Aplicarea tehnologiei cu ultrasunete de înaltă intensitate în domeniul alimentar

Aplicarea tehnologiei cu ultrasunete de înaltă intensitate în domeniul alimentar

Undele ultrasonice de mare intensitate, datorită energiei lor ridicate, generează presiune puternică, forfecare și temperaturi ridicate în mediu, care pot modifica structura fizică a mediului și pot favoriza anumite modificări chimice. Aplicarea tehnologiei cu ultrasunete de mare intensitate în industria alimentară este extinsă. Aplicațiile timpurii includ distrugerea celulelor, degazarea lichidelor, curățarea cu ultrasunete a emulsiilor omogenizate cu ultrasunete și dispersia precipitatelor. În ultimii ani, undele ultrasonice de mare intensitate au fost utilizate continuu în noi domenii ale industriei alimentare.

1.Promovarea reacției de oxidare

Undele ultrasonice de mare intensitate generează presiune ridicată și temperaturi ridicate, determinând scindarea moleculelor de apă și eliberarea radicalilor liberi. Cercetătorii au descoperit că tehnologia cu ultrasunete poate observa în mod clar rolul de a promova oxidarea băuturilor alcoolice. Cu toate acestea, această reacție de oxidare accelerată nu îmbunătățește neapărat gustul băuturii.

2, rolul enzimelor

În general, prelungirea timpului de contact al sistemului care conține enzime cu unde ultrasonice de mare intensitate poate reduce activitatea enzimei, care poate fi cauzată de unda ultrasonică de mare intensitate care generează presiune înaltă, temperatură ridicată și forță de forfecare puternică pentru a degrada proteina gastrică. Cu toate acestea, pentru unele reacții enzimatice, aplicarea pe termen scurt a ultrasunetelor poate accelera reacția catalizată de enzime. Acest efect se datorează cel mai probabil faptului că undele ultrasonice determină ca moleculele agregate să se crape și să se disperseze, făcând astfel mai ușor ca enzima să contacteze complet substratul și să accelereze reacția.

3, sterilizare cu ultrasunete

Undele ultrasonice de mare intensitate sunt folosite pentru a ucide microorganismele deoarece produc presiune ridicată, forfecare puternică și temperaturi ridicate. În prezent, tehnologia de sterilizare cu ultrasunete a fost aplicată în industria alimentară. Sterilizarea cu ultrasunete este mai eficientă atunci când este utilizată în combinație cu tehnici de sterilizare, cum ar fi tratamentul termic și clorinarea.

4, filtrează, accelerează difuzia

Undele ultrasonice de mare intensitate promovează trecerea moleculelor prin membrana filtrului și suprafețele poroase. Principiul filtrării asistate cu ultrasunete și al difuziei accelerate este că mișcarea fluxului de sunet și mișcarea fluxului de lichid nu interferează una cu cealaltă în condițiile unui câmp ultrasonic de mare intensitate, iar difuzia accelerată poate scurta timpul de uscare și rehidratare a alimentelor. Timpii de ultrasunete și osmoză inversă pot fi, de asemenea, scurtați prin aplicarea undelor ultrasonice prin curățarea continuă a interfeței.

5, sensibilizare cu ultrasunete

Prelungirea timpului de acțiune al cărnii și ultrasunetele pot da cărnii un efect distinct de fragedare. Tratamentul cărnii cu ultrasunete poate elibera rapid fibrina musculară, iar miofibrilina acționează în principal ca un agent de blocare pentru diferite componente din produsele din carne. Prin urmare, tehnologia cu ultrasunete poate îmbunătăți proprietățile fizice ale produselor din carne, cum ar fi retenția de apă, frăgezimea și coeziunea.

6, îmbunătățiți cristalul

Substanța cristalizează numai atunci când temperatura sa este mai mică decât propriul punct de topire. Undele ultrasonice de mare intensitate generează un număr mare de bule mici și presiuni și temperaturi în continuă schimbare care distrug echilibrul solid-lichid în două faze, reducând astfel punctul de îngheț necesar pentru nuclearea cristalizării. Dimensiunea și conținutul cristalului pot fi îmbunătățite prin controlul intensității, duratei și frecvenței undelor ultrasonice. Experimentele au arătat că aplicarea soluției de zaharoză răcită la ultrasunete poate crește foarte mult cantitatea de cristale de zaharoză. Procesarea de cristalizare modificată cu ultrasunete poate fi o metodă de îmbunătățire a performanței multor alimente. Pe acest mecanism se bazează îmbunătățirea gustului produselor comestibile cu maioneză, înghețată, ciocolată și smântână, precum ultrasunetele.

7, extracție cu ultrasunete

Unda ultrasonică de mare intensitate poate forma un câmp sonor de mare energie, iar efectul de cavitație sonică al soluției asupra câmpului sonor poate fi utilizat pentru a extrage cu ultrasunete substanța țintă. Principalii factori care afectează rata de extracție cu ultrasunete sunt frecvența, puterea, durata de acțiune și tipul de solvent și concentrația undei ultrasonice.

Cercetătorii au explorat extracția cu ultrasunete. De exemplu, extracția acidului glicirizic prin ultrasunete și aplicarea ultrasunetelor pentru a crește rata de extracție a proteinei din soia sunt semnificativ mai mari decât metoda tradițională de extracție la cald, ceea ce se poate datora creșterii proteinei sensibile la căldură în componenta proteinei din soia. Acțiunea cu ultrasunete poate crește rata de extracție a apei proteice a făinii de soia degresate la temperatură ridicată din proteine ​​întregi.