az ultrahang hatásidejének meghosszabbítása a húsnak határozott puhító hatást eredményezhet. A hús ultrahangos kezelésével az izomfibrin gyorsan felszabadulhat, a miofibrillin pedig főként a húskészítmények különböző összetevőinek blokkolójaként működik. Ezért az ultrahangos technológia javíthatja a húskészítmények fizikai tulajdonságait, például a vízvisszatartást, a érzékenységet és a kohéziót.

6, javítja a kristályt

Az anyag csak akkor kristályosodik ki, ha hőmérséklete alacsonyabb, mint saját olvadáspontja. A nagy intenzitású ultrahanghullámok nagyszámú kis buborékot és folyamatosan változó nyomást és hőmérsékletet generálnak, amelyek tönkreteszik a szilárd-folyadék kétfázisú egyensúlyt, ezáltal csökkentve a kristályosodási gócképződéshez szükséges fagyáspontot. A kristályméret és -tartalom az ultrahanghullámok intenzitásának, időtartamának és frekvenciájának szabályozásával javítható. Kísérletek kimutatták, hogy a lehűtött szacharózoldat ultrahangos kezelésével nagymértékben megnövelheti a szacharózkristályok mennyiségét. Az ultrahangos módosított kristályosítási feldolgozás számos élelmiszer teljesítményének javításának módszere lehet. Az ehető majonéztermékek, fagylaltok, csokoládé és tejszín ízének javítása, például az ultrahang, ezen a mechanizmuson alapul.

7, ultrahangos extrakció

A nagy intenzitású ultrahanghullám nagy energiájú hangteret képezhet, és az oldat hangkavitációs hatása a hangtérre felhasználható a célanyag ultrahangos kinyerésére. Az ultrahangos extrakciós sebességet befolyásoló fő tényezők a frekvencia, a teljesítmény, a hatás időtartama, valamint az ultrahanghullám oldószer típusa és koncentrációja.

A kutatók az ultrahangos extrakciót vizsgálták. Például a glicirrizinsav extrakciója ultrahanggal és az ultrahang alkalmazása a szójafehérje extrakciós sebességének növelésére lényegesen magasabb, mint a hagyományos meleg extrakciós módszernél, ami a szójafehérje komponensben a hőérzékeny fehérje növekedésének köszönhető. Az ultrahangos hatás növelheti a magas hőmérsékleten zsírtalanított szójaliszt fehérjevíz-kivonási sebességét teljes fehérjéből.