Tehoultraääni mehujen ja smoothieiden parantamiseen

Berliinin teknillisen yliopiston tutkijat havaitsivat, että ultraäänikäsittely on erittäin tehokas käsittelymenetelmä hedelmä- ja vihannesmehujen sekä smoothieiden parantamiseen. Ultraääni on elintarvikkeiden käsittelytekniikka, joka ei perustu lämpöön. Se mahdollistaa hellävaraisen mutta tehokkaan käsittelyn, joka voimistaa makuja sekä stabiloi mehuja ja soseita ja parantaa niiden säilyvyyttä. Mehujen ultraäänikäsittelyn tuloksiin kuuluvat parempi maku, stabilointi ja säilyvyyden paraneminen.

Ultraäänen käyttö elintarvikkeiden tuotantoprosesseissa kiinnostaa elintarvikevalmistajia yhä enemmän. Toisin kuin pienitehoinen ultraääni (intensiteetit < 1 W/cm²), jota voidaan käyttää rikkomattomaan testaukseen ja kuvantamiseen, tehoultraääni (intensiteetit > 5 W/cm²) aiheuttaa muutoksia materiaalissa, ja sitä voidaan käyttää monenlaisten prosessien parantamiseen elintarviketeollisuudessa. Ultraääniaallot ovat puristusaaltoja, jotka vaikuttavat mekaanisesti ultraäänikäsiteltävään tuotteeseen. Jaksottaiset puristumiset ja harventumiset voivat vaikuttaa solurakenteeseen. Suurilla paineamplitudeilla tehoultraääni aiheuttaa kavitaatiota eli kaasukuplien kasvua ja luhistumista, johon liittyy paine- ja lämpötilahuippuja ja joka homogenisoi ja stabiloi dispersiojärjestelmiä. Hielscher Ultrasonics ja Berliinin teknillisen yliopiston elintarvikebiotekniikan ja elintarvikeprosessitekniikan laitoksen tutkijat selvittivät ultraäänen myönteisiä vaikutuksia smoothieiden laadun, stabiilisuuden ja maun parantamiseen. Smoothiet ovat hedelmä- ja vihannesmehuista ja -soseista sekoitettuja ja jäähdytettyjä juomia.

Vaikka ei ole olemassa lakisääteistä oikeutta, joka rajoittaisi smoothieiden ainesosat pelkkiin hedelmä- ja vihannestuotteisiin, valmistajat pyrkivät tuomaan ne markkinoille terveellisinä ja arvokkaina tuotteina. Siksi ne pyritään valmistamaan lisäämättä stabilointiaineita, arominvahventeita tai väriaineita. Mehut ja soseet sisältävät kuitenkin usein runsaasti hedelmälihaa. Siksi niiden faasit pyrkivät erottumaan, jolloin tuotteen ulkonäkö muuttuu vähemmän houkuttelevaksi. Tästä syystä useimmat nykyisin saatavilla olevat smoothiet sisältävät banaania pääainesosana, sillä se vähentää faasien erottumista kasvattamalla viskositeettia.

 
Ultraääntä voidaan käyttää hedelmälihahiukkasten hajottamiseen ja hiukkaskokojakaumaan vaikuttamiseen. Pienempi hiukkaskoko pienentää laskeutumisnopeutta, mikä vähentää sedimentaatiota ja parantaa varastointistabiilisuutta. Lisäksi hiukkasten hajottaminen voi lisätä makukomponenttien, väripigmenttien ja solujen ainesosien, kuten sokerin tai haihtuvien aromiyhdisteiden, vapautumista mehuun. Tuloksena on voimakkaampi väri, suurempi makeus ja parempi aromivaikutelma. Lisäksi pienempi hiukkaskoko vaikuttaa suutuntumaan ja tekee kokonaisvaikutelmasta tasaisemman.
Smoothiesekoitukset on pastöroitava tietyn säilyvyysajan varmistamiseksi. Lämpökäsittelyt vaikuttavat kuitenkin aina tuotteen laatuun, väriin ja tuoreuden vaikutelmaan. Siksi käsittelylämpötilojen alentaminen on yksi elintarviketeollisuuden keskeisistä painopisteistä. Ultraäänellä on synergistinen vaikutus mikro-organismien ja entsyymien inaktivointiin, kun sitä käytetään yhdessä lämpötilan kanssa, jolloin menetelmää kutsutaan termosonikaatioksi, tai kohotetun paineen kanssa, jolloin menetelmää kutsutaan manosonikaatioksi. Myönteisiä tuloksia tunnetaan myös kaikkien kolmen parametrin yhdistelmästä, jota kutsutaan manotermosonikaatioksi. Oletetaan, että ultraäänellä käsitellyt solut muuttuvat herkemmiksi muille stressitekijöille, kuten paineelle ja lämmölle. Lisäksi ultraääniaallot voivat hajottaa rajakerroksia ja aiheuttaa sekoittumista, mikä parantaa lämmönsiirtoa. Siksi tutkimushankkeen toinen painopiste on pastörointilämpötilojen alentaminen kehittämällä ultraääniavusteinen säilöntäprosessi. Tavoitteena on parantaa tuotteen laatua ja vähentää energiakustannuksia samalla, kun tuotteen turvallisuus säilyy ennallaan tai paranee ja säilyvyysaika säilyy ennallaan tai pitenee.
Ultraäänen monipuoliset vaikutukset, jotka voisivat mahdollistaa arvokkaina tuotteina pidettyjen smoothieiden sedimentaatio-ominaisuuksien, maun, ulkonäön, suutuntuman sekä mikrobiologisen ja entsymaattisen stabiilisuuden samanaikaisen parantamisen, voisivat tulevaisuudessa tarjota merkittävän edun elintarviketeollisuudelle ja tuoreiden hedelmä- ja vihannesjuomien markkinoinnille. Lisäksi banaanin tai muiden viskositeetiltaan suurten ainesosien osuutta voitaisiin vähentää, kun tuotteen stabiilisuutta parannetaan ultraäänikäsittelyillä, mikä mahdollistaisi uusien smoothielajien kehittämisen.
 
Yhteyshenkilö Berliinin teknillisessä yliopistossa:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Puhelin:+49 (0)30-3147 1847
 

Vasemmalla: käsittelemätön appelsiinimehu; oikealla: ultraäänikäsitelty appelsiinimehu
Suuria leikkausvoimia tuottava ultraäänihomogenisointi tuottaa stabiilia mehua ilman sedimentaatiota