Snažni ultrazvuk za poboljšanje sokova & smoothieji
Istraživanja s Tehničkog sveučilišta u Berlinu otkrila su da je ultrazvučna obrada vrlo učinkovita metoda obrade za poboljšanje sokova od voća i povrća, kao i smoothieja. Budući da se radi o netermalnoj tehnici obrade hrane, ultrazvuk pruža blag, ali učinkovit tretman koji pojačava okuse, stabilizira i konzervira sokove i piree. Rezultati ultrazvučnih tretmana sokovima uključuju poboljšane okuse, stabilizaciju i očuvanje.
Primjena ultrazvuka u procesima proizvodnje hrane područje je sve većeg interesa za proizvođače hrane. Za razliku od ultrazvuka niskog intenziteta (intenziteti < 1 W/cm²), koji se može koristiti za ispitivanje bez razaranja i snimanje, snažan ultrazvuk (intenziteti > 5 W/cm²) uzrokuje promjenu materijala i može se koristiti za poboljšanje raznovrsnih procesa u prehrambenoj industriji. Ultrazvučni valovi su kompresijski valovi koji mehanički stupaju u interakciju s proizvodom pod sonikacijom. Cikličke kompresije i razrjeđivanja mogu utjecati na strukturu stanice. Pri velikim amplitudama tlaka snažni ultrazvuk uzrokuje kavitaciju, rast i imploziju mjehurića plina, što je popraćeno vršnim tlakom i temperaturom te homogenizira i stabilizira disperzne sustave. Hielscher Ultrasonics i istraživači s Odsjeka za prehrambenu biotehnologiju i inženjerstvo prehrambenih procesa s Tehničkog sveučilišta u Berlinu istraživali su pozitivne učinke ultrazvuka na poboljšanje kvalitete, stabilnosti i okusa smoothieja; miješana i ohlađena pića od sokova i pirea od voća i povrća.
Iako ne postoji zakonsko pravo ograničavanja sastojaka smoothieja na proizvode od čistog voća i povrća, proizvođači ih namjeravaju plasirati na tržište kao zdrave i vrijedne proizvode. Posljedično, namjerava se proizvoditi bez dodavanja stabilizatora, pojačivača okusa ili bojila. Međutim, sokovi i pirei često imaju visok sadržaj pulpe. Stoga su skloni odvajanju faza što rezultira manje privlačnim izgledom proizvoda. Iz tog razloga većina trenutačno dostupnih smoothieja sadrži bananu kao glavni sastojak, čime se smanjuje razdvajanje faza zbog povećanja viskoznosti.
Ultrazvuk se može primijeniti kako bi se razbile čestice pulpe i utjecalo na raspodjelu veličine čestica. Manja veličina čestica rezultira manjom brzinom taloženja što dovodi do smanjenja sedimentacije i poboljšane stabilnosti pri skladištenju. Nadalje, ova dezintegracija čestica može dovesti do povećanog otpuštanja komponenti okusa, pigmenata boje i staničnih sastojaka kao što su šećer ili hlapljivi spojevi arome u sok. Rezultat je poboljšanje intenziteta boje, slatkoće i dojma arome. Osim toga, smanjena veličina čestica utječe na osjećaj u ustima, što dovodi do glatkijeg ukupnog dojma.
Kako bi se osigurao određeni rok trajanja smoothieja, smjese moraju biti pasterizirane. No toplinske obrade uvijek utječu na kvalitetu proizvoda, boju i dojam svježine. Slijedom toga, smanjenje temperature obrade jedan je od glavnih fokusa u prehrambenoj industriji. Ultrazvuk ima sinergistički učinak na inaktivaciju mikroorganizama i enzima kada se primjenjuje u kombinaciji s temperaturom, koja se naziva termosonifikacija, ili povišenim tlakom, koja se naziva manosonifikacija. Nadalje, poznati su pozitivni rezultati za kombinaciju sva tri parametra pod pojmom manothermosonication. Pretpostavlja se da stanice tretirane ultrazvukom postaju osjetljivije na druge faktore stresa kao što su pritisak i toplina. Uz to, ultrazvučni valovi mogu poremetiti granične slojeve i potaknuti miješanje što rezultira poboljšanim prijenosom topline. Stoga je drugi fokus istraživačkog projekta smanjenje temperatura pasterizacije razvojem procesa konzerviranja potpomognutog ultrazvukom. Predviđeno je poboljšanje kvalitete proizvoda i smanjenje troškova energije uz zadržavanje ili produljenje sigurnosti i roka trajanja proizvoda.
Sveobuhvatni učinci ultrazvuka, koji bi mogli omogućiti istovremeno poboljšanje karakteristika sedimentacije, okusa, izgleda, okusa u ustima te mikrobiološke i enzimatske stabilnosti smoothieja kao proizvoda visoke vrijednosti, mogli bi predstavljati važnu prednost za prehrambenu industriju i marketing svježeg voća. i pića od povrća u budućnosti. Nadalje, postotak banane ili drugih sastojaka visoke viskoznosti mogao bi se smanjiti, kada se stabilnost proizvoda poboljša ultrazvučnim tretmanima i omogući stvaranje novih varijanti smoothieja.
Kontakt na TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847

Lijevo: netretirani sok od naranče; Desno: sonikirani sok od naranče
Ultrazvučna homogenizacija visokog smicanja proizvodi stabilan sok bez taloženja
Literatura / Reference
- Kamal Guerrouj, Marta Sánchez-Rubio, Amaury Taboada-Rodríguez, Rita María Cava-Roda, Fulgencio Marín-Iniesta (2016): Sonication at mild temperatures enhances bioactive compounds and microbiological quality of orange juice. Food and Bioproducts Processing, Volume 99, 2016. 20-28.
- Fathima Waheeda Mohideen, Kevin Mis Solval, Juan Li, Jie Zhang, Alexander Chouljenko, Arranee Chotiko, Alfredo D. Prudente, J. David Bankston, Subramaniam Sathivel (2015): Effect of continuous ultra-sonication on microbial counts and physico-chemical properties of blueberry (Vaccinium corymbosum) juice. LWT – Food Science and Technology, Volume 60, Issue 1, 2015. 563-570.
- Etzbach, L.; Stolle, R.; Anheuser, K.; Herdegen, V.; Schieber, A.; Weber, F. (2020): Impact of Different Pasteurization Techniques and Subsequent Ultrasonication on the In Vitro Bioaccessibility of Carotenoids in Valencia Orange (Citrus sinensis (L.) Osbeck) Juice. Antioxidants 2020, 9, 534.
- Astráin-Redín, Leire; Ciudad-Hidalgo, Salomé; Raso, Javier; Condon, Santiago; Cebrián, Guillermo; Álvarez, Ignacio (2019): Application of High-Power Ultrasound in the Food Industry. InTechOpen 2019.
- Xinyu Zhai; Xu Wang;Xiaoyi Wang; Haoran Zhang;Y ucheng Ji; Difeng Ren; Jun Lu; (2021): An efficient method using ultrasound to accelerate aging in crabapple (Malus asiatica) vinegar produced from fresh fruit and its influencing mechanism investigation. Ultrasonics Sonochemistry, 2021.