Обработка пищевых продуктов ультразвуком

Использование УЗ для ускорения переноса веществ из окружающей среды в материалы особенно заманчиво в тех случаях, когда переносимые вещества нерастворимы, поскольку УЗ способствует их тонкому диспергированию. Однако зачастую применение УЗ для подобных целей наталкивается на непреодолимые трудности, так как обработке подвергаются материалы с плохой звукопроницаемостью, такие, как, например, животные ткани.

При озвучивании мяса в рассоле большая часть энергии УЗ преобразуется в тепловую в поверхностном слое мяса, температура которого повышается на 20°С и более. Таким образом, по существу, ускоряется лишь одна фаза диффузионного обмена — перенос соли из рассола во внешний слой, причем частично — за счет повышения температуры.

Иначе обстоит дело с использованием УЗ для ускорения экстракции из тонкоизмельченных материалов. В этом случае ускоряющее влияние УЗ распространяется практически на весь объем частиц материала, из которого производится экстракция.

Как показали исследования, промышленное значение может иметь использование УЗ, получаемого при помощи гидродинамического генератора для приготовления водно-жировых эмульсий любых концентраций и различной консистенции.

Получение суспензий (система жидкость — твердое тело) требует больших затрат энергии, чем эмульгирование жидкостей.

С помощью ультразвука удается получать эмульсии с размером частиц 1 мкм. Максимальная дисперсность системы получается при обработке ультразвуком в диапазоне частот 96—1600 кГц частиц, размеры которых не превышают 1 мкм. С увеличением исходного размера частиц оптимум частот ультразвука понижается.

При воздействии ультразвука на гетерогенные системы, как уже указывалось ранее, протекают два противоположных процесса: диспергирование и коагуляция. Окончательный результат зависит как от параметров ультразвукового поля, так и от физико-химических характеристик обрабатываемого продукта.

Характер эмульгирования зависит от температуры продукта. При гомогенизации молока на гидродинамическом вибраторе больше всего жировых шариков образовывалось при температуре обработки 55—70°С.

При этих температурах с увеличением давления обработки молока интенсивно повышается дисперсность жира, а при давлении 0,4—0,5 МПа, что соответствует частоте 1300—1500 Гц, около 80—88% жировых шариков имеют диаметр менее 2 мкм.

При повышении температуры усиливается бактерицидное действие ультразвука на микрофлору молока.

При добавлении в тесто жировых эмульсий, приготовленных звуковым методом, значительно улучшается качество хлебобулочных изделий. Наилучшие результаты получают при размере жировых шариков, приближающихся к естественным эмульсиям.

Для увеличения стойкости эмульсии в процессе обработки добавляют эмульгатор — фосфатидный концентрат.

Эмульсия, приготовленная ультразвуковым методом с гидродинамическим излучателем (t = 5 мин, н = 300 кГц), имеет более чем на порядок большую устойчивость.