Verbesserte Gelierung von Obst und Gemüse durch Ultraschall

Das Eindicken von Saucen, 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 raffinierter Zucker zu fördern. Damit steigert die Ultraschallbehandlung nicht nur die Wirtschaftlichkeit durch geringere Produktionskosten – da Zucker und verdickende Zusatzstoffe entfallen –, sondern trägt auch zur Herstellung gesünderer, kalorienreduzierter Lebensmittel bei.

Gelierung und Eindicken von Lebensmitteln

Die Herstellung von Gelen aus pektinreichen Früchten ist ein etabliertes Verfahren zur Herstellung verschiedener Lebensmittel, darunter Saucen, Pürees, Ketchup, Säfte, Smoothies, Marmeladen und Konfitüren. Das Eindicken und Gelieren solcher Lebensmittel erfordert häufig den Zusatz großer Mengen Zucker, um den gewünschten Gelierungsgrad zu erreichen. Raffinierte Zucker werden meist deshalb benötigt, weil die Pektine und natürlichen Zucker in Obst und Gemüse in der zellulären Matrix der Pflanzenzellen eingeschlossen sind und dort größtenteils ungenutzt bleiben.

Die Lösung: Ultraschallextraktion von Pektinen und natürlichen Zuckern

Die Ultraschallbehandlung ist eine etablierte und weit verbreitete Technologie zur Extraktion bioaktiver Moleküle aus Pflanzen, beispielsweise aus Obst und Gemüse. Daher ist die Beschallung ein geschätztes Verfahren in der Lebensmittelverarbeitung, etwa bei der Herstellung von Säften, Smoothies, Getränken, Saucen, Pürees, Ketchups, Fruchtaufstrichen, Konfitüren und Marmeladen. Dabei helfen die Ultraschallwellen, Aromastoffe, Pektine und Zucker (z. B. Fruktose) aus der zellulären Matrix des Pflanzenmaterials freizusetzen. Das bedeutet, dass Ultraschall nicht nur die Gelierung fördert, sondern Lebensmittel auch aromatischer und süßer macht, ohne dass Aromen, Zucker oder andere Zusatzstoffe zugesetzt werden müssen. Angesichts der steigenden Nachfrage nach natürlichen, wenig verarbeiteten Lebensmitteln ist die Ultraschallverarbeitung die ideale Technologie zur Herstellung gesunder und geschmacksintensiver Lebensmittel. Die Ultraschallbehandlung von Pektin in Lebensmitteln hat sich als hocheffizientes, zuverlässiges, energiesparendes und umweltfreundliches Verarbeitungsverfahren erwiesen, insbesondere für niedrig methoxyliertes Pektin.
Pektin ist aufgrund seiner gelbildenden Eigenschaften eine beliebte Zutat in zuckerarmen und gesunden Lebensmitteln. Durch die Beschallung von Flüssigkeiten auf Obst- und Gemüsebasis kann der Zusatz von raffiniertem Zucker vermieden oder deutlich reduziert werden, da Pektin die gewünschten Gelierungseigenschaften aufweist und zu günstigen rheologischen Eigenschaften des Lebensmittels beiträgt.
Weitere Vorteile der Ultraschallverarbeitung von Lebensmitteln sind die Inaktivierung von Enzymen wie Pektinmethylesterase sowie die Homogenisierung – für eine glattere Textur – und die Pasteurisierung – für eine verbesserte mikrobielle Stabilität.

Die Ultraschallextraktion von Pektin, Aromastoffen und Zucker aus der pflanzlichen Zellmatrix wurde bereits erfolgreich bei Zitrusfrüchten, Orangen, Zitronen, Mangos, Passionsfrüchten, Äpfeln, Birnen, Pfirsichen, Tomaten und vielen weiteren Obst- und Gemüsearten eingesetzt.

So vermeiden Sie die Zerstörung der molekularen Pektinstruktur

Die Ultraschallbehandlung kann die Gelbildung in pektinhaltigen Obst- und Gemüseprodukten erheblich fördern. Eine übermäßige Beschallung, also eine Ultraschallbehandlung mit zu hoher Intensität oder zu langer Dauer, kann jedoch die molekulare Struktur des Pektins zerstören und dadurch die Gelierungsqualität verringern. Hielscher Ultrasonics liefert modernste Ultraschallgeräte, die präzise Betriebseinstellungen sowie die Steuerung und Überwachung des Pektinextraktionsprozesses ermöglichen. Leicht zugängliche Einstellungen, die Möglichkeit, Behandlungsparameter voreinzustellen und zu speichern, sowie die Fernsteuerung über einen beliebigen Internetbrowser stellen sicher, dass Ihr Produkt unter optimalen Bedingungen beschallt wird. Darüber hinaus werden die Daten aller Ultraschallbehandlungen automatisch auf einer integrierten SD-Karte aufgezeichnet, sodass jede einzelne Behandlung zur Qualitätssicherung und zur Einhaltung der Guten Herstellungspraxis (GMP) überwacht und nachträglich überprüft werden kann.
Die industriellen Ultraschallgeräte von Hielscher können sehr hohe Amplituden erzeugen. Amplituden von bis zu 200µm lassen sich problemlos im kontinuierlichen 24/7-Betrieb realisieren. Für noch höhere Amplituden sind kundenspezifische Ultraschallsonotroden erhältlich.
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Anhaltspunkt für die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: