जूस और स्मूदी में सुधार के लिए पावर अल्ट्रासाउंड

बर्लिन तकनीकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया कि अल्ट्रासोनिकेशन फल और सब्जियों के जूस तथा स्मूदी में सुधार के लिए एक अत्यंत प्रभावी प्रसंस्करण विधि है। एक गैर-तापीय खाद्य प्रसंस्करण तकनीक होने के कारण, अल्ट्रासाउंड हल्का लेकिन प्रभावी उपचार प्रदान करता है, जो स्वाद को अधिक तीव्र बनाता है और जूस तथा प्यूरी को स्थिर और संरक्षित करता है। जूस के अल्ट्रासोनिक उपचार के परिणामों में बेहतर स्वाद, स्थिरीकरण और परिरक्षण शामिल हैं।

खाद्य उत्पादन प्रक्रियाओं में अल्ट्रासाउंड का उपयोग खाद्य निर्माताओं के लिए बढ़ती रुचि का क्षेत्र है। कम तीव्रता वाले अल्ट्रासाउंड (तीव्रता < 1 W/cm²), जिसका उपयोग अविनाशी परीक्षण और इमेजिंग के लिए किया जा सकता है, के विपरीत, पावर अल्ट्रासाउंड (तीव्रता > 5 W/cm²) पदार्थ में परिवर्तन करता है और इसका उपयोग खाद्य उद्योग की विविध प्रक्रियाओं में सुधार के लिए किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक तरंगें संपीड़न तरंगें होती हैं, जो सोनिकेशन के दौरान उत्पाद के साथ यांत्रिक रूप से अंतःक्रिया करती हैं। चक्रीय संपीड़न और विरलन कोशिका संरचना को प्रभावित कर सकते हैं। उच्च दाब आयामों पर पावर अल्ट्रासाउंड कैविटेशन उत्पन्न करता है, जिसमें गैस के बुलबुले बढ़ते हैं और अंतःस्फोट द्वारा ढहते हैं। इसके साथ दाब और तापमान के चरम मान उत्पन्न होते हैं तथा परिक्षिप्त प्रणालियों का समांगीकरण और स्थिरीकरण होता है। Hielscher Ultrasonics और बर्लिन तकनीकी विश्वविद्यालय के खाद्य जैव प्रौद्योगिकी एवं खाद्य प्रक्रिया अभियांत्रिकी विभाग के शोधकर्ताओं ने स्मूदी की गुणवत्ता, स्थिरता और स्वाद में सुधार के लिए अल्ट्रासाउंड के सकारात्मक प्रभावों की जाँच की; स्मूदी फल और सब्जियों के जूस तथा प्यूरी को मिलाकर बनाए गए ठंडे पेय हैं।

हालाँकि स्मूदी की सामग्री को केवल शुद्ध फल और सब्जी उत्पादों तक सीमित करने वाला कोई कानूनी अधिकार नहीं है, फिर भी उत्पादक इन्हें स्वास्थ्यकर और मूल्यवान उत्पादों के रूप में बाज़ार में प्रस्तुत करना चाहते हैं। इसलिए इन्हें स्थिरकारी पदार्थ, स्वादवर्धक या रंगकारक मिलाए बिना बनाने का उद्देश्य रखा जाता है। हालाँकि, जूस और प्यूरी में अक्सर गूदे की मात्रा अधिक होती है। इसलिए उनमें प्रावस्था पृथक्करण की प्रवृत्ति होती है, जिससे उत्पाद का रूप कम आकर्षक हो जाता है। इसी कारण वर्तमान में उपलब्ध अधिकांश स्मूदी में मुख्य सामग्री के रूप में केला होता है, जो श्यानता बढ़ाकर प्रावस्था पृथक्करण को कम करता है।

 
गूदे के कणों को विघटित करने और कण आकार वितरण को प्रभावित करने के लिए अल्ट्रासाउंड का उपयोग किया जा सकता है। कणों का आकार छोटा होने पर उनके नीचे बैठने का वेग कम होता है, जिससे अवसादन घटता है और भंडारण स्थिरता बेहतर होती है। इसके अलावा, कणों के इस विघटन से स्वाद घटकों, रंग वर्णकों और शर्करा या वाष्पशील सुगंध यौगिकों जैसे कोशिका घटकों का जूस में अधिक विमोचन हो सकता है। इसके परिणामस्वरूप रंग की तीव्रता, मिठास और सुगंध की अनुभूति में सुधार होता है। इसके अतिरिक्त, कणों का छोटा आकार मुँह में होने वाली अनुभूति को प्रभावित करता है, जिससे कुल मिलाकर अधिक मुलायम अनुभूति होती है।
स्मूदी की एक निश्चित शेल्फ लाइफ़ सुनिश्चित करने के लिए मिश्रणों का पाश्चुरीकरण करना आवश्यक है। हालाँकि, तापीय उपचार हमेशा उत्पाद की गुणवत्ता, रंग और ताज़गी की अनुभूति को प्रभावित करते हैं। इसलिए प्रसंस्करण तापमान को कम करना खाद्य उद्योग के मुख्य लक्ष्यों में से एक है। जब अल्ट्रासाउंड का उपयोग तापमान के साथ किया जाता है, जिसे थर्मोसोनिकेशन कहा जाता है, या बढ़े हुए दाब के साथ किया जाता है, जिसे मैनोसोनिकेशन कहा जाता है, तो सूक्ष्मजीवों और एंज़ाइमों को निष्क्रिय करने पर इसका सहक्रियात्मक प्रभाव पड़ता है। तीनों प्राचलों के संयोजन, जिसे मैनोथर्मोसोनिकेशन कहा जाता है, के सकारात्मक परिणाम भी ज्ञात हैं। यह माना जाता है कि अल्ट्रासाउंड से उपचारित कोशिकाएँ दाब और ऊष्मा जैसे अन्य तनाव कारकों के प्रति अधिक संवेदनशील हो जाती हैं। इसके अतिरिक्त, अल्ट्रासोनिक तरंगें सीमा परतों को विघटित कर सकती हैं और मिश्रण को प्रेरित कर सकती हैं, जिससे ऊष्मा अंतरण बेहतर होता है। इसलिए शोध परियोजना का एक अन्य लक्ष्य अल्ट्रासाउंड-सहायित परिरक्षण प्रक्रिया विकसित करके पाश्चुरीकरण तापमान को कम करना है। उत्पाद की सुरक्षा और शेल्फ लाइफ़ को बनाए रखते हुए या बढ़ाते हुए उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार और ऊर्जा लागत में कमी लाने की परिकल्पना की गई है।
अल्ट्रासाउंड के व्यापक प्रभाव, जो उच्च-मूल्य वाले उत्पादों के रूप में स्मूदी के अवसादन संबंधी गुणों, स्वाद, रूप, मुँह में होने वाली अनुभूति तथा सूक्ष्मजीवी और एंज़ाइमी स्थिरता में एक साथ सुधार संभव बना सकते हैं, भविष्य में खाद्य उद्योग और ताज़े फल तथा सब्जियों के पेयों के विपणन के लिए एक महत्वपूर्ण लाभ साबित हो सकते हैं। इसके अलावा, अल्ट्रासोनिक उपचारों से उत्पाद की स्थिरता बेहतर होने पर केले या अन्य उच्च-श्यानता वाली सामग्रियों का प्रतिशत कम किया जा सकता है और स्मूदी की नई किस्में बनाना संभव हो सकता है।
 
TU Berlin में संपर्क:
K. Schoessler
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बाएँ: अनुपचारित संतरे का जूस; दाएँ: सोनिकेशन से उपचारित संतरे का जूस
अल्ट्रासोनिक उच्च-अपरूपण समांगीकरण से अवसादन रहित स्थिर जूस तैयार होता है