Ultrasuoni di potenza per migliorare succhi e smoothie

I ricercatori dell’Università tecnica di Berlino hanno scoperto che la sonicazione è un metodo di trattamento molto efficace per migliorare i succhi di frutta e verdura e gli smoothie. Essendo una tecnica di trattamento alimentare non termica, gli ultrasuoni offrono un trattamento delicato ma efficace che intensifica i sapori e stabilizza e conserva succhi e puree. I risultati dei trattamenti dei succhi con ultrasuoni comprendono il miglioramento dei sapori, la stabilizzazione e la conservazione.

L’applicazione degli ultrasuoni nei processi di produzione alimentare è un settore di crescente interesse per i produttori alimentari. A differenza degli ultrasuoni a bassa intensità (intensità < 1 W/cm²), che possono essere utilizzati per controlli non distruttivi e acquisizione di immagini, gli ultrasuoni di potenza (intensità > 5 W/cm²) provocano alterazioni del materiale e possono essere utilizzati per migliorare diversi processi nell’industria alimentare. Le onde ultrasoniche sono onde di compressione che interagiscono meccanicamente con il prodotto sottoposto a sonicazione. Compressioni e rarefazioni cicliche possono influenzare la struttura cellulare. Ad ampiezze di pressione elevate, gli ultrasuoni di potenza causano cavitazione, ossia la crescita e l’implosione di bolle di gas, accompagnate da picchi di pressione e temperatura, e omogeneizzano e stabilizzano i sistemi dispersi. Hielscher Ultrasonics e i ricercatori del Dipartimento di biotecnologia alimentare e ingegneria dei processi alimentari dell’Università tecnica di Berlino hanno studiato gli effetti positivi degli ultrasuoni sul miglioramento della qualità, della stabilità e del gusto degli smoothie, bevande miscelate e refrigerate a base di succhi e puree di frutta e verdura.

Sebbene non esista una disposizione di legge che limiti gli ingredienti degli smoothie ai soli prodotti a base di frutta e verdura, i produttori intendono commercializzarli come prodotti sani e di valore. Di conseguenza, si mira a produrli senza l’aggiunta di stabilizzanti, esaltatori di sapidità o coloranti. Tuttavia, i succhi e le puree hanno spesso un elevato contenuto di polpa. Tendono quindi alla separazione delle fasi, che rende l’aspetto del prodotto meno gradevole. Per questo motivo, la maggior parte degli smoothie attualmente disponibili contiene la banana come ingrediente principale, che riduce la separazione delle fasi grazie all’aumento della viscosità.

 
Gli ultrasuoni possono essere applicati per disgregare le particelle di polpa e modificare la distribuzione delle dimensioni delle particelle. Una dimensione inferiore delle particelle determina una minore velocità di sedimentazione, con conseguente riduzione della sedimentazione e miglioramento della stabilità durante la conservazione. Inoltre, questa disgregazione delle particelle può aumentare il rilascio nel succo di componenti responsabili del sapore, pigmenti e costituenti cellulari come zuccheri o composti aromatici volatili. Il risultato è un miglioramento dell’intensità del colore, della dolcezza e della percezione aromatica. Inoltre, la riduzione delle dimensioni delle particelle influenza la sensazione in bocca, conferendo una sensazione complessiva più vellutata.
Per garantire una determinata durata di conservazione degli smoothie, le miscele devono essere pastorizzate. Tuttavia, i trattamenti termici hanno sempre un impatto sulla qualità del prodotto, sul colore e sulla percezione di freschezza. Di conseguenza, la riduzione delle temperature di trattamento è uno dei principali obiettivi dell’industria alimentare. Gli ultrasuoni hanno un effetto sinergico sull’inattivazione dei microrganismi e degli enzimi quando vengono applicati in combinazione con la temperatura, un trattamento denominato termosonicazione, oppure con una pressione elevata, denominato manosonicazione. Sono inoltre noti risultati positivi ottenuti combinando tutti e tre i parametri, un trattamento denominato manotermosonicazione. Si presume che le cellule trattate con ultrasuoni diventino più sensibili ad altri fattori di stress, come la pressione e il calore. Inoltre, le onde ultrasoniche possono disgregare gli strati limite e indurre la miscelazione, migliorando il trasferimento di calore. Pertanto, un altro obiettivo del progetto di ricerca è la riduzione delle temperature di pastorizzazione mediante lo sviluppo di un processo di conservazione assistito da ultrasuoni. Si mira a migliorare la qualità del prodotto e a ridurre i costi energetici, mantenendo o aumentando la sicurezza del prodotto e la sua durata di conservazione.
Gli effetti complessivi degli ultrasuoni, che potrebbero consentire di migliorare contemporaneamente le caratteristiche di sedimentazione, il gusto, l’aspetto, la sensazione in bocca e la stabilità microbiologica ed enzimatica degli smoothie come prodotti di alto valore, potrebbero rappresentare in futuro un vantaggio importante per l’industria alimentare e la commercializzazione di bevande fresche a base di frutta e verdura. Inoltre, quando la stabilità del prodotto viene migliorata mediante trattamenti con ultrasuoni, si potrebbe ridurre la percentuale di banana o di altri ingredienti ad alta viscosità, consentendo la creazione di nuove varietà di smoothie.
 
Contatto presso la TU Berlin:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
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A sinistra: succo d’arancia non trattato; a destra: succo d’arancia sottoposto a sonicazione
L’omogeneizzazione a ultrasuoni ad alto taglio produce un succo stabile senza sedimentazione