Ultrasonik Berdaya Tinggi untuk Peningkatan Mutu Jus dan Smoothie

Para peneliti dari Universitas Teknik Berlin menemukan bahwa ultrasonikasi merupakan metode pemrosesan yang sangat efektif untuk meningkatkan mutu jus buah dan sayuran serta smoothie. Sebagai teknik pemrosesan pangan nontermal, ultrasonik memberikan perlakuan ringan tetapi efektif yang memperkuat cita rasa, serta menstabilkan dan mengawetkan jus dan puree. Hasil perlakuan ultrasonik pada jus meliputi peningkatan cita rasa, stabilisasi, dan pengawetan.

Penerapan ultrasonik dalam proses produksi pangan merupakan bidang yang semakin diminati oleh produsen pangan. Berbeda dengan ultrasonik berintensitas rendah (intensitas < 1 W/cm²), yang dapat digunakan untuk pengujian nondestruktif dan pencitraan, ultrasonik berdaya tinggi (intensitas > 5 W/cm²) menyebabkan perubahan material dan dapat digunakan untuk meningkatkan berbagai proses dalam industri pangan. Gelombang ultrasonik merupakan gelombang kompresi yang berinteraksi secara mekanis dengan produk yang menjalani sonikasi. Kompresi dan perenggangan yang berlangsung secara siklis dapat memengaruhi struktur sel. Pada amplitudo tekanan yang tinggi, ultrasonik berdaya tinggi menyebabkan kavitasi, yaitu pertumbuhan dan keruntuhan gelembung gas ke dalam, yang disertai puncak tekanan dan suhu serta menghomogenkan dan menstabilkan sistem dispersi. Hielscher Ultrasonics dan para peneliti dari Departemen Bioteknologi Pangan dan Rekayasa Proses Pangan di Universitas Teknik Berlin meneliti efek positif ultrasonik untuk meningkatkan mutu, stabilitas, dan rasa smoothie; minuman campuran yang didinginkan dan dibuat dari jus serta puree buah dan sayuran.

Meskipun tidak ada ketentuan hukum yang membatasi bahan smoothie hanya pada produk buah dan sayuran murni, produsen bermaksud memasarkannya sebagai produk yang sehat dan bernilai. Oleh karena itu, smoothie diupayakan untuk diproduksi tanpa penambahan bahan penstabil, penguat rasa, atau pewarna. Namun, jus dan puree sering kali memiliki kandungan ampas yang tinggi. Akibatnya, produk tersebut cenderung mengalami pemisahan fase sehingga tampilannya menjadi kurang menarik. Karena alasan ini, sebagian besar smoothie yang tersedia saat ini mengandung pisang sebagai bahan utama, yang mengurangi pemisahan fase melalui peningkatan viskositas.

 
Ultrasonik dapat diterapkan untuk memecah partikel ampas dan memengaruhi distribusi ukuran partikel. Ukuran partikel yang lebih kecil menghasilkan kecepatan pengendapan yang lebih rendah sehingga mengurangi sedimentasi dan meningkatkan stabilitas penyimpanan. Selain itu, disintegrasi partikel ini dapat meningkatkan pelepasan komponen cita rasa, pigmen warna, dan komponen sel seperti gula atau senyawa aroma volatil ke dalam jus. Hasilnya adalah peningkatan intensitas warna, kemanisan, dan kesan aroma. Selain itu, ukuran partikel yang lebih kecil memengaruhi sensasi di mulut sehingga menghasilkan kesan keseluruhan yang lebih halus.
Untuk menjamin masa simpan tertentu bagi smoothie, campuran harus dipasteurisasi. Namun, perlakuan panas selalu berdampak pada mutu produk, warna, dan kesan kesegaran. Oleh karena itu, penurunan suhu pemrosesan merupakan salah satu fokus utama dalam industri pangan. Ultrasonik memiliki efek sinergis terhadap inaktivasi mikroorganisme dan enzim ketika diterapkan bersama perlakuan suhu, yang disebut termosonikasi, atau tekanan yang ditingkatkan, yang disebut manosonikasi. Hasil positif juga diketahui dari kombinasi ketiga parameter tersebut, yang dikenal dengan istilah manotermosonikasi. Sel yang diberi perlakuan ultrasonik diasumsikan menjadi lebih rentan terhadap faktor stres lain seperti tekanan dan panas. Selain itu, gelombang ultrasonik dapat merusak lapisan batas dan menginduksi pencampuran sehingga meningkatkan perpindahan panas. Oleh karena itu, fokus lain dari proyek penelitian ini adalah penurunan suhu pasteurisasi melalui pengembangan proses pengawetan berbantuan ultrasonik. Sasaran yang diharapkan adalah peningkatan mutu produk dan pengurangan biaya energi sekaligus mempertahankan atau meningkatkan keamanan produk dan mempertahankan atau memperpanjang masa simpannya.
Efek menyeluruh ultrasonik, yang dapat memungkinkan peningkatan secara bersamaan pada karakteristik sedimentasi, rasa, tampilan, sensasi di mulut, serta stabilitas mikrobiologis dan enzimatis smoothie sebagai produk bernilai tinggi, dapat memberikan keuntungan penting bagi industri pangan dan pemasaran minuman buah dan sayuran segar pada masa mendatang. Selain itu, persentase pisang atau bahan lain dengan viskositas tinggi dapat dikurangi ketika stabilitas produk ditingkatkan melalui perlakuan ultrasonik, sehingga memungkinkan terciptanya varian smoothie baru.
 
Kontak di TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Telepon:+49 (0)30-3147 1847
 

Kiri: jus jeruk tanpa perlakuan; Kanan: jus jeruk yang disonikasi
Homogenisasi ultrasonik dengan gaya geser tinggi menghasilkan jus yang stabil tanpa sedimentasi