超聲波對食品有什么作用?

超聲波是一種安全且可持續的技術,可用于生產比使用傳統程序獲得的食品質量更高的食品。

盡管超聲波是一項眾所周知的技術,并且普遍應用于醫學或汽車工業等多個領域,但其在食品工業中的應用仍然很少。

超聲波在食品工業中可以作為傳統食品加工的替代品,具有廣泛的應用,從而生產出比傳統程序更安全、更高質量的產品。此外,超聲波被認為是一種安全、無污染、環保的技術,與脈沖電場或高靜水壓等其他非熱技術相比,某些應用的實施成本較低,可能會促進其在某些食品領域的工業化。

對于某些應用仍然需要進一步的研究,因為在食品工業中設計設備和應用超聲波處理時必須考慮許多因素,以實現有效的應用。

如何使用超聲波加工食品

許多因素影響超聲波加工的功效。這些包括處理參數(頻率、振幅、處理溫度和時間)和傳播介質/食物參數(粘度、固體顆粒、氣泡)。無論如何,影響基于超聲波的工藝如何設計以及選擇哪些條件的最相關因素可能是所追求的目標和要處理的食品類型。

因此,對于某些應用,需要低強度,因為保持食品質量是強制性的,而對于其他應用,例如細胞外化合物的提取,則優選高強度短期處理。 ?

在食品工業中的應用

1.食品及表面去污

超聲波清洗是最成功和最廣泛使用的超聲波應用之一。它已經在工業規模上成功實施,用于清潔和凈化非生物表面,例如刀或傳送帶,并且在食品的凈化(主要是微生物,甚至微生物生物膜)方面具有巨大的潛力,無論是單獨使用還是與其他方法結合使用化學試劑,例如酸或消毒劑。?? ?

2、降低重金屬和碘的含量

研究表明,除了微生物凈化之外,超聲波還可以用于減少螃蟹和海藻等食品中的重金屬含量,特別是與溫和的溫度和/或 EDTA 結合使用時。

3. 巴氏殺菌和滅菌

超聲波對食品微生物和酶的致命作用會降低,但可以通過與壓力(高達 500 kPa)和/或熱量相結合來增強。這些組合過程能夠滅活致病微生物和腐敗微生物,因此可以對食品進行巴氏滅菌甚至滅菌。然而,實現這些目標所需的超聲強度相當高,這阻礙了其工業實施(主要是由于技術限制)。?

4. 化合物的提取

由于空化產生的微射流和沖擊波可以破壞細胞膜/包膜,因此超聲波是基于使用熱和/或有毒或污染物溶劑的傳統治療的一種非常有趣且可持續的替代方案。此外,由于超聲波還能使原料快速破碎,因此使用超聲波可以增加固體與溶劑接觸的表面積,從而加快提取速度和收率。

5. 增加加熱/冷凍速率

超聲波有助于加速加熱過程,因為 1) 其直接影響,并且因為它們產生強烈的攪拌,有利于更快、更均勻地加熱產品。另一方面,間接應用超聲波引起的振動也可以加速傳統系統的熱量傳遞,既可以在冷卻過程中釋放熱量,也可以在加熱過程中提供熱量。

6. 其他應用

  • 乳液形成/穩定:超聲波可以產生比傳統攪拌方法更穩定的乳液(例如蛋黃醬),甚至可以用于牛奶的均質化。最近,它被提議作為食品工業中的一種新的封裝方法
  • 消泡和脫氣能力:超聲波的脫氣能力多年來一直為人所知,它是許多實驗室應用中常見且成熟的液體脫氣方法,具有不會大幅提高液體溫度的優點。超聲波也是一種機械去除泡沫的方法,可以在某些過程中提供幫助,例如產品灌裝,有助于減少消泡化學添加劑的使用。
  • 過濾:超聲波可以幫助防止膜飽和或清潔膜,因此可以促進過濾、超濾、透析和反滲透等過程。
  • 食品切割:配備超聲波探頭的刀片已成功用于切割奶油蛋糕、面包、糕點、餅干和奶酪等易碎、異質和粘性產品。

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