Բարձր հզորության ուլտրաձայն՝ հյութերի և սմուզիների բարելավման համար
Բեռլինի տեխնիկական համալսարանի հետազոտողները պարզել են, որ ուլտրաձայնային մշակումը մրգային և բանջարեղենային հյութերի, ինչպես նաև սմուզիների բարելավման շատ արդյունավետ մեթոդ է։ Որպես սննդամթերքի մշակման ոչ ջերմային տեխնոլոգիա՝ ուլտրաձայնն ապահովում է մեղմ, բայց արդյունավետ մշակում, որն ուժեղացնում է համերը, կայունացնում հյութերն ու խյուսերը և ապահովում դրանց պահպանությունը։ Հյութերի ուլտրաձայնային մշակման արդյունքները ներառում են համերի բարելավումը, կայունացումը և պահպանությունը։
Սննդամթերքի արտադրության գործընթացներում ուլտրաձայնի կիրառումը սննդամթերք արտադրողների շրջանում աճող հետաքրքրություն առաջացնող ոլորտ է։ Ի տարբերություն ցածր ինտենսիվության ուլտրաձայնի (ինտենսիվություններ < 1 W/cm²), որը կարող է օգտագործվել չքայքայող փորձարկումների և պատկերավորման համար, բարձր հզորության ուլտրաձայնը (ինտենսիվություններ > 5 W/cm²) առաջացնում է նյութի փոփոխություններ և կարող է օգտագործվել սննդարդյունաբերության բազմազան գործընթացների բարելավման համար։ Ուլտրաձայնային ալիքները սեղմման ալիքներ են, որոնք մեխանիկորեն փոխազդում են ուլտրաձայնային մշակման ենթարկվող մթերքի հետ։ Ցիկլային սեղմումներն ու նոսրացումները կարող են ազդել բջջային կառուցվածքի վրա։ Ճնշման բարձր ամպլիտուդների դեպքում բարձր հզորության ուլտրաձայնն առաջացնում է կավիտացիա՝ գազային պղպջակների աճ և ներպայթյուն, որն ուղեկցվում է ճնշման ու ջերմաստիճանի գագաթնակետերով և հոմոգենացնում ու կայունացնում է դիսպերս համակարգերը։ Hielscher Ultrasonics-ը և Բեռլինի տեխնիկական համալսարանի Սննդի կենսատեխնոլոգիայի և սննդի տեխնոլոգիական գործընթացների ճարտարագիտության բաժնի հետազոտողներն ուսումնասիրել են ուլտրաձայնի դրական ազդեցությունները սմուզիների՝ մրգային ու բանջարեղենային հյութերից և խյուսերից պատրաստված խառնված ու սառեցված ըմպելիքների որակի, կայունության և համի բարելավման վրա։
Թեև գոյություն չունի սմուզիների բաղադրիչները միայն մրգային և բանջարեղենային մաքուր մթերքներով սահմանափակող իրավական իրավունք, արտադրողները մտադիր են դրանք շուկայում ներկայացնել որպես առողջարար և արժեքավոր մթերք։ Հետևաբար, նախատեսվում է դրանք արտադրել առանց կայունացուցիչների, համի ուժեղացուցիչների կամ գունանյութերի ավելացման։ Սակայն հյութերն ու խյուսերը հաճախ պարունակում են մեծ քանակությամբ պտղամիս։ Այդ պատճառով դրանք հակված են փուլային բաժանման, ինչի հետևանքով մթերքն ունենում է պակաս գրավիչ տեսք։ Այդ իսկ պատճառով ներկայումս առկա սմուզիների մեծ մասը որպես հիմնական բաղադրիչ պարունակում է բանան, որը մածուցիկության բարձրացման շնորհիվ նվազեցնում է փուլային բաժանումը։
Ապակե հոսքային բջջով, բարձր սահքային լարումներով ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր՝ հյութերի, սմուզիների, խյուսերի և սոուսների մշակման համար
