Υπερηχογράφημα ισχύος για τη βελτίωση των χυμών & smoothies

Έρευνες από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου διαπίστωσαν ότι υπερήχους είναι μια πολύ αποτελεσματική μέθοδος επεξεργασίας για τη βελτίωση των χυμών φρούτων και λαχανικών, καθώς και smoothies. Όντας μια μη θερμική τεχνική επεξεργασίας τροφίμων, ο υπέρηχος παρέχει μια ήπια αλλά αποτελεσματική θεραπεία που εντείνει τις γεύσεις και σταθεροποιεί και διατηρεί χυμούς και πουρέδες. Τα αποτελέσματα των υπερήχων θεραπείες χυμού περιλαμβάνουν βελτιωμένες γεύσεις, σταθεροποίηση και συντήρηση.

Η εφαρμογή των υπερήχων στις διαδικασίες παραγωγής τροφίμων είναι ένα πεδίο αυξανόμενου ενδιαφέροντος για τους κατασκευαστές τροφίμων. Σε αντίθεση με το υπερηχογράφημα χαμηλής έντασης (εντάσεις < 1 W/cm²), το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μη καταστροφικούς ελέγχους και απεικονίσεις, υπερηχογράφημα ισχύος (εντάσεις > 5 W/cm²) προκαλεί αλλοίωση του υλικού και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση των πολύπλευρων διαδικασιών στη βιομηχανία τροφίμων. Τα υπερηχητικά κύματα είναι κύματα συμπίεσης που αλληλεπιδρούν μηχανικά με το προϊόν υπό υπερήχους. Οι κυκλικές συμπιέσεις και οι αραιώσεις μπορούν να επηρεάσουν τη δομή των κυττάρων. Σε πλάτη υψηλής πίεσης ο υπέρηχος ισχύος προκαλεί σπηλαίωση, ανάπτυξη και κατάρρευση φυσαλίδων αερίου, η οποία συνοδεύεται από κορυφές πίεσης και θερμοκρασίας και ομογενοποιεί και σταθεροποιεί τα συστήματα διασποράς. Hielscher Υπέρηχοι και ερευνητές από το Τμήμα Βιοτεχνολογίας Τροφίμων και Μηχανικής Διαδικασίας Τροφίμων από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου διερεύνησαν τις θετικές επιδράσεις των υπερήχων για τη βελτίωση της ποιότητας, της σταθερότητας και της γεύσης των smoothies; αναμεμειγμένα και διατηρημένα με απλή ψύξη ποτά από χυμούς και πουρέδες φρούτων και λαχανικών.

Αν και δεν υπάρχει νομικό δικαίωμα που να περιορίζει τα συστατικά των smoothies σε αγνά προϊόντα φρούτων και λαχανικών, οι παραγωγοί σκοπεύουν να τα διαθέσουν στην αγορά ως υγιεινά και πολύτιμα προϊόντα. Κατά συνέπεια, προορίζεται να τα παράγει χωρίς την προσθήκη σταθεροποιητών, ενισχυτικών γεύσης ή χρωστικών. Ωστόσο, οι χυμοί και οι πουρέδες έχουν συχνά υψηλή περιεκτικότητα σε πολτό. Έτσι, τείνουν να διαχωριστούν φάσεις με αποτέλεσμα μια λιγότερο ελκυστική εμφάνιση του προϊόντος. Για το λόγο αυτό, τα περισσότερα από τα smoothies που διατίθενται σήμερα περιέχουν μπανάνα ως κύριο συστατικό, το οποίο μειώνει τον διαχωρισμό φάσης λόγω αύξησης του ιξώδους.

