تطبيق تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة في مجال الغذاء

تطبيق تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة في مجال الغذاء

الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ، بسبب الطاقة العالية ، تولد ضغطًا قويًا وقصًا ودرجات حرارة عالية في الوسط ، مما قد يغير التركيب الفيزيائي للوسيلة ويشجع على بعض التغييرات الكيميائية. تطبيق تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة في صناعة المواد الغذائية واسعة النطاق. وتشمل التطبيقات المبكرة تعطيل الخلايا ، وإزالة الغازات السائلة ، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية للمستحلبات المتجانسة بالموجات فوق الصوتية ، وتشتيت الترسبات. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة بشكل مستمر في مجالات جديدة من صناعة المواد الغذائية.

1. تعزيز تفاعل الأكسدة

تولد الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ضغطًا عاليًا ودرجات حرارة عالية ، مما يتسبب في جزيئات الماء للالتفاف وإطلاق الجذور الحرة. وجد الباحثون أن تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية يمكنها أن تلاحظ بوضوح دور تعزيز أكسدة المشروبات الكحولية. ومع ذلك ، فإن تفاعل الأكسدة المعجل هذا لا يحسن بالضرورة طعم المشروبات.

2 ، ودور الانزيمات

بشكل عام ، يمكن أن يؤدي إطالة وقت التلامس في النظام الذي يحتوي على الإنزيم مع الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة إلى تقليل نشاط الإنزيم ، والذي قد يكون ناجماً عن الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة التي تولد ضغطًا مرتفعًا ودرجة حرارة عالية وقوة قص قوية تتحلل البروتين المعدي. ومع ذلك ، بالنسبة لبعض التفاعلات الأنزيمية ، يمكن للتطبيق قصير المدى للموجات فوق الصوتية أن يسرع من تفاعل الإنزيم المحفز. هذا التأثير على الأرجح يرجع إلى حقيقة أن الموجات فوق الصوتية تتسبب في إعادة تكسير الجزيئات المجمعة وتفريقها ، مما يجعل من الأسهل على الإنزيم الاتصال بشكل كامل بالركيزة وتسريع التفاعل.

3 ، التعقيم بالموجات فوق الصوتية

تستخدم الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة لقتل الكائنات الحية الدقيقة لأنها تنتج الضغط العالي ، القص القوي وارتفاع درجات الحرارة. في الوقت الحاضر ، تم تطبيق تكنولوجيا التعقيم بالموجات فوق الصوتية على صناعة المواد الغذائية. يكون التعقيم بالموجات فوق الصوتية أكثر فعالية عند استخدامه مع تقنيات التعقيم مثل المعالجة الحرارية والكلور.

4 ، مرشح ، تسريع نشرها

تعزز الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة مرور الجزيئات عبر غشاء المرشح والأسطح المسامية. مبدأ الترشيح بمساعدة الموجات فوق الصوتية والانتشار المتسارع هو أن حركة تدفق الصوت وحركة تدفق السائل لا تتداخل مع بعضها البعض في ظل حالة مجال الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة ، ويمكن للنشر المعجل تقصير وقت التجفيف والإماهة من الطعام. يمكن أيضًا تقصير أوقات التناضح العكسي بالموجات فوق الصوتية وعبر تطبيق الموجات فوق الصوتية من خلال التنظيف المستمر للواجهة.

5 ، والعطاء بالموجات فوق الصوتية

إن إطالة وقت عمل اللحم والموجات فوق الصوتية يمكن أن يعطي اللحم تأثيرًا مميزًا في عملية الرقة. إن معالجة اللحوم بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تطلق الفيبرين في العضلات بسرعة ، ويعمل الميوبيريلين بشكل رئيسي كعامل مانع لمختلف المكونات في منتجات اللحوم. لذلك ، يمكن لتقنية الموجات فوق الصوتية تحسين الخصائص الفيزيائية لمنتجات اللحوم مثل احتباس الماء والحنان والتماسك.

6 ، تحسين الكريستال

تبلور المادة فقط عندما تكون درجة حرارتها أقل من درجة انصهارها. تولد الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة عددًا كبيرًا من الفقاعات الصغيرة وتغير باستمرار الضغط ودرجات الحرارة التي تدمر التوازن ثنائي الطور السائل السائل ، وبالتالي تقلل من نقطة التجمد المطلوبة لنواة البلورة. يمكن تحسين حجم الكريستال والمحتوى عن طريق التحكم في شدة الموجات فوق الصوتية ومدتها وتواترها. أظهرت التجارب أن تطبيق محلول السكروز المبرد على الموجات فوق الصوتية يمكن أن يزيد بشكل كبير من كمية بلورات السكروز. يمكن أن تكون معالجة البلورة المعدلة بالموجات فوق الصوتية وسيلة لتحسين أداء العديد من الأطعمة. وتستند هذه الآلية إلى تحسينات في مذاق منتجات المايونيز الصالحة للأكل والآيس كريم والشوكولاته والكريم ، مثل الموجات فوق الصوتية.

7 ، استخراج بالموجات فوق الصوتية

يمكن أن تشكل الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة مجالًا صوتيًا عالي الطاقة ، ويمكن استخدام تأثير التجويف الصوتي للمحلول في مجال الصوت لاستخراج المادة المستهدفة بالموجات فوق الصوتية. العوامل الرئيسية التي تؤثر على معدل الاستخراج بالموجات فوق الصوتية هي التردد والقوة ومدة العمل ونوع المذيب وتركيز الموجات فوق الصوتية.

لقد اكتشف الباحثون استخراج الموجات فوق الصوتية. على سبيل المثال ، يعتبر استخراج حمض الجلسرين عن طريق الموجات فوق الصوتية وتطبيق الموجات فوق الصوتية لزيادة معدل استخراج بروتين الصويا أعلى بكثير من طريقة الاستخراج الساخنة التقليدية ، والتي قد تكون ناجمة عن زيادة البروتين الحساسة للحرارة في مكون بروتين الصويا. العمل بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يزيد من معدل استخراج ماء البروتين لدقيق الصويا منزوع الدسم بدرجة حرارة عالية من البروتين بأكمله.