Ուլտրաձայնը կարող է կիրառվել պտղամսի մասնիկները քայքայելու և մասնիկների չափային բաշխման վրա ազդելու համար։ Մասնիկների փոքր չափը հանգեցնում է նստեցման ավելի ցածր արագության, ինչի շնորհիվ նվազում է նստվածքագոյացումը և բարելավվում է պահպանման ընթացքում կայունությունը։ Բացի այդ, մասնիկների այս քայքայումը կարող է հանգեցնել հյութի մեջ համային բաղադրիչների, գունանյութերի և բջջային բաղադրիչների, օրինակ՝ շաքարի կամ ցնդող բուրավետ միացությունների ավելի մեծ արտազատման։ Արդյունքում բարելավվում են գույնի ինտենսիվությունը, քաղցրությունը և բույրի ընկալումը։ Բացի այդ, մասնիկների փոքրացած չափն ազդում է բերանում զգացողության վրա՝ առաջացնելով ընդհանուր առմամբ ավելի հարթ հյուսվածքի տպավորություն։
Սմուզիների պահպանման որոշակի ժամկետ ապահովելու համար խառնուրդները պետք է պաստերացվեն։ Սակայն ջերմային մշակումները միշտ ազդում են մթերքի որակի, գույնի և թարմության տպավորության վրա։ Հետևաբար, մշակման ջերմաստիճանների նվազեցումը սննդարդյունաբերության հիմնական ուղղություններից մեկն է։ Ուլտրաձայնը սիներգիկ ազդեցություն ունի միկրոօրգանիզմների և ֆերմենտների ապաակտիվացման վրա, երբ այն կիրառվում է ջերմային ազդեցության հետ համակցված՝ կոչվելով թերմոսոնիկացիա, կամ բարձր ճնշման հետ համակցված՝ կոչվելով մանոսոնիկացիա։ Դրական արդյունքներ են հայտնի նաև բոլոր երեք պարամետրերի համակցման դեպքում, որը կոչվում է մանոթերմոսոնիկացիա։ Ենթադրվում է, որ ուլտրաձայնով մշակված բջիջներն ավելի զգայուն են դառնում այլ սթրեսային գործոնների, օրինակ՝ ճնշման և ջերմության նկատմամբ։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային ալիքները կարող են խախտել սահմանային շերտերը և առաջացնել խառնում՝ բարելավելով ջերմափոխանցումը։ Ուստի հետազոտական նախագծի մեկ այլ ուղղություն է պաստերացման ջերմաստիճանների նվազեցումը՝ ուլտրաձայնի օժանդակությամբ պահպանման գործընթացի մշակման միջոցով։ Նախատեսվում է բարելավել մթերքի որակը և նվազեցնել էներգետիկ ծախսերը՝ միաժամանակ պահպանելով կամ բարձրացնելով մթերքի անվտանգությունը և պահպանելով կամ երկարացնելով պահպանման ժամկետը։
Ուլտրաձայնի համապարփակ ազդեցությունները, որոնք կարող են թույլ տալ միաժամանակ բարելավել սմուզիների՝ որպես բարձրարժեք մթերքի նստվածքագոյացման բնութագրերը, համը, արտաքին տեսքը, բերանում զգացողությունը, ինչպես նաև մանրէաբանական ու ֆերմենտային կայունությունը, ապագայում կարող են կարևոր առավելություն լինել սննդարդյունաբերության և թարմ մրգային ու բանջարեղենային ըմպելիքների շուկայահանման համար։ Բացի այդ, երբ ուլտրաձայնային մշակման միջոցով բարելավվում է մթերքի կայունությունը, կարող է նվազեցվել բանանի կամ բարձր մածուցիկություն ունեցող այլ բաղադրիչների տոկոսային բաժինը, ինչը հնարավորություն կտա ստեղծել սմուզիների նոր տեսակներ։
Կոնտակտային անձ Բեռլինի տեխնիկական համալսարանում՝
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Հեռախոս՝+49 (0)30-3147 1847
Ձախում՝ չմշակված նարնջի հյութ, աջում՝ ուլտրաձայնով մշակված նարնջի հյութ
Բարձր սահքային լարումներով ուլտրաձայնային հոմոգենացումն ապահովում է կայուն հյութ՝ առանց նստվածքագոյացման
Գրականություն / Հղումներ
- 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.