Verbesserte Gelierung von Obst und Gemüse durch Ultraschall

Das Eindicken von Saucen, Säften, Marmeladen und anderen Lebensmitteln durch Gelierung ist ein gängiger Prozess bei der Herstellung von flüssigen Lebensmitteln. Die Ultraschallextraktion von Pektinen und natürlichen intrazellulären Zuckern aus Früchten und Gemüse ist eine hocheffiziente Methode, um die Gelierung von Lebensmitteln ohne Zusatz von raffinierten Zuckern zu fördern. Dabei erhöht die Ultraschallbehandlung nicht nur die Wirtschaftlichkeit durch Senkung der Produktionskosten (da Zucker und Verdickungszusätze überflüssig sind), sondern hilft auch, gesündere, kalorienreduzierte Lebensmittel herzustellen.

Gelierung und Verdickung von Lebensmitteln

Die Herstellung von Gelen aus pektinreichen Früchten ist ein weithin etablierter Prozess für die Produktion verschiedener Lebensmittel wie Saucen, Pürees, Ketchup, Säfte, Smoothies, Marmeladen und Konfitüren. Die Verdickung und Gelierung solcher Lebensmittel erfordert oft die Zugabe von Zucker in hohen Mengen, um den gewünschten Gelierungsgrad zu erreichen. Der Bedarf an raffinierten Zuckern ist meist notwendig, da die Pektine und der natürliche Zucker in Obst und Gemüse in der Zellmatrix der Pflanzenzellen eingeschlossen sind, wo sie meist ungenutzt bleiben.

Die Lösung: Ultraschall-Extraktion von Pektinen und natürlichen Zuckern

Die Ultraschallbehandlung ist eine etablierte und weit verbreitete Technologie zur Extraktion bioaktiver Moleküle aus Pflanzen wie Obst und Gemüse. Daher ist die Beschallung eine geschätzte Technik in der Lebensmittelverarbeitung wie z. B. bei der Herstellung von Säften, Smoothies, Getränken, Soßen, Pürees, Ketchups, Fruchtaufstrichen, Konfitüren und Marmeladen, wo die Ultraschallwellen helfen, Geschmacksstoffe, Pektine und Zucker (z. B. Fruktose) aus der Zellmatrix des Pflanzenmaterials freizusetzen. Das bedeutet, dass Ultraschall nicht nur die Gelierung fördert, sondern auch Lebensmittelprodukte geschmackvoller und süßer macht, ohne dass Aromen, Zucker und andere Zusatzstoffe zugesetzt werden müssen. Mit der steigenden Nachfrage nach natürlichen, wenig verarbeiteten Lebensmitteln ist die Ultraschallverarbeitung von Lebensmitteln die ideale Technologie, um gesunde und geschmacksintensive Lebensmittel zu erzeugen. Die Ultraschallbehandlung von Lebensmitteln mit Pektin hat sich als eine hocheffiziente, zuverlässige, energiesparende und umweltfreundliche Zubereitungsstrategie erwiesen, insbesondere für Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt.
Pektin ist aufgrund seiner gelbildenden Eigenschaften ein beliebter Inhaltsstoff in zuckerarmen und gesunden Lebensmitteln. Durch die Anwendung von Ultraschallbestrahlung auf Flüssigkeiten auf Frucht- und Gemüsebasis kann die Zugabe von raffiniertem Zucker vermieden oder deutlich reduziert werden, da die Funktionalität von Pektin die gewünschten Gelierungseigenschaften aufweist und zu günstigen rheologischen Eigenschaften des Lebensmittels beiträgt.
Weitere Vorteile der Lebensmittelverarbeitung mit Ultraschall sind die Inaktivierung von Enzymen wie Pektinmethylesterase sowie die Homogenisierung (glattere Textur) und Pasteurisierung (verbesserte mikrobielle Stabilität).

Die Pektin-, Aroma- und Zuckerextraktion mit Ultraschall aus der pflanzlichen Zellmatrix wurde bereits erfolgreich bei Zitrusfrüchten, Orangen, Zitronen, Mangos, Passionsfrüchten, Äpfeln, Birnen, Pfirsichen, Tomaten und vielen anderen Früchten und Gemüsesorten angewendet.

Wie man die Zerstörung der molekularen Pektinstruktur vermeidet

Die Ultraschallbehandlung kann die Gelbildung in pektinhaltigen Obst- und Gemüseprodukten stark fördern. Eine Überbeschallung, d. h. eine Ultraschallbehandlung mit zu hoher Intensität oder über einen zu langen Zeitraum, kann jedoch die Molekularstruktur des Pektins zerstören und damit die Gelierqualität mindern. Hielscher Ultrasonics liefert modernste Ultraschallgeräte, die eine exakte Einstellung, Steuerung und Überwachung des Pektinextraktionsprozesses ermöglichen. Leicht zugängliche Einstellungen, die Möglichkeit der Voreinstellung und Speicherung von Behandlungsparametern sowie die Fernsteuerung über jeden Internet-Browser stellen sicher, dass Ihr Produkt unter optimalen Bedingungen beschallt wird. Darüber hinaus werden die Daten aller Ultraschallläufe automatisch auf einer eingebauten SD-Karte aufgezeichnet, so dass jede einzelne Behandlung zur Qualitätssicherung und zur Erfüllung der Good Manufacturing Practices (GMP) überwacht und überarbeitet werden kann.
Hielscher Ultrasonics‘ industrielle Ultraschallprozessoren können sehr hohe Amplituden liefern. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7/365-Betrieb kontinuierlich betrieben werden. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschall-Sonotroden erhältlich.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme: