אולטרסאונד רב־עוצמה לשיפור מיצים ושייקים

חוקרים מהאוניברסיטה הטכנית של ברלין מצאו שטיפול באולטרסאונד הוא שיטת עיבוד יעילה מאוד לשיפור מיצי פירות וירקות וכן שייקים. כטכניקה לא־תרמית לעיבוד מזון, אולטרסאונד מספק טיפול עדין אך יעיל המעצים טעמים, ומייצב ומשמר מיצים ומחיות. תוצאות הטיפולים האולטרסוניים במיצים כוללות שיפור טעמים, ייצוב ושימור.

יישום אולטרסאונד בתהליכי ייצור מזון הוא תחום המעורר עניין גובר בקרב יצרני מזון. בניגוד לאולטרסאונד בעוצמה נמוכה (עוצמות < 1 W/cm²), שניתן להשתמש בו לבדיקות לא־הרסניות ולהדמיה, אולטרסאונד רב־עוצמה (עוצמות > 5 W/cm²) גורם לשינוי בחומר וניתן להשתמש בו לשיפור מגוון תהליכים בתעשיית המזון. גלים אולטרסוניים הם גלי דחיסה המקיימים אינטראקציה מכנית עם המוצר העובר סוניקציה. מחזורים של דחיסה והקלשה יכולים להשפיע על מבנה התאים. במשרעות לחץ גבוהות, אולטרסאונד רב־עוצמה גורם לקוויטציה, כלומר לגדילה ולקריסה פנימה של בועות גז, המלווה בשיאי לחץ וטמפרטורה ומביאה להומוגניזציה ולייצוב של מערכות מפוזרות. Hielscher Ultrasonics וחוקרים מהמחלקה לביוטכנולוגיה של מזון ולהנדסת תהליכי מזון באוניברסיטה הטכנית של ברלין חקרו את ההשפעות החיוביות של אולטרסאונד על שיפור האיכות, היציבות והטעם של שייקים; משקאות מעורבלים ומצוננים המיוצרים ממיצי פירות וירקות וממחיות.

אף שאין זכות חוקית המגבילה את רכיבי השייקים למוצרי פירות וירקות טהורים, היצרנים מתכוונים לשווק אותם כמוצרים בריאים ובעלי ערך. לפיכך, הכוונה היא לייצר אותם ללא תוספת של מייצבים, משפרי טעם או חומרי צבע. עם זאת, המיצים והמחיות מכילים לעיתים קרובות תכולה גבוהה של ציפה. לכן הם נוטים להיפרדות פאזות, המעניקה למוצר מראה פחות מושך. מסיבה זו, רוב השייקים הזמינים כיום מכילים בננה כרכיב עיקרי, המפחית את היפרדות הפאזות בשל העלייה בצמיגות.

 
ניתן להשתמש באולטרסאונד כדי לפרק את חלקיקי הציפה ולהשפיע על התפלגות גודל החלקיקים. גודל חלקיקים קטן יותר מביא למהירות שקיעה נמוכה יותר, המובילה להפחתת השקיעה ולשיפור היציבות באחסון. יתרה מכך, פירוק זה של חלקיקים עשוי להביא לשחרור מוגבר של רכיבי טעם, פיגמנטים ורכיבי תאים כגון סוכר או תרכובות ארומה נדיפות אל תוך המיץ. התוצאה היא שיפור בעוצמת הצבע, במתיקות ובהתרשמות מהארומה. בנוסף, הקטנת גודל החלקיקים משפיעה על התחושה בפה ומובילה לרושם כללי חלק יותר.
כדי להבטיח חיי מדף מסוימים לשייקים, יש לפסטר את התערובות. עם זאת, טיפולי חום משפיעים תמיד על איכות המוצר, על צבעו ועל הרושם של טריותו. לפיכך, הפחתת טמפרטורות העיבוד היא אחד ממוקדי העיסוק העיקריים בתעשיית המזון. לאולטרסאונד יש השפעה סינרגטית על השבתת מיקרואורגניזמים ואנזימים כאשר הוא מיושם בשילוב עם טמפרטורה, שילוב המכונה תרמוסוניקציה, או עם לחץ מוגבר, שילוב המכונה מנוסוניקציה. כמו כן, ידועות תוצאות חיוביות לשילוב של כל שלושת הפרמטרים, המכונה מנותרמוסוניקציה. ההנחה היא שתאים שטופלו באולטרסאונד נעשים רגישים יותר לגורמי עקה אחרים, כגון לחץ וחום. בנוסף, גלים אולטרסוניים יכולים לפרק שכבות גבול ולחולל ערבוב, וכך לשפר את מעבר החום. לכן, מוקד נוסף של פרויקט המחקר הוא הפחתת טמפרטורות הפסטור באמצעות פיתוח תהליך שימור בסיוע אולטרסאונד. המטרות הן לשפר את איכות המוצר ולהפחית את עלויות האנרגיה, תוך שמירה על בטיחות המוצר וחיי המדף שלו או שיפור הבטיחות והארכת חיי המדף.
ההשפעות המקיפות של אולטרסאונד, שעשויות לאפשר שיפור בו־זמני של מאפייני השקיעה, הטעם, המראה, התחושה בפה והיציבות המיקרוביולוגית והאנזימטית של שייקים כמוצרים בעלי ערך גבוה, עשויות להוות יתרון חשוב לתעשיית המזון ולשיווק משקאות פירות וירקות טריים בעתיד. יתרה מכך, ניתן יהיה להפחית את שיעור הבננה או רכיבים אחרים בעלי צמיגות גבוהה כאשר יציבות המוצר משתפרת באמצעות טיפולים אולטרסוניים, וכך לאפשר יצירת סוגים חדשים של שייקים.
 
אשת קשר באוניברסיטה הטכנית של ברלין:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
טלפון:+49 (0)30-3147 1847
 

משמאל: מיץ תפוזים שלא טופל; מימין: מיץ תפוזים שעבר סוניקציה
הומוגניזציה אולטרסונית באמצעות כוחות גזירה גבוהים מפיקה מיץ יציב ללא שקיעה