Ultrasons de puissance pour l'amélioration des jus de fruits & smoothies

Des chercheurs de l'université technique de Berlin ont découvert que l'ultrason est une méthode de traitement très efficace pour améliorer les jus de fruits et de légumes ainsi que les smoothies. En tant que technique alimentaire non thermique, les ultrasons constituent un traitement doux mais efficace qui intensifie les saveurs, stabilise et préserve les jus et les purées. Le traitement des jus par ultrasons permet d'améliorer les saveurs, la stabilisation et la conservation.

L'application des ultrasons dans les processus de production alimentaire est un domaine qui intéresse de plus en plus les fabricants de produits alimentaires. Contrairement aux ultrasons de faible intensité (intensités < 1 W/cm²), qui peuvent être utilisés pour les essais non destructifs et l'imagerie, les ultrasons de puissance (intensités > 5 W/cm²) provoquent une altération des matériaux et peuvent être utilisées pour améliorer les processus polyvalents dans l'industrie alimentaire. Les ondes ultrasoniques sont des ondes de compression qui interagissent mécaniquement avec le produit soumis à la sonication. Les compressions cycliques et les raréfactions peuvent influencer la structure cellulaire. À des amplitudes de pression élevées, les ultrasons de puissance provoquent la cavitation, la croissance et l'implosion de bulles de gaz, ce qui s'accompagne de pics de pression et de température et homogénéise et stabilise les systèmes dispersés. Hielscher Ultrasonics et des chercheurs du département de biotechnologie alimentaire et d'ingénierie des procédés alimentaires de l'université technique de Berlin ont étudié les effets positifs des ultrasons pour améliorer la qualité, la stabilité et le goût des smoothies, des boissons mixées et réfrigérées à base de jus et de purées de fruits et de légumes.

Bien qu'il n'existe aucun droit légal limitant les ingrédients des smoothies aux seuls fruits et légumes, les producteurs ont l'intention de les mettre sur le marché en tant que produits sains et de valeur. Par conséquent, il est prévu de les produire sans ajout de stabilisants, d'exhausteurs de goût ou de colorants. Cependant, les jus et les purées ont souvent une teneur élevée en pulpe. Ils ont donc tendance à se séparer en phase, ce qui donne un aspect moins attrayant au produit. C'est pourquoi la plupart des smoothies actuellement disponibles contiennent de la banane comme ingrédient principal, ce qui réduit la séparation des phases en raison d'une augmentation de la viscosité.

 
Les ultrasons peuvent être appliqués afin de perturber les particules de pâte et d'affecter la distribution de la taille des particules. Une taille de particule plus petite se traduit par une vitesse de sédimentation plus faible, ce qui réduit la sédimentation et améliore la stabilité au stockage. En outre, cette désintégration des particules peut entraîner une libération accrue des composants aromatiques, des pigments de couleur et des constituants cellulaires tels que le sucre ou les composés aromatiques volatils dans le jus. Il en résulte une amélioration de l'intensité de la couleur, de la douceur et de l'impression d'arôme. En outre, la réduction de la taille des particules influe sur la sensation en bouche, ce qui donne une impression générale plus douce.
Pour garantir une certaine durée de conservation des smoothies, les mélanges doivent être pasteurisés. Cependant, les traitements thermiques ont toujours un impact sur la qualité du produit, la couleur et l'impression de fraîcheur. Par conséquent, la réduction des températures de traitement est l'un des principaux objectifs de l'industrie alimentaire. Les ultrasons ont un effet synergique sur l'inactivation des micro-organismes et des enzymes lorsqu'ils sont appliqués en combinaison avec la température, appelée thermosonication, ou une pression élevée, appelée manosonication. Des résultats positifs sont également connus pour la combinaison de ces trois paramètres sous le terme de manothermosonication. On suppose que les cellules traitées par ultrasons deviennent plus sensibles à d'autres facteurs de stress tels que la pression et la chaleur. En outre, les ondes ultrasonores peuvent perturber les couches limites et induire un mélange, ce qui améliore le transfert de chaleur. Par conséquent, un autre axe du projet de recherche est la réduction des températures de pasteurisation par la mise au point d'un processus de conservation assisté par ultrasons. L'amélioration de la qualité des produits et la réduction des coûts énergétiques tout en maintenant ou en prolongeant la sécurité et la durée de conservation des produits sont envisagées.
Les effets globaux des ultrasons, qui pourraient permettre l'amélioration simultanée des caractéristiques de sédimentation, du goût, de l'apparence, de la sensation en bouche et de la stabilité microbiologique et enzymatique des smoothies en tant que produits de grande valeur, pourraient représenter un avantage important pour l'industrie alimentaire et la commercialisation des boissons à base de fruits et de légumes frais à l'avenir. En outre, le pourcentage de bananes ou d'autres ingrédients à haute viscosité pourrait être réduit lorsque la stabilité du produit est améliorée par des traitements ultrasoniques, ce qui permettrait de créer de nouvelles variétés de smoothies.
 
Contact à la TU Berlin :
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Téléphone:+49 (0)30-3147 1847
 

À gauche : jus d'orange non traité ; à droite : jus d'orange soniqué
L'homogénéisation ultrasonique à haut cisaillement permet d'obtenir un jus stable sans sédimentation.