Kỹ thuật siêu âm trong thực phẩm (HHP)

Kỹ thuật siêu âm trong thực phẩm

Cải thiện các giá trị dinh dưỡng và sự ổn định của chất lượng là một thông số rất quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng thực phẩm cho một cuộc sống khỏe mạnh của con người. Người tiêu dùng đang tìm kiếm các đặc tính tươi và tốt trong thực phẩm với hàm lượng chất dinh dưỡng và chất lượng cảm quan cao. Ngày nay, người tiêu dùng càng nhận thức rõ hơn về các kỹ thuật chế biến được sử dụng trong chế biến thực phẩm và họ thích các sản phẩm tự nhiên không có chất phụ gia và hóa chất. Do đó, cần có các công nghệ mới trong chế biến thực phẩm.

Ngày nay, nhiều công nghệ nhiệt và phi nhiệt hiện đại khác nhau như xung điện trường, áp suất thủy tĩnh cao và thấp, lò vi sóng, gia nhiệt ohmic, đóng băng, thanh trùng, bức xạ ion hóa, v.v… đã được sử dụng để cải thiện các đặc tính hóa lý, kéo dài thời hạn sử dụng các sản phẩm thực phẩm, và kiểm soát chất lượng thực phẩm bằng cách làm bất hoạt vi sinh vật ở nhiệt độ dưới nhiệt độ môi trường xung quanh. Một trong những công nghệ phi nhiệt có thể được sử dụng là công nghệ siêu âm – đã cho thấy ảnh hưởng không đáng kể đến giá trị dinh dưỡng của các sản phẩm thực phẩm.

Các ứng dụng của công nghệ siêu âm để chế biến thực phẩm nhằm cung cấp cho người tiêu dùng thực phẩm chất lượng cao. Siêu âm được coi là một công nghệ đầy hứa hẹn và mới nổi có thể được sử dụng trong công nghệ chế biến thực phẩm và nhiều ứng dụng công nghiệp bằng cách điều chỉnh tần số. Theo các dải sóng âm được sử dụng, siêu âm có thể được chia thành siêu âm tần số cao công suất thấp và siêu âm tần số thấp công suất cao.

+ Siêu âm công suất thấp với tần số cao không làm phá hủy các đặc tính hóa lý của trái cây, rau quả và các sản phẩm thực phẩm trong quá trình chế biến hoặc bảo quản.

+ Siêu âm công suất cao với tần số thấp có thể cải thiện tính chất hóa lý của các sản phẩm thực phẩm và trong chế biến thực phẩm như làm ẩm, xử lý thủy nhiệt, chiết xuất, sấy khô, đông lạnh và khử hoạt tính của vi sinh vật trong các sản phẩm thực phẩm.

Khái niệm siêu âm

Âm thanh vượt ra ngoài ngưỡng thính giác thường với tần số 20.000 Hz/s
thì gọi là siêu âm. Những năm gần đây siêu âm được ứng dụng rộng rãi trong
công nghiệp, nông nghiệp và y dược.

Nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm trong phá hủy tế bào vi sinh vật:

– Nguyên lý: chiếu xạ vô hoạt hoàn toàn vi sinh vật và côn trùng bị ion hóa, làm thay đổi bản chất hóa học, đây là tác động chính của quá trình chiếu xạ. Năng lượng của chiếu xạ phải đủ lớn để cắt đứt liên kết cộng hóa trị trong khoảng 1-8 eV. Năng lượng này là ít hơn năng lượng để ion hóa orbital, để cắt đứt toàn bộ liên kết cộng hóa trị bằng chiếu xạ.

Kết quả của việc chiếu xạ là tạo thành các gốc tự do –OH, gốc này phản ứng với các AND của vi sinh vật, côn trùng ở các giai đoạn phát triển khác nhau của chúng (trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành).

Khi AND của chúng bị hư hỏng và mã di truyền hư hỏng, các sinh vật này mất khả năng sinh sản.

Ứng dụng

Các ứng dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp thực phẩm bao gồm phá hủy tế bào và chiết xuất vật liệu nội bào. Tùy thuộc vào cường độ của nó, siêu âm được sử dụng để kích hoạt hoặc khử hoạt tính của enzyme, trộn và đồng nhất hóa, nhũ hóa, phân tán, bảo quản, ổn định, hòa tan và kết tinh, hydro hóa, làm mềm thịt, chín, lão hóa và oxy hóa, và như một chất bổ trợ cho chất rắn.