Effektultralyd til forbedring af juice og smoothies

Forskere fra Technische Universität Berlin fandt, at sonikering er en meget effektiv behandlingsmetode til at forbedre frugt- og grøntsagsjuice samt smoothies. Som en ikke-termisk teknik til fødevarebehandling giver ultralyd en skånsom, men effektiv behandling, der intensiverer smagen samt stabiliserer og konserverer juice og puréer. Resultaterne af ultralydsbehandling af juice omfatter forbedret smag, stabilisering og konservering.

Anvendelsen af ultralyd i fødevareproduktionsprocesser er et område, som fødevareproducenter viser stigende interesse for. I modsætning til ultralyd med lav intensitet (intensiteter < 1 W/cm²), som kan bruges til ikke-destruktiv prøvning og billeddannelse, medfører effektultralyd (intensiteter > 5 W/cm²) ændringer i materialet og kan bruges til at forbedre alsidige processer i fødevareindustrien. Ultralydsbølger er kompressionsbølger, der vekselvirker mekanisk med produktet under sonikering. Cykliske kompressioner og fortyndinger kan påvirke cellestrukturen. Ved høje trykamplituder forårsager effektultralyd kavitation, hvor gasbobler vokser og imploderer, hvilket ledsages af tryk- og temperaturspidser og homogeniserer og stabiliserer disperse systemer. Hielscher Ultrasonics og forskere fra afdelingen for fødevarebioteknologi og fødevareprocesteknik ved Technische Universität Berlin undersøgte ultralydens positive virkninger på forbedring af smoothies’ kvalitet, stabilitet og smag; blendede og afkølede drikke fremstillet af frugt- og grøntsagsjuice og -puréer.

Selvom der ikke findes nogen lovbestemmelse, der begrænser ingredienserne i smoothies til rene frugt- og grøntsagsprodukter, ønsker producenterne at markedsføre dem som sunde og værdifulde produkter. Derfor tilstræbes det at fremstille dem uden tilsætning af stabilisatorer, smagsforstærkere eller farvestoffer. Juice og puréer har dog ofte et højt indhold af frugtkød. De har derfor tendens til faseseparation, hvilket giver produktet et mindre tiltalende udseende. Af denne grund indeholder de fleste smoothies, der i øjeblikket er på markedet, banan som en hovedingrediens, hvilket reducerer faseseparationen som følge af en øget viskositet.

 
Ultralyd kan anvendes til at nedbryde frugtkødspartiklerne og påvirke partikelstørrelsesfordelingen. En mindre partikelstørrelse medfører en lavere sedimentationshastighed, hvilket fører til reduceret sedimentation og forbedret lagringsstabilitet. Desuden kan denne nedbrydning af partikler føre til en øget frigivelse af smagskomponenter, farvepigmenter og cellebestanddele såsom sukker eller flygtige aromaforbindelser til juicen. Resultatet er en forbedring af farveintensiteten, sødmen og aromaindtrykket. Derudover påvirker en reduceret partikelstørrelse mundfornemmelsen og giver et mere ensartet samlet indtryk.
For at sikre en vis holdbarhed af smoothies skal blandingerne pasteuriseres. Varmebehandling påvirker dog altid produktkvaliteten, farven og indtrykket af friskhed. Derfor er reduktion af behandlingstemperaturerne et af de primære fokusområder i fødevareindustrien. Ultralyd har en synergistisk virkning på inaktiveringen af mikroorganismer og enzymer, når den anvendes i kombination med temperatur, kaldet termosonikering, eller forhøjet tryk, kaldet manosonikering. Der kendes desuden positive resultater ved kombinationen af alle tre parametre, som betegnes manotermosonikering. Det antages, at celler, der behandles med ultralyd, bliver mere modtagelige for andre stressfaktorer såsom tryk og varme. Derudover kan ultralydsbølger bryde grænselag og fremkalde opblanding, hvilket forbedrer varmeoverførslen. Derfor er et andet fokusområde i forskningsprojektet at reducere pasteuriseringstemperaturerne ved at udvikle en ultralydsassisteret konserveringsproces. Målet er at forbedre produktkvaliteten og reducere energiomkostningerne, samtidig med at produktsikkerheden og holdbarheden opretholdes eller øges.
Ultralydens omfattende virkninger, som kunne muliggøre en samtidig forbedring af sedimentationsegenskaberne, smagen, udseendet, mundfornemmelsen og den mikrobiologiske såvel som enzymatiske stabilitet af smoothies som produkter af høj værdi, kunne i fremtiden udgøre en vigtig fordel for fødevareindustrien og markedsføringen af friske frugt- og grøntsagsdrikke. Desuden kunne andelen af banan eller andre ingredienser med høj viskositet reduceres, når produktstabiliteten forbedres ved ultralydsbehandling, og gøre det muligt at udvikle nye smoothievarianter.
 
Kontakt ved TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Til venstre: ubehandlet appelsinjuice; til højre: sonikeret appelsinjuice
Ultralydshomogenisering med høj forskydning giver stabil juice uden sedimentation