Мощен ултразвук за подобряване на сокове и смутита

Изследователи от Техническия университет в Берлин установиха, че ултразвуковата обработка е много ефективен метод за подобряване на плодови и зеленчукови сокове, както и на смутита. Като нетермична технология за обработка на храни, ултразвукът осигурява щадяща, но ефективна обработка, която засилва вкуса и аромата и стабилизира и консервира сокове и пюрета. Резултатите от ултразвуковата обработка на сокове включват подобрен вкус и аромат, стабилизиране и консервиране.

Прилагането на ултразвук в процесите за производство на храни е област, към която интересът на производителите на храни нараства. За разлика от ултразвука с ниска интензивност (интензивности < 1 W/cm²), който може да се използва за безразрушителен контрол и образна диагностика, мощният ултразвук (интензивности > 5 W/cm²) предизвиква промени в материала и може да се използва за подобряване на разнообразни процеси в хранителната промишленост. Ултразвуковите вълни са вълни на свиване, които взаимодействат механично с продукта по време на ултразвуковата обработка. Цикличните свивания и разреждания могат да повлияят на клетъчната структура. При високи амплитуди на налягането мощният ултразвук предизвиква кавитация – растеж и имплозия на газови мехурчета, съпроводени с пикове на налягането и температурата, което хомогенизира и стабилизира дисперсните системи. Hielscher Ultrasonics и изследователи от катедрата по хранителни биотехнологии и инженерство на процесите в хранителната промишленост към Техническия университет в Берлин изследваха положителните ефекти на ултразвука за подобряване на качеството, стабилността и вкуса на смутитата – смесени и охладени напитки, приготвени от плодови и зеленчукови сокове и пюрета.

Въпреки че няма законово право, което да ограничава съставките на смутитата до чисти плодови и зеленчукови продукти, производителите възнамеряват да ги предлагат на пазара като здравословни и ценни продукти. Поради това целта е те да се произвеждат без добавяне на стабилизатори, подобрители на вкуса или оцветители. Соковете и пюретата обаче често имат високо съдържание на плодова или зеленчукова месеста част. Затова те са склонни към разделяне на фазите, което води до по-малко привлекателен външен вид на продукта. По тази причина повечето смутита, предлагани в момента, съдържат банан като основна съставка, която намалява разделянето на фазите чрез увеличаване на вискозитета.

 
Ултразвукът може да се прилага за раздробяване на частиците на месестата част и за повлияване на разпределението на частиците по размер. По-малкият размер на частиците води до по-ниска скорост на утаяване, което намалява седиментацията и подобрява стабилността при съхранение. Освен това това раздробяване на частиците може да доведе до повишено освобождаване в сока на вкусови компоненти, цветни пигменти и клетъчни съставки като захар или летливи ароматни съединения. Резултатът е подобряване на интензивността на цвета, сладостта и усещането за аромат. Освен това намаленият размер на частиците влияе върху усещането в устата, като води до по-гладко общо усещане.
За да се осигури определен срок на годност на смутитата, смесите трябва да бъдат пастьоризирани. Термичните обработки обаче винаги влияят върху качеството на продукта, цвета и усещането за свежест. Затова намаляването на температурите на обработка е един от основните приоритети в хранителната промишленост. Ултразвукът има синергичен ефект върху инактивирането на микроорганизми и ензими, когато се прилага в комбинация с температура – процес, наречен термосоникация, или с повишено налягане – процес, наречен маносоникация. Известни са също положителни резултати от комбинацията на трите параметъра, обозначавана с термина манотермосоникация. Предполага се, че клетките, обработени с ултразвук, стават по-чувствителни към други стресови фактори като налягане и топлина. Освен това ултразвуковите вълни могат да разрушат граничните слоеве и да предизвикат смесване, което подобрява топлообмена. Затова друга основна цел на изследователския проект е намаляването на температурите на пастьоризация чрез разработване на процес на консервиране, подпомаган от ултразвук. Предвиждат се подобряване на качеството на продукта и намаляване на разходите за енергия при запазване или повишаване на безопасността на продукта и запазване или удължаване на срока му на годност.
Многостранните ефекти на ултразвука, които биха могли да позволят едновременно подобряване на характеристиките на седиментация, вкуса, външния вид, усещането в устата и микробиологичната, както и ензимната стабилност на смутитата като продукти с висока стойност, биха могли да представляват важно предимство за хранителната промишленост и предлагането на пазара на пресни плодови и зеленчукови напитки в бъдеще. Освен това процентното съдържание на банан или други съставки с висок вискозитет би могло да се намали, когато стабилността на продукта се подобрява чрез ултразвукова обработка, и това би могло да позволи създаването на нови видове смутита.
 
Лице за контакт в Техническия университет в Берлин:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Телефон:+49 (0)30-3147 1847
 

Вляво: необработен портокалов сок; Вдясно: портокалов сок, обработен с ултразвук
Ултразвуковата хомогенизация с високо срязване осигурява стабилен сок без седиментация