Ultrazvuk velike snage za poboljšanje sokova i smoothieja

Istraživači s Tehničkog sveučilišta u Berlinu utvrdili su da je ultrazvučna obrada vrlo učinkovita metoda obrade za poboljšanje voćnih i povrtnih sokova te smoothieja. Kao netoplinska tehnika obrade hrane, ultrazvuk omogućuje blag, ali učinkovit tretman koji pojačava okuse te stabilizira i konzervira sokove i kaše. Rezultati ultrazvučne obrade sokova uključuju poboljšanje okusa, stabilizaciju i konzerviranje.

Primjena ultrazvuka u procesima proizvodnje hrane područje je za koje proizvođači hrane pokazuju sve veće zanimanje. Za razliku od ultrazvuka niskog intenziteta (intenziteti < 1 W/cm²), koji se može upotrebljavati za nerazorno ispitivanje i snimanje, ultrazvuk velike snage (intenziteti > 5 W/cm²) uzrokuje promjene u materijalu i može se upotrebljavati za poboljšanje različitih procesa u prehrambenoj industriji. Ultrazvučni valovi kompresijski su valovi koji mehanički djeluju na proizvod tijekom sonikacije. Ciklička zgušnjavanja i razrjeđivanja mogu utjecati na staničnu strukturu. Pri visokim amplitudama tlaka ultrazvuk velike snage uzrokuje kavitaciju, rast i imploziju plinskih mjehurića, koju prate vršne vrijednosti tlaka i temperature te koja homogenizira i stabilizira disperzne sustave. Hielscher Ultrasonics i istraživači s Odjela za prehrambenu biotehnologiju i procesno inženjerstvo u prehrambenoj industriji Tehničkog sveučilišta u Berlinu istraživali su pozitivne učinke ultrazvuka na poboljšanje kvalitete, stabilnosti i okusa smoothieja; izmiješanih i ohlađenih napitaka od voćnih i povrtnih sokova i kaša.

Iako ne postoji zakonsko pravo koje sastojke smoothieja ograničava na čiste proizvode od voća i povrća, proizvođači ih namjeravaju staviti na tržište kao zdrave i vrijedne proizvode. Stoga ih se namjerava proizvoditi bez dodavanja stabilizatora, pojačivača okusa ili bojila. Međutim, sokovi i kaše često imaju visok udio pulpe. Zbog toga su skloni razdvajanju faza, što dovodi do manje privlačnog izgleda proizvoda. Iz tog razloga većina trenutačno dostupnih smoothieja sadrži bananu kao glavni sastojak, čime se zbog povećanja viskoznosti smanjuje razdvajanje faza.

 
Ultrazvuk se može primijeniti za razaranje čestica pulpe i utjecanje na raspodjelu veličine čestica. Manja veličina čestica rezultira manjom brzinom taloženja, što dovodi do smanjenja sedimentacije i poboljšane stabilnosti tijekom skladištenja. Nadalje, to usitnjavanje čestica može dovesti do povećanog oslobađanja sastojaka okusa, pigmenata boje i staničnih sastojaka poput šećera ili hlapljivih aromatskih spojeva u sok. Rezultat je poboljšanje intenziteta boje, slatkoće i doživljaja arome. Osim toga, smanjena veličina čestica utječe na osjećaj u ustima, što dovodi do glađeg ukupnog dojma.
Kako bi se osigurao određeni rok trajanja smoothieja, mješavine se moraju pasterizirati. Međutim, toplinska obrada uvijek utječe na kvalitetu proizvoda, boju i dojam svježine. Stoga je smanjenje temperatura obrade jedan od glavnih ciljeva u prehrambenoj industriji. Ultrazvuk ima sinergijski učinak na inaktivaciju mikroorganizama i enzima kada se primjenjuje u kombinaciji s temperaturom, što se naziva termosonikacijom, ili povišenim tlakom, što se naziva manosonikacijom. Pozitivni rezultati poznati su i za kombinaciju svih triju parametara pod nazivom manotermosonikacija. Pretpostavlja se da stanice obrađene ultrazvukom postaju osjetljivije na druge čimbenike stresa, poput tlaka i topline. Osim toga, ultrazvučni valovi mogu razrušiti granične slojeve i potaknuti miješanje, što rezultira poboljšanim prijenosom topline. Stoga je još jedan cilj istraživačkog projekta smanjenje temperatura pasterizacije razvojem postupka konzerviranja potpomognutog ultrazvukom. Predviđa se poboljšanje kvalitete proizvoda i smanjenje troškova energije uz održavanje ili povećanje sigurnosti proizvoda i produljenje njegova roka trajanja.
Sveobuhvatni učinci ultrazvuka, koji bi mogli omogućiti istodobno poboljšanje svojstava sedimentacije, okusa, izgleda, osjećaja u ustima te mikrobiološke i enzimske stabilnosti smoothieja kao visokovrijednih proizvoda, mogli bi u budućnosti predstavljati važnu prednost za prehrambenu industriju i stavljanje svježih napitaka od voća i povrća na tržište. Nadalje, udio banane ili drugih sastojaka visoke viskoznosti mogao bi se smanjiti kada se stabilnost proizvoda poboljša ultrazvučnom obradom, čime bi se omogućilo stvaranje novih vrsta smoothieja.
 
Kontakt na Tehničkom sveučilištu u Berlinu:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Lijevo: neobrađeni sok od naranče; desno: sonikirani sok od naranče
Ultrazvučnom homogenizacijom s visokim smicanjem dobiva se stabilan sok bez sedimentacije