乳業に適用される超音波技術
過去数十年にわたって、伝統的な食品加工を改善するための代替方法が増えてきました。 さらに、美味しくて健康的で最小限の加工製品に対する消費者の需要が高まっているため、新しい乳製品の開発はますます重要になっています。 超音波処理または超音波処理は、牛乳や乳製品の技術的および機能的特性を改善する可能性があるため、食品業界で有望な代替技術です。
超音波を従来の乳製品処理に適用すると、コスト削減や製品性能の向上など、乳業に大きなメリットをもたらす可能性があります。 近年、多くの乳製品用途における処理方法は、従来の熱処理方法よりも優先されています。 超音波は、音響電流、音響放射、せん断、マイクロジェット、衝撃波などの物理的な力を生成します。
動作原理
高強度の超音波は、人間の可聴範囲を超える音波として認識されます。 超音波の周波数範囲は 20 kHz ～ 10 MHz です。 超音波、液体、溶存ガス間の相互作用は、GG quot;キャビテーション" 超音波が液体媒体を通過するとき。
超音波の作用により、液体に溶解した多数の気泡が整流と拡散により合体します。 気泡は成長を続け、大きくなった気泡は超音波の作用で振動し、変動します。 気泡が超音波周波数に依存する共鳴サイズ範囲に達すると、気泡は最大に膨張し、激しく破裂します。 この激しい現象により、最大 10,000 K の高温高圧条件が発生する可能性があります。この現象は、GG quot;瞬時キャビテーション" と呼ばれます。 瞬間的なキャビテーションは、液体の乳化および殺菌活動を完了することができます。
超音波乳化
超音波技術の高度な性質により、超音波技術は、より小さな液滴サイズ、狭いサイズ分布、最小の乳化剤含有量を使用する能力を備えたラベル、エマルジョンの安定性の向上、簡単な操作とクリーニングを行うための優れた選択肢として使用できます。低エネルギー消費に、生産コストは低いです。 したがって、低周波および高出力の超音波は、安定した乳濁液を生成するために広く使用されています。 バブルによって生成された衝撃波は、2 つの分離した相境界の近くで崩壊します。 溶けやすい液体は、2 つの液体の効果的な混合をもたらします。
超音波乳化のプロセスは 2 つのステップに分かれています。 最初のステップでは、分散相の液滴を爆発させて連続相にし、機械的振動によって引き起こされる乱流を使用して小さな液滴を形成します。 この 2 番目のステップは、界面での励起によって液滴と液滴の結合を開始することです。 最終的な液滴サイズの乳化プロセスでは、乳化剤間の競合により得られる分布は、2 つの反対のプロセスです。
超音波殺菌
牛乳は微生物の成長にとって理想的な環境を提供するため、牛乳や乳製品にとって微生物の品質は非常に重要です。 熱処理は、乳製品業界で微生物の増殖を制御するために使用される最も一般的な方法です。 しかし、さまざまな物理的および化学的、栄養的および感覚的特性が変化したため、代替方法が求められてきました。 この場合、乳製品の色、味、栄養を最大限に維持しながら、超音波処理を滅菌することができます。
音響キャビテーションが生み出す抗菌効果と殺菌効果は、細胞内のキャビテーションによって引き起こされ、細菌の構造と機能の組み合わせを破壊し、最終的に微生物の不活化を完了します。 さらに、超音波処理の圧力と温度の変動は、細胞壁を損傷する可能性があります。 フリーラジカルの形成とマイクロ流体工学は、細胞膜を破壊および希釈し、微生物を破壊します。
合計する
他の新興技術と比較して、処理技術としての超音波の魅力は安全であると考えられてきました。 過去 10 年間で、この技術は、微生物や酵素の不活性化、均質化と乳化、乳化、結晶化、機能改善など、多くの従来の乳製品加工アプリケーションに取って代わる、または支援できる穏やかな非熱処理ツールに急速に発展しました。乳製品システムで。
