Nagy teljesítményű ultrahang a gyümölcs- és zöldséglevek, valamint a smoothie-k minőségének javítására

A Berlini Műszaki Egyetem kutatói megállapították, hogy az ultrahangos kezelés rendkívül hatékony feldolgozási módszer a gyümölcs- és zöldséglevek, valamint a smoothie-k minőségének javítására. Nem termikus élelmiszer-feldolgozási technológiaként az ultrahang kíméletes, mégis hatékony kezelést biztosít, amely fokozza az ízeket, valamint stabilizálja és tartósítja a leveket és püréket. A levek ultrahangos kezelésének eredményei közé tartozik az ízek javulása, a stabilizálás és a tartósítás.

Az ultrahang alkalmazása az élelmiszer-előállítási folyamatokban egyre nagyobb érdeklődést vált ki az élelmiszergyártók körében. A roncsolásmentes vizsgálatra és képalkotásra használható kis intenzitású ultrahanggal (intenzitás < 1 W/cm²) ellentétben a nagy teljesítményű ultrahang (intenzitás > 5 W/cm²) változásokat idéz elő az anyagban, és az élelmiszeripar különféle folyamatainak javítására használható. Az ultrahanghullámok olyan kompressziós hullámok, amelyek mechanikai kölcsönhatásba lépnek az ultrahangos kezelésnek alávetett termékkel. A ciklikus összenyomódások és ritkulások befolyásolhatják a sejtszerkezetet. Nagy nyomásamplitúdók esetén a nagy teljesítményű ultrahang kavitációt idéz elő, vagyis gázbuborékok növekedését és implózióját, amelyet nyomás- és hőmérsékletcsúcsok kísérnek, és amely homogenizálja és stabilizálja a diszperz rendszereket. A Hielscher Ultrasonics és a Berlini Műszaki Egyetem Élelmiszer-biotechnológiai és Élelmiszeripari Folyamatmérnöki Tanszékének kutatói az ultrahang kedvező hatásait vizsgálták a smoothie-k minőségének, stabilitásának és ízének javítása érdekében; ezek gyümölcs- és zöldséglevekből, valamint pürékből készített, összeturmixolt és lehűtött italok.

Bár nincs olyan jogszabályi rendelkezés, amely a smoothie-k összetevőit kizárólag tiszta gyümölcs- és zöldségtermékekre korlátozná, a gyártók egészséges és értékes termékekként kívánják forgalomba hozni őket. Ennek megfelelően stabilizátorok, ízfokozók és színezékek hozzáadása nélkül kívánják előállítani ezeket. A levek és pürék azonban gyakran nagy mennyiségű gyümölcs- vagy zöldséghúst tartalmaznak. Emiatt hajlamosak a fázisszétválásra, ami kevésbé vonzó megjelenést kölcsönöz a terméknek. Ezért a jelenleg kapható smoothie-k többsége fő összetevőként banánt tartalmaz, amely a viszkozitás növelésével csökkenti a fázisszétválást.

 
Az ultrahang alkalmazható a gyümölcs- és zöldséghús részecskéinek roncsolására és a részecskeméret-eloszlás befolyásolására. A kisebb részecskeméret kisebb ülepedési sebességet eredményez, ami csökkenti az üledékképződést és javítja a tárolási stabilitást. Emellett a részecskék ilyen felaprítása fokozhatja az ízkomponensek, színpigmentek és sejtalkotók, például a cukor vagy az illékony aromavegyületek felszabadulását a lébe. Ennek eredményeként javul a színintenzitás, az édesség és az aromaérzet. Ezenkívül a csökkent részecskeméret befolyásolja a szájérzetet, és összességében selymesebb érzetet eredményez.
A smoothie-k meghatározott eltarthatóságának biztosításához a keverékeket pasztőrözni kell. A hőkezelések azonban mindig hatással vannak a termék minőségére, színére és a frissesség érzetére. Ezért a feldolgozási hőmérsékletek csökkentése az élelmiszeripar egyik fő törekvése. Az ultrahang szinergikus hatást fejt ki a mikroorganizmusok és enzimek inaktiválására, ha hőkezeléssel kombinálva alkalmazzák – ezt termoszonikációnak nevezik –, vagy megnövelt nyomással kombinálva – ezt manoszonikációnak nevezik. Kedvező eredmények ismertek mindhárom paraméter kombinációjára is, amelyet manotermoszonikációnak neveznek. Feltételezik, hogy az ultrahanggal kezelt sejtek érzékenyebbé válnak más stressztényezőkre, például a nyomásra és a hőre. Ezenkívül az ultrahanghullámok megbontják a határrétegeket és keveredést idézhetnek elő, ami javítja a hőátadást. Ezért a kutatási projekt másik fő célja a pasztőrözési hőmérsékletek csökkentése egy ultrahanggal támogatott tartósítási eljárás kifejlesztésével. A cél a termékminőség javítása és az energiaköltségek csökkentése, a termékbiztonság fenntartása vagy növelése, valamint az eltarthatóság fenntartása vagy meghosszabbítása mellett.
Az ultrahang sokrétű hatásai, amelyek lehetővé tehetnék a nagy értékű terméknek számító smoothie-k ülepedési jellemzőinek, ízének, megjelenésének, szájérzetének, valamint mikrobiológiai és enzimatikus stabilitásának egyidejű javítását, a jövőben jelentős előnyt jelenthetnének az élelmiszeripar és a friss gyümölcs- és zöldségitalok forgalmazása számára. Ezenkívül csökkenthető lenne a banán vagy más, nagy viszkozitású összetevők aránya, ha a termék stabilitását ultrahangos kezelésekkel javítják, ami új smoothie-változatok létrehozását is lehetővé tenné.
 
Kapcsolattartó a Berlini Műszaki Egyetemen:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telefon:+49 (0)30-3147 1847
 

Balra: kezeletlen narancslé; jobbra: ultrahanggal kezelt narancslé
A nagy nyíróhatású ultrahangos homogenizálás üledékképződés nélküli, stabil levet eredményez