Verbesserte Gelierung von Obst und Gemüse durch Ultraschall

Die Verdickung von Soßen, Säften, Konfitüren und anderen Lebensmitteln durch Gelierung ist ein gängiges Verfahren bei der Herstellung flüssiger Lebensmittel. Die Ultraschallextraktion von Pektinen und natürlichen intrazellulären Zuckern aus Obst und Gemüse ist eine hocheffiziente Methode, um die Gelierung von Lebensmitteln ohne Zusatz von raffiniertem Zucker zu fördern. Dabei steigert die Ultraschallextraktion nicht nur die wirtschaftliche Effizienz durch Senkung der Produktionskosten (da Zucker und Verdickungszusätze überflüssig sind), sondern trägt auch zur Herstellung gesünderer, kalorienreduzierter Lebensmittel bei.

Gelierung und Verdickung von Lebensmitteln

Die Herstellung von Gelen aus pektinreichen Früchten ist ein weit verbreitetes Verfahren für die Produktion verschiedener Lebensmittel wie Soßen, Pürees, Ketchup, Säfte, Smoothies, Marmeladen und Konfitüren. Die Verdickung und Gelierung solcher Lebensmittel erfordert häufig den Zusatz von Zucker in großen 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: Extraktion von Pektinen und natürlichen Zuckern mit Ultraschall

Die Ultraschallbehandlung ist eine bewährte und weit verbreitete Technologie zur Extraktion bioaktiver Moleküle aus Pflanzen wie Obst und Gemüse. Daher ist die Beschallung eine geschätzte Technik in der Lebensmittelverarbeitung, z. B. bei der Herstellung von Säften, Smoothies, Getränken, Soßen, Pürees, Ketchups, Fruchtaufstrichen, Konfitüren und Marmeladen, wo die Ultraschallwellen dazu beitragen, Geschmacksstoffe, Pektine und Zucker (z. B. Fruktose) aus der Zellmatrix des Pflanzenmaterials freizusetzen. Das bedeutet, dass Ultraschall nicht nur die Gelierung fördert, sondern auch den Geschmack und die Süße von Lebensmitteln ohne Zusatz von Aromen, Zucker und anderen Zusatzstoffen erhöht. Angesichts der steigenden Nachfrage nach natürlichen, wenig verarbeiteten Lebensmitteln ist die Lebensmittelverarbeitung mit Ultraschall die ideale Technologie zur Herstellung gesunder und geschmacksintensiver Lebensmittel. Die Ultraschallbehandlung von Lebensmitteln mit Pektin hat sich als hocheffiziente, zuverlässige, energiesparende und umweltfreundliche Zubereitungsstrategie erwiesen, insbesondere für Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt.
Pektin ist aufgrund seiner gelbildenden Eigenschaften eine beliebte Zutat in zuckerarmen und gesunden Lebensmitteln. Durch die Anwendung von Ultraschall auf Flüssigkeiten auf Obst- und Gemüsebasis kann die Zugabe von raffiniertem Zucker vermieden oder erheblich 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 Obst- und Gemüsesorten angewendet.

Wie man die Zerstörung der molekularen Pektinstruktur vermeidet

Die Ultraschallbehandlung kann die Gelbildung in pektinhaltigen Obst- und Gemüseprodukten stark fördern. Allerdings kann eine Überbeschallung, d.h. eine Ultraschallbehandlung mit zu hoher Intensität oder über einen zu langen Zeitraum, die molekulare Struktur 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 Internetbrowser stellen sicher, dass Ihr Produkt unter optimalen Bedingungen beschallt wird. Darüber hinaus werden die Daten aller Ultraschallbehandlungen automatisch auf einer eingebauten SD-Karte aufgezeichnet, so dass jede einzelne Behandlung zur Qualitätssicherung und zur Erfüllung der Good Manufacturing Practices (GMP) überwacht und überprüft werden kann.
Hielscher Industrie-Sonicatoren können sehr hohe Amplituden liefern. Amplituden von bis zu 200µm können problemlos im 24/7-Betrieb gefahren werden. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren: