اعمال اولتراسونیک بر روی تولید بستنی اثرات مفیدی دارد. مزایای اصلی سونیکیشن شامل کاهش اندازه بلورها و شتاب بخشیدن به فرآیند یخ زدن در بستنی است. از این رو، اولتراسونیک کیفیت و حس مصرف‌کننده را بهبود می‌دهد، در حالی که به طور همزمان هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد.

اثرات اولتراسونیک بر تولید بستنی

تولید بستنی شامل یک فرآیند پیچیده است تا بتوان یک محصول غذایی شیرین با کیفیت بالا تولید کرد که تقاضای مشتریان را برآورده کند. گام‌های فرآوری بستنی یکی از پیچیده‌ترین غذاها است: بستنی یک فوم و همچنین یک امولسیون است که حاوی بلورهای یخ و مخلوطی از مایع غیر یخ‌زده است. استفاده از اولتراسونیک با توان بالا در حین تولید بستنی می‌تواند به هسته‌زایی بلورهای یخ کمک کرده و فرآیند انتقال حرارت و جرم را در کنار فرآیند یخ زدن شتاب دهد. از این رو، سونیکاسیون باعث کاهش اندازه بلورها و کوتاه شدن زمان یخ زدایی در تولید بستنی می‌شود. تحقیقات انجام شده توسط مرتضوی و طباطبایی نشان داد که زمان یخ زدن در فرآیند تولید بستنی با اعمال سونیکاسیون به مدت 20 دقیقه می‌تواند تا 30٪ کاهش یابد.

برای مطالعه بیشتر در مورد امولسیون سازی التراسونیک کلیک کنید.

تولید بستنی و مزایای التراسونیک هموژنایزر

برای تولید بستنی، یک مخلوط بستنی لازم است. این مخلوط بستنی شامل شیر، پودر شیر، خامه، کره یا چربی گیاهی، شکر، مواد جامد، امولسیفایر، پایدار کننده و همچنین مواد افزودنی مانند میوه‌ها، مغزها، طعم دهنده‌ها و رنگ دهنده‌ها می باشد. این مخلوط ویژه باید همگن شود و پس از گذراندن مراحل پاستوریزه شدن، آرام آرام در حین فرایند یخ‌زدن هم زده شود تا از تشکیل بلورهای بزرگ یخ جلوگیری شود. در نتیجه، حبابی‌های هوای بسیار کوچک در آن مخلوط می شوند (فرایند هوایی) تا بستنی برای رسیدن به ساختاری لطیف و خنک، آماده شود. الحاق اولتراسونیک هموژنایزر به توزیع یکنواخت همه مواد مخلوط بستنی کمک می کند و همزمان به پاستوریزه شدن آن کمک می کند. در مورد پاستوریزه سازی اولتراسونیک مواد غذایی مایع اینجا بخوانید!

بعداً، اولتراسونیک در مرحله یخ زدن در فرآیند تولید بستنی استفاده می‌شود. اولتراسونیک باعث هسته‌زایی و رشد بلورهای یخ می‌شود، به‌طوری که فرآیند یخ زدن به شدت شتاب می‌یابد. در عین حال، سونیکیشن اندازه بلورهای یخ را کاهش می‌دهد تا بلورهای یخ یکنواخت و کوچک به دست آید. این باعث می‌شود که بستنی یک بافت صاف و حس خوبی دهان داشته باشد - ویژگی‌های کیفیتی که از سوی مصرف‌کنندگان بسیار ارزشمند هستند.

مراحل تولید بستنی

تولید بستنی شامل پنج مرحله است:

• آماده‌سازی مخلوط بستنی
• هوموژنیزاسیون، پاستوریزاسیون، استراحت مخلوط بستنی
• یخ زدن و هوادهی
• شکل‌دهی و قالب‌ریزی
• سخت شدن و بسته‌بندی

بهبود فرآیند یخ زدن بستنی با التراسونیک

در حین فرآیند یخ‌زدن به وسیله اولتراسونیک، بلورها از آب فوق سرد تشکیل می شوند. مورفولوژی بلورهای یخ نقش مهمی در ویژگی های بافتی و فیزیکی مواد غذایی یخ زده و نیمه یخ زده ایفا می کند. زیرا اندازه و توزیع بلورهای یخ اهمیت ویژه‌ای برای کیفیت بافت محصولات دارند، برای بستنی، بلورهای یخ کوچکتر ترجیح داده می شود زیرا بلورهای بزرگ منجر به بافت یخی می‌شود. هسته‌زایی مهمترین عامل برای کنترل توزیع اندازه بلورها در طول بلوری‌سازی است. بنابراین، نرخ یخ زدن معمولاً پارامتر استفاده شده برای کنترل اندازه و توزیع اندازه بلورهای یخ در بستنی است. در حین مخلوط کردن و یخ زدن، هوا وارد می شود تا بافت لطیف بستنی به دست آید. افزایش موسوم به "Over run"، مقدار هوای وارد شده، به طور متناسب با دستور پخت خاص، به طور متناسب با حجم ترکیب شده از جامدات و آب است. بنابراین، افزایش زیاد به دلیل فرمول های مختلف بستنی و جریان های پردازشی متفاوت متغیر است. بستنی استاندارد دارای افزایش زیاد 100٪ است، که به معنای این است که محصول نهایی از حجم مساوی از مخلوط بستنی و حباب هوا تشکیل شده است.

استفاده از اولتراسونیک هموژنایزر آواپرداز که با ترویج بلورشدن، کاهش اندازه بلورهای یخ و جلوگیری از تشکیل پوسته روی سطح   منجر به کیفیت بهتر بستنی می‌شود. یک پیوستگی بهتر و حس کرمی‌تر در دهان به دلیل کاهش اندازه بلورهای بستنی و توزیع بهتر حباب هوا به دست می‌آید. یخ زدن با زمان کمتر به میزان تقریبی ۳۰٪ کاهش یافته باعث افزایش ظرفیت فرآیند و فرآیند تولید با کارایی بیشتر انرژی می‌شود.

اثبات علمی: کیفیت بهتر بستنی با التراسونیک هموژنایزر

آسلان و دوگان (۲۰۲۱) تأثیر سونیکیشن بر تولید بستنی با استفاده از سونیکاتور نوع پروب را بررسی کردند. نتایج تحقیق نشان داد که اولتراسونیک اندازه ذرات را به دلیل تشکیل حفره کاهش می‌دهد. روشن بود که سونیکیشن کیفیت بستنی و محصولات غذایی منجر به تولید اندازه کوچکتر بلور یخ می‌شود. از آنجا که بلورهای یخ حس منحصر به فردی به بستنی می‌دهند، بسیار مهم است که بلورهای کوچکتری در فرآیند یخ زدایی بدست آوریم تا از ساختار خشن جلوگیری کرده و لطافت و نرمی مطلوب بستنی را به دست آوریم. این مطالعه همچنین به این نتیجه رسید که هموژنیزاسیون اولتراسونیک یک امولسیون خوب تولید می‌کند. با آزمایش توسط یک پانل مصرف‌کننده برای حس و طعم غذا، نشان داده شد که هموژنیزاسیون بستنی اولتراسونیک به تأمین ترجیحات مصرف‌کننده با بلورهای یخ کوچکتر و حس دلپذیر دهانی بستنی کمک می‌کند.

(بازبینی آسلان و دوگان، ۲۰۲۱)