Výkonový ultrazvuk pro zlepšení šťáv & Smoothies

Výzkumy z Technické univerzity v Berlíně zjistily, že ultrazvuku je velmi účinná metoda zpracování pro zlepšení ovocných a zeleninových šťáv a smoothies. Vzhledem k tomu, že se jedná o techniku netepelného potravinářského procesu, poskytuje ultrazvuk jemnou, ale účinnou léčbu, která zintenzivňuje chutě a stabilizuje a konzervuje šťávy a pyré. Výsledkem ošetření ultrazvukovou šťávou je zlepšení chuti, stabilizace a konzervace.

Aplikace ultrazvuku v procesech výroby potravin je oblastí rostoucího zájmu výrobců potravin. Na rozdíl od ultrazvuku s nízkou intenzitou (intenzity < 1 W/cm²), který lze použít pro nedestruktivní testování a zobrazování, výkonový ultrazvuk (intenzity > 5 W/cm²) způsobuje změnu materiálu a lze jej použít ke zlepšení všestranných procesů v potravinářském průmyslu. Ultrazvukové vlny jsou kompresní vlny, které mechanicky interagují s produktem při sonikaci. Cyklické komprese a zředění mohou ovlivnit buněčnou strukturu. Při vysokých amplitudách tlaku ultrazvuk způsobuje kavitaci, růst a implozi plynových bublin, což je doprovázeno tlakovými a teplotními špičkami a homogenizuje a stabilizuje disperzní systémy. Hielscher Ultrasonics a výzkumníci z katedry potravinářské biotechnologie a inženýrství potravinářských procesů z Technické univerzity v Berlíně zkoumali pozitivní účinky ultrazvuku na zlepšení kvality, stability a chuti smoothies; Míchané a chlazené nápoje z ovocných a zeleninových šťáv a pyré.

Ačkoli neexistuje žádné zákonné právo, které by omezovalo složky smoothies na čistě ovocné a zeleninové produkty, výrobci mají v úmyslu uvádět je na trh jako zdravé a hodnotné produkty. V důsledku toho je určen k jejich výrobě bez přidání stabilizátorů, zvýrazňovačů chuti nebo barviv. Šťávy a pyré však mají často vysoký obsah dužiny. Mají tedy tendenci k fázovému oddělení, což má za následek méně atraktivní vzhled produktu. Z tohoto důvodu většina smoothies, které jsou v současné době k dispozici, obsahuje jako hlavní složku banán, což snižuje fázovou separaci v důsledku zvýšení viskozity.

 
Ultrazvuk může být použit k narušení částic buničiny a k ovlivnění distribuce velikosti částic. Menší velikost částic má za následek nižší rychlost usazování, což vede ke snížení sedimentace a lepší stabilitě skladování. Kromě toho může tento rozpad částic vést ke zvýšenému uvolňování chuťových složek, barevných pigmentů a buněčných složek, jako je cukr nebo těkavé aromatické sloučeniny, do šťávy. Výsledkem je zlepšení intenzity barvy, sladkosti a dojmu aroma. Snížená velikost částic navíc ovlivňuje pocit v ústech, což vede k hladšímu celkovému dojmu.
Aby byla zajištěna určitá trvanlivost smoothies, musí být směsi pasterizovány. Tepelné zpracování má však vždy vliv na kvalitu produktu, barvu a dojem čerstvosti. V důsledku toho je snížení teplot zpracování jedním z hlavních cílů v potravinářském průmyslu. Ultrazvuk má synergický účinek na inaktivaci mikroorganismů a enzymů, když je aplikován v kombinaci s teplotou, nazývaný termosonikace, nebo zvýšený tlak, nazývaný manosonikace. Pozitivní výsledky jsou dále známy pro kombinaci všech tří parametrů v rámci termínové manotermosoniky. Předpokládá se, že buňky ošetřené ultrazvukem se stávají náchylnějšími k dalším stresovým faktorům, jako je tlak a teplo. Kromě toho mohou ultrsasonické vlny narušit mezní vrstvy a vyvolat míchání, což vede ke zlepšení přenosu tepla. Proto je dalším zaměřením výzkumného projektu snížení teplot pasterizace vývojem ultrazvukem asistovaného konzervačního procesu. Předpokládá se zlepšení kvality výrobků a snížení nákladů na energii při zachování nebo prodloužení bezpečnosti a trvanlivosti výrobků.
Komplexní účinky ultrazvuku, které by mohly umožnit současné zlepšení sedimentačních vlastností, chuti, vzhledu, pocitu v ústech a mikrobiologické i enzymatické stability smoothies jako produktů s vysokou hodnotou, by mohly v budoucnu představovat významnou výhodu pro potravinářský průmysl a uvádění čerstvých ovocných a zeleninových nápojů na trh. Kromě toho by mohlo být sníženo procento banánů nebo jiných přísad s vysokou viskozitou, když se stabilita produktu zlepší ultrazvukovým ošetřením a umožní vytvoření nových odrůd smoothie.
 
Kontakt na TU Berlín:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Vlevo: neošetřená pomerančová šťáva; Vpravo: sonikovaný pomerančový džus
Ultrazvuková homogenizace s vysokým smykem vytváří stabilní šťávu bez sedimentace