超音波による果物と野菜のゲル化の改善

ゲル化によってソース、ジュース、ジャムなどの食品を増粘することは、液状食品の製造で一般的に用いられる工程です。果物や野菜からペクチンと細胞内の天然糖を超音波で抽出する方法は、精製糖を添加せずに食品のゲル化を促進するうえで非常に効率的です。これにより、超音波処理は、製造コストを削減して経済効率を高めるだけでなく（糖や増粘添加剤が不要になるため）、より健康的でカロリーを抑えた食品の製造にも役立ちます。

食品のゲル化と増粘

ペクチンを豊富に含む果物からゲルを調製することは、ソース、ピューレ、ケチャップ、ジュース、スムージー、マーマレード、ジャムなど、さまざまな食品の製造に広く定着している工程です。こうした食品の増粘とゲル化では、望ましいゲル化の程度を得るために、多量の糖を添加する必要がしばしばあります。精製糖が必要となる主な理由は、果物や野菜のペクチンと天然糖が植物細胞の細胞マトリックス内に閉じ込められ、その大部分が利用されないまま残っていることです。

解決策：ペクチンと天然糖の超音波抽出

超音波処理は、果物や野菜などの植物から生理活性分子を抽出するための、十分に確立され、広く利用されている技術です。そのため、ジュース、スムージー、飲料、ソース、ピューレ、ケチャップ、フルーツスプレッド、ジャム、マーマレードの製造などの食品加工で重用されています。これらの工程では、超音波が植物原料の細胞マトリックスから香味成分、ペクチン、糖（例えばフルクトース）を放出するのを助けます。つまり、超音波はゲル化を促進するだけでなく、香料、糖、その他の添加剤を加えずに、食品の風味と甘味を高めます。自然な食品や加工度の低い食品への需要が高まる中、超音波による食品加工は、健康的で風味豊かな食品を作るための理想的な技術です。食品のペクチンに対する超音波処理は、特に低メトキシルペクチンに対して、非常に効率的で信頼性が高く、省エネルギーで環境に優しい調製方法であることが示されています。
ペクチンはゲル形成特性を持つため、低糖の健康的な食品で好まれる成分です。果物や野菜を原料とする液体に超音波を照射すると、ペクチンの機能によって望ましいゲル化特性が得られ、食品の良好なレオロジー特性にも寄与するため、精製糖の添加を避けるか、大幅に減らすことができます。
超音波による食品加工には、ペクチンメチルエステラーゼなどの酵素の不活性化、均質化（より滑らかな食感）、低温殺菌（微生物学的安定性の向上）といった追加の利点もあります。

植物の細胞マトリックスからペクチン、香味成分、糖を超音波で抽出する方法は、柑橘類、オレンジ、レモン、マンゴー、パッションフルーツ、リンゴ、ナシ、モモ、トマトをはじめ、多くの果物や野菜に適用され、成功を収めています。

ペクチンの分子構造の破壊を防ぐ方法

超音波処理は、ペクチンを含む果物や野菜の製品におけるゲル形成を大きく促進できます。ただし、過剰な超音波処理、すなわち強度が高すぎる、または処理時間が長すぎる超音波処理は、ペクチンの分子構造を破壊し、ゲル化の品質を低下させる可能性があります。Hielscher Ultrasonicsは、正確な運転設定とペクチン抽出工程の制御・監視を可能にする最先端の超音波処理装置を提供しています。簡単にアクセスできる設定、処理パラメーターを事前設定して保存する機能、あらゆるインターネットブラウザーからの遠隔操作によって、製品を最適な条件で超音波処理できます。さらに、すべての超音波処理の運転データは内蔵SDカードに自動的に記録されるため、品質保証と適正製造規範（GMP）への適合に向けて、個々の処理を監視し、検証することができます。
Hielscherの産業用超音波処理装置は、非常に高い振幅を出力できます。最大200µmの振幅で、24/7の連続運転を容易に行えます。さらに高い振幅には、カスタマイズされた超音波ソノトロードをご利用いただけます。
以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。