Snažni ultrazvuk za poboljšanje sokova i smutija

Istraživači s Tehničkog univerziteta u Berlinu utvrdili su da je ultrazvučna obrada vrlo djelotvorna metoda za poboljšanje voćnih i povrtnih sokova, kao i smutija. Kao netermička tehnika obrade hrane, ultrazvuk pruža blag, ali učinkovit tretman koji pojačava arome te stabilizira i konzervira sokove i pirea. Rezultati ultrazvučnog tretmana sokova uključuju poboljšane arome, stabilizaciju i konzerviranje.

Primjena ultrazvuka u procesima proizvodnje hrane područje je od sve većeg interesa za proizvođače hrane. Za razliku od ultrazvuka niskog intenziteta (intenziteti < 1 W/cm²), koji se može koristiti za nerazorno ispitivanje i snimanje, snažni ultrazvuk (intenziteti > 5 W/cm²) uzrokuje promjenu materijala i može se koristiti za poboljšanje raznovrsnih procesa u prehrambenoj industriji. Ultrazvučni valovi su kompresijski valovi koji mehanički djeluju na proizvod koji se podvrgava ultrazvučnoj obradi (sonikaciji). Ciklične kompresije i razrjeđenja mogu utjecati na strukturu ćelija. Pri visokim amplitudama pritiska snažni ultrazvuk uzrokuje kavitaciju, rast i implozije mjehurića plina, što je praćeno vršnim vrijednostima pritiska i temperature te homogenizira i stabilizira disperzne sisteme. Hielscher Ultrasonics i istraživači s Odjela za prehrambenu biotehnologiju i procesno inženjerstvo hrane Tehničkog univerziteta u Berlinu istraživali su pozitivne učinke ultrazvuka na poboljšanje kvaliteta, stabilnosti i okusa smutija; miješanih i rashlađenih napitaka od voćnih i povrtnih sokova i pirea.

Iako ne postoji zakonsko pravo koje ograničava sastojke smutija na čiste voćne i povrtne proizvode, proizvođači ih namjeravaju plasirati na tržište kao zdrave i vrijedne proizvode. Stoga se namjerava proizvoditi ih bez dodatka stabilizatora, pojačivača okusa ili boja. Međutim, sokovi i pirei često imaju visok sadržaj pulpe. Zbog toga su skloni razdvajanju faza, što dovodi do manje privlačnog izgleda proizvoda. Iz tog razloga većina trenutno dostupnih smutija sadrži banane kao glavni sastojak, koji smanjuje razdvajanje faza zbog povećanja viskoziteta.

Ultrazvuk se može primijeniti za razgradnju čestica pulpe i utjecaj na raspodjelu veličine čestica. Manja veličina čestica rezultira manjom brzinom taloženja, što dovodi do smanjenja sedimentacije i poboljšane stabilnosti pri skladištenju. Osim toga, ova dezintegracija čestica može dovesti do povećanog oslobađanja sastojaka okusa, pigmenata boje i staničnih sastojaka, poput šećera ili hlapljivih aromatskih spojeva, u sok. Rezultat je poboljšanje intenziteta boje, slatkoće i doživljaja arome. Osim toga, smanjena veličina čestica utječe na osjećaj u ustima, što dovodi do blažeg ukupnog dojma.
Da bi se osigurao određeni rok trajanja smutija, smjese se moraju pasterizirati. Međutim, toplinski tretmani uvijek utječu na kvalitet proizvoda, boju i dojam svježine. Stoga je smanjenje temperatura obrade jedan od glavnih fokusa u prehrambenoj industriji. Ultrazvuk ima sinergijski učinak na inaktivaciju mikroorganizama i enzima kada se primjenjuje u kombinaciji s temperaturom, što se naziva termosonikacija, ili s povišenim pritiskom, što se naziva manosonikacija. Pozitivni rezultati poznati su i za kombinaciju sva tri parametra pod nazivom manotermosonikacija. Pretpostavlja se da ćelije tretirane ultrazvukom postaju osjetljivije na druge stresne faktore poput pritiska i toplote. Osim toga, ultrazvučni valovi mogu narušiti granične slojeve i izazvati miješanje, što rezultira poboljšanim prijenosom toplote. Stoga je još jedan fokus istraživačkog projekta smanjenje temperatura pasterizacije razvojem procesa konzerviranja potpomognutog ultrazvukom. Predviđeno je poboljšanje kvaliteta proizvoda i smanjenje troškova energije uz održavanje ili produženje sigurnosti proizvoda i roka trajanja.
Sveobuhvatni učinci ultrazvuka, koji bi mogli omogućiti istovremeno poboljšanje karakteristika sedimentacije, okusa, izgleda, osjećaja u ustima te mikrobiološke i enzimske stabilnosti smutija kao visokovrijednih proizvoda, mogli bi u budućnosti predstavljati važnu prednost za prehrambenu industriju i plasman svježih voćnih i povrtnih napitaka. Osim toga, udio banane ili drugih sastojaka visokog viskoziteta mogao bi se smanjiti kada se stabilnost proizvoda poboljša ultrazvučnim tretmanima, čime bi se omogućilo stvaranje novih vrsta smutija.

Kontakt na TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Lijevo: netretirani sok od narandže; desno: ultrazvučno obrađeni sok od narandže
Ultrazvučna homogenizacija visokog smicanja proizvodi stabilan sok bez sedimentacije