Wpływ kawitacji na właściwości składników żywności

Opis

Kawitacja, polegająca na wytwarzaniu i gwałtownym zanikaniu pęcherzyków gazowo-parowych w cieczach, towarzyszy procesom hydrodynamicznym i jest wywoływana przez drgania mechaniczne. Zjawisko to w złożony sposób oddziałuje na ciecze oraz ciała stałe i powoduje zmiany ich właściwości fizycznych, chemicznych i biologicznych. Mimo że kawitacja jest wykorzystywana w medycynie, technice, przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, spożywczym i innych, wciąż budzą wątpliwości skutki jej oddziaływania na substancje biologiczne i organizmy.
Badaniom poddano zmiany właściwości fizykochemicznych substancji znajdujących się w układach biologicznych żywności pod wpływem kawitacji.
Wykorzystano instrumentalne metody fizyczne, optyczne, elektroanalityczne, chromatograficzne i mikrobiologiczne stosowane w analizie i ocenie jakości żywności. Materiałem badawczym były substancje modelowe i ich naturalne kompozycje, takie jak: woda, białko, tłuszcz, węglowodany, bakterie i tkanka mięśniowa. Poddawano je działaniu kawitacji indukowanej ultradźwiękami o niskiej częstotliwości 37,5 kHz i o średnim natężeniu 2,5 W·cm-2.
Lokalny i przypowierzchniowy charakter kawitacji w materiałach oraz zależność skutków oddziaływania od odległości od źródła drgań są istotnym problemem w postępowaniu technologicznym i wpływają na możliwości oraz warunki wykorzystania kawitacji w technologii żywności. Zróżnicowanie właściwości fizykochemicznych substancji i materiałów biologicznych stosowanych jako składniki żywności istotnie ogranicza możliwości fizycznego modelowania skutków oddziaływania kawitacji, a optymalizacja procesów wykorzystujących kawitację wymaga prowadzenia badań empirycznych w kierunku jakości technologicznej i bezpieczeństwa żywności. Wyniki przedstawionych badań są obiecujące, ukazują duże i wciąż nie do końca rozpoznane możliwości wykorzystania kawitacji w technologiach spożywczych, a także mogą być wskazówką w projektowaniu aparatury procesowej. Implikują także empiryczną optymalizację procesów wspomaganych ultradźwiękami i kawitacyjnie w celu poprawy jakości produktów żywnościowych.