Lieljaudas ultraskaņa sulu un smūtiju uzlabošanai

Berlīnes Tehniskās universitātes pētnieki konstatēja, ka apstrāde ar ultraskaņu ir ļoti efektīva metode augļu un dārzeņu sulu, kā arī smūtiju uzlabošanai. Kā netermiska pārtikas apstrādes tehnoloģija ultraskaņa nodrošina saudzīgu, bet efektīvu apstrādi, kas pastiprina garšu un stabilizē un konservē sulas un biezeņus. Sulu apstrādes ar ultraskaņu rezultāti ietver uzlabotu garšu, stabilizāciju un konservēšanu.

Ultraskaņas izmantošana pārtikas ražošanas procesos ir joma, kas arvien vairāk interesē pārtikas ražotājus. Atšķirībā no zemas intensitātes ultraskaņas (intensitāte < 1 W/cm²), ko var izmantot nesagraujošai pārbaudei un attēlveidošanai, lieljaudas ultraskaņa (intensitāte > 5 W/cm²) izraisa materiāla izmaiņas, un to var izmantot dažādu procesu uzlabošanai pārtikas rūpniecībā. Ultraskaņas viļņi ir saspiešanas viļņi, kas mehāniski mijiedarbojas ar ultraskaņas apstrādei pakļauto produktu. Cikliska saspiešana un retināšanās var ietekmēt šūnu struktūru. Pie augstām spiediena amplitūdām lieljaudas ultraskaņa izraisa kavitāciju – gāzes burbuļu augšanu un imploziju, ko pavada spiediena un temperatūras maksimumi un kas homogenizē un stabilizē dispersās sistēmas. Hielscher Ultrasonics un Berlīnes Tehniskās universitātes Pārtikas biotehnoloģijas un pārtikas procesu inženierijas katedras pētnieki pētīja ultraskaņas pozitīvo ietekmi uz smūtiju kvalitātes, stabilitātes un garšas uzlabošanu; smūtiji ir sajaukti un atdzesēti dzērieni, kas pagatavoti no augļu un dārzeņu sulām un biezeņiem.

Lai gan nav tiesību normas, kas smūtiju sastāvu ierobežotu tikai ar tīriem augļu un dārzeņu produktiem, ražotāji vēlas tos laist tirgū kā veselīgus un vērtīgus produktus. Tāpēc tos paredzēts ražot bez stabilizatoru, garšas pastiprinātāju vai krāsvielu pievienošanas. Tomēr sulās un biezeņos bieži ir liels mīkstuma saturs. Tādēļ tiem ir tendence sadalīties fāzēs, padarot produkta izskatu mazāk pievilcīgu. Šā iemesla dēļ lielākā daļa pašlaik pieejamo smūtiju kā galveno sastāvdaļu satur banānus, kas, palielinot viskozitāti, samazina fāžu atdalīšanos.

 
Ultraskaņu var izmantot mīkstuma daļiņu sagraušanai un daļiņu izmēru sadalījuma ietekmēšanai. Mazāks daļiņu izmērs samazina nosēšanās ātrumu, tādējādi samazinot sedimentāciju un uzlabojot stabilitāti uzglabāšanas laikā. Turklāt šāda daļiņu sašķelšana var palielināt garšas komponentu, krāsu pigmentu un šūnu sastāvdaļu, piemēram, cukura vai gaistošu aromātisko savienojumu, izdalīšanos sulā. Rezultātā uzlabojas krāsas intensitāte, saldums un aromāta uztvere. Turklāt samazināts daļiņu izmērs ietekmē sajūtu mutē, radot vienmērīgāku kopējo iespaidu.
Lai nodrošinātu noteiktu smūtiju derīguma termiņu, maisījumi ir jāpasterizē. Tomēr termiskā apstrāde vienmēr ietekmē produkta kvalitāti, krāsu un svaiguma iespaidu. Tāpēc apstrādes temperatūras pazemināšana ir viens no galvenajiem pārtikas rūpniecības uzdevumiem. Ultraskaņai ir sinerģiska ietekme uz mikroorganismu un enzīmu inaktivāciju, ja to izmanto kombinācijā ar temperatūras iedarbību, ko sauc par termosonikāciju, vai paaugstinātu spiedienu, ko sauc par manosonikāciju. Pozitīvi rezultāti ir zināmi arī visu trīs parametru kombinācijai, ko apzīmē ar terminu manotermosonikācija. Tiek pieņemts, ka ar ultraskaņu apstrādātas šūnas kļūst uzņēmīgākas pret citu stresa faktoru, piemēram, spiediena un karstuma, iedarbību. Turklāt ultraskaņas viļņi var izjaukt robežslāņus un izraisīt sajaukšanos, tādējādi uzlabojot siltuma pārnesi. Tāpēc vēl viens pētniecības projekta uzdevums ir pazemināt pasterizācijas temperatūru, izstrādājot konservēšanas procesu ar ultraskaņas palīdzību. Ir paredzēts uzlabot produkta kvalitāti un samazināt enerģijas izmaksas, vienlaikus saglabājot vai paaugstinot produkta drošumu un saglabājot vai pagarinot tā derīguma termiņu.
Ultraskaņas daudzpusīgā iedarbība, kas varētu ļaut vienlaikus uzlabot smūtiju kā augstvērtīgu produktu sedimentācijas īpašības, garšu, izskatu, sajūtu mutē, kā arī mikrobioloģisko un enzimātisko stabilitāti, nākotnē varētu sniegt būtisku priekšrocību pārtikas rūpniecībai un svaigu augļu un dārzeņu dzērienu tirdzniecībai. Turklāt, uzlabojot produkta stabilitāti ar ultraskaņas apstrādi, varētu samazināt banānu vai citu augstas viskozitātes sastāvdaļu procentuālo īpatsvaru un radīt jaunus smūtiju veidus.
 
Kontaktpersona Berlīnes Tehniskajā universitātē:
K. Schoessler
katharina.schoessler(at)tu-berlin.de
Tālrunis:+49 (0)30-3147 1847
 

Pa kreisi: neapstrādāta apelsīnu sula; pa labi: ar ultraskaņu apstrādāta apelsīnu sula
Augstas bīdes ultraskaņas homogenizācija nodrošina stabilu sulu bez sedimentācijas