 
Ο υπέρηχος μπορεί να εφαρμοστεί για να διαταράξει τα σωματίδια πολτού και να επηρεάσει την κατανομή μεγέθους σωματιδίων. Ένα μικρότερο μέγεθος σωματιδίων έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερη ταχύτητα καθίζησης που οδηγεί σε μείωση της καθίζησης και βελτιωμένη σταθερότητα αποθήκευσης. Επιπλέον, αυτή η αποσύνθεση των σωματιδίων μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη απελευθέρωση συστατικών γεύσης, χρωστικών ουσιών και κυτταρικών συστατικών όπως ζάχαρη ή πτητικές αρωματικές ενώσεις στο χυμό. Το αποτέλεσμα είναι η βελτίωση της έντασης του χρώματος, της γλυκύτητας και της εντύπωσης του αρώματος. Επιπλέον, το μειωμένο μέγεθος σωματιδίων επηρεάζει την αίσθηση του στόματος, οδηγώντας σε μια ομαλότερη συνολική εντύπωση.
Προκειμένου να εξασφαλιστεί μια ορισμένη διάρκεια ζωής των smoothies, τα μείγματα πρέπει να παστεριωθούν. Ωστόσο, οι θερμικές επεξεργασίες έχουν πάντα αντίκτυπο στην ποιότητα του προϊόντος, το χρώμα και την εντύπωση της φρεσκάδας. Κατά συνέπεια, η μείωση των θερμοκρασιών επεξεργασίας είναι ένας από τους κύριους στόχους στη βιομηχανία τροφίμων. Ο υπέρηχος έχει συνεργιστική επίδραση στην αδρανοποίηση μικροοργανισμών και ενζύμων όταν εφαρμόζεται σε συνδυασμό με τη θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμουπερήχηση, ή αυξημένη πίεση, που ονομάζεται manosonication. Θετικά αποτελέσματα είναι επίσης γνωστά για το συνδυασμό και των τριών παραμέτρων υπό τον όρο manothermosonication. Θεωρείται ότι τα κύτταρα που υποβάλλονται σε θεραπεία με υπερήχους γίνονται πιο ευαίσθητα σε άλλους παράγοντες στρες όπως η πίεση και η θερμότητα. Επιπλέον, τα ultrsasonic κύματα μπορούν να διαταράξουν τα οριακά στρώματα και να προκαλέσουν ανάμιξη με αποτέλεσμα τη βελτιωμένη μεταφορά θερμότητας. Ως εκ τούτου, ένας άλλος στόχος του ερευνητικού προγράμματος είναι η μείωση των θερμοκρασιών παστερίωσης με την ανάπτυξη μιας διαδικασίας συντήρησης υποβοηθούμενης από υπερήχους. Προβλέπεται η βελτίωση της ποιότητας των προϊόντων και η μείωση του ενεργειακού κόστους, με παράλληλη διατήρηση ή παράταση της ασφάλειας και της διάρκειας ζωής των προϊόντων.
Τα ολοκληρωμένα αποτελέσματα των υπερήχων, τα οποία θα μπορούσαν να επιτρέψουν την ταυτόχρονη βελτίωση των χαρακτηριστικών καθίζησης, της γεύσης, της εμφάνισης, της αίσθησης στο στόμα και των μικροβιολογικών καθώς και της ενζυματικής σταθερότητας των smoothies ως προϊόντων υψηλής αξίας, θα μπορούσαν να αποτελέσουν σημαντικό πλεονέκτημα για τη βιομηχανία τροφίμων και την εμπορία φρέσκων ποτών φρούτων και λαχανικών στο μέλλον. Επιπλέον, το ποσοστό μπανάνας ή άλλων συστατικών υψηλού ιξώδους θα μπορούσε να μειωθεί, όταν η σταθερότητα του προϊόντος βελτιώνεται με υπερηχητικές θεραπείες και επιτρέπει τη δημιουργία νέων ποικιλιών smoothie.
 
Επικοινωνία στο TU Berlin:
Κ. Schoessler
Katharina.schoessler(AT)tu-berlin.de
Τηλέφωνο:+49 (0)30-3147 1847
 

Αριστερά: μη επεξεργασμένος χυμός πορτοκαλιού. Δεξιά: υπερήχων χυμός πορτοκαλιού
Υπερήχων υψηλής διάτμησης ομογενοποίηση παράγει σταθερό χυμό χωρίς καθίζηση