Ứng dụng máy làm sạch siêu âm trong rửa rau quả thực phẩm

Bể rửa siêu âm đã trở thành công nghệ siêu âm hiện đại được sử dụng rộng rãi nhất. Từ những ứng dụng làm sạch trong lĩnh vực cơ khí và điện tử, nó đã dần mở rộng sang các lĩnh vực mới nổi như y học, thực phẩm, hóa chất, hàng không vũ trụ và công nghiệp hạt nhân. Nguyên tắc của máy rửa siêu âm là sóng siêu âm tạo ra “bong bóng xâm thực” trong nước và giải phóng năng lượng để hoàn thành quá trình làm sạch. Làm sạch siêu âm ban đầu được sử dụng để làm sạch bề mặt trong ngành công nghiệp điện tử và hiện đang dần được sử dụng trong sản xuất thực phẩm. Nguyên tắc này dựa trên “hiệu ứng vật lý” được tạo ra bởi sóng siêu âm để làm sạch bụi bẩn bề mặt. Đồng thời, các hợp chất hoạt động hydro peroxide được sản xuất bởi siêu âm làm bất hoạt vi sinh vật.
Trong những năm gần đây, công nghệ làm sạch siêu âm đã được sử dụng rộng rãi trong các hoạt động chế biến và sản xuất thực phẩm. Siêu âm làm bất hoạt vi sinh vật bằng cách thúc đẩy sự phát triển của bong bóng cavitated trong môi trường lỏng và cho phép chúng nhân lên qua các cấu trúc tế bào. Nguyên tắc của bể rửa siêu âm là tạo hiệu ứng xâm thực thông qua môi trường lỏng, loại bỏ các hạt bụi bẩn. Khi sóng siêu âm lan truyền trong môi trường lỏng, nó tạo ra các rung động cơ học và luồng sóng âm chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Khí hòa tan trong môi trường lỏng dưới tác động của sóng siêu âm để hoàn thành một loạt các phản ứng – chẳng hạn như sự hình thành và vỡ bong bóng xâm thực. Đồng thời, xâm thực gây ra bởi sự thay đổi nhiệt độ và áp suất cũng có thể gây ra những thay đổi hóa học, có thể đẩy nhanh hiệu quả làm sạch. Khi quá trình dao động hỗn loạn tuần hoàn được tạo ra gần bề mặt rắn, một vi phản lực có vận tốc khoảng 110 m/s và lực tác động cao được tạo ra, dẫn đến mật độ va chạm lên tới 1,5 kg / cm2.
Ô nhiễm có thể xảy ra trong suốt quá trình sản xuất, phân phối trái cây và rau quả. Vi sinh vật là một trong những thành phần gây ô nhiễm chính, đưa ra các yêu cầu cao hơn về an toàn thực phẩm. Trái cây và rau quả được làm sạch bằng siêu âm không chỉ làm giảm vi sinh vật bề mặt mà còn kéo dài thời hạn sử dụng.
Việc giảm vi sinh vật trên bề mặt trái cây và rau quả là kết quả của quá trình kết hợp của hai yếu tố:
  • Sự phát tán của vi sinh vật, nghĩa là loại bỏ các khối vi sinh vật hoặc chất bẩn (như đất sét) khỏi bề mặt trái cây và rau quả sau khi xử lý siêu âm.
  • Bất hoạt vi sinh vật, nghĩa là một loạt các hiệu ứng vật lý, cơ học và hóa học được tạo ra bởi sự xâm thực siêu âm, bất hoạt dẫn đến giảm quần thể vi sinh vật.
Sự kết hợp của clo dioxide và làm sạch siêu âm có thể cải thiện hiệu quả làm sạch của siêu âm. Khi clo dioxide và máy rửa siêu âm được kết hợp để làm sạch rau quả, vi khuẩn trên bề mặt có thể được loại bỏ hiệu quả. Nó có tác dụng ức chế nhất định đối với Escherichia coli và Salmonella, có thể kéo dài thời hạn sử dụng của quả trong 10 phút và giảm tỷ lệ mất vitamin C và flavonoid. Máy rửa siêu âm với công nghệ làm sạch clo dioxide có hiệu quả bất hoạt vi khuẩn và virus. Tuy nhiên, chlorine dioxide cũng có những nhược điểm như chi phí cao, không ổn định, phương pháp giám sát phức tạp, độ nhạy pH và độc tính cao của chlorite, còn có công phụ là khử trùng.
Kết cấu, hương vị, màu sắc và các đặc điểm khác của trái cây và rau quả sạch là những khía cạnh chính ảnh hưởng đến đánh giá cảm quan. Về kết cấu, làm sạch siêu âm có thể thay đổi kết cấu bằng cách thay đổi cấu trúc vi mô của trái cây và rau quả. Về hương vị, các gốc tự do được tạo bởi siêu âm cavitation dự kiến sẽ làm giảm mùi của thực phẩm. Về màu sắc, siêu âm không oxy hóa mạnh so với chất khử trùng và không ảnh hưởng đến màu sắc của trái cây và rau quả. Thí nghiệm thực tế cho thấy, dâu tây được xử lý bằng máy rửa siêu âm với tần số siêu âm 40KHz giữ được độ cứng lên đến 16% so với rửa bằng nước thủ công.
Phương pháp làm sạch bằng siêu âm có thể giúp kéo dài thời hạn sử dụng của trái cây và rau quả được cung cấp mà không gây ra thiệt hại cho chúng. Nguyên tắc chính của lưu trữ trái cây và rau quả là ức chế các hoạt động enzyme quan trọng của polyphenol oxidase và peroxidase sau khi làm sạch siêu âm. Xử lý sonication có hiệu quả duy trì tính toàn vẹn và tính thấm của màng tế bào đồng thời cải thiện khả năng chống oxy hóa trong quá trình lưu trữ. Sử dụng 0,5% kẽm axetat kết hợp với làm sạch siêu âm, thời hạn sử dụng được kéo dài từ 2 đến 8 ngày ở 4 °C. Kỹ thuật làm sạch này không chỉ trì hoãn sự tăng sinh của vi sinh vật mà còn giúp duy trì chất lượng rau củ trong quá trình bảo quản. Mặc dù các nghiên cứu đã chỉ ra rằng thời hạn sử dụng của trái cây và rau quả sẽ được kéo dài sau khi xử lý rửa siêu âm, hiệu quả bảo quản thực tế sẽ tùy vào từng loại thực phẩm. Nghiên cứu sâu hơn là cần thiết để tối ưu hóa việc áp dụng công nghệ làm sạch siêu âm trong việc kéo dài thời hạn sử dụng của trái cây và rau quả.

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *